Actualmente, os controlos de exportação continuam a ser mais rigorosos e a substituição interna do fosfeto de índio está a acelerar.
Em toda a cadeia da indústria da economia digital, a velocidade de iteração dos servidores de IA, dos módulos ópticos de alta velocidade e dos equipamentos de comunicação por satélite continua a acelerar, mas o material subjacente que suporta toda a transmissão de sinais ópticos e eléctricos de alta velocidade – o fosfeto de índio – é raramente conhecido.
Ao contrário do carboneto de silício, que se concentra na conversão de energia, e do nitreto de gálio, que se concentra no carregamento rápido de radiofrequência, o fosfeto de índio é o único substrato semicondutor que pode realizar de forma estável a transmissão e recepção de sinais ópticos. Todos os chips de laser e chips de detecção dentro de módulos ópticos de alta velocidade de 200G e superiores são todos baseados em cristal único de fosfeto de índio e não há outros materiais que possam ser completamente substituídos.
Anteriormente, os substratos globais de fosfeto de índio e os chips ópticos de alta qualidade eram controlados há muito tempo por fabricantes estrangeiros, e as empresas nacionais de comunicação óptica eram altamente dependentes de cadeias de suprimentos importadas.
Recentemente, o controlo das exportações de produtos estrangeiros relacionados continuou a aumentar, estabelecendo vários limites para o envio e certificação de clientes de produtos de fosfeto de índio de alta qualidade, perturbando diretamente o ritmo de armazenamento de módulos ópticos de alta velocidade nacionais e empresas de hardware de computação, e expondo completamente os riscos de segurança na cadeia industrial e na cadeia de abastecimento.
As restrições externas forçaram as indústrias nacionais a acelerar avanços independentes. Os níveis políticos aumentaram o apoio aos semicondutores compostos e aos materiais optoelectrónicos. Parques industriais em diversas regiões implementaram projetos especiais de expansão da produção, e as empresas upstream e downstream concentraram-se no lançamento de novas linhas de produção.
A fim de dar a todos uma compreensão mais clara da indústria de fosfeto de índio, este artigo integra vários relatórios de pesquisa da indústria, anúncios de capacidade de produção corporativa e informações sobre licitações da cadeia de suprimentos de fabricantes de módulos ópticos. Utiliza a lógica popular para desmantelar o valor industrial insubstituível do fosfeto de índio e as mudanças industriais provocadas pelo controlo das exportações.
Também faz um balanço de dez empresas locais que implementaram uma expansão real da produção e estão a liderar o progresso no aumento da capacidade de produção.
Se você quiser entender a lógica subjacente da expansão concentrada da produção de fosfeto de índio das empresas atuais, você deve primeiro esclarecer as vantagens únicas de desempenho do material e os dois rígidos caminhos de demanda que apoiam a expansão da indústria.
Os wafers de silício comuns só podem transmitir sinais elétricos e não podem emitir luz de forma independente; o carboneto de silício e o nitreto de gálio têm excelente resistência a altas temperaturas e altas tensões, mas suas bandas de comprimento de onda emissoras de luz não atendem aos padrões de transmissão de comunicação por fibra óptica.
Somente o fosfeto de índio pode se adaptar às duas bandas de comunicação comuns de 1310 nm e 1550 nm e completar de forma estável a conversão eletro-óptica e fotoelétrica. O chip possui baixa perda de transmissão e velocidade de resposta rápida, adaptando-se perfeitamente a cenários de transmissão de dados em altíssima velocidade.
O valor central de um módulo óptico completo de alta velocidade está concentrado no chip óptico interno. A primeira etapa na fabricação do chip óptico é o substrato de fosfeto de índio. A pureza e o nivelamento do cristal do substrato determinam diretamente a taxa de transmissão e a estabilidade do chip óptico. O processo de crescimento de monocristais de fosfeto de índio de grande porte e alta pureza é extremamente difícil.
Os cristais são quebradiços e o ciclo de crescimento é longo. Melhorar a taxa de rendimento requer anos de acumulação de processo. Isto naturalmente cria barreiras industriais extremamente elevadas e torna difícil para os novos participantes alcançar a produção e o fornecimento em massa no curto prazo.
Toda a cadeia da indústria de fosfeto de índio é dividida em três camadas, com barreiras diminuindo de cima para baixo: o substrato de cristal único de fosfeto de índio a montante é o ponto central de toda a cadeia; a pastilha epitaxial de fosfeto de índio midstream é responsável pelo crescimento de filmes luminescentes na superfície do substrato; o design e fabricação de chips ópticos downstream e a embalagem de módulos ópticos têm barreiras de entrada relativamente mais baixas.
O controle de exportação no exterior concentra-se na restrição de substratos de alta pureza e produtos epitaxiais de alta qualidade, que também são áreas centrais para as empresas nacionais expandirem a produção.
