Le 2 juin, Jensen Huang a déclaré au Computex : « Utilisez la lumière partout où vous le pouvez ! »
Une douzaine de jours plus tard, le patron Huang est monté à bord d'un avion pour le Texas. Après être descendu, il a ramassé une pelle, s'est rendu sur le site du projet d'expansion locale de Coherent et a tourné la première pelle de terre pour ouvrir la voie au projet.
Peu de temps auparavant, Jensen Huang et le PDG de Coherent avaient rejoint Trump lors d'une visite en Chine, demandant à la Chine d'assouplir le contrôle des exportations.
Deux événements apparemment sans rapport ont indiqué la même chose : le phosphure d'indium.
Dans la course au calcul de l’IA, le calcul GPU n’est plus le seul goulot d’étranglement. L'interconnexion à haut débit-entre les GPU constitue la principale contrainte sur les performances du centre de données. L’industrie estime généralement que le fil de cuivre a atteint sa limite physique et que l’interconnexion optique est la voie à suivre. C'est pourquoi Jensen Huang a crié cette phrase.
Ainsi, en tant que matériau de substrat indispensable pour les modules optiques 800G, 1,6T et même CPO de nouvelle génération-, le phosphure d'indium a longtemps échappé à la catégorie des matériaux de niche et est devenu une pierre angulaire stratégique de l'interconnexion optique à grande vitesse-.
Dans le passé, les gens se concentraient davantage sur la concurrence en matière de calcul GPU ; Peu de gens ont remarqué que cette fine plaquette semi-conductrice était discrètement devenue le maillon le plus tendu de la chaîne de transmission informatique de l’IA.
Selon les estimations de Yole, la pénurie mondiale de substrats de phosphure d'indium dépassera 70 % en 2026, avec des cycles d'expansion durant plus de deux ans.
La capacité est en grave pénurie !
Ainsi, les États-Unis, le Japon, l’Europe et la Chine tentent tous par tous les moyens de sauver la situation, et en s’attaquant à leurs faiblesses, leurs situations respectives sont devenues très claires.
01 États-Unis :
Manque de capacité
Sur la piste du phosphure d'indium, la plus grande confiance des États-Unis vient de son énorme marché en aval du calcul de l'IA. Des géants tels que Nvidia sont entrés très tôt, dépensant massivement pour verrouiller la capacité de substrat et essayant de contrôler l’effet de levier de la chaîne d’approvisionnement du côté de la demande. Mais quelle que soit l’abondance du capital, il est difficile de créer immédiatement une capacité manufacturière nationale mature.
Même si plusieurs entreprises ont lancé des plans d'expansion pour des lignes de production de phosphure d'indium de 6-pouces, la croissance des cristaux, le débogage des processus et l'augmentation du rendement ont tous des seuils de temps objectifs. Une toute nouvelle ligne de production prend souvent plus de deux ans entre la construction et l'approvisionnement stable. Durant ces deux années, le déficit sera difficile à combler ; les eaux lointaines ne peuvent étancher la soif actuelle.
Outre le cycle de fabrication, les matières premières constituent un autre obstacle. Les États-Unis ne disposent pratiquement pas de ressources minérales d'indium de haute pureté-au niveau national, de sorte que la matière première la plus élémentaire pour la production de phosphure d'indium doit toujours être achetée à l'étranger. Même si les usines sont construites au niveau national, le contrôle des ressources en amont se situe toujours ailleurs, et les risques liés à la chaîne d’approvisionnement apparaissent comme une ombre.
02 Japon :
Manque de matières premières et de marché
Pendant longtemps, le Japon a été le « grand patron » du monde des substrats en phosphure d’indium. Deux grands fabricants, Sumitomo Electric et JX Metals, détenaient autrefois plus de 70 % des parts de marché mondiales. Des décennies d'expertise ont donné au Japon une puissance solide en matière de rendement de substrat de 6 pouces et de stabilité de croissance cristalline que d'autres trouvent très difficile à égaler.
Mais le Japon a une faiblesse fatale : il n’y a presque pas de mines d’indium sur le territoire national. La majeure partie de la matière première d'indium de haute pureté dont le Japon a besoin pour produire du phosphure d'indium dépend des importations étrangères. Lorsque l’approvisionnement en matières premières en amont fluctue, même les lignes de production les plus avancées sont instantanément mises au second plan.
L’impact du resserrement des matières premières a déjà commencé à se faire sentir. De nombreuses usines ont été contraintes de réduire leurs capacités, les cycles de livraison aux clients ont été prolongés à plusieurs reprises et certaines lignes de production sont même tombées dans des situations difficiles. Avec une technologie de pointe-mais pas de « riz » à mettre dans la marmite, même les meilleurs processus doivent s'arrêter.
Dans le même temps, le Japon ne dispose pas d’un marché final en aval suffisamment important, de sorte que de grandes quantités de produits finis en phosphure d’indium et de puces optiques doivent être vendues à l’étranger. Lorsque l’environnement du marché extérieur change, les revenus des entreprises sont mis sous pression.
