不得不说,光芯片需求太旺了。
最近几天,全球光芯片产业链又密集出现了一系列扩产、长协、投资和供应链绑定动作:Coherent在德州 Sherman 扩建 6 英寸 InP化合物半导体产线;Nokia在美国宾夕法尼亚州Allentown扩建光子芯片先进测试与封装产能;日本 JX Advanced Metals 计划投入最高 1200 亿日元,将InP衬底产能提升至7—10 倍;IQE与Tower Semiconductor 达成多年 InP 外延片供应协议;国内东山精密旗下索尔思光电也宣布在常州布局光芯片及高速光模块扩建项目,总投资额达12亿美元。
一场围绕AI数据中心光互连能力的产能竞赛已然打响。
全球光芯片企业扩产大图景
首先来看美国的扩产动作。
6月16日,Coherent宣布,已签署意向书,将根据《芯片与科学法案》从美国商务部获得高达 5000 万美元的直接资金,用于扩建其位于德克萨斯州谢尔曼的世界领先的 6 英寸磷化铟 (InP) 半导体制造工厂。紧随公告次日,Coherent 就在德克萨斯州谢尔曼(Sherman)工厂举行了扩建破土动工仪式。Coherent强调该基地拥有全球首个、也是目前最大规模的 6 英寸 InP 制造平台。扩建完成后,该厂的制造空间将翻倍,而晶圆生产能力将提高至4倍。
值得注意的是,NVIDIA创始人兼 CEO 黄仁勋亲自出席了Coherent的这一仪式,并与Coherent新任CEO Jim Anderson同台。NVIDIA 此前已宣布向 Coherent 战略投资 20 亿美元,用于锁定其最先进激光器、光引擎和光模块的未来产能。黄仁勋在现场发表讲话:“AI 跑在算力上,但规模化卡在连接上,而谢尔曼工厂就是建造这些‘连接神经组织’的地方。”
图源:techpowerup
Nvidia 已经用资本把“光”纳入AI基建供应链。早在今年3 月,Nvidia分别宣布向 Coherent 和 Lumentum 投资 20 亿美元,并配套多年采购承诺、未来产能/访问权,用于先进激光器、光联网产品、R&D 和美国制造能力扩张。
Lumentum也是美国光芯片扩产图景中不可忽视的一环。3月,Lumentum宣布将在美国北卡罗来纳州Greensboro建设一座新的先进激光器制造工厂。该工厂面积约 24 万平方英尺,重点生产面向全球大型 AI 数据中心的磷化铟(InP)光器件。5 月,AIXTRON宣布获得 Lumentum多台G10-AsP MOCVD系统订单。Lumentum过去一年股价上涨了769%。
也是在6月16日,Nokia宣布,将在美国宾夕法尼亚 Allentown 扩建光子芯片先进测试与封装能力,即把光子芯片进一步封装进可用于 AI 和通信基础设施的光模块。Nokia表示,该基地是美国少数具备这类能力的设施之一,扩产后产能最高提升至当前水平的 10 倍,预计 2026 年三季度末具备商业可用产能。
Nokia补的是光子芯片封装测试和模块化能力,Coherent 补的是 InP 光子器件前道制造能力,而 Nvidia 此前对 Coherent 和 Lumentum 的投资,则相当于给激光器和光联网核心供应商提前锁定资金、订单和产能。美国正在把 AI 数据中心的光互连,纳入本土半导体制造体系。
日本补的是上游的材料领域,这也是日本半导体长久以来擅长的领域。
6月16日,全球 InP 衬底双寡头之一的日本JX Advanced Metals宣布,计划未来四年最高投资 1200 亿日元,用于扩大 InP 衬底产能。叠加此前已宣布的相关投资,公司 InP 产能建设总投资规模将达到约 1500 亿日元。这些投资将使该公司的产能提升至原来的7至10倍。
JX Advanced Metals 自 20 世纪 80 年代以来一直生产磷化铟衬底。在 2025 财年,该公司投资 250 亿日元以提高该材料的产能。据印度海峡研究公司报告,预计到2034年,全球磷化铟晶圆市场规模将达到5.0721亿美元,几乎是2025年的三倍。目前,JX Advanced Metals及其竞争对手住友电工分别占据了该市场约40%的份额。
欧洲方面,也有几个关键性动作。
市场讨论光通信时,经常把“硅光”和“InP”放在对立面:好像硅光普及后,InP 就会被替代。叠加上此前IQE与Tower Semiconductor的知识产权(IP)诉讼,更让人不免这样想。但真实产业路径更复杂,这点可以看向IQE和Tower的动作。
