磷化銦短缺比記憶體危機更嚴重 AI光學需求暴增90%

磷化銦，這種在每個AI資料中心雷射內部發光的化合物半導體，正成為AI建設的下一個瓶頸。

Lumentum執行長Michael Hurlston於7月8日警告，磷化銦（InP）短缺將比記憶體危機「更加嚴重」，出貨量比客戶需求低了30%以上。

「就我們兩家而言，我不認為我們能滿足NVIDIA和其他公司如今對我們提出的要求，以解決資料中心的這個阻抗問題，」Hurlston在巴黎舉行的RAISE峰會上表示。

Lumentum第三財季營收成長90.1%至8.084億美元，其中元件營收成長77%至5.33億美元。泵浦雷射出貨量年增80%，但電吸收調製雷射（EML）和泵浦雷射的供需缺口仍超過30%。

NVIDIA於3月分別向Lumentum和Coherent投資20億美元，鎖定了多年採購承諾和未來產能優先權——這顯示GPU大廠將光學元件視為AI叢集建設的風險因素。

為何磷化銦無法被取代

矽的間接能隙使其能夠導引、分光和調製光，但無法有效發光。磷化銦具有約1.34電子伏特的直接能隙，能將電能轉換為光子——這就是為何NVIDIA、博通、邁威爾和Cisco的每款矽光子平台仍需要磷化銦雷射作為光源。從可插拔收發器轉向共同封裝光學（CPO），改變的是雷射的位置，而非其是否出現在物料清單上。NVIDIA的CPO交換器將雷射整合到前置式外部光源中，使每個連接埠的雷射數量降至四分之一，但最高的Spectrum-X乙太網路光子配置仍橫跨512個800G連接埠，提供409.6Tbps的總頻寬。

這一轉變確實改變了所需的裝置類型。可插拔收發器依賴EML，而CPO則帶動高功率連續波（CW）雷射的需求，以驅動多個光學引擎。住友電氣估計，CW雷射在資料中心內部光學裝置用量中的占比將從2024年的24%上升至2028年的69%，意味著新舊架構的需求將在轉型期間重疊。

6吋晶圓競賽對決2028年工廠

供應鏈的瓶頸遠在成品工廠的上游就已經收窄。美國地質調查局將2025年全球精煉銦產量定為1,100噸，其中中國佔760噸，即69.1%。銦是鋅冶煉的副產品，因此產量無法僅因雷射需求而擴張。中國於2025年2月4日將磷化銦基板列入出口管制清單；AXT的中國子公司通美為部分歐洲和日本客戶取得了許可證，但無法預測未來申請的審查時程。

近期的解決方案是晶圓直徑的轉換。Coherent表示，從3吋晶圓轉向6吋晶圓可使每片晶圓的裝置數量增加四倍，晶片成本降低超過60%，且6吋的良率已超越舊製程。該公司計劃在2026年底前將磷化銦產能翻倍，並在2027年底前再翻倍以上，在德州謝爾曼和瑞典耶爾費拉擴產。LightCounting預測，若這些計劃得以落實，短缺問題可望在2026年底前獲得緩解。

Lumentum自身的擴產速度較慢。其位於北卡羅來納州格林斯伯勒、占地24萬平方英尺的工廠，正以數億美元的成本將砷化鎵產線轉換為6吋磷化銦，預計2028年中開始量產——對當前的供貨危機而言為時已晚。AXT於6月25日與Coherent簽署了為期三年的6吋基板供應協議，IQE和Tower Semiconductor則於6月15日宣布多年期磊晶圓協議，將上游產能與雷射擴產綁定。

基本面強勁與股價下跌之間的背離反映了市場的不確定性。Lumentum過去一個月下跌22.3%，Coherent下跌37.6%，儘管兩家公司均公布創紀錄營收；基板製造商AXT下跌39.9%，收發器製造商Applied Optoelectronics下跌35.7%。TrendForce預估DRAM合約價在2026年第一季將逐季上漲90%至95%，但磷化銦沒有可比的價格指數——其風險在於替代的困難度，而非價格。如果6吋轉型如期實現四倍的裝置數量提升，短缺可能在無需等待新工廠的情況下緩解；如果需求成長超過供給擴張，NVIDIA對兩家競爭對手的各20億美元押注將在2028年之前就被證明極具遠見。

本文僅供參考，不構成投資建議。