מרכזי הנתונים העצומים של ה-AI, המבוססים על תשתיות נחושת מסורתיות, כבר לא עומדים בעומס.
הם מתחממים, צורכים כמויות אדירות של אנרגיה ומוגבלים במהירותם.
ובדיוק בוואקום כאן, כאן נכנסת הפוטוניקה.
אז מה זה פוטוניקה?
פוטוניקה היא המדע והטכנולוגיה העוסקים בשימוש בפוטונים, חלקיקי אור כדי ליצור, להעביר, לעבד ולזהות מידע, בדומה לאופן שבו אלקטרוניקה משתמשת באלקטרונים.
פוטון (פוטוניקה)= יחידת האור הבסיסית ביותר.
אלקטרון (אלקטרוניקה)= נושא המטען שזרימתו בתוך מוליך היא מה שאנחנו קוראים לו "חשמל".
בעוד שהאלקטרוניקה המסורתית מבוססת על זרם חשמלי העובר דרך מוליכים ויוצר התנגדות וחום, הפוטוניקה מנצלת את המהירות העצומה של האור ואת העובדה שגלי אור יכולים לעבור זה דרך זה ללא הפרעה.
טכנולוגיה זו מאפשרת רוחבי פס אדירים וצריכת אנרגיה נמוכה במיוחד, והיא מהווה את הבסיס לסיבים האופטיים של האינטרנט, למכשירי לייזר רפואיים, לחיישנים מתקדמים ולדור הבא של שבבי המחשוב, שם היא משולבת ישירות על גבי הסיליקון כדי לעקוף את המגבלות הפיזיקליות של החשמל.
איך עובד השימוש באור אתם שואלים?
טכנולוגיית הפוטוניקה מתבססת על שליטה בפוטונים (חלקיקי אור) לאורך ארבעה שלבים קריטיים המאפשרים את פעולתה.
הכל מתחיל ביצירה של האור באמצעות רכיבים כמו לייזרים או נורות LED, המשמשים כמקור האנרגיה והמידע.
לאחר מכן מתבצעת העברה של המידע, לרוב דרך סיבים אופטיים, המאפשרים שינוע נתונים במהירות מקסימלית ותוך אובדן אנרגיה מזערי.
כדי להפוך את האור לנשא של מידע מורכב, מתבצע שלב של אפנון (תהליך שבו משנים תכונה פיזיקלית של גל אור כמו עוצמה, מופע או קוטביות כדי להרכיב עליו מידע ולהעבירו דרך תווך אופטי), ושליטה בו משנים את תדרי האור, ולבסוף מתרחש הגילוי, שבו גלאים ייעודיים קולטים את הפוטונים וממירים אותם בחזרה לאותות חשמליים שניתנים לעיבוד במחשב.
איך מודדים את עוצמת האור ואיפה הוא עומד לעומת החשמל
חשמל נמדד ביחידות של אמפר, המייצגות את זרם האלקטרונים, בעוד שאור נמדד ביחידות של לומן, המבטאות את עוצמת האור הנראה.
ההשוואה ביניהם עוברת דרך יחידת ההספק המשותפת לשניהם, הוואט.
בעוד שבחשמל, האמפר מייצג את כמות האלקטרונים הזורמים בלחץ מסוים ויוצרים עבודה, באור הלומן האמפר מייצג את התוצאה הנראית של אותה אנרגיה.
בטכנולוגיית LED מודרנית, לדוגמה, זרם נמוך מאוד של כ-0.045 אמפר יכול להפיק כ-900 לומן (שווה ערך לנורה חזקה), אך היתרון המכריע של האור אינו רק בבהירותו, אלא בנצילותו.
בעוד שהגדלת האמפר בחוטי נחושת מייצרת חום הרסני בשל התנגדות החומר, הגדלת עוצמת האור מאפשרת להעביר פי אלפי יותר מידע באותה יחידת אנרגיה ובאפס חום.
לכן, בעולם השבבים, החוזק של הפוטוניקה מתבטא ביכולת להחליף זרמים חשמליים כבדים ולוהטים בקרני אור דקיקות, קרירות ומהירות הרבה יותר.
המעבר הצפוי של הדאטה סנטרים
המעבר לשימוש בפוטוניקה במרכזי נתונים של בינה מלאכותית (AI) הפך מהחלטה אופציונלית להכרח קיומי, בעיקר בשל העובדה ששינוע המידע בצבירי ה-AI המודרניים צורך כיום עד מחצית מאנרגיית המערכת.