As vias duplas do poder de computação da IA e das comunicações por satélite continuam a impulsionar a procura incremental por fosfeto de índio.
A primeira demanda principal vem dos data centers com poder de computação de IA.
Atualmente, os fabricantes globais de nuvem continuam a expandir clusters de poder computacional e os servidores contam com módulos ópticos de alta velocidade para transmitir dados massivos. Os módulos ópticos 800G tornaram-se equipamentos padrão em data centers de médio e grande porte, e produtos de nova geração 1.6T e 3.2T são gradualmente introduzidos em lotes.
Cada geração de módulos ópticos de alta velocidade requer chips laser de fosfeto de índio de alto desempenho. A expansão da indústria de energia computacional impulsiona diretamente o aumento da demanda por substratos upstream, epitaxia e chips ópticos a cada ano. A agência estima que a taxa composta anual de crescimento dos produtos globais relacionados com o fosfeto de índio excederá 28% nos próximos três anos.
A segunda curva de crescimento é a atualização da Internet via satélite e da fibra óptica de backbone.
A construção de redes de satélites de órbita baixa continua a avançar, e os dispositivos de radiofrequência e comunicação óptica transmitidos por satélite dependem de materiais de fosfeto de índio; As redes de transmissão de backbone das operadoras nacionais atualizam os equipamentos de transmissão óptica de longa distância em lotes, e os links de fibra óptica de longa distância substituem os módulos ópticos de alta qualidade, criando necessidades estáveis de aquisição de médio e longo prazo.
Ao mesmo tempo, equipamentos lidar montados em veículos e equipamentos industriais de detecção infravermelha estão gradualmente se tornando populares, ampliando ainda mais os cenários de aplicação downstream do fosfeto de índio. A procura da indústria não depende de um único ciclo industrial e a base da procura é muito estável.
O reforço dos controlos de exportação para o exterior de produtos relacionados com o fosfeto de índio provocou directamente três mudanças irreversíveis na indústria e é também o principal impulsionador da expansão concentrada da produção de dez empresas.
Em primeiro lugar, a incerteza do fornecimento estrangeiro aumentou e os fabricantes a jusante aceleraram a introdução de cadeias de abastecimento nacionais.
Anteriormente, as principais empresas nacionais de módulos ópticos dependiam de compras no exterior para mais de 60% de suas matérias-primas de fosfeto de índio de alta qualidade. Agora, as empresas estrangeiras reduziram as quotas de envio, prolongaram o processo de revisão e até restringiram os envios de alguns modelos topo de gama para a China.
A fim de garantir a operação estável de suas próprias linhas de produção, os principais fabricantes nacionais de módulos ópticos, como Zhongji InnoLight e Xinyi Sheng, lançaram um layout de cadeia de suprimentos dupla, conectando-se proativamente com substratos locais de fosfeto de índio e empresas de chips ópticos para realizar a certificação de amostras, encurtando o ciclo de introdução de produtos locais e garantindo pedidos downstream de longo prazo para empresas de expansão da produção doméstica.
Em segundo lugar, a política favorece o apoio a fundos para reduzir a pressão financeira sobre as empresas para expandir a produção.
Várias localidades introduziram políticas especiais de apoio para materiais semicondutores compostos. Novos substratos e linhas de produção epitaxiais podem desfrutar de múltiplos apoios, como subsídios para aquisição de equipamentos, isenções fiscais e instalações fabris; os fundos industriais aumentaram os investimentos de capital em empresas de fosfeto de índio para aliviar a pressão do fluxo de caixa causada pela expansão em grande escala das empresas.
Em comparação com as empresas estrangeiras, as empresas nacionais têm dividendos políticos para apoiar a sua expansão da produção, e a sua capacidade de produção é implantada mais rapidamente, diminuindo rapidamente a lacuna com a capacidade de produção estrangeira num curto período de tempo.
Terceiro, a lacuna entre a oferta e a procura continua a aumentar e as empresas locais de expansão da produção beneficiam de produtos premium durante muito tempo.
O período de construção de novas linhas de produção de substrato de fosfeto de índio no exterior leva de 5 a 7 anos, e a capacidade de produção em grande escala não pode ser adicionada no curto prazo; o poder de computação nacional e a procura de comunicação continuam a crescer, e o equilíbrio apertado entre a oferta e a procura é mantido por um longo tempo.
As empresas locais que alcançaram uma produção em massa estável e uma expansão contínua da produção não se preocupam com as vendas a jusante dos seus produtos. Os produtos de fosfeto de índio de alta pureza têm um prêmio estável. A liberação da capacidade de produção se traduz diretamente no crescimento da receita corporativa e do lucro bruto. A lógica da melhoria dos lucros da indústria é clara.
