Vào ngày 2 tháng 6, Jensen Huang tuyên bố tại Computerx: "Hãy sử dụng ánh sáng ở bất cứ nơi nào bạn có thể!"
Khoảng hơn chục ngày sau, ông chủ Huang lên máy bay tới Texas. Sau khi xuống xe, anh cầm xẻng đi đến địa điểm dự án mở rộng địa phương của Coherent, xúc chiếc xẻng đất đầu tiên để động thổ cho dự án.
Trước đó không lâu, Jensen Huang và CEO của Coherent đã cùng Trump đến thăm Trung Quốc, yêu cầu Trung Quốc nới lỏng giám sát xuất khẩu.
Hai sự kiện dường như không liên quan đều chỉ ra cùng một điều: indium phosphide.
Trong cuộc đua tính toán AI, tính toán GPU không còn là nút thắt cổ chai duy nhất. Kết nối-tốc độ cao giữa các GPU là hạn chế chính đối với hiệu suất của trung tâm dữ liệu. Ngành công nghiệp thường tin rằng dây đồng đã đạt đến giới hạn vật lý và kết nối quang là con đường phía trước. Đó là lý do tại sao Jensen Huang hét lên cụm từ đó.
Do đó, với tư cách là vật liệu nền không thể thiếu cho mô-đun quang CPO 800G, 1.6T và thậm chí cả-thế hệ tiếp theo, indium phosphide từ lâu đã thoát khỏi danh mục vật liệu thích hợp và trở thành nền tảng chiến lược của kết nối quang tốc độ cao-.
Trước đây, mọi người tập trung nhiều hơn vào cuộc cạnh tranh tính toán GPU; ít người nhận thấy rằng tấm bán dẫn mỏng này đã âm thầm trở thành mắt xích căng thẳng nhất trong chuỗi truyền tải máy tính AI.
Theo ước tính của Yole, sự thiếu hụt chất nền indium phosphide toàn cầu sẽ vượt quá 70% vào năm 2026, với chu kỳ mở rộng kéo dài hơn hai năm.
Năng lực đang thiếu trầm trọng!
Vì vậy, Hoa Kỳ, Nhật Bản, Châu Âu và Trung Quốc đều đang cố gắng mọi cách để cứu vãn tình hình, và trong quá trình giải quyết những điểm yếu của mình, tình thế khó khăn tương ứng của mỗi nước đã trở nên rõ ràng.
01 Hoa Kỳ:
Thiếu năng lực
Trên con đường phốt phát indium, niềm tin lớn nhất của Mỹ đến từ thị trường máy tính AI khổng lồ ở hạ nguồn. Những gã khổng lồ như Nvidia tham gia sớm, chi mạnh tay để khóa công suất nền tảng và cố gắng kiểm soát đòn bẩy chuỗi cung ứng từ phía cầu. Nhưng dù vốn có dồi dào đến đâu thì cũng khó có thể tạo ra ngay năng lực sản xuất trong nước trưởng thành.
Ngay cả khi một số công ty đã đưa ra kế hoạch mở rộng cho dây chuyền sản xuất photphua indium 6{1}}inch thì việc phát triển tinh thể, gỡ lỗi quy trình và tăng năng suất đều có ngưỡng thời gian khách quan. Một dây chuyền sản xuất hoàn toàn mới thường mất hơn hai năm kể từ khi xây dựng đến khi có nguồn cung ổn định. Trong hai năm đó, sự thiếu hụt sẽ khó bù đắp; Nước xa không thể làm dịu cơn khát hiện tại.
Ngoài chu trình sản xuất, nguyên liệu thô cũng là một trở ngại khác. Hoa Kỳ hầu như không có-tài nguyên khoáng sản indi có độ tinh khiết cao trong nước, vì vậy nguyên liệu thô cơ bản nhất để sản xuất indi photphua luôn phải được mua từ nước ngoài. Ngay cả khi các nhà máy được xây dựng trong nước, quyền kiểm soát các nguồn tài nguyên thượng nguồn vẫn nằm ở nơi khác và rủi ro về chuỗi cung ứng vẫn bám theo như một cái bóng.