03 Europe :
En course pour la route, mais en fait, il manque de tout
L'approche européenne est très différente :-il ne s'agit pas d'une course à la capacité, mais à la course au parcours. Autrement dit, s’appuyant sur son avantage dans les processus photoniques sur silicium, il intègre le phosphure d’indium comme source de lumière externe dans le CPO.
Beaucoup de gens pensent que la photonique sur silicium remplacera le phosphure d'indium, mais la véritable voie est exactement le contraire : le silicium lui-même n'émet pas de lumière, et la photonique sur silicium/CPO doit s'appuyer sur des lasers CW externes en phosphure d'indium comme source de lumière. Les commutateurs CPO ont davantage de moteurs optiques, ce qui augmente considérablement l'utilisation totale de phosphure d'indium. Un seul commutateur CPO Nvidia Spectrum-X intègre 32 moteurs photoniques au silicium, soit une utilisation 10 fois supérieure à celle d'un équipement traditionnel.
Par conséquent, ce pour quoi l’Europe est en compétition, c’est la niche standard et écologique de la voie « intégration hétérogène photonique silicium-phosphure d’indium ».
Cependant, l'Europe ne compte pratiquement aucun fabricant de substrats de phosphure d'indium-à grande échelle et mature, et son propre approvisionnement en substrats dépend fortement des achats auprès d'entreprises japonaises et américaines. Même si les sociétés d'épitaxie telles qu'IQE signent activement des accords d'approvisionnement à long terme, le contrôle de l'approvisionnement en substrat en amont reste entre les mains d'autrui et la stabilité de la chaîne d'approvisionnement n'est pas sous son propre contrôle.
De plus, comme le Japon, l’Europe ne dispose pas d’un énorme marché final de modules optiques en aval et sa boucle industrielle fermée est incomplète. Elle peut exporter des solutions de processus et participer à l'établissement de-normes, mais sans un marché final pour alimenter la fabrication en amont, il est très difficile d'inverser-le renforcement des capacités nationales en matière de substrats.
En mettant l'accent sur les routes tout en négligeant la capacité, l'Europe se retrouve dans la position délicate de « disposer de solutions mais de manque de matériel ».
04 Chine :
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Dans la course au phosphure d’indium, la Chine dispose de deux atouts particulièrement avantageux : les ressources en indium et le marché.
Les réserves d'indium de la Chine sont nettement avantagées. Selon le rapport d'évaluation des réserves mondiales de ressources minérales 2024 du China Geological Survey, fin 2022, les ressources mondiales identifiées d'indium s'élevaient à 43 689 tonnes, la Chine représentant 17 538 tonnes, soit 40,14 % du total mondial.
Le marché des modules optiques en aval constitue le maillon le plus fort de la Chine. Dans la liste des 10 meilleurs fournisseurs de modules optiques publiée par la société de recherche en communications optiques LightCounting, sept entreprises chinoises figurent.
Les ressources et le marché ont établi une excellente base pour permettre à l'industrie chinoise du phosphure d'indium de rattraper son retard, mais les avantages en matière de ressources ne se traduisent pas automatiquement en compétitivité dans les produits finis haut de gamme, et de multiples obstacles révèlent des difficultés.
Le premier est le passage des ressources aux « matières premières utilisables ».
Malgré d'énormes avantages en matière de ressources, une quantité suffisante d'indium raffiné en amont et des percées dans la technologie de l'indium de qualité 7N-et supérieure à haute-pureté, la capacité de production est encore loin d'être suffisante.
Le phosphore rouge de haute-pureté est encore pire. Le phosphore rouge de haute -pureté est la seule source de phosphore de base pour la croissance monocristalline de phosphure d'indium-. Chaque kilogramme de monocristal de phosphure d'indium produit consomme 0,25 à 0,3 kilogramme de phosphore rouge de haute -pureté. Ses normes de pureté sont extrêmement strictes ; les impuretés de métaux traces et les impuretés d'arsenic provoquent directement des défauts de réseau à l'intérieur du monocristal, affectant gravement le rendement des copeaux.
À l'heure actuelle, le marché mondial du phosphore rouge haut de gamme-haut de gamme-de pureté est depuis longtemps monopolisé par les entreprises japonaises.-NCI et RASA Industries représentent ensemble plus de 80 % de la part de marché mondiale.
Le deuxième concerne l'équipement. L'équipement de base pour la production et la culture de monocristaux de phosphure d'indium-fours monocristallins-et MOCVD-dépend encore principalement des importations. Plusieurs des équipements les plus critiques pour les chaînes de production nationales sont entre les mains de tiers.
Le troisième est l’écart de rendement. Il a fallu des décennies à Sumitomo Electric du Japon pour atteindre un rendement monocristallin de 6-pouces-de plus de 95 %. Le rendement global des substrats nationaux de phosphure d'indium de 6 pouces est d'environ 70 % à 85 %. Ce n’est pas « à peu près la même chose » ; il s'agit d'un « fossé générationnel ». Un faible rendement signifie un coût élevé tolérable lorsque les prix des substrats sont élevés, mais une fois que les prix baissent, les marges bénéficiaires diminueront fortement.
Ainsi, diverses difficultés se combinent pour créer le plus grand dilemme pour l'industrie chinoise du phosphure d'indium : les ressources sont disponibles, mais la localisation des produits haut de gamme-ne peut pas suivre.