Нельзя не признать: спрос на оптические чипы слишком велик.
За последние несколько дней в глобальной цепочке поставок оптических чипов вновь появилась серия активных действий по расширению производства, долгосрочным соглашениям, инвестициям и привязке цепочек поставок: Coherent расширяет производственную линию 6-дюймовых полупроводниковых соединений InP в Шермане, штат Техас; Nokia расширяет передовые мощности по тестированию и упаковке фотонных чипов в Аллентауне, штат Пенсильвания; японская компания JX Advanced Metals планирует инвестировать до 1200 млрд иен, чтобы увеличить производственные мощности подложек InP в 7–10 раз; IQE заключила многолетнее соглашение на поставку эпитаксиальных пластин InP с Tower Semiconductor; китайская компания Dongshan Precision через свою дочернюю структуру Source Photonics также объявила о проекте расширения производства оптических чипов и высокоскоростных оптических модулей в Чанчжоу с общим объемом инвестиций в 12 млрд долларов США.
Соревнование за производственные мощности, связанные с возможностями оптической связи в центрах обработки данных для искусственного интеллекта, уже началось.
Общая картина расширения производства мировых производителей оптических чипов
Сначала рассмотрим действия по расширению производства в США.
16 июня компания Coherent объявила, что подписала письмо о намерениях и получит от Министерства торговли США прямые средства в размере до 50 млн долларов в рамках «Закона о чипах и науке» для расширения своего передового в мире 6-дюймового завода по производству полупроводников из фосфида индия (InP) в Шермане, штат Техас. На следующий день после объявления Coherent провела церемонию закладки первого камня на расширение завода в Шермане. Coherent подчеркивает, что этот объект имеет первую и в настоящее время самую крупную в мире 6-дюймовую производственную платформу InP. После завершения расширения производственная площадь завода удвоится, а производственные мощности по выпуску пластин увеличатся в 4 раза.
Примечательно, что на этой церемонии Coherent лично присутствовал основатель и генеральный директор NVIDIA Дженсен Хуанг, выступая на одной сцене с новым CEO Coherent Джимом Андерсоном. Ранее NVIDIA объявила о стратегических инвестициях в Coherent в размере 20 млрд долларов для обеспечения будущих производственных мощностей самых передовых лазеров, оптических движков и оптических модулей. Дженсен Хуанг в своей речи на мероприятии сказал: «ИИ работает на вычислительной мощности, но масштабирование упирается в соединения, а завод в Шермане — это место, где строятся эти «соединительные нервные ткани»».
Источник изображения: techpowerup
Nvidia уже с помощью капитала интегрировала «оптику» в цепочку поставок инфраструктуры ИИ. Еще в марте этого года Nvidia объявила об инвестициях по 20 млрд долларов в Coherent и Lumentum, сопровождаемых многолетними обязательствами по закупкам, доступом к будущим производственным мощностям, для передовых лазеров, продуктов оптических сетей, НИОКР и расширения производственных мощностей в США.
Lumentum также является важным звеном в картине расширения производства оптических чипов в США. В марте Lumentum объявила о строительстве нового передового завода по производству лазеров в Гринсборо, штат Северная Каролина. Площадь завода составит около 24 тыс. кв. футов, основное внимание будет уделено производству оптических устройств на основе фосфида индия (InP) для крупных мировых центров обработки данных ИИ. В мае AIXTRON объявила о получении заказа от Lumentum на несколько систем MOCVD G10-AsP. Акции Lumentum выросли на 769% за последний год.
Также 16 июня Nokia объявила о расширении передовых мощностей по тестированию и упаковке фотонных чипов в Аллентауне, штат Пенсильвания, для дальнейшей упаковки фотонных чипов в оптические модули, которые можно использовать в инфраструктуре ИИ и связи. Nokia заявляет, что этот объект является одним из немногих в США, обладающих такими возможностями. После расширения производственные мощности могут вырасти до 10 раз по сравнению с текущим уровнем, и ожидается, что коммерчески доступные мощности появятся к концу третьего квартала 2026 года.
