Dans la chaîne industrielle des communications optiques de l’IA, le phosphure d’indium (InP) et le niobate de lithium en couche mince (TFLN) jouent des rôles très différents, mais tout aussi indispensables.

L’un est le matériau qui « crée le battement de cœur » de la communication optique, tandis que l’autre « contrôle la circulation sanguine ».
Le premier détermine si des signaux lumineux peuvent être générés ; ce dernier détermine si ces signaux peuvent être modulés assez rapidement, transmis suffisamment loin et contrôlés avec suffisamment de précision.

Beaucoup de gens considèrent à tort ces deux matériaux comme des concurrents, supposant que le niobate de lithium en couche mince finira par « remplacer » le phosphure d’indium. En réalité, cela reflète une mauvaise compréhension du fonctionnement réel des systèmes de communication optique.

Aujourd'hui, décomposons leurs rôles de la manière la plus claire possible : qui fait quoi, pourquoi cette division du travail existe et quelle technologie est actuellement la plus proche d'une commercialisation à grande échelle.

1. Comprendre la division du travail : l'émission et la modulation ne sont jamais la même tâche

Si la communication optique était une course de relais, le phosphure d'indium serait le coureur de départ, celui responsable du lancement du signal. Le niobate de lithium en couche mince serait l'accélérateur de moyenne distance, augmentant la vitesse de transmission, prolongeant la distance et maximisant l'efficacité. Le silicium, quant à lui, agit davantage comme un coordinateur du système en marge : il ne génère pas lui-même de la lumière, mais intègre tous les composants sur une seule plateforme.

Le phosphure d'indium est essentiellement le « moteur de la lumière ».

Dans les modules optiques 800G et 1,6T, les puces EML (Electro-Absorption Modulated Laser) doivent être fabriquées sur des substrats InP car le phosphure d'indium peut émettre efficacement de la lumière tout en couvrant naturellement les deux fenêtres clés de la fibre optique à faible perte : 1 310 nm et 1 550 nm. Sans InP, la source optique fondamentale à l’intérieur d’un module n’existerait tout simplement pas.

Le niobate de lithium en couche mince, en revanche, est la « boîte de transmission de la lumière ».

Son rôle commence après la génération de la lumière. Les modulateurs TFLN effectuent une modulation électro-optique ultra-rapide et de faible consommation, codant les signaux électriques sur des ondes optiques en modifiant l'intensité et la phase de la lumière. Le modulateur lui-même n'émet pas de lumière, mais il détermine la vitesse à laquelle les signaux peuvent se propager, la distance qu'ils peuvent atteindre et la quantité d'énergie consommée par le système.

En avril 2026, Huatai Securities a publié un rapport de recherche comparant systématiquement la logique de croissance de l'industrie des substrats InP et de l'industrie TFLN. Le rapport souligne que les deux sont complémentaires plutôt que substitutifs à l'intérieur des modules optiques. La mise à niveau du module optique de nouvelle génération n’est pas une question de « l’un ou l’autre », mais plutôt de « qui gère quelle fonction ».

2. Phosphure d'indium : le « moteur léger » au cœur de l'infrastructure de l'IA

Dans la nomenclature des modules optiques 800G et 1,6T, les puces optiques représentent plus de la moitié des coûts totaux – et les substrats InP font partie des matériaux fondamentaux les plus critiques de ces puces.

Selon les rapports d'Omdia et de Yole, la demande mondiale de substrats de phosphure d'indium (mesurée en équivalents 2 pouces) devrait atteindre environ 2,0 à 2,1 millions de tranches en 2025, alors que la capacité de production mondiale effective reste seulement autour de 600 000 à 700 000 tranches. Cela laisse un déficit d’approvisionnement supérieur à 70 %.

D’ici 2026, la demande mondiale devrait atteindre 2,6 à 3,0 millions de plaquettes, alors que la capacité de production pourrait n’augmenter qu’à environ 750 000 plaquettes. Le taux de pénurie devrait donc rester supérieur à 70 %.

La tarification reflète encore plus directement ce déséquilibre.

Le prix des substrats InP de 2 pouces est passé d’environ 800 USD par tranche début 2025 à environ 2 300 à 2 500 USD par tranche, soit presque le triple en peu de temps. Les prix spot pour les commandes urgentes auraient dépassé 3 000 USD par plaquette.

NVIDIA prévoit que la demande globale de plaquettes de phosphure d'indium pourrait être multipliée par près de 20 entre 2026 et 2030. Huatai Securities a également noté dans son rapport que les matériaux optiques de base en amont entrent dans un cycle de forte croissance, les substrats InP connaissant une forte tension entre l'offre et la demande en raison de l'expansion rapide de la demande de puces optiques.

Du côté de l’offre, l’industrie reste très concentrée. La société japonaise Sumitomo Electric, la société américaine AXT et la société japonaise JX Metals contrôlent collectivement plus de 90 % de la capacité de production mondiale. Parallèlement, les cycles d’expansion durent généralement de deux à trois ans.

En février 2025, la Chine a officiellement ajouté les matériaux liés à l'indium et au phosphure d'indium à sa liste de contrôle des exportations, renforçant ainsi l'importance stratégique des ressources InP en amont.

3. Niobate de lithium à couche mince : la « boîte de vitesses à transmission optique » rattrape rapidement son retard

Le niobate de lithium en couche mince ne génère pas de lumière, mais il résout précisément les problèmes où les matériaux de modulation traditionnels commencent à rencontrer des limites physiques : bande passante et consommation d'énergie.

Les modulateurs TFLN grand public actuels fonctionnent généralement toujours avec des tensions demi-onde supérieures à 1,8 V. Ces tensions de commande relativement élevées limitent les augmentations supplémentaires de la bande passante de modulation tout en contribuant également à une consommation électrique plus élevée du système.

