光芯片,集體擴產

格隆匯
06/19

不得不說,光芯片需求太旺了。

最近幾天,全球光芯片產業鏈又密集出現了一系列擴產、長協、投資和供應鏈綁定動作:Coherent在德州 Sherman 擴建 6 英寸 InP化合物半導體產線;Nokia在美國賓夕法尼亞州Allentown擴建光子芯片先進測試與封裝產能;日本 JX Advanced Metals 計劃投入最高 1200 億日元,將InP襯底產能提升至7—10 倍;IQE與Tower Semiconductor 達成多年 InP 外延片供應協議;國內東山精密旗下索爾思光電也宣佈在常州佈局光芯片及高速光模塊擴建項目,總投資額達12億美元。

一場圍繞AI數據中心光互連能力的產能競賽已然打響。


全球光芯片企業擴產大圖景


首先來看美國的擴產動作。

6月16日,Coherent宣佈,已簽署意向書,將根據《芯片與科學法案》從美國商務部獲得高達 5000 萬美元的直接資金,用於擴建其位於德克薩斯州謝爾曼的世界領先的 6 英寸磷化銦 (InP) 半導體制造工廠。緊隨公告次日,Coherent 就在德克薩斯州謝爾曼(Sherman)工廠舉行了擴建破土動工儀式。Coherent強調該基地擁有全球首個、也是目前最大規模的 6 英寸 InP 製造平台。擴建完成後,該廠的製造空間將翻倍,而晶圓生產能力將提高至4倍。

值得注意的是,NVIDIA創始人兼 CEO 黃仁勳親自出席了Coherent的這一儀式,並與Coherent新任CEO Jim Anderson同台。NVIDIA 此前已宣佈向 Coherent 戰略投資 20 億美元,用於鎖定其最先進激光器、光引擎和光模塊的未來產能。黃仁勳在現場發表講話:「AI 跑在算力上,但規模化卡在連接上,而謝爾曼工廠就是建造這些‘連接神經組織’的地方。」

Nvidia 已經用資本把「光」納入AI基建供應鏈。早在今年3 月,Nvidia分別宣佈向 Coherent 和 Lumentum 投資 20 億美元,並配套多年採購承諾、未來產能/訪問權,用於先進激光器、光聯網產品、R&D 和美國製造能力擴張。

Lumentum也是美國光芯片擴產圖景中不可忽視的一環。3月,Lumentum宣佈將在美國北卡羅來納州Greensboro建設一座新的先進激光器製造工廠。該工廠面積約 24 萬平方英尺,重點生產面向全球大型 AI 數據中心的磷化銦(InP)光器件。5 月,AIXTRON宣佈獲得 Lumentum多台G10-AsP MOCVD系統訂單。Lumentum過去一年股價上漲了769%。

也是在6月16日,Nokia宣佈,將在美國賓夕法尼亞 Allentown 擴建光子芯片先進測試與封裝能力,即把光子芯片進一步封裝進可用於 AI 和通信基礎設施的光模塊。Nokia表示,該基地是美國少數具備這類能力的設施之一,擴產後產能最高提升至當前水平的 10 倍,預計 2026 年三季度末具備商業可用產能。

Nokia補的是光子芯片封裝測試和模塊化能力,Coherent 補的是 InP 光子器件前道製造能力,而 Nvidia 此前對 Coherent 和 Lumentum 的投資,則相當於給激光器和光聯網核心供應商提前鎖定資金、訂單和產能。美國正在把 AI 數據中心的光互連,納入本土半導體制造體系。

日本補的是上游的材料領域,這也是日本半導體長久以來擅長的領域。

6月16日,全球 InP 襯底雙寡頭之一的日本JX Advanced Metals宣佈,計劃未來四年最高投資 1200 億日元,用於擴大 InP 襯底產能。疊加此前已宣佈的相關投資,公司 InP 產能建設總投資規模將達到約 1500 億日元。這些投資將使該公司的產能提升至原來的7至10倍。

JX Advanced Metals 自 20 世紀 80 年代以來一直生產磷化銦襯底。在 2025 財年,該公司投資 250 億日元以提高該材料的產能。據印度海峽研究公司報告,預計到2034年,全球磷化銦晶圓市場規模將達到5.0721億美元,幾乎是2025年的三倍。目前,JX Advanced Metals及其競爭對手住友電工分別佔據了該市場約40%的份額。

歐洲方面,也有幾個關鍵性動作。

市場討論光通信時,經常把「硅光」和「InP」放在對立面:好像硅光普及後,InP 就會被替代。疊加上此前IQE與Tower Semiconductor的知識產權(IP)訴訟,更讓人不免這樣想。但真實產業路徑更復雜,這點可以看向IQE和Tower的動作。