Nokia дополняет возможности по упаковке, тестированию и модульному монтажу фотонных чипов, Coherent — возможности по передовому производству фотонных устройств на InP, а более ранние инвестиции Nvidia в Coherent и Lumentum эквивалентны предварительному обеспечению финансированием, заказами и производственными мощностями для ключевых поставщиков лазеров и оптических сетей. США интегрируют оптическую связь центров обработки данных для ИИ в свою национальную систему производства полупроводников.
Япония дополняет цепочку поставок на уровне исходных материалов, область, в которой японские полупроводники традиционно сильны.
16 июня японская компания JX Advanced Metals, один из мировых дуополистов в производстве подложек InP, объявила, что планирует в ближайшие четыре года инвестировать до 1200 млрд иен в расширение производственных мощностей по выпуску подложек InP. С учетом ранее объявленных соответствующих инвестиций общий объем инвестиций компании в создание мощностей InP достигнет около 1500 млд иен. Эти инвестиции позволят увеличить производственные мощности компании в 7-10 раз.
JX Advanced Metals производит подложки из фосфида индия с 1980-х годов. В 2025 финансовом году компания инвестировала 25 млрд иен в увеличение мощностей по выпуску этого материала. Согласно отчету индийской исследовательской компании Strait Research, ожидается, что к 2034 году мировой рынок пластин из фосфида индия достигнет 507,21 млн долларов США, что почти в три раза превышает показатель 2025 года. В настоящее время JX Advanced Metals и ее конкурент Sumitomo Electric занимают около 40% рынка каждый.
Что касается Европы, здесь также есть несколько ключевых шагов.
При обсуждении оптической связи рынок часто противопоставляет «кремниевую фотонику» и «InP»: кажется, что с популяризацией кремниевой фотоники InP будет заменен. В сочетании с предыдущим судебным разбирательством по интеллектуальной собственности между IQE и Tower Semiconductor, это еще больше наводит на такие мысли. Но реальные промышленные пути сложнее, на это указывают действия IQE и Tower.
15 июня IQE и Tower Semiconductor заключили многолетнее соглашение о поставках эпитаксиальных пластин InP для поддержки расширения производства кремниево-фотонной платформы Tower в направлении съемных трансиверов 200 Гбит/канал, модуляторов следующего поколения 400 Гбит/канал и оптических коммутаторов. Согласно соглашению, Tower должна сделать минимальные закупочные обязательства в первый год, а IQE должна взять на себя соответствующие обязательства по поставкам, после чего также потребуются обязательства по минимальному объему закупок. Это как раз демонстрирует тенденцию: следующее поколение кремниево-фотонных платформ не полностью отказывается от материалов III-V группы, а требует интеграции высокопроизводительных компонентов InP в зрелую кремниево-фотонную платформу. Кремниевая фотоника отвечает за крупномасштабную интеграцию, совместимость с КМОП-техпроцессом и платформенное производство, в то время как InP продолжает выполнять ключевые функции высокопроизводительных источников света, модуляции и фотоэлектрического преобразования.
Согласно другому соглашению, Tower также предоставит IQE широкую глобальную безвозмездную лицензию на патенты, связанные с пористым кремнием. Ранее между двумя компаниями существовали споры об интеллектуальной собственности, и Tower урегулирует этот вопрос, прекратив все судебные разбирательства.
В отчете за первый квартал 2026 года, опубликованном 13 мая, Tower указала, что реализует агрессивный глобальный план расширения мощностей по кремниевой фотонике на нескольких фабриках, цель которого — к концу 2026 года увеличить месячный выпуск кремниево-фотонных пластин более чем в 5 раз по сравнению с концом 2025 года. Более того, Tower объявила, что уже подписала долгосрочные контракты на поставку кремниевой фотоники на 2027 год на сумму до 13 млрд долларов с несколькими ключевыми крупными клиентами и получила предоплату в размере 290 млн долларов непосредственно от клиентов в первом квартале 2026 года. По мере поступления оборудования на несколько производственных площадок общий объем глобальных активных инвестиций Tower в технологии, оборудование и упаковку, связанные с кремниевой фотоникой, накопленным итогом достигнет примерно 9,2 млрд долларов.