בעוד שכבלי הנחושת המסורתיים סובלים מהתנגדות חשמלית, איבוד אות וייצור חום רב המגבילים את המהירות והצפיפות, האור מאפשר העברת נתונים במהירויות של 800G ואף 1.6T ללא התנגדות ועם צריכת חשמל מינימלית, עוצמה בלתי נתפסת.
בגדול, יותר מידע מועבר, בפחות צריכת אנרגיה- היעילות משתפרת משמעותית.
אז נכון, גם לי בהתחלה המספרים האלה לא אמרו הרבה, אבל לשם ההמחשה, סרטי נטפליקס באיכות 4K גבוהה, צורכים בערך 0.025G לשנייה.
במהירות של 1.6T, אתם יכולים להוריד בערך 6,400 סרטי 4K בו זמנית וכל זה בתוך שנייה אחת בלבד, או לדוגמא האינטרנט הביתי, החיבור הממוצע בישראל הוא בערך 1G (אלף מגה).
שבב פוטוני בודד של 1.6T חזק פי 1,600 מהסיב האופטי המהיר ביותר שיש לכם בבית.
טכנולוגיות חדשניות, כמו ה-Optical Interposer, מאפשרות כעת לייצר רכיבים אופטיים אלו בתהליכים תעשייתיים המוניים על גבי שבבי סיליקון, ובכך הן פותרות את צווארי הבקבוק של חום ואנרגיה ומאפשרות לתשתיות ה-AI להמשיך ולגדול בצורה יעילה וכלכלית.
במודלים של בינה מלאכותית, יש מיליארדי פרמטרים שצריכים לעבור בין אלפי מעבדים בכל רגע נתון.
אם נשתמש בכבלי נחושת רגילים (שמוגבלים למהירויות נמוכות בהרבה), המעבדים פשוט יחכו למידע שיגיע, והמערכת תעמוד מלכת.
תעשיית הרכבים האוטונומיים
בתחום הרכב האוטונומי, הפוטוניקה היא טכנולוגיית מפתח המאפשרת למכוניות לראות ולהבין את סביבתן בדיוק חסר תקדים.
מערכות ה-LiDAR (סורקי לייזר) המבוססות על פוטוניקה הפכו לרכיב חובה, שכן הן מספקות מיפוי תלת ממדי ברזולוציה גבוהה של הסביבה, גם בתנאי תאורה ומזג אוויר מאתגרים.
המגמה הנוכחית עוברת לשימוש בחיישנים פוטוניים משולבים (PICs), המאפשרים למזער את המערכות הללו לכדי שבב בודד המשלב היתוך חיישנים (Sensor Fusion), מכ"ם אופטי ותקשורת בין-רכבית (V2X). ככל שהביקוש לרכבים אוטונומיים עולה, כך גוברת החשיבות של הפוטוניקה כפתרון המספק בטיחות, מהירות תגובה ויכולת עיבוד נתונים בזמן אמת בתוך הרכב ומחוצה לו.
עולם הרפואה
בתחום הבריאות ומדעי החיים, הפוטוניקה מחוללת מהפכה של ממש בזכות היכולת להשתמש באור לאבחון מדויק וטיפול זעיר-פולשני.
חיישנים ביולוגיים מבוססי פוטוניקה מאפשרים כיום זיהוי מוקדם של מחלות ברמה המולקולרית על ידי תפיסת אותות אופטיים זעירים, מה שמוביל לאבחון מהיר ומציל חיים עוד לפני הופעת תסמינים קליניים.
בתחום הניתוחים וההדמיה, טכנולוגיות אלו מאפשרות אנדוסקופיה ברזולוציה גבוהה וניתוחי לייזר מדויקים המקטינים את הפגיעה ברקמות בריאות.
בנוסף, חזית המחשוב האופטי והפוטוניקה הנוירומורפית (מחשוב המחקה את פעולת המוח) מאפשרת לנתח כמויות עתק של נתונים רפואיים בזמן אמת ובצריכת אנרגיה נמוכה במיוחד, מה שסולל את הדרך למכשירים לבישים חכמים המנטרים מדדים רפואיים באופן רציף ומדויק מאי פעם.
אנו רואים כבר שימוש יומיומי בעולם הרפואה בטכנולוגיה של הפוטוניקה, לדוגמא, הדמיה ברזולוציה מיקרוסקופית, משתמש באור אינפרה-אדום ליצירת תמונות 3D של רקמות.
3 צפייה בגלריה
הפוטוניקה מחוללת מהפכה של ממש בתחום הבריאות ומדעי החיים
(קרדיט: Matheson Optometrists & Hearing Care)
כמו כן, ניתוחי לייזר, פוטוניקה נוירומורפית, ומכשירים לבישים עם חיישנים אופטיים גם נמצאים בלב בשימוש בעולם הרפואה.