Cependant, les progrès technologiques rapides modifient le paysage.

En janvier 2026,Communications naturellesa publié des recherches révolutionnaires sur les modulateurs électro-optiques à très large bande basés sur du niobate de lithium en couches minces. Les travaux ont démontré une bande passante optique record de 800 nm couvrant l’ensemble du spectre des communications optiques.

Le modulateur a atteint des bandes passantes électro-optiques supérieures à 67 GHz sur les bandes de télécommunications OU, avec des performances d'environ 100 GHz dans les bandes O/S/C/L et des performances supérieures à 50 GHz dans la région de longueur d'onde de 2 μm. L'appareil a également démontré une transmission PAM-4 dépassant 240 Gbit/s par longueur d'onde, établissant ainsi une nouvelle référence en matière de performances pour les appareils TFLN.

À l'OFC 2026, des sociétés telles que HyperLight et d'autres fournisseurs de TFLN ont présenté des puces et des dispositifs en niobate de lithium à couche mince ciblant des modules optiques ultra-rapides, des puces photoniques à très large bande passante et des modulateurs de nouvelle génération.

Lors du même événement, Coherent a présenté des solutions 400G par canal basées sur des architectures InP EML, ainsi que des émetteurs-récepteurs 3,2T et des architectures d'avenir ciblant des systèmes au-delà de 12,8T.

La présence simultanée des deux technologies à l’OFC a clairement illustré deux voies technologiques parallèles pour les futurs modules optiques ultra-rapides.

Huatai Securities a explicitement classé les substrats InP et TFLN comme des opportunités majeures à long terme en amont dans le domaine des communications optiques. Leur relation devrait rester une relation de coexistence et de complémentarité plutôt que de remplacement.

Les discussions de l'industrie et les analyses de recherche indiquent également que, bien que la plupart des modulateurs TFLN maintiennent toujours des tensions demi-onde supérieures à 1,8 V, plusieurs stratégies d'optimisation technique ont déjà poussé certains dispositifs en dessous de 1,6 V.

Cela suggère que les futurs appareils phares – combinant une bande passante plus large, une consommation d’énergie réduite et une intégration plus élevée – passent progressivement de la recherche en laboratoire à la commercialisation dans le monde réel. La technologie TFLN reste dans une phase d’itération rapide, les processus de fabrication continuant de s’améliorer d’année en année.

4. L’ère 1,6T et 3,2T : la division du travail deviendra encore plus claire

À mesure que les modules optiques passent de 1,6T à 3,2T et au-delà, la feuille de route technologique est de plus en plus définie.

L’OFC 2026 a déjà envoyé un signal fort : les cycles d’itération s’accélèrent rapidement.

Les modules optiques 1,6T passent d'un déploiement en volume limité à une commercialisation à grande échelle, tandis que l'orientation technique des architectures 3,2T a largement pris forme.

Dans le même temps, la pénétration de la photonique sur silicium continue d’augmenter rapidement.

Les prévisions du secteur suggèrent que les solutions photoniques sur silicium pourraient représenter plus de 50 % des modules optiques 800G d'ici 2026. Dans les modules 1,6T, la pénétration de la photonique sur silicium pourrait même atteindre 70 à 80 %.

Pourtant, la photonique sur silicium en elle-même ne fournit pas de source de lumière. Il s’appuie toujours sur des lasers externes à onde continue (CW) à base de phosphure d’indium.

Plus l’adoption de la photonique sur silicium est importante, plus la demande pour des modulateurs hautes performances tels que le TFLN devient forte.

En conséquence, les modules optiques évoluent de la « domination d’un seul matériau » vers un écosystème collaboratif construit autour :

• Le phosphure d'indium comme base du laser
• La photonique sur silicium comme plateforme d'intégration
• Niobate de lithium en couche mince comme accélérateur de modulation ultra-rapide

Cette collaboration multi-matériaux est en train de devenir le véritable fondement d’une infrastructure de communication optique d’IA à grande échelle.

Pensées finales

L’idée fausse la plus répandue aujourd’hui en matière de communication optique est peut-être l’idée selon laquelle ces deux matériaux sont rivaux.

En réalité, c’est le contraire qui est vrai.

Le phosphure d'indium génère la source lumineuse. Le niobate de lithium en couche mince contrôle la vitesse et la modulation. Aujourd’hui, dans de nombreuses architectures de modules optiques grand public, les deux technologies coexistent dans le même module, fonctionnant simultanément sur la même fibre optique et le même système électronique.

Qu'il s'agisse d'architectures EML, d'architectures photoniques sur silicium ou de futures plates-formes basées sur TFLN, InP et TFLN remplissent chacun des fonctions distinctes au sein de différentes étapes de la même chaîne de communication.

Leur objectif commun est clair : pousser la vitesse d’interconnexion des clusters informatiques d’IA jusqu’à ses limites physiques.

Le phosphure d'indium crée le rythme cardiaque. Le niobate de lithium en couche mince permet la circulation.

Aucun des deux ne peut remplacer l’autre.

En 2026, le marché InP est confronté à des pénuries d'approvisionnement dépassant 70 %, à une hausse rapide des prix et à des carnets de commandes qui s'étendent jusqu'en 2027. Pendant ce temps, les avancées du TFLN ouvrent la porte à une capacité de modulation proche de 3,2 T sur des bandes optiques ultra-larges.

Ces technologies ne s’excluent pas mutuellement. Leur évolution combinée est ce qui constitue véritablement le moteur de la prochaine ère de communication optique IA.

L’avenir de la communication optique n’est pas une « guerre de remplacement » entre matériaux — c’est une collaboration hautement spécialisée entre des fonctions complémentaires.