制造一颗AI芯片的激光器需要什么衬底?数据中心电源管理用什么功率器件?高功耗GPU的精准温控靠什么材料?芯片基板的精密加工用什么刀具? 答案是 小金属 。这些金属单体市场极小(年产量几百到几万吨),但 每一条算力供应链 都绕不开它们。 核心金属(红框标注) : 铟、锗、钨、钼、碲 ——与AI算力直接相关、需求增速最高、边际拉动最强,是本文深度研究部分。 外围金属 : 镓、铋、锑 ——与算力有关联但不是最核心的驱动因素,作为补充。 一 、 算力传导链:AI需求如何传导到小金属 传导路径一:AI→光互连→铟/镓/锗 传导链条: AI集群GPU互联→800G/1.6T光模块放量→InP衬底需求爆发→铟消耗量增长→但铟供给受限于锌矿产量→供需缺口扩大→铟价上涨 平行链条: GaAsVCSEL芯片需求增长→镓消耗增加→镓出口管zhi收紧供给→镓价支撑 旁支链条: 数据中心光纤铺设增长→锗光纤芯材需求增加→锗出口管zhi收紧→锗价上涨 传导路径二:AI→制造工具→钨/钼(这一类金属是国内产量最高也是zhan略意义较大的小金属品类,春秋研究院有过深度的研究,近期相关跟踪可移步格知研究《科技上游关键金属矿资源供应持续紧张》一文看最新进展) 传导链条: AI芯片出货增长→芯片基板/封装加工量增加→硬质合金刀具(钨基)消耗增加→钨需求增长→出口管zhi收紧→钨价支撑 这条链路是间接的,传导时间较长(1-2年),且钨市场体量大(8万吨),边际弹性较弱。但钨的战略垄断度最高(82%),管制确定性强。 传导路径三:AI→封装互连→铟/铋 传导链条: 先进封装(CoWoS/HBM)需求增长→互连密度提升→铟锡焊料/铋基无铅焊料用量增加→铟/铋需求增长 先进封装中micro-bump的焊料用量虽小,但凸点数量是传统封装的10-100倍,总用量不容忽视。这条链路目前贡献的绝对量不大,但增速很快(20%+/年)。 传导路径四:AI→热管理→碲/铋 传导链条 :AI芯片功耗飙升(H100→700W,B200→1200W)→精准温控需求增加→热电制冷片(TEC)用量增长→Bi₂Te₃热电材料需求→碲/铋消耗增加 逻辑: 传统风冷/液冷控制的是环境温度,而TEC可以实现芯片级精准控温(±0.1°C),对高功耗AI芯片的光学互连稳定性至关重要。每颗AI光模块内的激光器都需要TEC控温。 根据以上传导链条来看 五大核心小金属 :(核心金属是直接决定光模块、芯片等核心部件的性能,且几乎全为供给弹性极低的伴生矿,中 通过严格的出口管zhi掌握绝对主导权) 2025-2028年是算力小金属供需矛盾最尖锐的窗口期。管zhi效应全面释放需要1-2年(海外库存消化期),AI需求从订单到放量需要1-2年,两者在2026-2027年形成最强共振。2028年后若海外替代供给跟进、回收技术突破,矛盾可能缓解。 二 、 为什么时间窗口期是现在? 因素一:出口管zhi持续升级 2023.8:锗、镓出口管zhi 2024.9:锑出口管zhi 2025.2:钨、碲、铋、钼、铟出口管zhi 管Z清单本身是算力小金属战略价值排行榜,被管Z的品种,就是认定的不可替代ZHAN略金属。 因素二:AI算力需求爆发 2024:800G光模块量产,AI数据中心放量 2025:1.6T光模块导入,InP需求跃升 2025-2026:B200/GB200量产,芯片功耗翻倍→TEC需求爆发 2026-2028:硅光子+CPO技术扩散,InP需求二次加速 AI集群的GPU:光模块比从1:2升至1:4甚至1:8,光互连密度指数级上升。 因素三:全球供给触顶信号 铟:全球锌矿产量2022年见顶后徘徊,粗铟供给增量接近零 锗:国内 铅锌冶炼产能稳定,海外煤矿闭产减少锗原料 碲:全球铜矿副产碲增速放缓,品位下降趋势确立 钨:国内 钨矿开采配额制,海外钨矿品位下降 所有核心算力小金属的供给增速都在0-2%之间,而AI拉动后的需求增速在5-15%。供需增速差就是价格弹性。 综合以上三点,可以看到小金属定价的核心不是总供需是否平衡,而是 边际需求增量能否被供给吸收: 铟(5年+)>碲(4-5年)≈锗(4年)>镓(3-4年)>钨≈锑≈铋(2-3年)>钼(2年)。铟和碲是时间的朋友,持有越久,AI需求复利增长带来的供需矛盾越尖锐;钼2年后海外供给可能跟进,拉动效应消退。 三、磷化铟(InP)深度拆解:从需求到铟消耗 综上,可以看到磷化铟或许是市场上目前研究不充分、但可能最具价值的一环,InP是800G/1.6T光模块中激光器和探测器的核心衬底,也是硅光子集成芯片的关键异质集成材料。 InP 对铟的消耗量测算: InP晶体中铟的质量占比=In(114.8)/InP(145.8)=78.7% 4英寸InP晶片重量约25-30克→含铟约20-2