הקשר לתעשיית החלל
מהפכת החלל החדשה, ששיאה ניכר כרגע בהנפקה העתידית והדמניות של SpaceX בשווי 2 טריליון דולר, נשענת במידה רבה על הפיכת החלל לתשתית נתונים גלובלית, כאשר הפוטוניקה היא המנוע השקט שמאפשר זאת.
בעוד שבעבר לוויינים הסתמכו על גלי רדיו מוגבלים, רשתות כמו Starlink כבר משלבות תקשורת לייזר בין לוויינים, המאפשרת העברת טרה-בייטים של מידע ביום במהירות האור וללא הפרעות בתוך הוואקום של החלל.
הטכנולוגיה הפוטונית, שכוללת גם את פרויקט ה-DSOC של נאס"א להעברת וידאו באיכות HD ממרחקים של מיליוני קילומטרים, מאפשרת למזער את מערכות התקשורת ולשפר את קצבי העברת הנתונים לפי 10 עד 100 בהשוואה לרדיו.
שילוב של שבבים פוטוניים העמידים לקרינה בתוך הלוויינים עצמם מפחית דרמטית את המשקל וצריכת האנרגיה, מה שהופך את הפוטוניקה לטכנולוגיית מפתח בשוק החלל הצומח, המשלבת בין היתכנות כלכלית ליכולות מדעיות פורצות דרך.
המעבר ל-6G
בעולם התקשורת של הדור הבא (6G), הפוטוניקה הופכת מרכיב מרכזי המאפשר פריצת דרך מעבר למגבלות ה-5G, בזכות מעבר לשימוש בטכנולוגיות אופטיות קוהרנטיות ובתדרי טרה-הרץ (THz).
השילוב של פוטוניקה מאפשר הגעה למהירויות העברה דמיוניות של טרה ביטים בשנייה תוך שמירה על שחיקת אנרגיה נמוכה במיוחד, ומהווה בסיס לקישוריות גלובלית רציפה הכוללת גם תקשורת לוויינית.
בנוסף, השימוש באור ב-6G פותח פתח לשילוב תקשורת קוונטית להצפנה חסינה לחלוטין, מה שמבטיח רשתות שהן לא רק מהירות יותר ובזמן תגובה אפסי, אלא גם מאובטחות ברמה חסרת תקדים.
יעילות אנרגטית ששומרת על כדור הארץ
השימוש בפוטוניקה מהווה פתרון קריטי למשבר האנרגיה של עולם ה-AI, שכן במרכזי נתונים מסורתיים עד מחצית מצריכת החשמל מושקעת בשינוע מידע דרך כבלי נחושת, אשר מייצרים כאמור חום רב.
בניגוד לנחושת, האור נע בסיבים אופטיים ללא התנגדות וכמעט ללא פליטת חום, מה שמאפשר להפחית את צריכת האנרגיה של הרשת בשיעור של 50% עד 84% ואת פליטות הפחמן בסדרי גודל משמעותיים.
בחוות שרתים ענקיות, טכנולוגיות כמו אופטיקה ארוזה (CPO) יכולות לחסוך כ-50 מגה-וואט,כמות חשמל המספיקה לעשרות אלפי בתים ובכך להפוך את ה-AI לטכנולוגיה ירוקה יותר המאפשרת צמיחה בביצועים לצד חיסכון אדיר בתקציבי קירור ותשתית.
האתגרים
למרות ההבטחה הגדולה, המעבר למסחור נרחב של שבבים פוטוניים ניצב בפני שלושה אתגרים טכנולוגיים מרכזיים לפי מומחי synopsys, אנשי טכנולוגיה המובילים בעולם בפיתוח כלי תוכנה לאוטומציה של תכנון אלקטרוני.
הראשון הוא סוגיית הקנה מידה (Scaling), בניגוד לאלקטרונים, פוטונים זקוקים לעיקולים רחבים ולא לפינות חדות כדי לנוע, מה שגורם למעגלים האופטיים לתפוס שטח גדול יותר על השבב.
השני הוא רגישות קיצונית לייצור, הדורשת דיוק ברמת הננומטר כדי למנוע דליפת אור, מה שהופך את תהליך הייצור למורכב ויקר יותר.
האתגר השלישי הוא האינטגרציה, או הצורך לחבר ביעילות בין עולם האור לעולם החשמל בתוך מארזים מתקדמים (2.5D או 3D), כדי להבטיח שהמעבר בין האות האופטי לחשמלי יתבצע ללא איבוד מידע או בזבוז אנרגיה.
