通宇通天、盛科通信、长光华芯、中际旭创、新易盛、光迅科技、烽火通信、铭普光磁、通鼎互联、中天科技、亨通光电这些公司都在光通信产业链上有着不同的布局,上游的光通信材料厂商比如磷化铟衬底和外延片厂商,他们的机遇和挑战是什么
AI算力浪潮正从数据中心向上传导,重新定义光通信产业的底层逻辑。曾经默默无闻的磷化铟(InP)衬底与外延片,一夜之间成为全球科技巨头争抢的战略资源。
2026年磷化铟有效产能和需求缺口或将突破70%,而新增产能需要2至3年才能投产。这场突如其来的“材料危机”,正在重塑整个光通信产业链的竞争格局。
磷化铟是制造高速光芯片的核心材料。在数据中心内部,服务器之间的信息交换需要大量光模块,而光模块中的激光器芯片和调制器芯片,都离不开磷化铟衬底和外延片。
随着AI大模型训练和推理需求的爆发,光模块技术正从400G向800G、1.6T甚至3.2T演进,每一次迭代都对磷化铟材料提出更高要求。
传统可插拔光模块方案中,单通道速率达到200G及以上后,电吸收调制激光器(EML)的良率和成本急剧恶化。以1.6T光模块为例,8通道方案需要8个EML激光器、8个透镜和8个光电探测器,导致封装复杂度呈指数级上升,单片成本上涨3至4倍。
全球能量产200G EML的厂商屈指可数,交付周期已排至2027年。硅光技术的兴起为这一困局提供了突破口。硅光方案采用光子集成芯片(PIC),将调制器和光电探测器集成在单个硅片上,采用兼容CMOS的半导体工艺制造,在量产规模和供应链产能上具有优势。
但硅光渗透率的提升,反而进一步加剧了磷化铟的需求压力。硅光模块虽然缩小了器件体积,但需要外部连续波(CW)激光器作为光源,每个硅光模块需要2至4个CW激光器,这些激光器恰恰采用磷化铟材料制造。
全球磷化铟衬底产能高度集中,主要掌握在住友电工、AXT等少数厂商手中。AI需求爆发后,磷化铟衬底再度紧缺,交付周期不断延长。
英伟达已通过股权投资和收购等方式锁定上游产能,确保自身供应链安全。
对于上游光通信材料厂商而言,这场AI浪潮带来的机遇是前所未有的,具体包括:
1. 磷化铟衬底和外延片的需求将随着光模块速率的提升持续增长,特别是1.6T及以后阶段,硅光方案的普及将进一步拉动CW激光器的需求。
2. 集邦咨询测算,全球可插拔光模块市场规模预计从2025年的126亿美元增长至2030年的454亿美元,年复合增长率高达29%。
但机遇与挑战并存,上游光通信材料厂商面临的挑战主要有:
1. 磷化铟产业的最大挑战是产能扩张速度远跟不上需求增长。磷化铟衬底制造工艺复杂,晶体生长需要精确控制温度和气氛,良率提升缓慢,新建产线需要2至3年才能达到稳定量产。
2. 全球产能高度集中,相关区域风险叠加,一旦主流厂商产能出现波动,将对整个光通信产业链造成连锁反应。
3. 另一个挑战是技术路线的不确定性。共封装光学(CPO)技术被视为下一代光互连的主流方向,但目前仍面临标准不统一、封装架构难以共识、光纤阵列单元高密度可拆卸连接困难等问题。
英伟达的Spectrum-X以太网光子平台已投产,但大规模落地仍需时间。如果CPO加速商业化,可能改变CW激光器的需求模式,对上游材料厂商的产品规格和产能规划提出新要求。
在国内,三安光电等企业正在积极布局磷化铟产业,填补国产空白。三安光电早在2025年就突破2英寸磷化铟衬底技术,2026年1月启动通鼎互联定增项目,加快产能落地。
公司还与德国Coherent成立合资公司,引入技术和认证体系,聚焦4英寸磷化铟衬底和外延片量产。不过,国产替代仍面临良率提升和客户认证周期长等挑战,主流客户认证通常需要1年以上。
光通信产业链的上游企业正面临一场前所未有的大考。磷化铟材料的战略价值从未如此凸显,但产能瓶颈和技术风险也从未如此严峻。
AI算力竞赛的车轮滚滚向前,谁能解决“光芯片地基”的供给问题,谁就能在未来的算力时代占据制高点。对于材料厂商来说,这是一场与时间赛跑的博弈,也是一次重新洗牌的机遇。
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