6月15日,IQE与Tower Semiconductor达成多年InP外延片供应协议,支撑Tower硅光平台在200Gb/通道可插拔收发器、下一代400Gb/通道调制器和光路交换等方向的量产扩展。该协议规定,Tower在第一年需做出最低采购承诺,IQE需做出相应的供应承诺,此后还需做出最低采购量承诺。这也正好说明了一个趋势:下一代硅光平台并不是完全摆脱 III-V 材料,而是需要把 InP 高性能组件集成进成熟硅光平台。硅光负责大规模集成、CMOS 工艺兼容和平台化制造,InP 则继续承担高性能光源、调制和光电转换等关键功能。
根据另一项协议,Tower还将向IQE提供广泛的全球免版税许可,用于多孔硅专利。此前,两家公司之间存在知识产权纠纷,Tower 将就此问题达成和解,解决所有诉讼。
Tower在今年5月13日发布的 2026 年第一季度财报上指出,正在执行一项激进的全球多晶圆厂硅光产能扩充计划,目标是到2026年底,将硅光晶圆的月产出能力提升至 2025年末的 5 倍以上。而且Tower宣布已与几家核心大客户签下了价值高达13亿美元的 2027 年硅光长期供应合同,并在 2026 年一季度直接收到了客户付出的2.9亿美元预付款。随着多厂区设备陆续进场,Tower在硅光相关工艺、设备以及封装上的全球总资产投入滚动累计将达到约 9.2 亿美元。
2026年3月,ST发布新闻称,正考虑在法国Crolles推行模块化扩产,目标是到 2027 年将300mm硅光产能翻四倍,并进一步规划2028年的后续扩能。此外,该项目也得到了欧洲主权供应链计划的支持。ST基于 300mm晶圆线的PIC100 硅光工艺平台已进入面向全球顶级头部云厂商的全量高产阶段,主要用于800G和1.6T光收发器的核心芯片。
6月2日,瑞典芯片商 Sivers Semiconductors(专门提供高功率多波长激光器阵列)与美国纯代工巨头 GlobalFoundries(格芯)达成深度战略合作,专门面向AI数据中心基建开发下一代光连接方案。具体而言,Sivers的先进激光器阵列将直接集成到格芯的硅光平台中。
国内方面,在光芯片上更是处于狂飙状态。
据证券时报·数据宝的行业统计,截至2026年一季度,国内7家核心光模块上市企业的在建工程规模总计升至 38.98 亿元,对比四年前(2022年同期),这一数字的涨幅超过了 6 倍。中邮证券在研报中指出,全球磷化铟市场中海外巨头占比达95%,磷化铟行业整体供需缺口近70%,预计高景气延续至2028年。
6月16日晚间,东山精密公告称,同意全资子公司索尔思光电及其子公司在常州布局光芯片及高速光模块扩建项目,总投资额12亿美元,项目资金来源为公司自筹。索尔思是一家具备光芯片设计、制造、封装、光模块组装和测试能力的垂直一体化企业。东山精密收购索尔思后,等于从传统电子制造和消费电子产业链,切入到 AI 光通信核心环节。
从财务贡献看,索尔思并表后对东山精密利润贡献已经明显高于收入占比。2025 年度和 2026 年一季度,索尔思并表后收入占比分别为 3.58%、16.02%,利润占比分别达到 22.69%、52.92%。这说明光通信业务不仅增长快,而且利润弹性强。这也是为什么东山精密愿意拿出12亿美元继续押注。
三安光电在6月3日的互动平台回复:称其磷化铟 InP 外延生长、芯片制造及封测工艺国内领先,已具备量产6吋InP光芯片的工艺能力,并表示公司光技术产能为 2,750 片/月,核心外延环节已扩产至近6,000片/月。在产品方面,三安光电在25年年报中提到,公司可提供用于光模块的 CW 光源、VCSEL、EML、PD 等激光器和探测器芯片,其中用于 400G、800G 光模块的光芯片已批量出货,用于 1.6T 光模块的光芯片已向客户送样验证。
在材料端,今年4月,云南锗业正式启动了“高品质磷化铟单晶片建设项目”。该项目计划扩建一条年产30万片(折合4英寸,含6000片6 英寸)的生产线。在现有15万片/年的基础上,最终达成45万片/年的总产能,建设期为18 个月。目前正在按计划推进行业验证与设备进场,产能将随建设进度逐步释放。
国内光芯片产业链正在从“模块组装”向“材料—外延—芯片—封测—模块”全链条补齐。
光芯片增长,已既成事实
众所周知,在光芯片领域,CPO是产业的“圣杯”。但是目前,CPO落地的速度一直在推迟。因此,业界也对光通信板块有一个巨大的担忧:如果未来的 CPO(共封装光学)迟迟不落地,或者走弱,光模块公司是不是就没成长性了?