השחקניות הראשיות
(Lumentum (LITE:
החברה ביססה את מעמדה כספקית תשתית קריטית למהפכת ה-AI, מה שהוביל לזינוק מטאורי של 872% במחיר המניה שלה בשנה האחרונה.
המהלך האסטרטגי המרכזי שדחף את החברה הוא השקעה של 2 מיליארד דולר מצד ענקית השבבים NVIDIA, הכוללת רכישת מניות בכורה והתחייבות רכש רב שנתית במיליארדים עבור רכיבי לייזר ואופטיקה מתקדמים למרכזי נתונים.
כדי לתמוך בביקוש האדיר, רכשה החברה במרץ 2026 מתקן ייצור ענק בצפון קרוליינה, שצפוי להניב הכנסות של כ-5 מיליארד דולר בשנה עד 2028 מייצור לייזרים עוצמתיים.
במקביל, רכישת Cloud Light Technology תמורת 750 מיליון דולר אפשרה ל-Lumentum להתרחב מייצור רכיבים בודדים בלבד למכירת מודלים אופטיים מלאים (כמו 800G/1.6T) ישירות ללקוחות ה-Hyperscalers.
בשילוב עם רכישות העבר של NeoPhotonics ו-Oclaro, החברה שולטת כיום בטכנולוגיות הליבה המזינות את הקישוריות האופטית של מעבדי ה-AI ואת מערכות החישה המתקדמות ביותר בשוק.
(Applied Optoelectronics (AAOI:
החברה מסתמנת כחוליה קריטית בשרשרת האספקה של מרכזי הנתונים ל-AI, עם זינוק מרשים של 424% במחיר המניה בשנה האחרונה.
הצלחת החברה נובעת מהתמחותה בייצור משדרים אופטיים מתקדמים, הממירים חשמל לאור ובחזרה, וגם הם מהווים את הבסיס למעבר למהירויות של 800G ו-1.6T.
בניגוד למתחרותיה, AAOI מתמקדת בצמיחה אורגנית דרך הזמנות ענק מלקוחות Hyperscale, הכוללות עסקה של מעל 200 מיליון דולר לטרנסיברים 1.6T (מרץ 2026) וצבר הזמנות מצטבר של כ-124 מיליון דולר ל-800G.
מומנטום זה צפוי להזניק את הכנסות החברה ב-2026 ליעד של מיליארד דולר, יותר מכפול מהכנסותיה ב-2025.
כדי לתמוך בביקוש, הקימה החברה בפברואר 2026 מתקן ייצור חדש בטקסס המדגיש ייצור מקומי, מהלך שמעניק לה יתרון אסטרטגי מול ענקיות הטכנולוגיה וממשלות.
עם תמיכה פיננסית מצד אמזון והנפקות הון להרחבת ה-R&D, החברה ניצבת בחזית הקישוריות האופטית המהירה בעולם.
(Coherent (COHR:
ענקית הלייזרים והחומרים המתקדמים, רשמה זינוק של 277% בשנה האחרונה תוך שהיא מבצעת שינוי אסטרטגי חד לכיוון תחום ה-AI.
בדומה ל-Lumentum, גם Coherent חתמה במרץ 2026 על הסכם אסטרטגי רב שנתי עם NVIDIA, הכולל השקעה של 2 מיליארד דולר והתחייבות רכש במיליארדים של מוצרי אופטיקה ורשתות מתקדמות (כמו CPO) המיוצרים בארה"ב.
כדי להתמקד בליבת ה-AI וה-Datacom, החברה השלימה מהלכי ארגון מחדש של תחומי הפעילות שכללו את מכירת חטיבת הביטחון והתעופה ב-400 מיליון דולר ומכירת חטיבת עיבוד החומרים בתחילת 2026, מהלכים שנועדו להקטין את החוב ולשפר את הרווחיות.
עם כניסתה למדד ה-S&P 500 במרץ 2026 ושיתופי פעולה טכנולוגיים להורדת צריכת האנרגיה בחוות שרתים, מקבעת את מעמדה כשחקנית ציר המספקת את החומרים והרכיבים הקריטיים לתשתית ה-AI העולמית.
(POET Technologies (POET:
נחשבת לאחת השחקניות המבטיחות והפורצות דרך ביותר בתחום, הודות לפיתוח פלטפורמת ה-Optical Interposer המאפשרת אריזה יעילה וזולה של רכיבים פוטוניים ואלקטרוניים יחד.
החברה נמצאת בעיצומו של מעבר אסטרטגי מפיתוח לייצור מסחרי, כפי שמעידה הזמנת הייצור הראשונה בשווי מעל 5 מיליון דולר למנועי ה-Infinity שלה באוקטובר 2025.