02 Nhật Bản:
Thiếu nguyên liệu và thị trường
Từ lâu, Nhật Bản là “ông trùm lớn” trong thế giới chất nền indium photphua. Hai nhà sản xuất lớn là Sumitomo Electric và JX Metals từng nắm giữ hơn 70% thị phần toàn cầu. Kinh nghiệm chuyên môn qua nhiều thập kỷ đã mang lại cho Nhật Bản sức mạnh cứng về hiệu suất bề mặt 6 inch và độ ổn định trong quá trình phát triển tinh thể mà các nước khác thấy rất khó sánh kịp.
Nhưng Nhật Bản có một điểm yếu chết người: trong nước gần như không có mỏ indium. Hầu hết-nguyên liệu indium có độ tinh khiết cao mà Nhật Bản cần để sản xuất indium photphua đều phụ thuộc vào nhập khẩu từ nước ngoài. Khi nguồn cung nguyên liệu thô ở thượng nguồn biến động, ngay cả những dây chuyền sản xuất tiên tiến nhất cũng ngay lập tức bị trì trệ.
Tác động của việc thắt chặt nguyên liệu thô đã bắt đầu lộ rõ. Nhiều nhà máy buộc phải cắt giảm công suất, chu kỳ giao hàng cho khách hàng liên tục bị kéo dài và một số dây chuyền sản xuất thậm chí rơi vào tình trạng gần như ngừng hoạt động. Với công nghệ-đỉnh cao nhưng không có "gạo" để cho vào nồi, ngay cả những quy trình tốt nhất cũng phải dừng lại.
Đồng thời, Nhật Bản không có thị trường hạ nguồn đủ lớn nên số lượng lớn sản phẩm indi photphua thành phẩm và chip quang học cần phải được bán ra nước ngoài. Một khi môi trường thị trường bên ngoài thay đổi, doanh thu của doanh nghiệp sẽ chịu áp lực.
03 Châu Âu:
Chạy đua cho lộ trình nhưng thực ra lại thiếu mọi thứ
Cách tiếp cận của Châu Âu là khác biệt nhất-đó không phải là chạy đua về năng lực mà là về tuyến đường. Nghĩa là, dựa vào lợi thế của nó trong các quy trình quang tử silicon, nó tích hợp indium phosphide làm nguồn sáng bên ngoài vào CPO.
Nhiều người nghĩ rằng quang tử silicon sẽ thay thế photphua indium, nhưng con đường thực tế lại hoàn toàn ngược lại: bản thân silicon không phát ra ánh sáng và quang tử silicon/CPO phải dựa vào các tia laser CW bên ngoài làm từ indium phosphide làm nguồn sáng. Công tắc CPO có nhiều động cơ quang học hơn, điều này thực sự làm tăng đáng kể tổng mức sử dụng photphua indi. Một bộ chuyển mạch Nvidia Spectrum-X CPO duy nhất mang 32 động cơ quang tử silicon, gấp hơn 10 lần mức sử dụng thiết bị truyền thống.
Do đó, điều mà Châu Âu đang cạnh tranh là vị trí tiêu chuẩn và sinh thái của lộ trình "tích hợp không đồng nhất silicon photonics-indium phosphide".
Tuy nhiên, Châu Âu hầu như không có-nhà sản xuất chất nền indium phosphide quy mô lớn trong nước và nguồn cung chất nền của Châu Âu phụ thuộc nhiều vào hoạt động mua hàng từ các công ty Nhật Bản và Mỹ. Mặc dù các công ty epit Wax như IQE tích cực ký các thỏa thuận cung cấp dài hạn-, việc kiểm soát nguồn cung cấp chất nền thượng nguồn vẫn nằm trong tay người khác và sự ổn định của chuỗi cung ứng không nằm trong tầm kiểm soát của chính họ.
Ngoài ra, giống như Nhật Bản, Châu Âu thiếu thị trường đầu cuối mô-đun quang hạ nguồn khổng lồ và vòng khép kín công nghiệp của nước này chưa hoàn thiện. Nó có thể xuất khẩu các giải pháp quy trình và tham gia thiết lập-tiêu chuẩn, nhưng không có thị trường cuối cùng để cung cấp phản hồi cho hoạt động sản xuất thượng nguồn, nên rất khó để đảo ngược-thúc đẩy việc xây dựng năng lực cơ chất trong nước.