De acordo com os três principais links de substrato upstream, epitaxia midstream e chips ópticos de alta velocidade downstream, selecionamos dez empresas locais que continuaram a implementar projetos de expansão de produção e estão liderando o progresso de aumento da capacidade de produção. O layout tecnológico de cada empresa é obviamente diferenciado e não existe uma concorrência homogênea.
A trilha upstream de substrato de cristal único de fosfeto de índio inclui Yunnan Germanium Industry e Tianyue Advanced; a trilha de wafer epitaxial de fosfeto de índio intermediário inclui Haite High-tech, Sanan Optoelectronics e a plataforma composta da SMIC; a trilha de chip óptico de alta velocidade de fosfeto de índio downstream inclui Yuanjie Technology, Guangxun Technology, Changguang Huaxin, Huaxing Optoelectronics e Shijia Photonics.
À medida que as notícias sobre o controle de exportação fermentam, o mercado de faixas de fosfeto de índio aumentou rapidamente em popularidade e um grande número de ações individuais seguiram o exemplo. No entanto, as empresas presentes no mercado podem ser claramente divididas em duas categorias.
A primeira categoria são as dez empresas de expansão de alta velocidade listadas acima, que pertencem às linhas principais e principais da via.
Essas empresas padronizaram linhas de produção de fosfeto de índio que foram colocadas em produção ou estão em construção e divulgaram publicamente planos claros de expansão da produção, aquisição de equipamentos e anúncios de construção de plantas. Seus produtos concluíram a certificação de amostra por fabricantes downstream de chips ópticos e módulos ópticos, e alguns alcançaram remessas de lotes estáveis. A capacidade de produção pode ser convertida diretamente em aumento de receitas.
A segunda categoria são as ações temáticas que apenas especulam sobre o conceito de fosfeto de índio.
O principal negócio da empresa tem uma correlação muito baixa com substratos de fosfeto de índio e chips ópticos. Ele apenas aborda tópicos importantes por meio de pesquisa e desenvolvimento laboratorial de curto prazo e anúncios de cooperação de pequenas quantidades. Não tem novos projectos de expansão da produção, não tem linhas de produção em massa e encomendas estáveis a jusante, e é incapaz de cobrir a lacuna de mercado causada pela substituição interna.
Para determinar o verdadeiro valor de uma empresa, basta verificar três informações publicamente disponíveis: se a empresa anunciou a expansão e o início das operações da linha de produção de fosfeto de índio; se existem produtos correspondentes fornecidos em lotes para empresas de módulos ópticos a jusante; se a receita dos negócios relacionados ao fosfeto de índio continua a crescer no relatório financeiro. Se todos os três forem alcançados ao mesmo tempo, é uma meta de alta qualidade que pode realmente beneficiar da onda de expansão da produção localizada.
Ao mesmo tempo, devemos também olhar objectivamente para o status quo objectivo do desenvolvimento da indústria. O processo de substratos de fosfeto de índio de alta qualidade e wafers epitaxiais de alta velocidade é difícil. Leva um certo período de tempo para expandir as linhas de produção da construção para a produção em massa estável. É difícil conseguir uma explosão imediata de desempenho no curto prazo. O crescimento da indústria segue uma lógica de longo prazo de progresso gradual. O valor a longo prazo da pista não pode ser avaliado pela ascensão e queda do mercado num único mês.
Os dois principais fatores impulsionadores do controle das exportações no exterior e da expansão da infraestrutura de energia computacional permanecerão inalterados por um longo tempo, e a tendência geral de desenvolvimento ascendente da indústria doméstica de fosfeto de índio não mudará.
As indústrias domésticas de comunicações ópticas e de hardware de computação lideram o mundo em escala, e o enorme mercado downstream oferece espaço suficiente para a substituição doméstica do fosfeto de índio. De substratos de cristal único upstream, wafers epitaxiais intermediários até chips ópticos de alta velocidade downstream, a onda de expansão da produção de cadeia completa continua a avançar.
A diferenciação interna na pista continuará a se intensificar. As dez empresas líderes que implementaram projetos de expansão da produção antes do previsto e são as primeiras a concluir a certificação de cliente principal continuarão a conquistar a quota de mercado cedida pelos fabricantes estrangeiros e a desfrutar dos dividendos duplos da libertação de capacidade e dos prémios de produto a longo prazo.
Ao acompanhar empresas relacionadas ao fosfeto de índio, não se limite a perseguir tópicos importantes de curto prazo. Concentre-se no rastreamento do progresso de inicialização da linha de produção da empresa, nos anúncios de aquisição designados pelos fabricantes posteriores e nos dados de remessa da indústria de módulos ópticos de alta velocidade. Julgue os fundamentos da empresa do ponto de vista da capacidade real de produção e da demanda industrial, e evite estoques de especulação puramente conceitual, sem expansão ou embarque.
