Ще раз про індій-фосфід: серце фотонних чіпів, розширення виробництва підтверджує високий попит

Індійський фосфід (InP) як основа оптичних комунікаційних компонентів є “синапсом” майбутнього, що з’єднує розумові процесори GPU. У 2026 році індустрія фосфіду індію переживає найглибшу парадигмальну зміну з часів бульбашки оптоволоконного інтернету 90-х років. Це буде вирішальний рік для індустрії фосфіду індію.

1. Що сталося? Розширення виробництва фосфіду індію

У лютневій статті VIP “Фосфід індію: апгрейд обчислювальної потужності AI, ключовий матеріал ери оптичних чіпів” ми вже виклали логіку та структуру цієї індустрії. 27 березня логіка індустрії отримала подальше підтвердження: основний постачальник оптичних приладів Nvidia, компанія LITE, оголосила про розширення виробництва для задоволення високого попиту в майбутньому.

Гігант оптичних комунікацій Lumentum оголосив про придбання виробничих потужностей площею 240 тис. квадратних футів у Грінсборо, Північна Кароліна, спеціально для виробництва оптичних пристроїв на основі фосфіду індію для AI-центрів обробки даних. Nvidia підтвердила, що стане клієнтом цього об’єкта, плануючи інвестувати сотні мільйонів доларів, з очікуванням запуску виробництва в середині 2028 року. Ця значна інвестиція свідчить про те, що фосфід індію виходить на перший план, стаючи “основним елементом” в ланцюгу постачання інфраструктури AI.

Основний висновок: “сингулярність” фосфіду індію вже настала, це остання частина матеріального пазла для оптичних з’єднань AI.

① Технологічна економічність різко змінилася: протягом тривалого часу фосфід індію обмежувався розмірами пластин (переважно 2-3 дюйми) та крихкістю, що робило його дорогим. Прорив компанії Coherent перевів фосфід індію з “аристократичного матеріалу” в “індустріальне масове виробництво”, значно знизивши витрати на передачу одного Gbit.

② Жорстке обмеження обчислювальної потужності AI: з переходом кластерів GPU Nvidia до інтерконектів 1.6T/3.2T мідні кабелі наближаються до фізичних меж, тому перехід до оптики стає неминучим. Незалежно від того, чи це EML (електроабсорбційний модуляційний лазер), чи кремнієва фотоніка (SiPh) CW джерело, фосфід індію є незамінною фізичною основою.

③ Екстремальна монополія на стороні пропозиції: в даний час лише компанія Coherent в усьому світі досягла високого виходу 6-дюймового фосфіду індію, тоді як потужності конкурентів, таких як Lumentum, вже повністю розподілені. Ця невідповідність між попитом і пропозицією надасть провідним виробникам надзвичайну ціну та вплив на ланцюг постачання. У майбутньому потужності Lumentum будуть пріоритетно розподілені Nvidia.

У 2026 році попит AI-центрів обробки даних на 800G/1.6T оптичні модулі вибухне, а рік запуску комерційної технології CPO (сумісна упаковка оптики) відкриє канал для експоненційного зростання попиту на фосфід індію. Однак більше 90% світових потужностей контролюється невеликою кількістю гігантів з Японії та США, а цикл розширення виробництва триває від 2 до 3 років, з дефіцитом пропозиції, що досягає 70%, ціни вже увійшли в зростаючий тренд. Вітчизняні компанії з можливостями технологічного прориву та розширення виробництва отримують історичний шанс на заміщення імпорту.

Засновник Nvidia Дженсен Хуанг стверджував: “У наступні десять років стеля обчислювальної потужності буде визначатися ефективністю оптичної передачі.”

Ця фраза підкреслює центральну роль технології оптичних зв’язків у майбутній конкуренції за обчислювальну потужність і запалює ринок фосфіду індію (InP), який раніше був нішевим напівпровідниковим матеріалом.

На сьогоднішній день навчання великих моделей AI вже перейшло в епоху тисячних кластерів, з експоненційним зростанням попиту на передачу даних усередині дата-центрів. Глобальні витрати на інфраструктуру AI, як очікується, перевищать трильйон доларів у 2026 році, що прискорить еволюцію оптичних модулів дата-центрів до швидкостей 800G, 1.6T і навіть 3.2T. У цій технологічній революції фосфід індію з його унікальними фізичними властивостями стає основною опорою революції оптичних комунікацій.
Чому фосфід індію є “непохитним вибором” для оптичних зв’язків AI?

Фосфід індію (InP) належить до другого покоління III-V сполук напівпровідників і має такі основні переваги порівняно з кремнієвими матеріалами:

1. Електронна рухливість значно перевищує кремній: електронна рухливість фосфіду індію досягає 1.2×10⁴ см²/В·с, що в понад 10 разів більше, ніж у кремнієвих матеріалів, що дозволяє підтримувати обробку надвисокочастотних сигналів понад 100 GHz.

2. Прямий заборонений характеризується: фосфід індію є матеріалом з прямим забороненим переходом, ефективність фотоелектричного перетворення значно вища, ніж у кремнію, що дозволяє ефективно виготовляти фотоелектричні пристрої, що працюють на довжинах хвиль 1310 нм і 1550 нм, які є “золотими вікнами” для оптичних комунікацій.

