中国CPO产业：9大关键材料紧缺程度及卡脖子等级

共封装光学（CPO）将光引擎与交换ASIC封于同一基板，是1.6T/3.2T高速光互连的必然路径。产业链上游材料的供给格局，则将决定中国CPO产业能跑多快、走多远。

本文聚焦9类关键材料，从功能、供需、卡脖子点、国产替代四个维度逐一拆解，并给出紧缺程度与卡脖子等级评估。

01 高纯金属（铟/锑/镓/铌）

（1）关键作用：高纯铟是制备磷化铟（InP）衬底的核心原料；高纯锑用于制造高速APD雪崩光电探测器及高性能热电制冷材料；高纯镓是化合物半导体（如GaAs）的基础原料；高纯铌则是制备薄膜铌酸锂（TFLN）晶体的核心金属源。这四种金属构成了CPO光芯片与调制器的物理底层，其纯度直接影响器件的良率与传输速率，是光通信产业链最上游的战略性物资。

（2）供需情况：中国铟储量占全球72.7%，但6N高纯铟提纯工艺海外把控，2026年光通信领域铟缺口约50吨，需求年增速40%；全球镓年总产量不足400吨，2026年缺口400吨；高端光学级铌粉供给收缩。

（3）卡脖子点：资源端中国占优，但6N高纯铟提纯、高端四氯化锗、光学级铌粉加工工艺仍由海外把控。

（4）国产替代进展：云南锗业、锡业股份、有研新材突破高纯铟；洛阳钼业、东方钽业、天通股份布局高纯铌。

• 卡脖子等级：★★★★★　
• 紧缺程度：★★★★★

02 高纯红磷

（1）关键作用：6N/7N电子级高纯红磷是磷化铟单晶生长的必需原料，其纯度直接决定了InP衬底的晶体质量、位错密度及电学性能，进而影响EML激光器的高速调制能力与可靠性，是光芯片制造中无法绕过的关键耗材。

图片来源：威顿晶磷

（2）供需情况：日本化学工业、日本RASA工业两大巨头占据全球80%以上的高端高纯红磷市场份额，2026年起对国内实施配额式限供，高端国产化率低于5%，进口依赖超90%。

（3）卡脖子点：从工业黄磷提纯到7N级需将金属杂质压缩至十亿分之一级别，叠加危化品审批、客户认证"三重锁"。

（4）国产替代进展：兴发集团6N电子红磷占国内七成以上份额，7N进入头部客户送样；威顿晶磷是可量产7N并通过SEMI认证的企业；澄星股份9N黄磷产能稳固。

• 卡脖子等级：★★★★★　
• 紧缺程度：★★★★★

03 磷化铟（InP）衬底

（1）关键作用：磷化铟是目前1.6T/3.2T高速光模块中EML（电吸收调制激光器）和CW光源的唯一成熟商用衬底。它可以给激光器（LD）、探测器（PD）、调制器、放大器等光电器件提供一个高质量的工作平台。即便是CPO/硅光技术，也必须依赖磷化铟制外置CW激光器作为光源。

（2）供需情况：2026年全球InP衬底需求260-300万片，有效产能仅75万片，缺口超70%。2英寸衬底价格从2025年初800美元/片涨至2300-2500美元/片，6英寸从1400美元涨至5000美元。

磷化铟衬底价格

（3）卡脖子点：住友、AXT、JX金属三家垄断全球90%以上高端产能，国内6英寸衬底国产化率不足5%，上游高纯铟、高纯红磷以及长晶炉、MOCVD设备依赖进口，扩产周期18-36个月。

（4）国产替代进展：云南锗业是磷化铟龙头，2026年启动年产30万片扩产，先导科技、有研新材、三安光电等企业也在加速布局。

• 卡脖子等级：★★★★★　
• 紧缺程度：★★★★★

04 薄膜铌酸锂（TFLN）

（1）关键作用：薄膜铌酸锂是下一代1.6T/3.2T CPO超高速电光调制器的核心基材，被誉为"光学硅"。相比磷化铟和硅基调制器，TFLN兼具大带宽、低损耗、高稳定性及强抗干扰能力，是解决CPO高算力下数据吞吐瓶颈的关键材料。

铌酸锂单晶薄膜，来源：济南晶正

（2）供需情况：2026年全球8英寸TFLN晶圆需求超50万片，有效供给约30万片，缺口超40%。8英寸晶圆单片售价达20-30万元，半年涨幅150%。

（3）卡脖子点：8英寸高均匀薄膜晶圆95%产能被日本NTT、富士通垄断，国内自给率不足5%，生产晶圆的高能离子注入机、高精度极化系统仍高度依赖进口，整体高端设备国产化率约25%-30%。

（4）国产替代进展：天通股份8英寸铌酸锂晶体量产，国内高端晶圆市占超70%；济南晶正做薄膜晶圆；光库科技是国内唯一实现TFLN调制器批量出货的企业，全球份额2026年达25%。

• 卡脖子等级：★★★★★
• 紧缺程度：★★★★☆

05 高端SOI（绝缘体上硅）晶圆

（1）关键作用：高端SOI是硅光PIC（光子集成电路）的核心载体，采用"顶层单晶硅+二氧化硅埋氧层（BOX）+底层硅衬底"的三明治结构。它是实现大规模硅光集成、降低芯片功耗与成本的刚需地基，也是英特尔、台积电等巨头布局CPO技术的标准工艺平台。

