全球半導體供應鏈正經歷一場前所未有的雷射二極體短缺危機,特別是高功率連續波(CW)雷射元件,因光通訊、車用光達(LiDAR)、先進封裝及工業加工等領域需求激增,傳統龍頭供應商如II-VI、Lumentum、ams OSRAM等產能早已被客戶超前部署,導致現貨市場一「雷」難求。台灣光電業者過去多依賴外購取得關鍵雷射晶片,如今不僅交期拉長至一年以上,部分型號甚至直接被供應商通知停止接單,引發業界高度警戒。
這波短缺的背後,是人工智慧(AI)資料中心與5G基礎建設對高速傳輸的龐大需求,推動了光收發模組中的CW雷射用量暴增;同時,電動車與自駕技術成熟,使車用LiDAR所需的千瓦級CW雷射成為新藍海。然而,雷射晶圓的磊晶製程複雜、良率爬升緩慢,加上設備投資門檻極高,使得產能擴張遠跟不上訂單湧入速度。在供不應求的壓力下,國際晶片巨頭如Intel、NVIDIA、台積電等不再滿足於單純的下單採購,而是轉向與雷射代工廠簽訂長期產能合約,甚至直接入股或自建雷射產線,以確保未來數年的關鍵元件供應無虞。
對台灣業者而言,過去多依靠外購日本或美國的雷射晶片,如今不僅買不到現貨,連長期合約的議價空間也大幅縮水。部分中小型模組廠被迫轉向中國或歐洲的二線供應商,但品質與穩定性仍有疑慮。更嚴峻的是,若晶片巨頭透過預訂產能壟斷高品質的CW雷射晶圓,台灣下游封裝與系統商恐將面臨「無晶可用」的困境。產業界呼籲政府應協助整合國內資源,支持本土雷射晶圓研發與量產,以免在這場產能爭奪戰中被邊緣化。
需求引爆的完美風暴:誰在搶佔高功率CW雷射?
高功率CW雷射的應用場景正快速擴張,從傳統的切割、焊接等工業加工,到新興的資料中心內部光互連(Co-Packaged Optics)、電動車動力電池焊接,甚至太空光通訊,每一領域都需要穩定可靠的雷射光源。以資料中心為例,每條光纖鏈路背後都需要一顆高功率CW雷射作為泵浦源,而目前全球前十大雲端服務商正瘋狂擴建400G/800G交換器,單一資料中心的雷射用量動輒數十萬顆。同樣,車用LiDAR為了達到長距離感測,也偏好使用700nm至900nm波長的高功率CW雷射,這使得原本僅應用在光纖通訊的廠商瞬間湧入大量車規訂單。然而,雷射晶片的產能擴張並非一蹴可幾,一線磊晶廠從下單到量產往往需18至24個月,導致短期內供需缺口持續擴大,報價已較去年同期上漲30%以上。
晶片巨頭垂直整合:預訂產能已成新常態
面對雷射晶片短缺,全球一線半導體巨頭不再被動等待,而是積極採取垂直整合策略。Intel早在2022年就透過收購Tower Semiconductor布局雷射製程,並與多家雷射代工廠簽署多年產能協議;NVIDIA則與Coherent(原II-VI)合作開發專用高功率CW雷射,確保下一代光互連技術的供貨;台積電也投入資源研發矽光子整合方案,並預訂了數家磊晶廠的產能作為備援。這些大動作意味著,傳統的「委外採購」模式已無法滿足晶片巨頭對供應鏈安全的要求,他們寧可支付高昂的預訂金甚至擔保費用,也要鎖定特定產線的訂單。這對台灣中小型光電業者形成巨大壓力——當大客戶願意以三倍價格買斷未來兩年的產能時,代工廠自然優先服務他們,外購市場的供給量幾乎被抽乾。預估到2026年前,前十大雷射晶圓製造商的產能將有八成以上被超大型客戶預訂一空,新進業者或未提前布局的廠商將面臨極嚴峻的競爭。
台灣光電產業的轉機:從依賴外購到自主研發生產
這場「外購雷射買不到」的危機,對台灣光電業者而言既是挑戰也是轉機。過去多年,台灣在雷射晶片領域高度依賴日本與美國進口,本土磊晶與晶圓製造能力相對薄弱,主要集中在封裝與模組環節。但如今,晶片巨頭大動作預訂產能,反而迫使台灣系統廠開始評估與國內化合物半導體業者合作,例如透過穩懋、全新光電等既有砷化鎵(GaAs)與磷化銦(InP)產線進行技術升級,開發高功率CW雷射專用製程。政府亦已將雷射晶片列入「臺灣關鍵技術清單」,並規劃補助業者建立自主生產線。若能順利串聯上游磊晶、中游晶粒製造與下游模組,台灣有機會從純代工角色轉型為雷射元件供應重鎮。不過,技術門檻與資本支出仍是一大障礙,業者需整合資源、加速人才培育,才能在未來三到五年內縮短與國際大廠的差距。否則,當晶片巨頭全面壟斷產能後,台灣光電業將面臨更嚴重的斷料風險。
【其他文章推薦】
電動堆高機、柴油堆高機怎麼選?差異一次比較
貨櫃屋優勢特性有哪些?
零件量產就選CNC車床
消防工程交給專業來搞定
塑膠射出工廠一條龍製造服務
堆高機租賃怎麼選最划算?掌握 3 大隱形成本,每年幫公司省下萬元!