כדי לתמוך בביקוש העצום לקישוריות AI, גייסה החברה סכום מרשים של כ-375 מיליון דולר בסבבי הון בשנים 2025-2026, מה שמותיר אותה עם עתודות מזומנים משמעותיות להרחבת ה-R&D והייצור במלזיה. בניגוד לענקיות שנסמכות על השקעות ישירות מ-NVIDIA, POET בונה אקוסיסטם מקביל דרך שותפויות אסטרטגיות עם חברות כמו LITEON ו-Lessengers לפיתוח מודולים למהירויות של 1.6T ו-3.2T.
עם שליטה מלאה בחברה הבת SPX ופורטפוליו שותפויות רחב, היא מציבה אלטרנטיבה טכנולוגית לייצור המוני בעלות נמוכה בשוק ה-AI Interconnects הלוהט.
(Marvell (MRVL:
ענקית פלטפורמות עיבוד הנתונים, מבצרת את מעמדה כשחקנית ציר בתשתית ה-AI הגלובלית, כאשר עליית המניה שלה בשיעור של 28% , משקפת את יציבותה כחברה בעלת פורטפוליו רחב שבו הפוטוניקה היא מנוע צמיחה מרכזי.
במרץ 2026 רשמה החברה הישג משמעותי עם השקעה של 2 מיליארד דולר מצד NVIDIA, הכוללת שיתוף פעולה אסטרטגי לשילוב מאיצי AI מותאמים עם פלטפורמת הקישוריות של NVIDIA.
Marvellביצעה מהלך טרנספורמטיבי עם רכישת Celestial AI בפברואר 2026 תמורת 3.25 מיליארד דולר, עסקה שהעניקה לה שליטה בטכנולוגיית ה-Photonic Fabric, שהיא פלטפורמת קישוריות אופטית המאפשרת חיבור בין שבבים וארונות שרתים ברוחב פס עצום ובצריכת אנרגיה מינימלית.
לצד רכישת XConn Technologies לחיזוק יכולות המיתוג, החברה השלימה את המיקוד האסטרטגי בליבת ה-AI על ידי מכירת חטיבת ה-Automotive Ethernet ל-Infineon תמורת 2.5 מיליארד דולר, ובכך הפכה לספקית הפתרונות המקיפה ביותר לקישוריות הדור הבא בדאטה סנטרים.
תובנות למשקיעים ולמשקיעות
שנת 2026 תיזכר כנקודת המפנה שבה הדיגיטציה העולמית עברה רשמית ממהירות האלקטרון למהירות האור.
מהפכת הפוטוניקה אינה רק שדרוג חומרתי, אלא ארגון מחדש של התשתית הקיומית של האנושות, החל מפתרון קיר האנרגיה והחום של מרכזי הנתונים ל-AI (עם מהירויות דמיוניות של 1.6T), דרך הפיכת החלל לרשת נתונים גלובלית מבוססת לייזר, ועד לפריצות דרך מצילות חיים ברפואה וברכב האוטונומי.
בעוד שאתגרי הייצור והאינטגרציה עדיין קיימים, זרם המזומנים האדיר של ענקיות כמו NVIDIA ו-Amazon אל תוך שחקניות מפתח כמו Lumentum, Marvell ו-POET, מוכיח כי השליטה באור היא המפתח הבלתי מעורער לעוצמה כלכלית, ביטחונית וטכנולוגית במאה ה-21.
הפוטוניקה היא כבר לא טכנולוגיה עתידית, היא המנוע השקט והקריר שמאפשר לעולם המודרני להמשיך ולצמוח.
גיא נתן, מנכ"ל ומייסד של גיא נתן בע"מ, מנהל קרן הגידור Valley, כותב פיננסי ב־Ynet Capital, עיתון "בשבע" ואתר ספונסר, מרצה ומנחה פודקאסט "מפת החום", פאנליסט כלכלה שבועי בערוץ הכלכלה (10) תוכנית "תל אביב – ניו יורק" ואורח קבוע בתוכנית "היום שהיה" בערוץ 13
אין לחברת ידיעות תקשורת בע״מ, לאתר ynet או לחברת המברקה פתרונות תקשורת בע״מ זיקה כלשהי לתוכן במובן של ניגוד עניינים או של עניין מיוחד. הכתוב אינו מהווה ייעוץ השקעות ו/או תחליף לייעוץ המתחשב בנתונים ובצרכים המיוחדים של כל אדם. אין לראות במידע בסקירה זו כעובדתי או כמכלול כל המידע הידוע, ולכן אין להסתמך על הכתוב בה ככזה.