В марте 2026 года ST опубликовала новость о том, что рассматривает возможность модульного расширения производства во французском Кроле с целью увеличения мощностей по производству кремниевой фотоники на 300-мм пластинах в 4 раза к 2027 году и дальнейшего планирования последующего расширения на 2028 год. Кроме того, проект получил поддержку в рамках европейской программы обеспечения суверенитета цепочек поставок. Кремниево-фотонная технологическая платформа PIC100 на основе 300-мм пластин ST уже вышла на этап полномасштабного высокого производства для ведущих мировых облачных провайдеров, в основном для ключевых чипов оптических трансиверов 800G и 1,6T.
2 июня шведский производитель чипов Sivers Semiconductors (специализирующийся на поставке высокомощных лазерных матриц с несколькими длинами волн) заключил глубокое стратегическое партнерство с американским чистокровным лидером контрактного производства GlobalFoundries (GLOBALFOUNDRIES), направленное на разработку решений для оптической связи следующего поколения для инфраструктуры центров обработки данных ИИ. Конкретно, передовые лазерные матрицы Sivers будут напрямую интегрированы в кремниево-фотонную платформу GlobalFoundries.
Что касается Китая, то здесь наблюдается стремительный рост в области оптических чипов.
Согласно отраслевой статистике Securities Times · Data Treasure, по состоянию на первый квартал 2026 года общий объем незавершенного строительства 7 основных китайских компаний, производящих оптические модули и вышедших на биржу, вырос до 3,898 млрд юаней. По сравнению с показателем четырехлетней давности (первый квартал 2022 года) этот цифра выросла более чем в 6 раз. В исследовательском отчете China Post Securities указывается, что на зарубежных гигантов приходится 95% мирового рынка фосфида индия, общий разрыв между спросом и предложением в отрасли фосфида индия составляет почти 70%, и ожидается, что высокий спрос продлится до 2028 года.
Вечером 16 июня Dongshan Precision объявила, что согласилась с тем, чтобы ее дочерняя компания Source Photonics и ее дочерние структуры реализовали в Чанчжоу проект расширения производства оптических чипов и высокоскоростных оптических модулей с общим объемом инвестиций в 12 млрд долларов США. Источником финансирования проекта являются собственные средства компании. Source Photonics — это вертикально интегрированное предприятие, обладающее возможностями проектирования, производства, упаковки, сборки оптических модулей и тестирования оптических чипов. После приобретения Source Photonics компанией Dongshan Precision, последняя перешла от традиционного электронного производства и цепочки поставок потребительской электроники к ключевым звеньям оптической связи для ИИ.
С точки зрения финансового вклада, вклад Source Photonics после консолидации в прибыль Dongshan Precision уже явно превышает долю в выручке. В 2025 году и в первом квартале 2026 года доля Source Photonics в консолидированной выручке составила 3,58% и 16,02% соответственно, а доля в прибыли достигла 22,69% и 52,92%. Это показывает, что бизнес оптической связи не только быстро растет, но и обладает высокой эластичностью прибыли. Вот почему Dongshan Precision готова вложить еще 12 млрд долларов, чтобы удвоить ставки.
3 июня San'an Optoelectronics в ответе на интерактивной платформе заявила, что ее процессы эпитаксиального роста InP, изготовления чипов и тестирования упаковки являются ведущими в стране, она уже обладает технологическими возможностями для массового производства 6-дюймовых оптических чипов InP и указала, что ее производственные мощности по оптическим технологиям составляют 2750 пластин в месяц, а ключевой эпитаксиальный процесс уже расширен до почти 6000 пластин в месяц. Что касается продукции, в годовом отчете за 25-й год San'an Optoelectronics упоминает, что компания может поставлять лазерные и детекторные чипы, такие как CW-источники, VCSEL, EML, PD, для оптических модулей, при этом оптические чипы для оптических модулей 400G и 800G уже поставляются серийно, а оптические чипы для оптических модулей 1.6T отправлены клиентам на валидацию.