6月15日,IQE與Tower Semiconductor達成多年InP外延片供應協議,支撐Tower硅光平台在200Gb/通道可插拔收發器、下一代400Gb/通道調製器和光路交換等方向的量產擴展。該協議規定,Tower在第一年需做出最低採購承諾,IQE需做出相應的供應承諾,此後還需做出最低採購量承諾。這也正好說明了一個趨勢:下一代硅光平台並不是完全擺脫 III-V 材料,而是需要把 InP 高性能組件集成進成熟硅光平台。硅光負責大規模集成、CMOS 工藝兼容和平台化製造,InP 則繼續承擔高性能光源、調製和光電轉換等關鍵功能。

根據另一項協議,Tower還將向IQE提供廣泛的全球免版稅許可,用於多孔硅專利。此前,兩家公司之間存在知識產權糾紛,Tower 將就此問題達成和解,解決所有訴訟。

Tower在今年5月13日發布的 2026 年第一季度財報上指出,正在執行一項激進的全球多晶圓廠硅光產能擴充計劃,目標是到2026年底,將硅光晶圓的月產出能力提升至 2025年末的 5 倍以上。而且Tower宣佈已與幾家核心大客戶簽下了價值高達13億美元的 2027 年硅光長期供應合同,並在 2026 年一季度直接收到了客戶付出的2.9億美元預付款。隨着多廠區設備陸續進場,Tower在硅光相關工藝、設備以及封裝上的全球總資產投入滾動累計將達到約 9.2 億美元。

2026年3月,ST發布新聞稱,正考慮在法國Crolles推行模塊化擴產,目標是到 2027 年將300mm硅光產能翻四倍,並進一步規劃2028年的後續擴能。此外,該項目也得到了歐洲主權供應鏈計劃的支持。ST基於 300mm晶圓線的PIC100 硅光工藝平台已進入面向全球頂級頭部雲廠商的全量高產階段,主要用於800G和1.6T光收發器的核心芯片。

6月2日,瑞典芯片商 Sivers Semiconductors(專門提供高功率多波長激光器陣列)與美國純代工巨頭 GlobalFoundries(格芯)達成深度戰略合作,專門面向AI數據中心基建開發下一代光連接方案。具體而言,Sivers的先進激光器陣列將直接集成到格芯的硅光平台中。

國內方面,在光芯片上更是處於狂飆狀態。

據證券時報·數據寶的行業統計,截至2026年一季度,國內7家核心光模塊上市企業的在建工程規模總計升至 38.98 億元,對比四年前(2022年同期),這一數字的漲幅超過了 6 倍。中郵證券在研報中指出,全球磷化銦市場中海外巨頭佔比達95%,磷化銦行業整體供需缺口近70%,預計高景氣延續至2028年。

6月16日晚間,東山精密公告稱,同意全資子公司索爾思光電及其子公司在常州佈局光芯片及高速光模塊擴建項目,總投資額12億美元,項目資金來源為公司自籌。索爾思是一傢俱備光芯片設計、製造、封裝、光模塊組裝和測試能力的垂直一體化企業。東山精密收購索爾思後,等於從傳統電子製造和消費電子產業鏈,切入到 AI 光通信核心環節。

從財務貢獻看,索爾思並表後對東山精密利潤貢獻已經明顯高於收入佔比。2025 年度和 2026 年一季度,索爾思並表後收入佔比分別為 3.58%、16.02%,利潤佔比分別達到 22.69%、52.92%。這說明光通信業務不僅增長快,而且利潤彈性強。這也是為什麼東山精密願意拿出12億美元繼續押注。

三安光電在6月3日的互動平台回覆:稱其磷化銦 InP 外延生長、芯片製造及封測工藝國內領先,已具備量產6吋InP光芯片的工藝能力,並表示公司光技術產能為 2,750 片/月,核心外延環節已擴產至近6,000片/月。在產品方面,三安光電在25年年報中提到,公司可提供用於光模塊的 CW 光源、VCSEL、EML、PD 等激光器和探測器芯片,其中用於 400G、800G 光模塊的光芯片已批量出貨,用於 1.6T 光模塊的光芯片已向客戶送樣驗證。

在材料端,今年4月,雲南鍺業正式啓動了「高品質磷化銦單芯片建設項目」。該項目計劃擴建一條年產30萬片(摺合4英寸,含6000片6 英寸)的生產線。在現有15萬片/年的基礎上,最終達成45萬片/年的總產能,建設期為18 個月。目前正在按計劃推進行業驗證與設備進場,產能將隨建設進度逐步釋放。

國內光芯片產業鏈正在從「模塊組裝」向「材料—外延—芯片—封測—模塊」全鏈條補齊。


光芯片增長,已既成事實


衆所周知,在光芯片領域,CPO是產業的「聖盃」。但是目前,CPO落地的速度一直在推遲。因此,業界也對光通信板塊有一個巨大的擔憂:如果未來的 CPO(共封裝光學)遲遲不落地,或者走弱,光模塊公司是不是就沒成長性了?

