近期,Lumentum首席执行官Michael Hurlston对外发出严厉警示:磷化铟(InP)的供需缺口已超过DRAM/NAND等存储芯片,正成为制约AI数据中心光互联扩展的核心瓶颈。
磷化铟短缺动态:AI光互联的“芯”瓶颈
Lumentum CEO公开表示,尽管公司已布局多座磷化铟晶圆生产基地,但整体产能输出仍较下游客户的实际订单存在明显落差,且这一差距在最近一个季度内仍在持续拉大。
从客户结构来看,以往以电信运营商为主的数百颗级采购量,如今在英伟达及大型数据中心客户的推动下,已升级为数亿颗级别的需求体量,供需之间的矛盾由此被急剧放大。
业界指出,就全行业而言,人工智能算力的快速扩张正推动高速光模块向800G、1.6T乃至更高速率持续升级,每只模块对磷化铟衬底及外延材料的消耗量呈倍数级增长,而全球供给能力的提升节奏远未能与这种增速相匹配。下游厂商为确保自身供应链不断裂,不得不将采购周期大幅前置,并支付高额定金以锁定上游产能。从衬底到外延片,各环节的库存水位持续走低,市场可流通货源日趋紧俏,产品报价随之全面攀升,现货市场溢价尤为显著。
面对持续恶化的供给形势,算力产业链龙头开始直接介入上游产能建设。英伟达于2026年3月向两家核心供应商各注入20亿美元资金,并同步签署长期供货协议,力求为自身光互联需求锁定稳定产能。其中一家供应商已提前完成6英寸晶圆产能的阶段性翻倍,并规划在2027年底前在此基础上再度实现成倍增长。另一家则着手对现有工厂进行6英寸产线改造,但量产时间预计要推迟至2028年。
日本一家主要供应商亦公布了未来数年的大规模投资计划,意图将磷化铟产能大幅提升。然而,综合各方扩产进度来看,行业分析普遍判断磷化铟的供需紧张格局难以在短期内根本扭转,供应偏紧的状态大概率将贯穿至2027年以后。
科普InP:不可替代的“光之地基”与短缺的结构性根源
磷化铟属于Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体家族成员,由金属铟与磷元素化合而成。在光通信与高速光电应用场景中,它扮演着基础性支撑角色。
从物理特性来看,该材料具备直接将电能转换为光能的能带结构,其发射波长恰好处于光纤传输损耗最低的波段范围,因而成为制作高速光源的理想选择。同时,其载流子迁移率显著高于硅材料,能够满足当前超大规模数据中心对光模块速率不断提升的严苛要求。
更为关键的是,在硅基光子集成方案中,硅材料由于自身能带结构的限制,只能够完成光的传导、分配与调制功能,并不具备产生光的能力。这意味着无论采用传统可插拔方案还是新一代CPO架构,系统内部都必须配置磷化铟激光器作为光源。在长距离、高速率的相干光通信领域,磷化铟更是高端电吸收调制激光器芯片唯一经过批量验证的衬底材料,短期内尚不存在能够全面替代的技术路线。
业界认为,当前磷化铟的供应紧张,根源于需求侧与供给侧两股力量的剧烈碰撞。
从需求端来看,AI数据中心内部的光互联密度正在以前所未有的速度提升,每只高速光模块对磷化铟芯片的用量随传输速率的跃升而显著增加。CPO等新架构的逐步落地也拉动了对高功率光源的额外需求。从供给端来看,多重刚性约束共同构成了产能扩张的障碍。
在原料层面,铟元素在地壳中极少形成独立矿床,主要作为锌冶炼流程中的伴生产品回收,其产出量无法根据下游需求的变化自主调节。中国在全球精炼铟供给中占有约七成份额,自2025年起将磷化铟纳入出口管理目录,2026年又将管理范围扩展至金属铟原料,这一政策变化对全球供应链产生了显著影响。
在制造环节,磷化铟晶体的生长涉及复杂的化合物半导体工艺,尤其在大尺寸衬底的制备上,技术难度随尺寸增加而成倍上升,良率提升需要经历漫长的工艺磨合与经验积累,从产线建成到稳定出货往往需要跨越数年的周期。在市场结构层面,全球大部分磷化铟产能集中在三家头部企业手中,行业集中度极高,产能调增的空间十分有限。需求与供给之间“快”与“慢”、“增”与“僵”的对立,构成了本轮短缺的深层结构性矛盾。
国内InP厂商与主要布局:从资源到芯片的完整产业链
国内围绕磷化铟已形成了一条从上游资源开采、中游衬底与外延加工到下游光芯片及光模块制造的完整垂直链条。
上游原材料领域,锡业股份在全球铟资源方面占据领先地位,其高纯铟产品已成为国内衬底生产企业的主要原料来源。株冶集团具备年产数十吨铟锭的能力,产品供应至多家化合物半导体材料企业。有研新材依托自身在超高纯金属材料领域的技术积累,实现了高纯铟原料与衬底制备的协同布局,目前小尺寸衬底已进入量产阶段,更大尺寸产品正在客户验证过程中。兴发集团则利用其在磷化工产业中的优势,为磷化铟外延生长提供高纯磷源等关键电子化学品。
中游衬底与外延环节,云南锗业通过其控股子公司在磷化铟衬底领域确立了国内领先地位,是目前唯一能够批量供应6英寸产品的本土制造商。该公司在2026年启动了新一轮扩产规划,旨在将整体产能提升至新的量级。同年7月,其衬底业务与下游客户签订了金额可观的长期供货合同,这一动向被市场解读为国产磷化铟衬底的工艺成熟度与批量供应能力已获得下游主流厂商的实质性认可。三安光电采取了IDM垂直整合模式,自主建设了从衬底到外延、芯片制造的完整产线,在6英寸磷化铟光芯片制备方面已形成规模化能力。博杰股份通过参股方式布局小尺寸衬底生产,并围绕衬底加工配套开发了划片、检测等设备。海特高新旗下企业则在国内磷化铟外延代工服务领域占据重要份额。
下游光芯片与光模块方面,源杰科技专注于磷化铟基高速激光器芯片的研发与制造,其百G速率的EML芯片已进入批量交付阶段,更高速率的产品已完成海外客户验证,即将步入量产。光迅科技作为光器件领域的骨干企业,拥有磷化铟光芯片的自研自产能力,其高速光模块产品正在接受头部云服务商的测试验证,形成了较为完整的内部配套体系。长光华芯将其在高功率激光领域积累的技术平台向磷化铟光通信芯片方向延伸拓展。中际旭创作为全球高速光模块的主力供应商,正积极推进国产磷化铟衬底的导入验证工作,与上游衬底厂商建立合作机制以增强供应链韧性。
总体而言,国内磷化铟产业链的各个环节均已具备相应的参与主体与生产能力。在AI算力需求持续释放以及全球供应链格局调整的双重背景下,本土企业正在加速缩小与国际先进水平的差距,产能规模与技术能力均呈现稳步提升的态势。
(集邦化合物半导体 秦妍 整理)
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