高頻光通訊材料轉折點：InP基板擴產、稀土政策與PD封裝的三重挑戰

隨著 AI 訓練規模與數據中心頻寬需求飆升，高速光模組材料與封裝技術正面臨前所未有的挑戰。IＩInP 基板作為 200G PD 與高速 LD 的關鍵材料，受制於稀土政策與產能轉換，正在重塑全球供應鏈格局。本文將深入解析InP晶圓廠的擴產策略、稀土政策對三五族材料的衝擊，並結合 模組廠與 PD 封裝趨勢，提供對未來 800G/1.6T 光模組產業的全景觀察與決策啟示。

🔍 重點摘要（Key Takeaways）

從 InP 基板到 OIO 光電共封裝，三重挑戰重塑高速光通訊供應鏈

AI 資料中心對 800G/1.6T 光模組的需求飆升，帶動 InP 基板、PD/LD 封裝與稀土政策成為產業轉折關鍵。本文深入解析：

• Sumitomo 擴產策略：4吋→6吋轉換時程與全球供應格局重塑。

• 稀土政策衝擊：中國掌握70%銦礦，出口管制如何推高 PD 成本10倍？

• 模組廠需求動態：AWS、Microsoft、Oracle 不同策略與產能分配挑戰。

• 封裝技術趨勢：ELS、PIC+EIC 共設計如何突破功耗瓶頸？

• 未來 OIO 技術：Micro LED vs VCSEL，誰能成為 GPU 互連的新標準？

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一、Sumitomo 在 InP 基板的擴廠策略

1. 產能升級而非全面擴張

• 住友現有主力產線為 xxx

• 擴張策略偏向 xxx。

• 此策略將導致xxx

2. 升級時程與產能規劃

• 2024-2025：

• 2026：

• 2027：

• 4 吋總產能將從 x萬片/年提升至 x 萬片/年。

3. 需求導向策略

• 長期合作夥伴需提供 x年需求預估；一般合作夥伴需提供 x 年需求預估。

• 客戶若無法提前鎖定長期需求，將面臨供應不足風險。

4. 與競爭對手比較

• JX（Archotech）：

• AXT：

• 住友：

5. 市場影響

二、稀土政策對三五族材料的影響

1. 三五族材料對稀土的依賴

• 主要材料：

  • InP（磷化銦）：高速光通訊模組、雷射核心基板。

  • GaAs（砷化鎵）：廣泛用於高頻 RF 元件、紅外雷射。

• 稀土角色：

  • 銦（In）、鎵（Ga）為核心原料，全球供應高度集中於中國。

2. 中國的稀土優勢

• 掌握全球 約 xx% 銦礦產量，並對外出口實施政策管制。

• 雖 xx、xx透過xx與xx合作擁有部分礦源，仍受中國政策波動影響。

3. 當前狀態（2024-2025）

• 政策影響：

  • 出口管制趨嚴，特別針對高純度 InP/GaAs 基板。

  • 曾導致部分美、台光通訊廠出現 x 個月交付延遲。

• 供應鏈調整：

  • 國際廠商積極開發非中國來源（xx、xx）。

  • xx 嘗試將產線移至海外（xx）以降低風險。

• 成本變化：

  • InP 基板價格上漲 xx–xx%，200G PD 成本飆升至原本 xx 倍。

4. 未來趨勢（2026-2030）

• 供應多元化：

  • 住友與 JX 將擴充 x 吋、導入 x吋，降低對xx依賴。

  • AXT 預期持續擴張，並滿足xx內需市場。

• 政策走向：

  • 
    

• 技術應對：

• 
  

5. 長期影響

• 正面：

• 負面：

  • 
    

6. 三大廠商比較

公司名稱	策略	產能轉換時程	價格定位	市場地位
Sumitomo
AXT
JX (Archotech)