摩根士丹利(大摩)最新的光学报告给出了非常明确的反驳。大摩指出,投资者太过于关注“什么时候用CPO”这个时间节点,而忽略了底层不变量——带宽增长的需求。
无论市场最终通过可插拔光学、NPO、CPO、OBO还是混合架构来扩展,对更高带宽的需求都应继续推动每GPU/机架的光学引擎、激光器及相关内容的增加。大摩的观点是,架构怎么演进只是路线问题,但光学内容的整体用量暴增是确定的。
什么是 CPO、NPO 和可插拔?
传统可插拔(Pluggable):光模块像U盘一样,插在交换机的前面板上。通过铜线与内部的交换芯片(ASIC)连接。
NPO(近封装光学):把光发动机移到交换机内部,紧挨着交换芯片,缩短铜线距离。
CPO(共封装光学): 把光芯片和交换芯片(或 GPU)直接封装在同一个基板上,彻底消灭长距离铜线,功耗和延迟降到最低。
目前CPO确实存在封装极其复杂、良率低、一旦坏了一个部件整个主板可能报废(无法维修/可服务性差)等致命痛点。因此,CPO 的大面积普及大概率会放缓。但哪怕市场短期内不用 CPO,继续用传统的可插拔光模块,或者采用“铜/CPO混合路线”,每台 AI 服务器、每个 GPU 对应的光引擎和激光器数量依然在大幅增加。
CPO 的争议不只是封装位置之争,也是光源路线之争。CPO 的本质是把光引擎尽可能靠近交换芯片或计算芯片,以缩短高速电信号传输距离,降低功耗和带宽瓶颈。但目前产业界并没有唯一的光源答案。
当前较受关注的路线主要有三类:SiPh + CW Laser(硅光 + 连续波激光器)、VCSEL(垂直腔面发射激光器)和MicroLED(微型发光二极管)。不同路线的成熟度、成本、距离和功耗差异,决定了 CPO 很可能不会以单一形态落地,而会在 AI 数据中心不同距离层级中形成多种方案并存。
SiPh + CW Laser 即“硅光芯片 + 连续波激光器”方案,技术成熟度最高,有效传输距离可超过1公里,更适合数据中心中对带宽、距离和可靠性要求较高的连接,但系统级功耗、耦合封装和成本压力仍然存在。
VCSEL的优势在于能效高、成本低、阵列化能力强,技术成熟度也较高,但有效距离通常限制在百米以内,更适合机柜内或机柜间短距互连。所以VCSEL的定位不是取代SiPh + CW Laser,而是可能在短距、低成本、高密度光互连场景中成为补充方案。
MicroLED则更像是面向未来的潜在方案,具备低延迟、低成本和高能效潜力,但有效距离更短,技术成熟度也最低。这是近年来在光互连领域备受瞩目的“黑马”路线。硅光芯片初创公司Ayar Labs等正在积极探索将原本用于显示领域的 MicroLED 引入到 Chiplet(芯粒)级别的高密度近端光互连中。它主要是利用极小尺寸(微米级)的 LED 阵列作为光源,直接集成在计算芯片(如 GPU、HBM)的边缘或基板上,通过电信号直接驱动 MicroLED 闪烁发光进行数据传输。
由此可见,CPO未来大概率不是单一光源路线胜出,而是根据AI数据中心内部不同距离、不同带宽密度和不同成本约束,形成 SiPh、VCSEL、MicroLED 等多种方案分层并存的格局。这也进一步说明,光芯片扩产并不是简单押注某一种 CPO 技术,而是押注 AI 集群从电互连走向光互连后,整个光源、光引擎、封装测试和材料体系的价值量提升。
结语
在这场由 AI 算力点燃的全球光芯片扩产潮中,没有一个地区甘于落后:美国在通过政策和巨头资本重塑本土制造链,日本在誓死守护上游材料的护城河,欧洲在积极推动硅光与化合物半导体异质集成的工程化落地,而中国则凭借恐怖的产线落地速度、在建工程规模以及逐步向上游材料、垂直一体化芯片延伸的蚕食能力,展现出极强的产业韧性。
表面上,这是美、日、欧、中四地厂商的产能竞赛;本质上,这是 AI 数据中心从算力扩张走向带宽扩张后,全球半导体产业链对“更多光”的一次集体下注。
光子时代的军备竞赛,已经进入白热化阶段。
本文来自微信公众号 “半导体行业观察”(ID:icbank),作者:杜芹DQ
