วิกฤตขาดแคลนอินเดียมฟอสไฟด์ บีบคอ AI ดาต้าเซ็นเตอร์: ทำไมต่อให้ทุ่มเงินแค่ไหนก็แก้ไม่ได้เร็วๆ นี้

การเติบโตอย่างก้าวกระโดดของปัญญาประดิษฐ์ (AI) กำลังชนกำแพงทางกายภาพ และกำแพงนั้นสร้างจากสารกึ่งตัวนำชนิดหนึ่งที่เรียกว่า อินเดียมฟอสไฟด์ (Indium Phosphide - InP) ซึ่งเป็นวัสดุหลักสำหรับเลเซอร์และตัวตรวจจับแสงที่ใช้ในการสื่อสารผ่านสายไฟเบอร์ออปติกความเร็วสูงภายในดาต้าเซ็นเตอร์ ขณะนี้ InP กำลังขาดแคลนอย่างหนัก ตัวเลขที่มีอยู่นั้นน่าตกใจ: ความต้องการในปัจจุบันสูงกว่ากำลังการผลิตที่มีประสิทธิภาพทั่วโลกประมาณ 3 เท่า และด้วยเหตุผลเชิงโครงสร้าง ช่องว่างนี้จะไม่ถูกเติมเต็มในเร็ววัน—ไม่น่าจะเป็นไปได้ก่อนปี 2030

ช่องว่างอุปทานของ InP ในตอนนี้: หนักหนาแค่ไหน

จากการประเมินอิสระหลายแห่ง ความไม่สมดุลของอุปสงค์-อุปทานสำหรับแผ่นฐานรอง (Substrate) InP อยู่ในขั้นรุนแรง ความต้องการอุปกรณ์ InP ทั่วโลกในปี 2025 ถูกประเมินว่าสูงถึงประมาณ 2.0 ถึง 2.1 ล้านเวเฟอร์ (เทียบเท่าขนาด 2 นิ้ว) ในขณะที่กำลังการผลิตที่มีประสิทธิภาพทั่วโลกกลับมีเพียงประมาณ 600,000 ถึง 700,000 เวเฟอร์ต่อปี ส่งผลให้เกิดช่องว่างอุปทานเกินกว่า 70% ตัวเลขนี้สอดคล้องกับรายงานของ China Galaxy Securities ซึ่งระบุว่าช่องว่างระหว่างอุปสงค์-อุปทานสำหรับกำลังการผลิตจริงนั้นเกินกว่า 50%

สถานการณ์กำลังเลวร้ายลงอย่างรวดเร็ว การจัดส่งอุปกรณ์收发สัญญาณแสง (Transceiver) แบบ 800G และเร็วกว่านั้นคาดว่าจะพุ่งจากประมาณ 24 ล้านชิ้นในปี 2025 เป็น 63 ล้านชิ้นในปี 2026 หรือเพิ่มขึ้น 2.6 เท่า ซึ่งจะแซงหน้าการเติบโตของผลผลิตแผ่นฐานรองในระยะอันใกล้นี้อย่างมาก การเปลี่ยนผ่านไปสู่อุปกรณ์ออปติก 1.6T ยิ่งซ้ำเติมปัญหา เนื่องจากโมดูลออปติก 1.6T หนึ่งตัวต้องการแผ่นฐานรอง InP มากกว่าโมดูล 800G ถึง 2.7 ถึง 2.8 เท่า

ทำไมปี 2030 จึงไม่ใช่ทางออก

แนวโน้มถึงปี 2030 คือแรงกดดันที่ต่อเนื่อง ไม่ใช่ความสมดุล แม้บางการคาดการณ์จะชี้ว่าการนำเวเฟอร์ขนาดใหญ่ขึ้นมาใช้และเทคโนโลยีการผลิตที่ดีขึ้นอาจช่วยให้ซัพพลายในระดับเวเฟอร์เริ่มคลายตัวในช่วงปลายทศวรรษนี้ แต่การคลี่คลายด้านอุปทานนี้กำลังวิ่งเข้าหาเส้นอุปสงค์ที่เร่งตัวเร็วกว่า ตลาดออปติกร่วมบรรจุภัณฑ์ (Co-packaged Optics - CPO) สำหรับ AI ดาต้าเซ็นเตอร์เพียงอย่างเดียวถูกคาดการณ์ว่าจะเติบโตจาก 9.0 พันล้านดอลลาร์ในปี 2025 เป็นประมาณ 122.5 พันล้านดอลลาร์ภายในปี 2034 โดยมีแนวโน้มว่าอินเทอร์เฟซ CPO แบบ 3.2T จะกลายเป็นมาตรฐานภายในปี 2030

