Indiumphosphid, enorme Versorgungslücke
Die Nachfrage nach optischen Verbindungen in AI-Datenzentren wächst rasant. Mit der schrittweisen Kommerzialisierung von Co-Packaged Optics (CPO) steht eine bisher weniger beachtete Lieferkette vor neuen Herausforderungen: der Produktionskapazität von Indiumphosphid (InP)-Lasern.
Bei den derzeit ausgelieferten CPO-Switches werden für externe Lichtquellen hauptsächlich weiterhin Laser auf Basis von Indiumphosphid verwendet. Lumentum und Coherent sind die Hauptlieferanten in diesem Bereich, und beide Unternehmen beschleunigen den Ausbau der Produktionskapazität für Hochleistungslaser. Das Problem besteht jedoch darin, dass auch die Nachfrage nach herkömmlichen steckbaren optischen Modulen steigt. CPO ersetzt den bestehenden Markt nicht, bevor es sich unabhängig entwickelt, sondern fügt auf der Grundlage der vorhandenen Nachfrage eine neue Nachfrage hinzu.
Mehrere Lieferanten haben ausdrücklich erklärt, dass die derzeitige Indiumphosphid-Kapazität die Nachfrage nicht decken kann. Nach den Expansionsplänen der verschiedenen Unternehmen dürfte sich diese angespannte Situation bis 2028 fortsetzen.
CPO erreicht eine hohe Stückzahl, und die Nachfrage nach Lasern ändert sich entsprechend
Der Kerngedanke von CPO besteht darin, die optischen Engines und die Switch-Chips enger zu integrieren, um die Übertragungsstrecke hochgeschwindiger elektrischer Signale zu verkürzen, wodurch der Stromverbrauch gesenkt und die Gesamtleistung der Hochgeschwindigkeitsverbindungen verbessert wird. Dennoch müssen die optischen Signale weiterhin von Lasern bereitgestellt werden. Daher ist die Lichtquelle auch bei einer geänderten Integrationsweise von optischer Engine und Switch-Chip ein unverzichtbarer Bestandteil des gesamten Systems.
In dem CPO-Switch-Schema von NVIDIA werden die Laser außerhalb des Switch-Gehäuses platziert und liefern über externe Lichtquellenmodule optische Signale an das System. Dieses Design erleichtert den Austausch der Lichtquellen vor Ort und macht die Probleme der Zuverlässigkeit und Wartung von Lasern zu einem eigenständigen Thema.
Das Schema von NVIDIA verwendet ein externes Lichtquellenmodul mit 8 Lasern. Nach seinen Angaben reduziert diese Architektur im Vergleich zu herkömmlichen Designs die Anzahl der verwendeten Laser um das Vierfache.
Die Verringerung der Laserzahl bedeutet jedoch nicht, dass die Anforderungen an die Laser gesenkt werden. Im Gegenteil: Ein einzelner Laser muss eine höhere Ausgangsleistung liefern, um den Anforderungen mehrerer optischer Kanäle gerecht zu werden.
Beispielsweise decken die Laserprodukte von Lumentum für CPO und NPO Leistungsstufen wie 120 mW, 150 mW und 400 mW ab, und ihre Ultrahochleistungs-CPO-Laser erreichen bei 50 °C eine maximale Ausgangsleistung von 350 mW. Das von Broadcom eingeführte externe CPO-Lasermodul verwendet 8 CWDM-DFB-Laser mit einer Ausgangsleistung von jeweils 100 mW, sodass die gesamte Ausgangsleistung eines einzelnen Moduls 800 mW erreicht.
AOI (Applied Optoelectronics) weist ebenfalls darauf hin, dass seine CPO-Laser eine Leistung von 300 mW erreichen, während die Laser, die in 1,6T steckbaren optischen Modulen verwendet werden, etwa 100 mW betragen. Höhere Leistungsanforderungen bedeuten größere Chipgrößen und setzen die Herstellungsausbeute unter Druck.
Darüber hinaus stellt CPO strengere Anforderungen an die Zuverlässigkeit. Wenn ein Laser mehrere Kanäle mit Lichtquellen versorgen muss, erweitert sich der Einflussbereich im Falle einer Störung. Insbesondere in hochwertigen Switch-Systemen möchten Benutzer nicht häufig Geräte auseinandernehmen und austauschen. Daher müssen Hochleistungslaser nicht nur ausreichende optische Leistung liefern, sondern auch über eine stabile Langzeitarbeitsfähigkeit verfügen.
