Nút Thắt Indium Phosphide: Cơn Khát 'Vật Liệu Vàng' Đang Kìm Hãm Cuộc Đua AI Toàn Cầu

Vì Sao Năm 2030 Không Hứa Hẹn Sự Cân Bằng Trở Lại

Triển vọng đến năm 2030 là một bức tranh về áp lực kéo dài, chứ không phải trạng thái cân bằng. Mặc dù một số dự báo cho rằng việc giới thiệu các tấm wafer đường kính lớn hơn và cải thiện hiệu suất chế tạo có thể bắt đầu giảm bớt căng thẳng về nguồn cung wafer vào cuối thập kỷ , sự giải tỏa từ phía cung này lại phải đối đầu với một đường cầu đang tăng tốc nhanh hơn. Chỉ riêng thị trường quang học đóng gói chung (CPO) cho các trung tâm dữ liệu AI được dự đoán sẽ tăng từ 9,0 tỷ USD năm 2025 lên khoảng 122,5 tỷ USD vào năm 2034, với các giao diện CPO 3.2T dự kiến sẽ trở thành tiêu chuẩn vào năm 2030 .

Phân tích của McKinsey cũng dự báo rằng sản lượng bộ thu phát 800-Gbps sẽ thiếu hụt từ 40% đến 60% so với nhu cầu cho đến năm 2027, và tình trạng thiếu hụt 30% đến 40% đối với bộ thu phát 1.6-Tbps có thể sẽ kéo dài đến năm 2029 . Những giới hạn cấu trúc tương tự đã gây ra cuộc khủng hoảng hiện tại được dự kiến sẽ không được giải quyết trong thập kỷ này. Kịch bản cơ sở cho thị trường đế InP từ năm 2026 đến 2035 được mô tả là "sự tăng trưởng bền vững, giá trị cao nhưng bị kìm hãm bởi năng lực phía cung hơn là phía cầu" .

Những Rào Cản Cấu Trúc Khiến Nhà Sản Xuất Không Thể Đáp Ứng Tham Vọng của Nvidia

Nvidia không hề thụ động chờ đợi. Gã khổng lồ công nghệ này đã đầu tư 4 tỷ USD vào hai công ty hàng đầu về quang tử là Lumentum và Coherent, kèm theo các cam kết mua hàng trị giá hàng tỷ USD trong nhiều năm cho các linh kiện laser và quang học tiên tiến . Hãng cũng đã cam kết 500 triệu USD cho sự hợp tác nhiều năm với Corning để mở rộng gấp 10 lần sản lượng sản xuất kết nối quang tại Hoa Kỳ .

Tuy nhiên, ngay cả khoản chi tiêu chưa từng có này cũng không thể nhanh chóng giải quyết nút thắt InP, bởi vì những hạn chế ở đây là về mặt vật lý, chứ không phải tài chính.

Chu kỳ đánh giá chất lượng kéo dài hàng năm trời. Đưa một dây chuyền sản xuất đế InP mới vào hoạt động không chỉ đơn giản là bật công tắc. Chu kỳ đánh giá chất lượng cho các dây chuyền sản xuất mới kéo dài từ 18 đến 24 tháng, đồng nghĩa với việc các kế hoạch mở rộng công suất được lên kế hoạch hôm nay sẽ không cho ra sản phẩm đạt chuẩn ít nhất cho đến năm 2027 .

Cơ sở cung ứng tập trung đến mức nguy hiểm. Hoạt động sản xuất đế InP chất lượng cao được kiểm soát bởi một số lượng rất nhỏ các nhà cung cấp toàn cầu - khoảng 5 đến 6 công ty - khiến toàn bộ chuỗi cung ứng trở nên mong manh và không thể phản ứng trước những cú sốc cầu đột ngột . Chỉ có 2 đến 3 công ty sản xuất đế InP ở quy mô lớn, và hai cái tên AXT và Sumitomo nắm giữ khoảng 75% thị phần cung ứng .

