磷化铟,不只是磷化铟……

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磷化铟作为AI数据中心高速光互连的关键衬底材料,因800G向1.6T/3.2T升级引发需求爆发式增长,而全球产能严重短缺(缺口超70%),叠加中国掌握全球七成铟资源并实施出口管制,使其成为中美日欧战略博弈焦点:美国押注本土扩产与资本叙事,日本受制原料依赖陷入半停产,欧洲布局硅光—磷化铟异质集成路线,中国则依托资源、技术突破与市场三重优势推进国产替代。

摘要由 Mars AI 生成
本摘要由 Mars AI 模型生成,其生成内容的准确性、完整性还处于迭代更新阶段。

6月16日,黄仁勋飞到美国德州一座小城,亲手给Coherent这家半导体材料厂的扩建工程铲了第一锹土;就在一个月前,Coherent的CEO吉姆·安德森跟随特朗普访华,请求中国放松审查。

两件看起来不相干的事,指向的却是同一样东西——磷化铟。全球最贵的AI公司掌门人亲自给它的工厂铲土,一家美国企业的老板为它跟着总统跨半个地球。磷化铟这种过去几乎没人听过的材料,半年时间,成为全球博弈的焦点。

国际博弈中的关键变量

过去几年,所有人的注意力都在算力上——多少颗GPU、多少FLOPS。但在AI数据中心里,最棘手的是成百上千颗GPU要跨机架协同算一道题。真正的瓶颈悄悄从“算得快不快”变成了“连得通不通”。传统的铜线,损耗太大、发热太高、速率上不去,长距离传输逼近物理极限。光传输成为这道题的唯一答案。而磷化铟,则是高速光模块和光芯片绕不开的衬底材料。

磷化铟

光模块对磷化铟的需求是指数级增长的,从800G升到1.6T,每个模块使用的磷化铟数量翻倍。业内测算1.6T光模块的衬底需求,大约是800G的2.7到2.8倍。这意味着,哪怕模块出货量原地不动,光是速率升级这一项,就能让磷化铟的需求成倍往上走。而现实是,800G切换1.6T正在大规模进行,3.2T已经在路上。

目前80%以上的磷化铟需求来自AI数据中心。据LightCounting数据,其2025年在光芯片市场份额将达58%,到2031年市场规模有望达到69亿美元。英伟达黄仁勋也预测,2026至2030年其晶圆需求将激增约20倍。

一边是需求的暴涨,一边却是供给端的“举步维艰”。

金属铟是制造磷化铟的核心原材料,但它是锌铅矿里的伴生元素,自己没有独立矿山,难以单独扩产。

Yole预测,2026年全球磷化铟衬底需求260万到300万片,全球有效产能只有约75万片,缺口超过70%。更要命的是,这个缺口短期补不上。一条新产线,扩产周期需要18到36个月,核心设备还依赖进口,良率从低往上爬还要再花8到12个月。从宣布扩产到真正能出货,少说两年。

一面是两年都补不上的产能,一面是每代翻倍、停不下来的AI需求。这中间的落差,是让一块过去躺在产业后台的衬底材料,突然卷入中美日欧谈判桌的根本动因。

四种焦虑,四种打法

先看美国。美国的焦虑,是供应链安全。黄仁勋那一锹土,落点是Coherent在德州的6英寸磷化铟产线,这条线拿了5000万美元的CHIPS Act拨款,以及此前德克萨斯州和地方政府约1700万美元支持,扩完产能要翻4倍。

英伟达为了供应链早早地和产业企业合作。今年3月,英伟达就分别向Coherent和Lumentum各投20亿美元,配上多年采购承诺,提前锁住激光器和光器件的未来产能。这不是一笔普通的商业投资,这是一家AI公司,把手伸到了上游材料,给自己下一代系统买保险。算力霸权,正在从GPU这一层,往上游材料这一层延伸。

