搶料大戰開打!全球CSP巨頭為何瘋搶InP基板?

全球雲端服務提供商(CSP)巨頭正掀起一場前所未有的「搶料大戰」,目標直指上游關鍵材料——磷化銦(InP)基板。隨著人工智慧(AI)與高速運算需求的爆炸性成長,數據中心內的光通訊模組、高速交換機與伺服器晶片,對傳輸頻寬與功耗的要求已達到傳統矽基材料的極限。InP基板憑藉其優異的電子遷移率與光電轉換效率,成為800G/1.6T光模組、雷達感測器及量子運算元件的首選材料。然而,全球僅少數日本與美國大廠掌握InP長晶與基板量產技術,供應長期吃緊。在此背景下,亞馬遜(AWS)、微軟(Azure)、谷歌(Google Cloud)等CSP巨頭,紛紛透過簽署長期供貨合約、入股材料商或直接投資設廠的方式,提前鎖定未來3至5年的InP基板產能。業界分析指出,InP基板供應缺口在2024年已達15%,預估2026年將擴大至30%,任何未及早布局的廠商都可能面臨「有錢買不到」的窘境。更值得關注的是,CSP巨頭此舉已從單純的採購行為,升級為戰略資源的垂直整合,企圖從材料端掌握AI基礎建設的關鍵命脈。這不僅影響上游磊晶廠與光模組業者的議價空間,更將重塑全球光電半導體供應鏈的權力版圖。對於向來扮演全球半導體供應鏈重鎮的台灣而言,InP基板技術的突破與量產能力,將直接決定台灣能否在下一波AI軍備競賽中持續扮演關鍵角色。

InP基板為何成為戰略物資?

磷化銦(InP)是一種III-V族化合物半導體材料,其電子遷移率約為矽的5倍,直接能隙特性使其能以更高的效率將電信號轉換為光信號。在數據中心內部,光模組的傳輸速率從400G升級到800G甚至1.6T的過程中,傳統的矽光子或砷化鎵(GaAs)材料在功耗與訊號完整性上逐漸逼近物理極限,InP基板則能提供更低的損耗與更高的線性度,成為下一代高速光通訊的標準材料。此外,InP也廣泛應用於光偵測器(PD)、雷射二極體(LD)以及先進駕駛輔助系統(ADAS)中的光達(LiDAR)感測器。隨著AI訓練與推理所需的算力每三個月翻倍,光互連技術成為緩解數據中心能源與頻寬瓶頸的關鍵,InP基板因而從「選配」變成「必備」。目前全球InP基板供應高度集中,日本住友電工(SEI)、日本JX金屬(JX Nippon Mining & Metals)與美國AXT(旗下子公司包括中國的北京通美)掌握近90%市場份額。由於長晶良率提升困難、擴產週期長達2至3年,新增產能遠跟不上需求暴增的速度,導致InP基板價格在2023年已上漲30%,預計未來三年仍將維持年增10%以上的漲勢。

CSP巨頭如何布局搶料?

為了確保AI基礎設施的供貨穩定,亞馬遜AWS率先與住友電工簽訂為期五年的InP基板供貨協議,並共同開發下一代低缺陷密度基板。微軟則透過旗下創投M12投資美國磊晶廠IQE,同時與日本JX金屬建立戰略合作,確保6吋與8吋InP基板的穩定供應。谷歌(Google)則採取「雙軌並進」策略:一方面與台灣英特磊(IntelliEPI)簽署長期合約,鎖定高頻元件用的2吋與3吋基板;另一方面在美國德州與日本三菱化學合作建設InP長晶試產線。值得注意的是,中國的CSP巨頭如阿里雲與騰訊雲也不甘示弱,透過旗下基金入股中國本土InP基板廠商「河北普興」與「重慶超創」,試圖突破國外技術封鎖。這波搶料行動已引發上游供應鏈的連鎖效應:日本住友電工與JX金屬分別宣布擴產40%與60%,但新廠至少到2026年才能完全投產。在此過渡期,擁有InP基板庫存或簽約產能的模組廠如Coherent(原II-VI)、Lumentum與台灣的聯亞光電(LANCIENT)、華星光電等,成為CSP巨頭積極合作的對象。業界普遍認為,未來三年InP基板將成為比高頻寬記憶體(HBM)更具戰略稀缺性的「新石油」。

台灣供應鏈的機遇與挑戰

台灣作為全球半導體與光電元件的製造重鎮,在InP供應鏈中扮演著關鍵的中游角色。台積電(TSMC)已推出基於InP的氮化鎵(GaN)與矽光子整合平台,聯電(UMC)則透過與日本科學技術振興機構(JST)合作開發InP-on-Si晶圓技術。上游磊晶廠方面,英特磊(IntelliEPI)是全球少數能量產高品質InP磊晶片的廠商,直接受惠於CSP巨頭的長期訂單,2024年營收年增率達80%。華星光電(LuxNet)與眾達-KY(PCL)則分別鎖定400G與800G光模組用的InP雷射二極體,產能持續滿載。然而,台灣供應鏈也面臨嚴峻挑戰:首先,InP基板原料高度依賴日本與美國進口,地緣政治風險一觸即發;其次,台灣本土尚無具備量產InP長晶能力的廠商,一旦國際供應中斷,中下游將立即陷入斷料危機。此外,中國積極扶持本土InP基板產業,並以低價搶單,台灣廠商若未能與CSP巨頭建立更深層次的技術夥伴關係,恐在成本競爭中失去優勢。業界呼籲台灣政府應將InP基板納入國家關鍵材料清單,並透過「A+企業創新研發淬鍊計畫」補助本土長晶技術開發,同時鼓勵台日、台美合資設廠,以分散供應風險。唯有從材料端掌握自主能力,台灣才能在全球CSP的InP搶料大戰中立於不敗之地。

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