3. Термостійкість та радіаційна стійкість: фосфід індію має високу термостійкість та радіаційну стійкість, що є критично важливим для AI-серверів, які працюють тривалий час в умовах високих температур, забезпечуючи стабільність та надійність оптичних чіпів.

З точки зору сфер застосування фосфід індію з кремнієвими матеріалами формує диференційовану конкуренцію: кремнієві матеріали можуть бути заміщені в середніх та нижніх сегментах, але в сегментах високих швидкостей оптичних модулів 800G і вище, довгих передачах, супутниковому зв’язку та інших високих сегментах фосфід індію залишається незамінним. У порівнянні з арсенідом галію, який також є сполук III-V, фосфід індію має кращу ефективність фотоелектричного перетворення і краще підходить для висококласних застосувань.

2. Чому це важливо? Три двигуни стимулюють вибух попиту

① Двигун перший: вибух попиту на оптичні зв’язки AI-центрів

Навчання великих моделей AI переходить від тисячного до десятитисячного кластеру, потреба в обчислювальних зв’язках всередині дата-центрів викликає революцію в технології оптичних комунікацій. Оптичні модулі швидкості 800G і вище вже стали стандартом для AI-центрів, а кожен 800G оптичний модуль потребує 4-8 лазерних чіпів на основі фосфіду індію. Коли швидкість оптичних модулів переходить до 1.6T і 3.2T, попит на фосфід індію зростає експоненційно — оптичний двигун 1.6T потребує площі підкладки зростання на 300% більше, ніж 800G.

Комутатор Nvidia Quantum-X оснащений 18 кремнієвими оптичними двигунами, які покладаються на лазерні чіпи на основі фосфіду індію. З розширенням масштабів кластерів AI-серверів великі дата-центри часто розгортають десятки тисяч оптичних модулів, що безпосередньо викликає жорсткий попит на фосфід індію. ② Двигун другий: рік комерційного запуску технології CPO, значне підвищення щільності попиту

Технологія спільної упаковки оптики (CPO) є ключовим рішенням для AI-центрів, щоб подолати “стіну потужності”. CPO щільно упаковує оптичний двигун і обчислювальний чіп, скорочуючи відстань передачі сигналу з метрів до сантиметрів і знижуючи споживану потужність більш ніж на 50%. 2026 рік стане роком впровадження технології CPO, Nvidia та Broadcom вже реалізують постачання продукції, платформа COUPE компанії TSMC успішно завершила верифікацію, а хмарні гіганти прискорюють впровадження.

Технологія CPO висуває високі вимоги до стабільності та низького дефекту підкладок на основі фосфіду індію, також значно підвищить щільність попиту на фосфід індію на одиницю чіпа. За прогнозами Fujitsu, до 2030 року глобальний ринок CPO зросте приблизно в 166 разів у порівнянні з 2024 роком, досягнувши 14.2 трильйонів єн. ③ Двигун третій: проникнення нових галузей, таких як лазерні радарні системи та 6G

Крім дата-центрів, фосфід індію також швидко проникає в передові сфери, такі як лазерні радари, мобільний зв’язок 5G/6G, зв’язок з низькоорбітальними супутниками, квантові обчислення тощо. У 2030 році світове постачання лазерних радарів, як очікується, досягне 20 мільйонів одиниць, при цьому рішення на основі фосфіду індію завдяки своїм перевагам у продуктивності продовжують підвищувати свою частку на висококласному ринку.

З точки зору реальних застосувань лазерний радар Luminar Iris оснащений детектором на основі фосфіду індію, здатним розпізнати цілі з 10% відбиття на відстані 250 метрів, застосовується в моделях, таких як NIO ET7 та Volvo XC90; чіпи NXP UWB використовують технологію фосфіду індію, досягаючи точності позиціонування на сантиметровому рівні; інфрачервона камера фосфіду індію супутника “Цзилінь-1” забезпечує нічну зйомку з роздільною здатністю 10 метрів. Lumentum прогнозує, що до 2030 року річний темп зростання попиту на фосфід індію в AI-центрах досягне 85%. Дані Yole показують, що глобальний ринок підкладок InP зросте з 3 мільярдів доларів США у 2022 році до 6.4 мільярдів доларів США у 2028 році, з річним темпом зростання 13.5%. При цьому ринок чіпів дата-центрів зростає найшвидше.
Індустрія фосфіду індію демонструє високу олігополістичну структуру. Глобальний ринок фосфіду індію має CR3 (частка трьох найбільших гравців) до 91%. Основні гравці включають:

• Sumitomo Electric (Японія): частка ринку близько 60%, використовує метод VB для виробництва 4-дюймових напівізольованих підкладок з Fe, технологія розвинута та стабільна.

• AXT (США): через Beijing Tongmei займає близько 35% частки, досягаючи масового виробництва 6-дюймових підкладок InP за допомогою методу VGF, з явними перевагами в собівартості.

• JX Metals (Японія): частка ринку близько 13%, нещодавно оголосила про розширення виробництва на 20%.