На уровне материалов в апреле этого года Yunnan Chihong Zinc & Germanium официально запустила «Проект строительства производства высококачественных монокристаллических пластин из фосфида индия». Проект планирует расширить производственную линию до 300 тыс. пластин в год (в пересчете на 4 дюйма, включая 6000 пластин 6 дюймов). На основе существующих мощностей в 150 тыс. пластин в год планируется достичь общей мощности в 450 тыс. пластин в год, срок строительства составляет 18 месяцев. В настоящее время отраслевая валидация и поставка оборудования идут по плану, мощности будут постепенно вводиться по мере прогресса строительства.
Китайская цепочка поставок оптических чипов движется от «сборки модулей» к полному охвату всей цепочки «материалы — эпитаксия — чипы — тестирование и упаковка — модули».
Рост оптических чипов — уже свершившийся факт
Как известно, в области оптических чипов CPO является «святым Граалем» отрасли. Однако в настоящее время скорость внедрения CPO постоянно откладывается. Поэтому в отрасли также существует серьезное опасение: если будущий CPO (совместно упакованная оптика) не будет внедряться вовремя или окажется слабым, не потеряют ли компании, производящие оптические модули, потенциал роста?
Новый отчет Morgan Stanley (большая эм-эс) по оптике дает очень четкое опровержение. Большая эм-эс указывает, что инвесторы слишком сосредоточены на временном аспекте «когда использовать CPO», игнорируя базовую неизменную величину — потребность в росте пропускной способности.
Независимо от того, будет ли рынок в конечном итоге масштабироваться с помощью съемной оптики, NPO, CPO, OBO или гибридной архитектуры, спрос на более высокую пропускную способность должен продолжать стимулировать рост количества оптических движков, лазеров и связанного с ними контента на GPU/стойку. Точка зрения большой эм-эс заключается в том, что эволюция архитектуры — это лишь вопрос пути, но общий резкий рост объемов использования оптических компонентов является определенным.
Что такое CPO, NPO и съемные модули?
Традиционные съемные (Pluggable): оптические модули, подобные флеш-накопителям, вставляются в переднюю панель коммутатора. Соединяются с внутренним коммутационным чипом (ASIC) через медные провода.
NPO (оптика близкой упаковки): оптический движок перемещается внутрь коммутатора, вплотную к коммутационному чипу, сокращая расстояние медных проводов.
CPO (совместно упакованная оптика): оптический чип и коммутационный чип (или GPU) непосредственно упаковываются на одной подложке, полностью устраняя длинные медные соединения, сводя к минимуму энергопотребление и задержки.
В настоящее время CPO действительно имеет серьезные недостатки: чрезвычайно сложная упаковка, низкий выход годных, в случае выхода из строя одного компонента вся материнская плата может быть испорчена (невозможность ремонта/плохая обслуживаемость) и т.д. Поэтому широкое распространение CPO, скорее всего, замедлится. Но даже если рынок в краткосрочной перспективе не будет использовать CPO, а продолжит использовать традиционные съемные оптические модули или применять «гибридный путь медь/CPO», количество оптических движков и лазеров на один сервер ИИ, на один GPU по-прежнему значительно увеличивается.
Споры вокруг CPO — это не только споры о месте упаковки, но и споры о пути создания источника света. Сущность CPO заключается в максимально возможном приближении оптического движка к коммутационному или вычислительному чипу, чтобы сократить расстояние передачи высокоскоростных электрических сигналов, снизить энергопотребление и узкие места по пропускной способности. Но в настоящее время в отрасли нет единственного ответа на вопрос об источнике света.