（2）供需情况：法国Soitec垄断全球SOI市场超70%-90%份额，2026年全球300mm高端SOI供需缺口超30%，适配AI高速光模块的高端定制产品订单已排至2027年，行业缺货格局长期固化。

（3）卡脖子点：Smart Cut键合减薄专利由Soitec掌控，国内12英寸SOI自给率不足8%。

（4）国产替代进展：沪硅产业（子公司新傲科技）是国内唯一实现300mm SOI量产的企业，年产能16万片。

• 卡脖子等级：★★★★★
• 紧缺程度：★★★★☆

06 玻璃基板（TGV）

（1）关键作用：玻璃基板是CPO光电共封装的新一代核心承载材料。TGV（玻璃通孔）技术允许在玻璃内部形成垂直互连通路，使其能够同时承载光波导、光电芯片及高密度布线，是实现CPO"光电同基"、提升良率与可靠性的关键材料。

（2）供需情况：2026年全球TGV基板需求约120万片，有效量产产能仅40-50万片，高端供需缺口超60%。

（3）卡脖子点：康宁、AGC、NEG三家CR3≈86%，高端TGV基板接近100%垄断，国内整体高端自给率不足10%。

（4）国产替代进展：沃格光电TGV工艺成熟，凯盛科技、戈碧迦、厦门云天、成都奕成等卡位中。

• 卡脖子等级：★★★★☆
• 紧缺程度：★★★★☆

07 氮化铝/氮化硅陶瓷基板

（1）关键作用：这两类陶瓷基板是CPO一体化共封装的散热与结构载体。CPO一体化共封装的散热与结构载体。氮化铝导热率170-230W/m·K；氮化硅抗弯强度是AlN的2.4倍，CTE与硅高度匹配。

（2）供需情况：当前处于加速渗透阶段，高端陶瓷基板产品主要由京瓷、丸和、日本精密陶瓷等日企供应。

（3）卡脖子点：高端氮化铝粉体由日本德山、日本东洋铝业垄断；高端氮化硅粉体由日本宇部兴产、日本电气化学垄断；国内粉体到瓷片的完整链路直通率仍偏低。

（4）国产替代进展：氮化铝/氮化硅粉体方面，出现了宁夏艾森达、厦门钜瓷、青岛瓷兴等等一批实力企业。陶瓷基板方面，中国陶瓷基板企业众多，其中中瓷电子、国瓷材料、富乐德、博敏电子多家陶瓷基板企业被报道在光模块和CPO赛道有所行动。

• 卡脖子等级：★★★☆☆
• 紧缺程度：★★★☆☆

08 液冷工质

（1）关键作用：CPO光引擎功耗密度提升至每通道2-3W，1.6T光模块必须纳入液冷回路，氟化液是核心冷却介质。

（2）供需情况：3M于2025年底全面停止PFAS类氟化液生产，其在全球高端电子氟化液市场占据约70%份额。3M退场后全球高端氟化液出现30%-40%供给缺口。

（3）卡脖子点：3M、索尔维长期垄断电子级氟化液，国产普通液冷级氟化液已大批量供货，但国产高纯产品纯度与稳定性需提升。

（4）国产替代进展：巨化股份巨芯冷却液一期1000吨已投产，二期4000吨推进；新宙邦、永和股份、中化蓝天等企业均有布局，整体国产化率逐步提升。

• 卡脖子等级：★★☆☆☆
• 紧缺程度：★★☆☆☆

09 PCB基板

（1）关键作用：CPO配套的PCB基板不再是普通的覆铜板，而是需要具备超低损耗、高多层数及精细线路加工的特种基材，是保障CPO系统电气性能与机械支撑的基础物理平台。

（2）供需情况：2026年7月M9级超低损耗覆铜板现货库存基本耗尽，全球高端算力专用CCL供需缺口稳定在35%左右。建滔积层板年内六轮提价，FR-4覆铜板涨幅超270%。

（3）卡脖子点：高端HVLP铜箔、高频辅材国产化不足。

（4）国产替代进展：国内参与企业主要有生益科技、南亚新材等，国内企业在M9级材料认证加速。

• 卡脖子等级：★★☆☆☆　
• 紧缺程度：★★★☆☆

10 总结

综合以上分析，中国CPO产业关键材料的卡脖子格局可归纳为三个梯队：

第一梯队（极度紧缺+极高卡脖子）：高纯红磷、磷化铟衬底、高纯铟/锑/镓/铌，其中高纯红磷和InP衬底的紧缺程度最为严峻；

第二梯队（重度紧缺+高卡脖子）：薄膜铌酸锂、高端SOI、玻璃基板（TGV）。这三类是CPO迈向1.6T/3.2T的技术刚需；

第三梯队（中度紧缺+国产替代加速）：氮化硅/氮化铝陶瓷基板、液冷工质、高端PCB基材。这三类材料的紧缺更多体现在"高端品类"而非总量，国产替代进度较快，是CPO材料中卡脖子风险相对可控的环节。

中国CPO产业的"命门"不在设备、不在设计，而在"高纯原料→特种衬底→高端晶圆"这一上游材料链条。未来3-5年，谁能在这条链上完成从"样品验证"到"批量交付"的跨越，谁就掌握了CPO国产化的主动权。随着国产替代空间超1200亿元的市场窗口开启，材料端的突围战役已经打响。

参考来源：

21世纪经济报道、粉体网、新浪财经、21ic电子网、同花顺/财闻、全球产业视界、金瑞鑫PCB、PCB联盟网