而CoherentCEO安德森的北京之行,补的是同一块拼图的另一半。据路透社报道,就在Coherent五月初的财报会上预警磷化铟即将短缺后不到一周,安德森就作为随特朗普访华的美国商务代表团成员登机赴华;知情人士称,他此行的部分目的,正是就中国磷化铟出口许可证的延误表达关切。更值得注意的是,在特朗普访华之前,这个话题还被摆上了中美高级贸易代表在首尔的磋商桌。

再看日本。如果说美国的焦虑是“我没有”,那日本的焦虑就是“我守不守得住”。

日本是这个行业沉默了几十年的真正赢家。日本住友电工以约6成的市占率领跑全球磷化铟衬底市场,加上日本JX金属、美国AXT,几家巨头合计垄断了全球95%以上的产能。论工艺积淀,日本是真有底子。但它有个绕不开的软肋——原料不在自己手里。

磷化铟

于是市场看到,在中国加强进出口管理后,日本企业面对快速增长的市场只能“望洋兴叹”。日本生产磷化铟衬底,90%的高纯铟要从中国进口。住友电工约60%的磷化铟产能高度依赖从中国进口的金属铟,在中国加强管制后,住友电工磷化铟产能被迫砍半,接近“半停产”状态,交付周期从3–6个月拉长至18个月以上。

当上游资源国开始收紧出口,日本几十年的技术护城河,第一次显出了它脆弱的一面——你工艺再好,巧妇难为无米之炊。

欧洲不太一样,它抢的不是产能,是路线。这里要先破一个流传极广的误解。很多人以为,硅光技术一旦普及,磷化铟就会被替代掉。但真实的产业路径恰恰相反。6月,英国的IQE和以色列的Tower半导体签了一份多年期的磷化铟外延片供应协议,用来支撑Tower硅光平台在下一代高速收发器和调制器上的量产。

这些动作说明:下一代硅光平台,不是要甩开磷化铟,而是要把磷化铟集成进来。硅本身不发光,硅光平台再先进,也得外挂一个光源,而这个光源还得靠磷化铟来做。所以两者的关系不是替代,而是分工;硅光渗透率越高,反而越需要磷化铟提供高性能光源组件。

欧洲争的,就是这条“硅光—磷化铟异质集成”路线的标准和生态位。它不一定要在产能上跟中美日拼刺刀,但如果这条集成路线成为主流,欧洲就能凭借在硅光工艺和外延环节的卡位,在整个价值链里持续分润。这是一种更隐蔽,也更长线的打法。

磷化铟

但黄仁勋的动作里,还藏着一层更隐蔽的逻辑。他当然知道中国握着全球七成铟储量和出口管制工具,那他为什么还要投20亿美元、亲自铲那一锹土?

答案不全在产业里,也在资本市场里。20亿美元投资Coherent的消息一出,Coherent当天涨17%,整条光通信链重估。资本市场买的不是磷化铟的供需缺口,而是“英伟达端到端控盘”的确定性叙事。当市场越来越不关心事实、越来越关心叙事,“信仰变现”的速度远快于“现实证伪”。产业错配是五年后的事——2028年才能满产的产线可能撞上产能过剩,在美国建厂却绕不开被中国卡住的原料——但资本收益是当天的事。

所以黄仁勋不是在赌“中国不会卡”,他是在“不行动”的确定损失与“投错”的或然风险之间,被迫选择了后者。铲下去的那锹土,埋下的不只是一座工厂的地基,也是一套“叙事-资本”即时套利的样本。五年后,晶体生长炉不会骗人;但五年前的今天,市场已经为这个故事买了单。

中国手里的三张牌

这四方里,中国的位置和其他三家都不一样。美国缺制造、日本缺原料、欧洲缺产能,而中国是全球唯一一个,同时握着三张牌的国家:上游的资源主权、中游的技术突破、下游的大市场。

中国的底气,首先来自上游。中国铟储量全球第一,产量约占全球七成。前面说过,铟是锌铅矿的伴生元素、无法独立扩产,而全球七成的产出握在中国手里,这是美国、日本企业始终没办法绕过去的。