Das bedeutet auch, dass CPO nicht einfach zu einem Anstieg der Laserzahl führt, sondern die Nachfrage nach Hochleistungslasern mit hoher Zuverlässigkeit steigert.
Steckbare optische Module wachsen weiter, und der Kapazitätswettbewerb wird intensiver
Wenn CPO bereits beginnt, sich die Laserproduktionskapazität zu sichern, verschärft das anhaltende Wachstum des Marktes für herkömmliche steckbare optische Module den Lieferdruck weiter.
Cignal AI prognostiziert, dass die Auslieferungsmenge von 1,6T optischen Modulen im Jahr 2026 10 Millionen Stück übersteigen wird. LightCounting hat zuvor vorhergesagt, dass sich die Auslieferungsmenge von optischen Transceivern mit einer Geschwindigkeit von 800 Gbit/s und mehr zwischen 2025 und 2030 verdreifachen wird.
Das bedeutet, dass sich die Nachfrage der Datenzentren nach hochgeschwindigen optischen Verbindungen in den kommenden Jahren nicht aufgrund der Entwicklung von CPO verlangsamen wird. Steckbare optische Module werden weiterhin eine große Anzahl von Verbindungsaufgaben übernehmen, während CPO schrittweise in neue Anwendungsbereiche eintritt. Beide werden noch lange Zeit nebeneinander existieren.
Die Lieferketten hinter diesen beiden Produktarten weisen erhebliche Überlappungen auf.
Am Beispiel von Coherent: Seine 6-Zoll-Indiumphosphid-Produktionslinien in Texas, USA und Schweden produzieren gleichzeitig Produkte wie elektroabsorptionsmodulierte Laser (EML), Dauerstrichlaser (CW-Laser) und Fotodetektoren. Die für herkömmliche optische Module und CPO benötigten Laser müssen sich die begrenzten Herstellungsressourcen teilen.
Daher schafft das Wachstum von CPO keine völlig unabhängige Nachfrage außerhalb des Marktes für herkömmliche optische Module. Zumindest in der aktuellen Phase ähnelt es eher einer zusätzlichen Nachfrage nach Hochleistungslasern auf der Grundlage des anhaltenden Wachstums der Nachfrage nach steckbaren optischen Modulen.
Die Herstellung von Laserchips wird zum angespanntesten Glied
Vom Indiumphosphid-Material bis zum endgültigen externen Lichtquellenmodul lässt sich die gesamte Lieferkette grob in mehrere Glieder unterteilen: Substrat, Epitaxie, Laserchip und Lichtquellenmodul. Derzeit erweitern alle Glieder ihre Produktionskapazitäten, aber der Druck ist unterschiedlich groß.
Zuerst das Substrat: Sumitomo Electric plant, die Kapazität für Indiumphosphid-Substrate zwischen 2024 und 2028 auf etwa das Dreifache zu erweitern. Diese Planung bezieht sich auf die Waferfläche und ist nicht auf den Datenzentrumsmarkt beschränkt.
JX Advanced Metals erhöht ebenfalls seine Investitionen. Das Unternehmen gab im Juni 2026 an, dass Kunden weiterhin eine erhebliche Erhöhung der Liefermengen verlangen und die tatsächliche Nachfrage deutlich über den früheren Erwartungen liegt. Das Unternehmen plant, in den nächsten vier Jahren bis zu 120 Milliarden Yen zu investieren, um die Produktionskapazität auf das 7- bis 10-fache des Niveaus des Geschäftsjahres 2025 zu steigern, und gleichzeitig von den Kunden eine Anpassung der Produktpreise zu verlangen.
Die Expansionspläne der beiden Materiallieferanten spiegeln die Erwartung des Marktes an das Nachfragewachstum nach Indiumphosphid in den kommenden Jahren wider. Die Erweiterung der Substratkapazität führt jedoch nicht sofort zu einer erhöhten Laserversorgung, danach müssen noch Schritte wie Epitaxie, Chipfertigung und Prüfung durchlaufen werden.
Die Situation bei AXT ist noch komplexer. Die Unternehmensleitung gab im Juli 2026 an, dass die Kundennachfrage immer noch die Geschwindigkeit der Kapazitätserweiterung übersteigt und der Auftragsrückstand mehr als 100 Millionen US-Dollar beträgt. Gleichzeitig wird das Indiumphosphid-Material des Unternehmens in China hergestellt, und für den Export ist weiterhin eine Genehmigung erforderlich. Aus den Quartalsunterlagen, die das Unternehmen im August veröffentlicht hat, geht hervor, dass einige Aufträge noch auf die Exportgenehmigung warten.