บทวิเคราะห์ของ McKinsey คาดการณ์ว่าการผลิตอุปกรณ์ส่งสัญญาณ 800-Gbps จะต่ำกว่าความต้องการถึง 40 ถึง 60 เปอร์เซ็นต์ไปจนถึงปี 2027 และการขาดแคลน 30 ถึง 40 เปอร์เซ็นต์สำหรับอุปกรณ์ส่งสัญญาณ 1.6-Tbps จะยังคงมีอยู่ต่อไปจนถึงปี 2029 ข้อจำกัดเชิงโครงสร้างเดียวกันกับที่สร้างวิกฤตในปัจจุบัน ไม่ได้ถูกคาดหมายว่าจะถูกแก้ไขได้ภายในทศวรรษนี้ แนวโน้มพื้นฐานสำหรับตลาดแผ่นฐานรอง InP ตั้งแต่ปี 2026 ถึง 2035 ถูกอธิบายว่าเป็น "การเติบโตอย่างยั่งยืนและมีมูลค่าสูงที่ถูกจำกัดโดยความสามารถด้านอุปทาน ไม่ใช่อุปสงค์"

ข้อจำกัดที่ทำให้ต่อให้ทุ่มเงินก็เพิ่มกำลังผลิตตามใจ NVIDIA ไม่ได้

NVIDIA ไม่ได้รอคอยอย่างเฉยเมย บริษัทได้ลงทุน 4 พันล้านดอลลาร์ในบริษัทผู้นำด้านโฟโตนิกส์อย่าง Lumentum และ Coherent พร้อมทำสัญญาจัดซื้อล่วงหน้าระยะยาวหลายปีมูลค่าหลายพันล้านดอลลาร์สำหรับเลเซอร์และส่วนประกอบออปติกขั้นสูง นอกจากนี้ยังทุ่มเงิน 500 ล้านดอลลาร์ในความร่วมมือหลายปีกับ Corning เพื่อขยายกำลังการผลิตอุปกรณ์เชื่อมต่อด้วยแสงในสหรัฐฯ ถึง 10 เท่า

ทว่าแม้แต่เม็ดเงินมหาศาลระดับนี้ก็ไม่สามารถแก้ไขปัญหาคอขวดที่ InP ได้อย่างรวดเร็ว เพราะข้อจำกัดที่แท้จริงนั้นเป็นเรื่องกายภาพ ไม่ใช่การเงิน

วงจรการตรวจสอบคุณภาพยาวนานหลายปี การเพิ่มกำลังการผลิตแผ่นฐานรอง InP ใหม่ไม่ใช่การเปิดสวิตช์ วงจรการตรวจสอบคุณภาพ (Qualification Cycle) สำหรับสายการผลิตใหม่ใช้เวลานานถึง 18 ถึง 24 เดือน นั่นหมายความว่าการขยายกำลังการผลิตที่วางแผนไว้ในวันนี้ จะไม่สามารถผลิตผลผลิตที่ผ่านการรับรองได้จนถึงอย่างน้อยปี 2027

ฐานซัพพลายเออร์กระจุกตัวอย่างอันตราย การผลิตแผ่นฐานรอง InP คุณภาพสูงถูกควบคุมโดยซัพพลายเออร์เพียงไม่กี่รายทั่วโลก—ประมาณห้าถึงหกราย—ทำให้ห่วงโซ่อุปทานทั้งหมดเปราะบางและไม่ตอบสนองต่อความต้องการที่พุ่งสูงอย่างกะทันหัน มีบริษัทเพียง 2 ถึง 3 รายเท่านั้นที่ผลิตแผ่นฐานรอง InP ในระดับขนาดใหญ่

กำลังการผลิตทางกายภาพคือเพดานที่แท้จริง การผลิตอินเดียมฟอสไฟด์ต้องใช้เครื่องปฏิกรณ์แบบ Metal-organic Chemical Vapor Deposition (MOCVD) และระบบ Molecular Beam Epitaxy (MBE) ซึ่งเป็นเครื่องจักรเฉพาะทาง คิวการสั่งซื้ออุปกรณ์เหล่านี้ถูกจองยาวไปจนถึงปี 2027 และผู้ปฏิบัติงานที่มีทักษะก็หายาก ซีอีโอของ Lumentum ซึ่งเป็นผู้เล่นรายใหญ่ที่สุดด้วยส่วนแบ่งตลาดเลเซอร์ EML ทั่วโลก 50–60% ระบุเมื่อต้นปี 2026 ว่าบริษัท "ส่งมอบสินค้าต่ำกว่าความต้องการของลูกค้าอยู่ประมาณ 30%" และแม้จะเพิ่มกำลังการผลิตอีก 20% ความไม่สมดุลของอุปสงค์-อุปทานกลับยิ่งเพิ่มขึ้น กำลังการผลิต EML ทั้งหมดของ Lumentum ถูกจับจองภายใต้สัญญาระยะยาวจนถึงสิ้นปี 2027