Thông lượng vật lý là giới hạn thực sự. Sản xuất Indium Phosphide đòi hỏi các lò phản ứng lắng đọng hóa học hữu cơ kim loại (MOCVD) và hệ thống epitaxy chùm phân tử (MBE) chuyên dụng. Các đơn đặt hàng cho loại thiết bị này đã kéo dài đến tận năm 2027, và nguồn nhân lực vận hành lành nghề thì vô cùng khan hiếm . CEO của Lumentum, công ty thống lĩnh thị trường với 50–60% thị phần laser EML toàn cầu, đã tuyên bố vào đầu năm 2026 rằng công ty đang "giao hàng thiếu hụt khoảng 30% so với nhu cầu của khách hàng," và ngay cả sau khi đã bổ sung thêm 20% công suất, sự mất cân bằng cung-cầu vẫn tiếp tục gia tăng . Toàn bộ công suất EML của Lumentum đã bị khóa trong các thỏa thuận dài hạn đến hết năm 2027 .

Quy mô của nhu cầu là chưa từng có. Các trung tâm dữ liệu AI không mở rộng theo đường thẳng. Khi chúng phát triển từ hàng nghìn lên hàng trăm nghìn bộ tăng tốc (accelerator), yêu cầu về mật độ kết nối quang đã tăng lên gấp 8 đến 16 lần . Một máy chủ AI duy nhất có thể cần lượng mô-đun quang gấp 10 lần so với máy chủ truyền thống, và hơn 80% nhu cầu InP hiện tại đến từ các trung tâm dữ liệu AI . Sự tăng trưởng với tốc độ kép hàng năm (CAGR) của nhu cầu InP từ riêng mảng trung tâm dữ liệu được dự báo đạt 85% cho đến năm 2030 .

Mảnh Ghép Trong Bức Tranh Lớn Hơn Về Nút Thắt Hạ Tầng AI

Sự thiếu hụt InP không phải là một cuộc khủng hoảng riêng lẻ. Nó là biểu hiện mới nhất của sự không tương thích về cấu trúc giữa nhu cầu bùng nổ đối với cơ sở hạ tầng AI và bản chất chậm chạp của các chuỗi cung ứng linh kiện chuyên biệt.

Bộ nhớ băng thông cao (HBM) đã là một điểm nghẽn được ghi nhận rõ ràng, với cả ba nhà sản xuất DRAM/HBM lớn đều được báo cáo là đang hoạt động hết công suất . Bản thân các bộ thu phát quang cũng là một hạn chế trung tâm, khi các nhà cung cấp dịch vụ đám mây siêu lớn (hyperscaler) đang khao khát có đủ mô-đun 800G và 1.6T để kết nối các cụm GPU của họ .

Giờ đây, sự thiếu hụt laser và đế InP nằm bên trong nút thắt quang học đó như là điểm áp lực cấp tính nhất. Một nhà phân tích chuỗi cung ứng đã mô tả tình trạng này là sự thiếu hụt ở "cấp độ thảm họa", với các laser và thiết bị quang học liên quan đến InP được coi là một "thảm họa hoàn toàn" . Goldman Sachs đã lưu ý rằng khoảng cách cung-cầu cho InP và một số linh kiện điện tử khác đã "tiếp tục nới rộng trong bốn tháng qua" và "khó có khả năng đảo ngược trước năm 2027" .

Từ HBM, đến các bộ thu phát quang, rồi đến đế InP, một khuôn mẫu nhất quán xuất hiện: mỗi làn sóng nhu cầu cơ sở hạ tầng AI mới lại đâm sầm vào một chuỗi cung ứng vật lý chưa bao giờ được thiết kế để mở rộng với tốc độ của AI. Những chuỗi cung ứng này chia sẻ chung các đặc điểm: chu kỳ đánh giá chất lượng dài, cơ sở nhà cung cấp tập trung cao độ, và thiết bị sản xuất chuyên biệt với lượng đơn đặt hàng tồn đọng kéo dài nhiều năm. Cuộc khủng hoảng InP chỉ là điểm gãy mới nhất, và với nhu cầu về linh kiện quang AI được dự báo tăng trưởng với tốc độ kép hàng năm lên tới 85%, đây chắc chắn sẽ không phải là điểm gãy cuối cùng .