摩根士丹利(大摩)最新的光學報告給出了非常明確的反駁。大摩指出,投資者太過於關注「什麼時候用CPO」這個時間節點,而忽略了底層不變量——帶寬增長的需求。

無論市場最終通過可插拔光學、NPO、CPO、OBO還是混合架構來擴展,對更高帶寬的需求都應繼續推動每GPU/機架的光學引擎、激光器及相關內容的增加。大摩的觀點是,架構怎麼演進只是路線問題,但光學內容的整體用量暴增是確定的。

什麼是 CPO、NPO 和可插拔?

  • 傳統可插拔(Pluggable):光模塊像U盤一樣,插在交換機的前面板上。通過銅線與內部的交換芯片(ASIC)連接。

  • NPO(近封裝光學):把光發動機移到交換機內部,緊挨着交換芯片,縮短銅線距離。

  • CPO(共封裝光學): 把光芯片和交換芯片(或 GPU)直接封裝在同一個基板上,徹底消滅長距離銅線,功耗和延遲降到最低。

目前CPO確實存在封裝極其複雜、良率低、一旦壞了一個部件整個主板可能報廢(無法維修/可服務性差)等致命痛點。因此,CPO 的大面積普及大概率會放緩。但哪怕市場短期內不用 CPO,繼續用傳統的可插拔光模塊,或者採用「銅/CPO混合路線」,每台 AI 服務器、每個 GPU 對應的光引擎和激光器數量依然在大幅增加。

CPO 的爭議不只是封裝位置之爭,也是光源路線之爭。CPO 的本質是把光引擎儘可能靠近交換芯片或計算芯片,以縮短高速電信號傳輸距離,降低功耗和帶寬瓶頸。但目前產業界並沒有唯一的光源答案。

當前較受關注的路線主要有三類:SiPh + CW Laser(硅光 + 連續波激光器)、VCSEL(垂直腔面發射激光器)和MicroLED(微型發光二極管)。不同路線的成熟度、成本、距離和功耗差異,決定了 CPO 很可能不會以單一形態落地,而會在 AI 數據中心不同距離層級中形成多種方案並存。

SiPh + CW Laser 即「硅光芯片 + 連續波激光器」方案,技術成熟度最高,有效傳輸距離可超過1公里,更適合數據中心中對帶寬、距離和可靠性要求較高的連接,但系統級功耗、耦合封裝和成本壓力仍然存在。

VCSEL的優勢在於能效高、成本低、陣列化能力強,技術成熟度也較高,但有效距離通常限制在百米以內,更適合機櫃內或機櫃間短距互連。所以VCSEL的定位不是取代SiPh + CW Laser,而是可能在短距、低成本、高密度光互連場景中成為補充方案。

MicroLED則更像是面向未來的潛在方案,具備低延遲、低成本和高能效潛力,但有效距離更短,技術成熟度也最低。這是近年來在光互連領域備受矚目的「黑馬」路線。硅光芯片初創公司Ayar Labs等正在積極探索將原本用於顯示領域的 MicroLED 引入到 Chiplet(芯粒)級別的高密度近端光互連中。它主要是利用極小尺寸(微米級)的 LED 陣列作為光源,直接集成在計算芯片(如 GPU、HBM)的邊緣或基板上,通過電信號直接驅動 MicroLED 閃爍發光進行數據傳輸。

由此可見,CPO未來大概率不是單一光源路線勝出,而是根據AI數據中心內部不同距離、不同帶寬密度和不同成本約束,形成 SiPh、VCSEL、MicroLED 等多種方案分層並存的格局。這也進一步說明,光芯片擴產並不是簡單押注某一種 CPO 技術,而是押注 AI 集群從電互連走向光互連後,整個光源、光引擎、封裝測試和材料體系的價值量提升。


結語


在這場由 AI 算力點燃的全球光芯片擴產潮中,沒有一個地區甘於落後:美國在通過政策和巨頭資本重塑本土製造鏈,日本在誓死守護上游材料的護城河,歐洲在積極推動硅光與化合物半導體異質集成的工程化落地,而中國則憑藉恐怖的產線落地速度、在建工程規模以及逐步向上游材料、垂直一體化芯片延伸的蠶食能力,展現出極強的產業韌性。

表面上,這是美、日、歐、中四地廠商的產能競賽;本質上,這是 AI 數據中心從算力擴張走向帶寬擴張後,全球半導體產業鏈對「更多光」的一次集體下注。

光子時代的軍備競賽,已經進入白熱化階段。 

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