AI算力狂飙引发的短缺正从芯片、电力、存储向更上游传导,磷化铟(InP)成为新的瓶颈。8月17日市场消息称,随着AI数据中心对高速光互连需求持续爆发,四季度磷化铟基板与外延片价格可能再涨10%以上,创下近年来最大单次涨幅。这已是去年四季度以来的连续多轮调涨。

价格飙升的幅度惊人。过去一年半,2英寸光通信级磷化铟衬底从约800美元涨至2300-2500美元,涨幅接近两倍,急单现货甚至突破3000美元6英寸高端产品同期累计涨幅超过250%,从约1400美元涨至5000美元上方。据行业信息,当前磷化铟衬底交货周期长达24-40周,部分头部厂商订单已排至2027年甚至2028年

这次涨价并非单纯的市场炒作,而是供应紧张到巨头亲自下场“抢货”。今年6月,英伟达CEO黄仁勋现身Coherent位于德州的6英寸磷化铟晶圆厂扩建奠基仪式。更早的3月,英伟达分别向CoherentLumentum投资20亿美元,并配套长期采购与产能合作。Lumentum首席执行官表示,磷化铟的供给缺口已经超过DRAM和NAND,公司电信客户订单量从几百件级别跳升至几亿件级别。

磷化铟之所以突然变得关键,源于其在光通信中的不可替代性。AI数据中心本质上是巨大的计算工厂,成千上万颗GPU需要高速交换数据,答案就是光互连。随着数据中心从400G800G1.6T乃至更高速率演进,光模块的重要性越来越高。公开报道显示,800G光模块通常需要数颗基于磷化铟的激光器芯片,而1.6T阶段的磷化铟芯片消耗量还会进一步增加。速率每提升一代,消耗量不是线性增加,而是加速放大。摩根士丹利今年初的报告将800G和1.6T光模块在2028年的预测出货量上调至1.5亿只,较2026年翻倍以上。

作为典型的III-V族化合物半导体,磷化铟具备直接带隙结构,光电转换效率接近理论极限,发光波长恰好落在1310纳米1550纳米这两个光纤传输损耗最低的“黄金窗口”。目前没有其他材料能同时满足高频调制、高效发光和低传输损耗三项要求,这决定了磷化铟在数据中心光互连领域至少未来五年内几乎没有成熟替代方案。Yole预计,2026年全球磷化铟衬底需求折合2英寸约260万-300万片,而有效合规产能仅约75万片,缺口超过七成。

让市场真正紧张的,不是涨价,而是“有钱也未必买得到”,因为磷化铟供给端受多重限制。首先,铟是伴生金属,磷化铟由铟和磷按1:1比例组成,铟完全依赖铅锌锡矿的冶炼过程,全球没有独立铟矿,产量取决于主矿开采规模,不可能因铟价上涨单独扩产。中国精铟产量约占全球七成,但2025年以来相关出口管制进一步收紧,给供给又上了一道锁。其次,制造端工艺壁垒极高,磷化铟单晶生长需要1000摄氏度以上高温和约27个大气压的高压环境,单晶炉并非标准化设备,且从送样验证到通过下游认证通常需要1-2年,即便现在扩产,有效产能也要到2027年之后才能释放。第三是产能高度集中,全球磷化铟衬底市场长期由日本住友电工美国AXT日本JX金属三家主导,合计占据九成以上份额,高度垄断放大了供需失衡时的议价能力。

这些因素叠加,使磷化铟成为比DRAM、NAND更“刚性”的短缺品种。存储可以通过涨价刺激扩产、工艺迭代在1-2年内大幅缓解,磷化铟却卡在设备、认证和资源的多重瓶颈上,短期几乎无解。目前,AI巨头已把磷化铟当成战略供应链,投资、预付款、长期协议、锁定产能等手段全部上阵,甚至直接参与上游扩产。日本JX金属今年宣布,到2030财年前将在日本投资1200亿日元扩大磷化铟相关产能,叠加已有项目后,整体产能目标较2025财年提高7至10倍AXT也在加速扩产,并与Lumentum、Coherent等下游客户建立更紧密的合作关系。

这次磷化铟涨价,让AI产业界进一步看清,每一个不起眼的环节都可能成为整个AI系统的瓶颈。当AI从算力竞赛进入基础设施竞赛,关键材料、关键器件和关键基础设施,每一个环节的产能都需要通盘布局。