磷化铟缺口超内存！AI光互连的材料危机正在升级

当行业还在为 HBM 产能争得头破血流时，另一种更底层的半导体材料正在悄然成为 AI 算力扩张的真正瓶颈 —— 磷化铟（InP）。Lumentum 首席执行官 Michael Hurlston 近日在 RAISE Summit 上公开预警：当前磷化铟供需缺口已经超过 DRAM 与 NAND 闪存，是人工智能数据中心光互连规模化落地最核心的供给制约因素。

即便 Lumentum 自建运营多家磷化铟晶圆制造工厂，受下游客户需求增速大幅跑赢产能释放节奏影响，企业原材料供应紧缺问题仍在持续恶化。在英伟达及全球超大规模云厂商的强力拉动下，以往电信行业动辄数百件量级的器件订单，如今直接攀升至数亿件的采购规模。

需求爆发：AI 数据中心成磷化铟核心消耗端

磷化铟作为典型 Ⅲ-Ⅴ 族化合物半导体材料，兼具极高电子迁移率与优异光电特性，是制备超高速、超高频光电器件的核心基底材料。其核心优势在于可直接激射产生光信号，发光波长恰好对应光纤传输损耗最低的 1310nm、1550nm 两大通信黄金波段。

伴随 AI 算力需求井喷，数据中心光互连架构正从机柜间远距离互联的 Scale Out 模式，转向机柜内部高密度互联的 Scale Up 模式，光传输距离从公里级、米级压缩至毫米级。行业数据显示：单颗 800G 光模块需要搭载 4～8 颗磷化铟基激光器芯片；1.6T 光模块对磷化铟衬底的需求量达到 800G 光模块的 2.7～3 倍。英伟达 Spectrum-X Photonics 高端交换配置搭载 512 个 800Gb/s 光端口，整机交换总容量高达 400Tb/s；虽然单端口激光器配置数量有所优化，但端口总量爆发式增长进一步拉高整体原材料需求。英伟达预判：2026—2030 年全球磷化铟晶圆整体需求量将暴涨约 20 倍，这家 AI 算力龙头已向上游供应商提出硬性诉求，要求五年内配套产能同步扩容至对应体量。

集邦咨询（Trendforce）研报指出，无论是行业主流可插拔光收发模块，还是下一代共封装光学（CPO）方案，核心光源均依赖磷化铟基激光器；在长距相干光通信场景中，磷化铟也是现阶段唯一经过商业化大规模验证、适配高性能电吸收调制激光器（EML）的衬底材料。这意味着只要数据中心跨区域高速长距光互连需求持续存在，磷化铟暂时不存在成熟的替代性方案。

需求端爆发式扩容之下，磷化铟产能扩张却受制于多重硬性约束，供给端扩容阻力极大。

铟属于稀散稀有金属，自然界不存在独立高品位铟矿产，全球约 90% 原生铟均为锌冶炼过程中的伴生副产品，铟原料供给无法跟随光电行业需求单独扩产，整体产量上限绑定锌矿开采与冶炼规模。目前我国精炼铟产能占据全球总量约 70%；2025 年 2 月商务部、海关总署将磷化铟相关材料及配套生产技术纳入出口管制清单后，海外企业获取高纯铟原料的采购成本与准入门槛同步抬升。

除此之外，磷化铟单晶长晶工艺壁垒极高，大尺寸衬底量产难度尤为突出。区别于成熟硅基晶圆产线，化合物半导体晶体生长良率偏低、生产周期漫长；一条全新磷化铟晶圆产线从动工建设到稳定量产通常需要数年周期，同时对专用生产设备、精密工艺体系、资深技术人才都有着严苛要求。

当前行业主流商用磷化铟衬底仍以 2 英寸、4 英寸规格为主，硅光集成、CPO 想要依靠 6 英寸大尺寸衬底摊薄单位生产成本，但 6 英寸高良率量产技术仅掌握在 Coherent、云南锗业等极少数厂商手中，全行业整体尺寸升级进度缓慢。新建一条磷化铟衬底与外延晶圆产线总投资额超 10 亿元，从项目立项到实现稳定出货耗时 3～5 年；即便日本 JX 金属规划投入 1200 亿日元扩产、住友计划 2029 年将自身磷化铟产能提升至现有 3.1 倍、Coherent 依托美国《芯片与科学法案》补贴落地德州 6 英寸产线扩建，新增有效产能基本要到 2028 年之后才能集中释放。