Việc chú trọng các tuyến đường mà bỏ qua năng lực đã khiến châu Âu rơi vào tình thế khó xử là “có giải pháp nhưng thiếu nguyên liệu”.
04 Trung Quốc:
?
Trong cuộc đua photphua indium, Trung Quốc có hai con chip có lợi thế độc nhất: nguồn tài nguyên indium và thị trường.
Dự trữ indium của Trung Quốc có lợi thế nổi bật. Theo Báo cáo đánh giá trữ lượng tài nguyên khoáng sản toàn cầu năm 2024 của Cục Khảo sát Địa chất Trung Quốc, tính đến cuối năm 2022, tài nguyên indium được xác định trên toàn cầu đứng ở mức 43.689 tấn, trong đó Trung Quốc chiếm 17.538 tấn, tương đương 40,14% tổng trữ lượng toàn cầu.
Thị trường mô-đun quang hạ nguồn là mắt xích mạnh nhất của Trung Quốc. Trong danh sách 10 nhà cung cấp mô-đun quang hàng đầu do công ty nghiên cứu truyền thông quang học LightCounting công bố, có 7 công ty Trung Quốc.
Tài nguyên và thị trường đã đặt nền tảng tuyệt vời để ngành công nghiệp photphua indi của Trung Quốc bắt kịp, nhưng lợi thế về tài nguyên không tự động chuyển thành khả năng cạnh tranh ở các sản phẩm hoàn thiện-cao cấp và nhiều rào cản đang bộc lộ những khó khăn.
Đầu tiên là bước chuyển từ nguồn tài nguyên sang “nguyên liệu thô có thể sử dụng được”.
Mặc dù có những lợi thế to lớn về tài nguyên, đủ lượng indium tinh chế ngược dòng và những bước đột phá về công nghệ indium độ tinh khiết cấp 7N-trở lên{2}}cao, năng lực sản xuất vẫn chưa đủ.
Phốt pho đỏ có độ tinh khiết cao thậm chí còn tệ hơn. Phốt pho đỏ có độ tinh khiết cao-là nguồn phốt pho cốt lõi duy nhất cho sự phát triển của tinh thể đơn-indi photphua. Cứ 1 kg đơn tinh thể indi photphua được sản xuất sẽ tiêu thụ 0,25 đến 0,3 kg phốt pho đỏ có độ tinh khiết cao. Tiêu chuẩn về độ tinh khiết của nó cực kỳ nghiêm ngặt; tạp chất kim loại và tạp chất asen trực tiếp gây ra khuyết tật mạng bên trong tinh thể đơn, ảnh hưởng nghiêm trọng đến năng suất chip.
Hiện tại, thị trường phốt pho đỏ tinh khiết-cao cấp{1}}tinh khiết toàn cầu từ lâu đã được độc quyền bởi các công ty Nhật Bản-NCI và RASA Industries cùng nhau chiếm hơn 80% thị phần toàn cầu.
Thứ hai là trang bị. Thiết bị cốt lõi để sản xuất và phát triển lò nung đơn tinh thể indium phosphua-đơn{2}}tinh thể và MOCVD-vẫn chủ yếu phụ thuộc vào nhập khẩu. Một số thiết bị quan trọng nhất của dây chuyền sản xuất trong nước đang nằm trong tay người khác.
Thứ ba là khoảng cách năng suất. Sumitomo Electric của Nhật Bản đã phải mất hàng thập kỷ để đạt được hiệu suất tinh thể đơn 6-inch{10}}trên 95%. Hiệu suất toàn diện của chất nền indium photphua 6 inch trong nước là khoảng 70% đến 85%. Đây không phải là "giống nhau"; đây là "khoảng cách thế hệ". Năng suất thấp có nghĩa là khả năng chịu chi phí cao khi giá chất nền cao, nhưng một khi giá giảm, tỷ suất lợi nhuận sẽ giảm mạnh.
Do đó, nhiều tình huống khó khăn khác nhau kết hợp lại tạo ra tình thế tiến thoái lưỡng nan lớn nhất đối với ngành công nghiệp photphua indium của Trung Quốc: tài nguyên có sẵn nhưng quá trình nội địa hóa các sản phẩm{0}cao cấp không thể theo kịp.