三、模組廠產能與終端客戶需求

1. 供應與擴產動態

• 聯鈞光電同時獲 xx、xx 供應：

  • 供應比例約 1:2（xx vs xx COS/月）。

• 擴產計畫：

  • 年底前產能從 xx/月擴至 xx/月（3–xx 倍成長）。

  • 驅動因素：800G 光模組需求與 1.6T 開發。

2. 主要客戶分析

• AWS：

  • xx 最大客戶，台灣月出貨 xx，美國休士頓 xx。

  • 
    

• Microsoft：

  • 以 xx 為主，高自動化，低毛利但大量佔用產能。

• Oracle：

  • 對 xx 模組持觀望態度，訂單落地後將影響產能分配。

• Centera：

  • 既有 xx/月配額，未來可能隨 xx 成熟而擴增。

3. 市場趨勢與變數

• 800G → 1.6T 模組需求驅動產能倍增。

• 客戶策略差異化：

• 變數：

四、封裝與 PD/LD 供應現況

1. PD 供應瓶頸

• 200G PD 價格達原本 xx 倍，市場高度集中於 xx、xx。

• 
  

2. 先進封裝與模組設計

• ELS 與 PIC+EIC 整合為核心趨勢。

• 兩種架構模式：

  1. CW Laser 分光：高功率單雷射 → 多通道。

  2. EML 分散配置：每層樓獨立 EML，彈性高、容錯佳。

3. NVIDIA 案例

• 144 通道 MPO → 18 顆 Silicon Photonics → 每顆 8 Die 。

• 分層模組化設計，支援 1.6T 超大頻寬，適用多規格組裝。

4. 產業挑戰與機會

• 挑戰：高速 PD/LD 供應短缺、封裝良率與成本壓力。

• 機會：PIC+EIC 共設計、ELS 封裝帶來能效與成本優勢，搶攻 1.6T 世代。

五、未來技術焦點：從光收發到光電共封裝（OIO）

隨著 AI 運算與超大規模資料中心的興起，GPU 之間的連線需求急速攀升。傳統的高速銅纜逐漸無法支撐 TB/s 級別的帶寬需求，也帶來功耗、延遲與 EMI（電磁干擾）等瓶頸。光電共封裝（Optical I/O, OIO）被視為下一個世代的關鍵解決方案，可望直接將光收發功能整合於晶片或封裝層級，徹底改變高速互連架構。

1. Optical In/Out（OIO）初探

（1）技術目標

• 直接取代 GPU 之間的高速銅連線，縮短訊號傳輸距離並降低功耗。

• 讓光訊號從傳統板邊連接（Pluggable）轉向晶片級封裝（Chiplet/Interposer）。

（2）候選技術比較

1. VCSEL Array（垂直腔面射型雷射陣列）

   • 優勢：

     • 成熟度高，已有 25Gbps~200Gbps 應用實績。

     • 可與標準 CMOS 製程整合，封裝成本可控。

   • 挑戰：

     • 封裝複雜度高，需要精密光學耦合與散熱設計。

     • 陣列尺寸增大後，光束品質與對準精度成為瓶頸。

2. Micro LED（微型發光二極體）

   • 優勢：

     • 低成本、低功耗，可在短距傳輸中疊加大量通道以達高總頻寬。

     • 成本結構對大規模 GPU 間連線友好。

   • 挑戰：

     • 單通道速率僅 1~2Gbps，需大量通道並行。

     • 製程良率與封裝密度控制仍待突破。

（3）市場現況

• 現階段兩種技術均在探索中：

  • VCSEL Array 用於。

  • Micro LED 聚焦。

2. 未來整合設想與時間表

（1）整合願景

• 最終目標為 xxxxxx

• 典型架構：

  • 光源xxxxx

  • 光導層刻蝕於封裝或 PCB 內部，用於短距光傳輸。

  • 接收端為整合式 PD，與控制電路共封裝。

（2）技術演進時程

• 2026 年：

• 2027 年：

• 2028-2030 年：

3. 終端客戶對供應商的要求

（1）整合度要求

• 終端客戶（如 NVIDIA、AWS、Microsoft）不再滿足於單純的雷射或 PD 供應，而是要求：

  • 光源 + 封裝 + 控制電路 一體化解決方案。

  • 能夠直接嵌入 GPU 或 Switch ASIC 封裝內的模組化設計。

（2）性能指標

xxx

（3）可靠性與製程一致性

xxx

（4）垂直整合能力

xxxx

4. 產業機會與挑戰

xxx