多重桎梏叠加，决定磷化铟供给修复节奏极度平缓。内存芯片行业可通过快速新建硅晶圆厂快速拉高产能，磷化铟扩产高度绑定工艺打磨与晶圆尺寸迭代，供给弹性极低。头部光器件厂商 Lumentum 手握自有晶圆厂尚且面临供货紧张，全行业整体产能承压态势可见一斑。本质上化合物半导体产能无法单纯依靠资本投入快速堆砌，受材料物理特性限制，产能爬坡是循序渐进的长期过程。

产业链价值重估：从供应链短板升级为战略关键资源

现阶段磷化铟全产业链正由单纯的供应链物料瓶颈，迎来整体价值重估周期。随着 800G 光模块全面规模化落地、1.6T 光模块加速批量导入，CPO、硅光集成（SiPh）在新一代 AI 算力集群中逐步从样品测试迈向小批量量产，磷化铟的行业定位已经从传统光通信配套衬底，升级为 AI 算力基础设施至关重要的 “卡脖子” 关键材料。

供需严重失衡直接带动全链条产品价格持续走高，现货市场溢价现象尤为突出。市场统计数据显示：2 英寸通信级磷化铟衬底价格由 2025 年初约 800 美元 / 片，暴涨至 2026 年 4 月的 2300～2500 美元 / 片，涨幅接近 2 倍；2026 年 7 月国内 4 英寸磷化铟衬底市场均价约 5800 元 / 片，较年初上涨 34.7%；上游高纯铟原料 2026 年国内现货价格累计涨幅超 80%。当前现货市场普遍有价无货，头部光芯片企业普遍需要提前支付 30%～50% 预付款，锁定未来两年的衬底产能份额。

Coherent 首席执行官 Jim Anderson 在财报电话会议中明确表态，行业磷化铟供需紧张格局至少将贯穿 2026、2027 全年；业内多方一致判断紧缺态势延续至 2028 年，在手订单排期已锁定至 2028 年。面对严峻的供货缺口，全球科技巨头纷纷通过资本绑定方式抢占上游优质产能。

英伟达今年 3 月分别向 Lumentum、Coherent 两家企业各注资 20 亿美元，锁定两家合计占据全球高速数据中心激光器核心产能的供给资源，并签署长期锁量采购协议；6 月 16 日英伟达战略加持的 Coherent 美国得克萨斯州谢尔曼工厂 6 英寸磷化铟晶圆扩建项目正式奠基，项目建成后整体产能提升 4 倍，同时拿到美国《芯片与科学法案》5000 万美元专项扶持补贴。日本 JX 金属同样敲定大额投资计划，预计至 2030 财年投入 1200 亿日元，将磷化铟产能较 2025 年提升 7～10 倍。

地缘博弈也在持续重构全球磷化铟供应链格局。目前全球 90% 以上高端磷化铟量产产能集中于日本住友、美国 AXT、日本 JX 金属等海外头部企业；我国坐拥全球七成精炼铟原料产能，但 6 英寸大尺寸磷化铟衬底国产化渗透率偏低，单晶长晶、外延生长核心工艺设备仍存在进口依赖。海外优质产能被英伟达等巨头长期锁量之后，其余中小型光模块厂商、海内外云服务商获取高端磷化铟衬底的难度进一步加大，倒逼国内产业链加速推进磷化铟全链条国产化替代。

结语

此前 DRAM、NAND 闪存的供给短缺具备明显行业周期性，行业通过集中新建硅晶圆厂扩充产能，最终实现供需平衡。但磷化铟供需矛盾有着本质区别：扩产周期更长、技术壁垒更高、市场入局玩家高度集中。如果说存储芯片紧缺是短期周期性问题，磷化铟当前的供不应求属于深层次结构性供需错配。

AI 产业的竞争早已不局限于算法与算力芯片本身。当市场反复热议 HBM 供货紧张、CoWoS 封装产能紧缺之后，潜藏在产业链更上游、基础性极强且难以短期替代的磷化铟材料缺口，正从幕后走向行业聚光灯下。这场由底层原材料引发的算力供给约束危机，现阶段仅仅只是开端。