• Французька II-VI: зосереджена на висококласних епітаксіальних пластинах, займає домінуючу позицію в галузі оптичних комунікацій.
  Прогнозується, що попит на фосфід індію у 2025 році досягне 2 мільйонів одиниць, тоді як виробничі потужності складуть лише 600 тисяч одиниць, з дефіцитом, що досягає 70%. В даний час замовлення провідних постачальників у всьому світі заповнені до 2026 року.

Компанія AXT прогнозує, що замовлення на “горизонтальні” оптичні модулі для з’єднання серверних стійок в дата-центрах у 2026 році зросте майже вдвічі, а у 2027 році може знову зростати вдвічі. Очікується, що у наступні п’ять років індустрія фосфіду індію зберігатиме високий темп зростання понад 25% на рік.

3. Що далі? Розширення виробництва, підвищення цін та технології

Щоб пом’якшити конфлікт між попитом та пропозицією, провідні виробники активно розширюють виробництво, але цикл розширення триває від 2 до 3 років, що у короткостроковій перспективі не дозволяє задовольнити різке зростання попиту:

• AXT: залучила 100 мільйонів доларів для розширення потужностей у дочірній компанії в Пекіні, планує подвоїти виробничі потужності до 2026 року;

• Sumitomo Electric: планує підвищити виробничі потужності на 40% до 2027 року;

• Coherent: першою створила першу у світі виробничу лінію 6-дюймових пластин фосфіду індію, планує підвищити потужності до 5 разів до 2026 року; у четвертому кварталі 2024 року пов’язані з фосфідом індію бізнеси зростуть на 200% в порівнянні з минулим роком;

• Lumentum: новий завод у Північній Кароліні, що запуститься в середині 2028 року, вже просунув приблизно 40% плану розширення виробництва фосфіду індію.
  На фоні зростаючого дефіциту пропозиції ціни на підкладки фосфіду індію вже ввійшли в зростаючий тренд, і споживачі добре сприймають підвищення цін — підкладка становить лише близько 2% вартості оптичних модулів, а премія за дефіцитні моделі може досягати 30%.

① 2-дюймові підкладки: з початку 2025 року ціна зросла з 800 доларів/одиниця до нинішніх 2300 доларів/одиниця, що становить приріст 187.5%.

② 3-дюймові підкладки: нинішня ціна коливається між 1700-2100 юанів/одиниця, що на 30% більше, ніж в минулому році.

③ 6-дюймові підкладки: ціна перевищила 5000 доларів/одиниця, що на 250% більше, ніж в минулому році.
Стикаючись з екстремальною монополією у сфері фосфіду індію, вся індустрія передових обчислень і зв’язку в Китаї залежить від “зовнішньої системи живлення”, яка може бути в будь-який момент відключена. У той час як обчислювальна потужність AI стає стратегічним ресурсом країни, націоналізація підкладок фосфіду індію є терміновою необхідністю. На політичному рівні наша країна включила підкладки фосфіду індію до “Каталогу керівництва з демонстраційного застосування перших партій нових ключових матеріалів”, знизила мита на основні витратні матеріали, а Міністерство науки і технологій очолило розробку технологій отримання надчистого індію. Рівень націоналізації має всі шанси продовжувати зростати.

Вітчизняні компанії активно працюють над технологічними проривами, поступово розриваючи іноземну монополію:

Дочірня компанія Yunnan Ge Industry, Xinyao Semiconductor, вже досягла масового постачання 4-дюймових підкладок фосфіду індію, 6-дюймові продукти пройшли верифікацію від провідних виробників, виробничі потужності досягають 150 тисяч одиниць на рік. Компанія Sanan Optoelectronics залучила 6.5 мільярдів юанів для розширення виробництва, а база в Ухані має місячний випуск 10 тисяч 6-дюймових підкладок. Компанія Changguang Huaxin, пов’язана з Xingyuan Optoelectronics, є однією з небагатьох компаній у світі, що має можливості епітаксіального зростання та виробництва пластин 6 дюймів.

Стратегічно рекомендується зосередитися на трьох основних напрямах: по-перше, на сегменті підкладок з перевагами в потужностях та технологіях; по-друге, на провідних виробниках чіпів фосфіду індію в моделі IDM; по-третє, на компаніях, що постачають вихідні матеріали та супутні компоненти.

Фосфід індію переживає трансформацію з “нішевого матеріалу” в “стратегічне вузьке місце”. Вибух попиту на 800G/1.6T оптичні модулі в AI-центрах, у поєднанні з початком комерційного впровадження технології CPO, спонукає до експоненційного зростання попиту на фосфід індію.

Попередження про ризики та відмова від відповідальності

        Ринок має свої ризики, інвестиції потребують обережності. Ця стаття не є індивідуальною інвестиційною рекомендацією і не враховує специфічні інвестиційні цілі, фінансовий стан або потреби окремих користувачів. Користувачі повинні оцінити, чи відповідають будь-які думки, погляди або висновки, викладені в цій статті, їхнім конкретним умовам. Інвестуючи на цій основі, ви берете на себе відповідальність.