Das bedeutet, dass die Lieferung von AXT nicht nur durch die Produktionskapazität, sondern auch durch den Fortschritt der Exportprüfung beeinflusst wird. Selbst bei lebhafter Marktnachfrage können Aufträge möglicherweise nicht rechtzeitig in tatsächliche Lieferungen umgewandelt werden.
Auch das Epitaxie-Glied expandiert. IQE hat im Juli 2026 seine Jahresumsatzprognose angehoben und erwartet ein Umsatzwachstum von über 30 %. Einer der Gründe ist das beschleunigte Wachstum der Nachfrage nach Indiumphosphid. Das Unternehmen plant außerdem, im zweiten Halbjahr seine vorhandenen Geräte auf die Indiumphosphid-Produktion umzustellen.
Das Geschäft des taiwanesischen Herstellers LandMark Optoelectronics wächst ebenfalls. Sein Umsatz im September 2026 stieg im Vergleich zum Vorjahr um 190 %. Das Unternehmen führt das Wachstum auf den gestiegenen Auslieferungen im Zusammenhang mit Datenzentren zurück. Das Unternehmen hat zuvor mit Sumitomo Electric einen fünfjährigen Liefervertrag für Substrate unterzeichnet und im Juni 2026 eine Geräteinvestition von bis zu 3 Milliarden Neuen Taiwan-Dollar genehmigt.
Vom Substrat bis zur Epitaxie erhöhen alle Lieferanten ihre Investitionen. Der eigentliche Engpass konzentriert sich jedoch weiterhin auf das Glied der Laserchip-Herstellung.
Expansion von Lumentum und Coherent kann die Lücke nicht schnell schließen
Lumentum hat auf der Leistungstelefonkonferenz im August 2026 offen eingeräumt, dass die Auslieferung seiner Hochleistungslaser deutlich hinter der Nachfrage zurückbleibt. Das Unternehmen erwartet, dass die Nachfrage nach Ultrahochleistungs-Laserchips ab der zweiten Jahreshälfte 2027 beschleunigt wächst und nach der Erweiterung des Einsatzes durch Kunden im Jahr 2028 weiter ansteigt.
Das bedeutet auch, dass die angespannte Versorgung mit Lasern nicht darauf zurückzuführen ist, dass CPO bereits vollständig verbreitet ist, sondern dass die Lieferkette bereits unter Druck steht, bevor der großflächige Einsatz wirklich beginnt.
Die Einschätzung von Coherent ist ähnlich. Die Unternehmensleitung bezeichnet die Indiumphosphid-Kapazität als den derzeitigen Hauptbegrenzungsfaktor und gibt an, dass die Nachfrage nach optischen Transceivern für Datenzentren die vorhandene Kapazität verbraucht.
Um dieses Problem zu mildern, plant Coherent, die interne Indiumphosphid-Produktion bis Ende September 2026 im Vergleich zum Vorjahr mehr als zu verdoppeln, und plant, bis Ende 2027 ein weiteres Wachstum von mehr als dem Doppelten zu erreichen. Gleichzeitig treibt das Unternehmen den Bau und die Inbetriebnahme der 6-Zoll-Indiumphosphid-Produktionslinie voran und gibt an, dass die Ausbeute dieser Linie bereits besser ist als die der 3-Zoll-Linie.
Der Kapazitätsausbau erfordert jedoch Zeit, und eine Erhöhung der Kapazität bedeutet nicht, dass alle Produkte sofort ausreichend versorgt werden können. Für Coherent müssen sowohl die herkömmlichen optischen Transceiver als auch die CPO-Laser auf die Herstellungsressourcen für Indiumphosphid zugreifen. Die Zuweisung der begrenzten Kapazität bleibt ein reales Problem.
Die Situation von AIO verdeutlicht diesen Widerspruch noch besser. Das Unternehmen stellt selbst Indiumphosphid-Laser her, um seine eigenen optischen Transceiver-Produkte zu beliefern. Die Unternehmensleitung gab im August 2026 an, dass wichtige CPO-Kunden an seinen Laserprodukten interessiert sind, aber die derzeitige Kapazität reicht nicht aus, um das Unternehmen an dem ersten großflächigen Einsatz dieser Kunden teilnehmen zu lassen. Daher muss die Produktion der eigenen optischen Transceiver priorisiert werden.
Mit anderen Worten: Selbst wenn CPO-Kunden bereit sind zu kaufen, haben die Lieferanten möglicherweise nicht genügend Laser zum Verkauf.