ขนาดของอุปสงค์นั้นไม่เคยมีมาก่อน AI ดาต้าเซ็นเตอร์ไม่ได้ขยายตัวแบบเส้นตรง ในขณะที่มันเติบโตจาก数千ตัวเป็นหลายแสนตัวเร่งความเร็ว (Accelerator) ความต้องการความหนาแน่นของการเชื่อมต่อด้วยแสงได้เพิ่มขึ้น 8–16 เท่า เซิร์ฟเวอร์ AI หนึ่งเครื่องอาจต้องใช้โมดูลออปติกมากกว่าเซิร์ฟเวอร์ทั่วไปถึง 10 เท่า และกว่า 80% ของความต้องการ InP ในปัจจุบันมาจาก AI ดาต้าเซ็นเตอร์

ภาพใหญ่: เมื่อวิกฤต InP คือส่วนหนึ่งของปัญหาคอขวดใน AI

การขาดแคลน InP ไม่ใช่วิกฤตที่โดดเดี่ยว แต่มันคือปรากฏการณ์ล่าสุดของความไม่สมดุลเชิงโครงสร้างระหว่างความต้องการโครงสร้างพื้นฐาน AI ที่ระเบิดขึ้น กับธรรมชาติที่เชื่องช้าของห่วงโซ่อุปทานส่วนประกอบเฉพาะทาง

หน่วยความจำแบนด์วิธสูง (HBM) เป็นคอขวดที่ถูกบันทึกไว้อย่างดีแล้ว โดยผู้ผลิต DRAM/HBM รายใหญ่ทั้งสามรายถูกรายงานว่าเดินเครื่องผลิตเต็มกำลังการผลิต ตัวอุปกรณ์收发สัญญาณแสงเองก็เป็นข้อจำกัดหลัก โดยผู้ให้บริการคลาวด์รายใหญ่ (Hyperscaler) กำลังอดอยากโมดูล 800G และ 1.6T ที่เพียงพอเพื่อเชื่อมต่อคลัสเตอร์ GPU ของพวกเขา

และตอนนี้ การขาดแคลนเลเซอร์และแผ่นฐานรอง InP คือจุดกดดันที่รุนแรงที่สุดที่อยู่ภายในคอขวดของออปติกนั้น นักวิเคราะห์ด้านซัพพลายเชนรายหนึ่งอธิบายสถานการณ์นี้ว่าเป็นการขาดแคลน "ระดับหายนะ" โดยระบุว่าเลเซอร์และอุปกรณ์ออปติกที่เกี่ยวกับ InP นั้นเข้าขั้น "หายนะโดยสมบูรณ์" Goldman Sachs ได้ตั้งข้อสังเกตว่าช่องว่างอุปสงค์-อุปทานสำหรับ InP และชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ "ยังคงกว้างขึ้นอย่างต่อเนื่องในช่วงสี่เดือนที่ผ่านมา" และ "ไม่น่าจะพลิกกลับก่อนปี 2027"

จาก HBM สู่อุปกรณ์收发สัญญาณแสง ไปจนถึงแผ่นฐานรอง InP รูปแบบที่สอดคล้องกันปรากฏชัด: คลื่นความต้องการโครงสร้างพื้นฐาน AI แต่ละลูก พุ่งชนเข้ากับห่วงโซ่อุปทานทางกายภาพที่ไม่เคยถูกออกแบบมาให้ขยายตัวได้ทันใจ AI ห่วงโซ่อุปทานเหล่านี้มีจุดร่วมคือวงจรการตรวจสอบคุณภาพที่ยาวนาน ฐานซัพพลายเออร์ที่กระจุกตัวสูง และอุปกรณ์การผลิตเฉพาะทางที่มียอด订单ค้างส่งหลายปี วิกฤต InP เป็นเพียงจุดล้มเหลวจุดล่าสุด และด้วยความต้องการส่วนประกอบออปติก AI ที่คาดว่าจะเติบโตในอัตรา 85% ต่อปีแบบทบต้นจนถึงปี 2030 จากดาต้าเซ็นเตอร์เพียงอย่างเดียว มันจะไม่ใช่จุดสุดท้ายแน่นอน