磷化铟

2025年2月起,我国将磷化铟及相关铟化合物纳入出口管制。2026年1月,对日管制升级,铟相关物项禁止对日本军事用户、军事用途出口,民用用途的审批也全面收紧。所以能看到,住友电工等日本企业订单量节节高涨,但交货却被迫按下了“暂停键”。

这一步,表面上是一个反制工具,但它更深的作用,是用上游的资源,去为中游的技术追赶争取时间。

第二张牌是国产替代。

海外产能本就两年补不上缺口,管制再叠加上去,等于把海外的供给窗口又压窄了一截——而这段被压出来的时间,正好留给国产衬底往上顶。

资源换来的时间,中游的厂商也接住了。2025年8月,九峰山实验室联合云南鑫耀半导体,成功开发出6英寸磷化铟基PIN结构探测器和FP结构激光器的外延生长工艺,关键性能达到国际领先水平,即将进入量产阶段,有望将国产光芯片的制造成本降低至3英寸工艺的60%至70%。

更关键的是,国产衬底已经不只是“实验室能做出来”,而是真的挤进入客户供应链。云南锗业控股子公司鑫耀半导体的磷化铟衬底已批量生产超过三年,并向国内外多家知名厂商供货。此外,他们拟投资1.89亿元,将磷化铟衬底产能从每年15万片扩建到45万片,新建一条折合4英寸其中含6000片6英寸的磷化铟单晶片生产线。

中国前十光模块供应商在全球市场的占有率已超过50%。以龙头中际旭创为例,其2025年全球市场份额约23.4%,已连续多年位居全球第一。国内7家核心光模块上市企业的在建工程规模,到2026年一季度升至38.98亿元,比四年前涨了超过6倍。如果上游的衬底、中游的芯片再跟上,把“材料—外延—芯片—封测—模块”这条链补齐,那么中国对外输出的,就不再是一颗芯片或一个模块这样的单一产品,而是一整套“光互连解决方案”。从卖零件,到卖体系,这一步一旦走通,议价权会完全不同。

还没啃下来的硬骨头

如果只停留在我们有多强,那这篇文章是爽的,但不是诚实的。中国在磷化铟的很多方面卡别人的脖子,但产业全球化的当下,我们也有还未攻克的地方。

首先就是设备。生产生长磷化铟单晶的核心设备——单晶炉、MOCVD——目前仍主要依赖进口。国产产线最关键的几台设备,攥在别人手里。我们有材料,但把材料做成饭的锅,还要向别人买。

其次是良品率。国产6英寸还停留在产业化推进阶段,能否稳定爬出高良率,是接下来最难的一关。海外龙头的成熟良率保持在70%—80%甚至更高,并且能稳定生产。这中间还有一段必须一寸寸磨的很长的路。

最后是工艺、人才。中国握着全球7成的铟,不等于自动握住了价值链最高的那一档。真正高端衬底、高速EML光芯片,拼的不是资源,而是工艺、人才,以及动辄长达一两年的客户认证周期——这些东西,没法用资源去交换,只能靠时间和投入一点点啃。

把四方的动作放到一条时间轴上看,会发现一件容易被忽略的事:磷化铟的产业秩序,其实正在这两三年里被悄悄锁定。今天下的订单,2028年才变成晶圆;今天破土的产线,要更久才能良率稳定。谁能在这个窗口里把产能和良率顶上去,谁就拿到了下一个十年AI基础设施的入场券。

所以,黄仁勋铲的那一锹土,JX金属扩的那条产线,鑫耀半导体烧的那一炉晶体,争的从来不是眼下这一笔订单。一块磷化铟的背后,是光互连,是AI算力的底座,是一个国家在下一代基础设施里能站到哪个位置。

磷化铟,从来不只是磷化铟。

本文来自微信公众号: 科工力量 ,作者:石燕红,编辑:周远方

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