AOI plant, 2026 und 2027 die Kapazitäten in den USA und in Taiwan, China zu erweitern, um vor allem die Produktion von Laserdioden, 800G- und 1,6T-optischen Modulen zu unterstützen. Sein externes Laserlichtquellenprodukt ELSFP für CPO wird voraussichtlich ab 2027 schrittweise in großen Stückzahlen hergestellt, mit dem Ziel, bis 2028 eine monatliche Produktion von etwa 400.000 Stück zu erreichen.
Die Situation dieser Unternehmen zeigt, dass der derzeitige Versorgungsengpass nicht einfach durch die Erhöhung von Bestellungen gelöst werden kann. Die Herstellung von Laserchips umfasst den Bau von Produktionslinien, die Prozessoptimierung und die Verbesserung der Ausbeute. Selbst wenn Hersteller klare Expansionspläne aufgestellt haben, benötigen neu hinzugekommene Kapazitäten eine gewisse Zeit, um eine stabile Versorgung zu gewährleisten.
Neue Akteure treten auf den Markt, und alternative Technologien brauchen noch Zeit
Angesichts des Versorgungsdrucks bei Indiumphosphid-Lasern sucht die Branche auch nach neuen Kapazitätsquellen und technischen Wegen.
Das schwedische Unternehmen Sivers Semiconductors gab im September 2026 bekannt, 30 Millionen US-Dollar in die Erweiterung seines Indiumphosphid-Werks in Glasgow, Großbritannien, zu investieren. Es plant, die Jahreskapazität für Dauerstrich-DFB-Laser auf über 100 Millionen Stück zu erhöhen, zusätzlich zu den Kapazitäten, die von Fertigungspartnern bereitgestellt werden.
Das Projekt soll im vierten Quartal 2027 in Betrieb genommen werden, genau zu dem Zeitpunkt, an dem die Nachfrage nach CPO beschleunigt wächst. Die Unternehmensleitung gibt an, dass Kunden die Laserproduktionskapazität erheblich erhöhen müssen.
Das bedeutet, dass neben den bestehenden Hauptlieferanten wie Lumentum und Coherent auch andere Hersteller hoffen, ihren Marktanteil mit dem neuen Nachfragewachstum zu vergrößern. Ob die neuen Werke wie geplant in Betrieb genommen werden können und wie schnell die tatsächliche Kapazität hochgefahren werden kann, muss jedoch noch weiter überprüft werden.
Auf der anderen Seite versucht die Branche auch, Laser mit unterschiedlichen Materialien und Strukturen zu verwenden.
Beispielsweise hat Coherent bereits ein CPO-Schema mit Galliumarsenid-VCSEL vorgestellt; Quintessent beginnt, Quantenpunkt-Laserproben für optische AI-Verbindungsanwendungen bereitzustellen; Mikro-LEDs gelten ebenfalls als einer der potenziellen technischen Wege für zukünftige CPO-Lichtquellen.
Es ist jedoch zu beachten, dass sich diese Schemata derzeit noch in der Demonstrations- oder Probephase befinden. Nach den verfügbaren Informationen gibt es keine Beweise dafür, dass sie bereits in den ausgelieferten CPO-Switches eingesetzt werden und Indiumphosphid-Laser in großem Maßstab ersetzen.
Daher kann die Branche kurzfristig nicht erwarten, dass neue Technologien das bestehende Versorgungsgefüge schnell verändern. Indiumphosphid wird weiterhin die wichtigste Materialplatte in diesem Markt sein. Ob andere Technologien wirklich in großem Maßstab eingesetzt werden können, hängt von den anschließenden Produktprüfungen, der Zuverlässigkeitsleistung und dem Fortschritt der Kundenintegration ab.
Vor 2028 ist es unwahrscheinlich, dass sich der Widerspruch zwischen Angebot und Nachfrage entspannt
Nach dem Expansionsrhythmus der verschiedenen Glieder der Industriekette wird der Versorgungsdruck bei Indiumphosphid-Lasern voraussichtlich noch mehrere Jahre anhalten.
Einerseits bewegt sich CPO von der Phase der Produktprüfung und frühen Beschaffung hin zum großflächigen Einsatz. Lumentum hat bereits die ersten Bestellungen für externe Lichtquellenmodule offengelegt, die voraussichtlich in der zweiten Jahreshälfte 2027 ausgeliefert werden; die Hochleistungs-Dauerstrichlaser von Coherent werden ebenfalls schrittweise in Betrieb genommen, und die damit verbundenen Einnahmen werden voraussichtlich ab dem vierten Quartal 2026 steigen.
Andererseits wächst die Nachfrage nach herkömmlichen