В настоящее время основное внимание уделяется трем направлениям: SiPh + CW Laser (кремниевая фотоника + лазер с непрерывным излучением), VCSEL (поверхностно-излучающий лазер с вертикальным резонатором) и MicroLED (микросветодиод). Различия в степени зрелости, стоимости, расстоянии и энергопотреблении разных направлений определяют, что CPO, скорее всего, не будет реализован в единой форме, а сформирует сосуществование множества решений на разных уровнях расстояний в центрах обработки данных ИИ.
SiPh + CW Laser, то есть решение «кремниевый фотонный чип + лазер с непрерывным излучением», имеет наивысшую степень технологической зрелости, эффективное расстояние передачи может превышать 1 км, больше подходит для соединений в центрах обработки данных, требующих высокой пропускной способности, расстояния и надежности, но системное энергопотребление, проблемы с сопряжением при упаковке и стоимость по-прежнему остаются высокими.
Преимущество VCSEL заключается в высокой энергоэффективности, низкой стоимости, сильной способности к формированию матриц, степень технологической зрелости также относительно высока, но эффективное расстояние обычно ограничено сотней метров, что больше подходит для коротких соединений внутри шкафа или между шкафами. Поэтому позиционирование VCSEL заключается не в замене SiPh + CW Laser, а в том, чтобы стать дополнительным решением в сценариях коротких расстояний, низкой стоимости и высокой плотности оптических соединений.
MicroLED больше похож на потенциальное решение будущего, обладающее потенциалом низкой задержки, низкой стоимости и высокой энергоэффективности, но эффективное расстояние еще короче, а степень технологической зрелости самая низкая. Это «темная лошадка», привлекающая большое внимание в области оптических соединений в последние годы. Стартап в области кремниевой фотоники Ayar Labs и другие активно исследуют возможность внедрения MicroLED, первоначально использовавшегося в дисплеях, в высокоплотные ближние оптические соединения на уровне чиплетов (Chiplet). В основном он использует массивы светодиодов очень маленького размера (микронного масштаба) в качестве источников света, непосредственно интегрированные на краю или подложке вычислительных чипов (таких как GPU, HBM), передавая данные через прямое управление электрическим сигналом для мерцания MicroLED.
Таким образом, будущее CPO, скорее всего, не будет определяться победой одного направления источников света, а сформирует многоуровневую структуру сосуществования различных решений, таких как SiPh, VCSEL, MicroLED, в зависимости от различных расстояний, различной плотности пропускной способности и различных ограничений по стоимости внутри центров обработки данных ИИ. Это также дополнительно показывает, что расширение производства оптических чипов — это не просто ставка на какую-либо одну технологию CPO, а ставка на повышение стоимости всей системы источников света, оптических движков, упаковки, тестирования и материалов после перехода кластеров ИИ от электрических соединений к оптическим.
Заключение
В этой глобальной волне расширения производства оптических чипов, разожженной вычислительной мощностью ИИ, ни один регион не хочет отставать: США через политику и капитал гигантов перестраивают национальную производственную цепочку, Япония клянется защитить свой ров на уровне исходных материалов, Европа активно продвигает инженерную реализацию гетерогенной интеграции кремниевой фотоники и полупроводниковых соединений, а Китай, обладая ужасающей скоростью развертывания производственных линий, масштабами незавершенного строительства и постепенно расширяющимися вверх по цепочке к материалам и вертикально интегрированным чипам возможностями, демонстрирует чрезвычайно высокую отраслевую устойчивость.
На поверхности это соревнование за производственные мощности между производителями из США, Японии, Европы и Китая; по сути, это коллективная ставка глобальной полупроводниковой цепочки поставок на «больше оптики» после перехода центров обработки данных ИИ от расширения вычислительной мощности к расширению пропускной способности.
Гонка вооружений в фотонную эпоху уже вступила в стадию ожесточенной конкуренции.
Данная статья из WeChat официального аккаунта «Наблюдение за полупроводниковой отраслью» (ID: icbank), автор: Ду Цинь DQ
