出口管制收緊磷化銦基板供給 AI光學需求翻倍

中國對銦相關材料實施的出口許可證制度，正在壓縮磷化銦（InP）基板的供給，而此時恰逢AI資料中心將光收發模組從800G升級至1.6T——這一升級使每個模組的InP用量幾乎翻倍。

磊晶廠IQE執行長尤塔·邁爾（Jutta Meier）在接受訪問時表示：「取得磷化銦基板正成為半導體產業面臨的重大風險。」她指出，出口管制帶來的供給不確定性是該產業的核心挑戰。

InP基板產能集中於少數幾家供應商——住友電工、JX先進金屬（JX Advanced Metals）及AXT——而先進磊晶製程則集中於台灣。Lumentum在8月警告，AI資料中心對InP雷射的需求已倍增，短缺情況恐比記憶體更嚴重。據該公司表示，Coherent已將InP產能提高一倍，仍無法滿足需求。

三大主導性基板製造商正競相擴產。住友電工已將產能提升至原先的3.1倍，JX計劃投入1,200億日圓（約8億美元）以將產出擴大7至10倍，AXT則目標在2026年底前將產能翻倍，並於2027年再次倍增。

為何InP成為AI光學網路中的稀缺環節

InP是三大整合光子平台之一，也是唯一能同時導光與發光的直接能隙半導體，使其成為光模組內部雷射的核心材料。分散式回饋雷射與連續波雷射——InP的主要產品——位於每個光收發模組的核心。隨著AI訓練叢集擴展至數十萬顆GPU，光模組正從400G和800G邁向1.6T及3.2T。一個800G收發模組使用四個光通道；1.6T模組則使用八個，且每個通道都需要各自獨立的InP基雷射與偵測器。因此，從800G升級至1.6T，每個模組的InP含量幾乎翻倍。

Yole Group估計，AI叢集的互聯需求每兩年增長70倍，而通道速度每四年僅翻倍、交換器頻寬每兩年才翻倍。該研究機構預測，光模組市場將從2021年的約100億美元成長至2031年的1,120億美元，年複合成長率接近35%，此成長由超大規模資料中心資本支出支撐——僅2026年即達6,700億美元，2026至2031年間累計將達5.3兆美元。

現有供應鏈並非為此規模而建。InP基板生產有相當大比例與中國相關，當北京對銦相關材料實施出口許可證制度後，延誤幾乎立即在供應網絡中擴散。

三家供應商掌握基板瓶頸

基板是光學晶片的基礎——雷射、調變器與偵測器皆需在高品質InP單晶上進行磊晶生長。缺陷密度、晶體均勻度與平坦度決定了元件的良率與壽命，因此控制高端基板是AI光學鏈中最難以替代的一環。

住友電工是最大的InP基板供應商，佔高端半絕緣基板市場約40%，並供應材料給Nvidia與Broadcom的光模組供應鏈。其優勢在於液體密封柴可拉斯基法（LEC）晶體生長製程，透過精確控制溫度場與磷蒸氣壓，生產出低位錯密度的6吋晶圓——這項技術建立在數十年的經驗之上，競爭對手無法迅速複製。

JX先進金屬營運垂直整合業務，涵蓋高純度金屬精煉、InP單晶生長與基板加工，擁有超過40年的製造經驗。AXT的製造部門為北京通美晶體技術公司（Beijing Tongmei），是頂級廠商中唯一的中美合資背景製造商，採用自家垂直梯度凝固（VGF）技術生長大型InP晶體。其產品供應給IQE、聯亞光電（LandMark）、全新光電（VPEC）及Coherent等磊晶與光學晶片製造商。

稀缺性有利於這三家現有基板製造商，隨著AI光學需求超過供給，它們握有定價權。Lumentum正將InP電吸收調變雷射從每通道40Gbps推進至400Gbps，並已展示約350mW的16波長光源，同時業界正朝向異質整合的方向發展——以矽基板搭配InP光源與鈮酸鋰調變。風險不在於InP會被取代——短期內在1310nm與1550nm波段尚無成熟材料能完全替代它——而在於產能能否跟上AI在成本與數量上的需求。

本文僅供資訊參考，不構成投資建議。