當(dāng)前，一種叫磷化銦的半導(dǎo)體材料成為了熱議話題。

數(shù)據(jù)顯示，截至2026年4月，短短一年多時(shí)間，2英寸磷化銦襯底，從2025年初的800美元/片，一路飆升到2300-2500美元/片，漲幅接近2倍，急單現(xiàn)貨價(jià)甚至突破3000美元。而6英寸高端磷化銦襯底更驚人：從1400美元漲到5000美元，漲幅超250%。

漲價(jià)背后原因無(wú)他，供需矛盾所致。價(jià)格漲瘋了，實(shí)際是東西缺瘋了。

那磷化銦究竟是什么？為何突然爆火？為什么供需出現(xiàn)錯(cuò)位？

01 磷化銦是什么？為什么這么重要？

先來(lái)了解磷化銦是什么。

磷化銦(InP)是由Ⅲ族元素銦（In）和Ⅴ族元素磷（P）化合而成的一種Ⅲ-Ⅴ族化合物，是具有瀝青光澤的深灰色晶體，熔點(diǎn)為1062℃，具有半導(dǎo)體的特性，是一種能替代砷化鎵的化合物半導(dǎo)體，具備諸多優(yōu)異特性，如高電子遷移率、優(yōu)異的耐高溫性能、低能量損耗特性、快速響應(yīng)能力以及卓越的光電集成性能以及較寬的禁帶寬度等。

磷化銦因其寬禁帶結(jié)構(gòu)以及電子在材料中高速傳輸?shù)奶匦裕蛊涑蔀橹圃旄哳l器件的理想選擇。例如，基于磷化銦材料開發(fā)的太赫茲通信模塊能夠在300GHz以上的超高頻段高效運(yùn)行，同時(shí)具備超低功耗和卓越的抗輻射性能，展現(xiàn)出極高的可靠性和環(huán)境適應(yīng)性。

與砷化鎵相比，磷化銦在電學(xué)性能及其他物理特性上具有顯著優(yōu)勢(shì)，尤其是在半導(dǎo)體光通信領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位。其優(yōu)異的性能不僅提升了器件的工作效率，還為未來(lái)通信技術(shù)的革新提供了強(qiáng)有力的材料支撐。因此，磷化銦被視為一種比砷化鎵（GaAs）更具潛力的半導(dǎo)體材料，有望推動(dòng)5G通信技術(shù)向更高頻率和更大帶寬的方向突破。

在實(shí)際應(yīng)用中，磷化銦晶體經(jīng)過(guò)切割、拋光后制成圓形薄片，就是光芯片制造用的磷化銦襯底。

它的核心作用是：給激光器（LD）、探測(cè)器（PD）、調(diào)制器、放大器等光電器件提供一個(gè)高質(zhì)量的工作平臺(tái)。就像蓋樓需要地基，光芯片要在磷化銦襯底上外延生長(zhǎng)、刻蝕、金屬化，最終做出能發(fā)光、能感光、能調(diào)制的芯片。

圖片來(lái)源：先導(dǎo)科技

也就是說(shuō)，磷化銦是一些關(guān)鍵光電器件的基底，沒(méi)有它，光芯片無(wú)法集成，光電器件無(wú)法工作。

面對(duì)大模型的萬(wàn)億級(jí)參數(shù)與指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)的訪存需求，AI算力集群正面臨‘內(nèi)存墻’與‘通信墻’的雙重挑戰(zhàn)。為了打破電子互連的帶寬與延遲瓶頸，構(gòu)建無(wú)阻塞的全互聯(lián)架構(gòu)，大規(guī)模、高密度的光互連已成為釋放極致算力的剛性需求。

而實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的芯片對(duì)襯底材料有著嚴(yán)苛的要求：

可以說(shuō)，目前磷化銦是100G以上高速光芯片（EML激光器、APD探測(cè)器、CW光源）的唯一成熟商業(yè)化襯底，沒(méi)有任何量產(chǎn)替代方案。硅材料天生無(wú)法有效發(fā)光，CPO/硅光技術(shù)必須依賴磷化銦制外置CW激光器作為光源。在高功率、長(zhǎng)距離、高速率場(chǎng)景下，磷化銦仍是主流。

02 需求：已經(jīng)徹底爆發(fā)

AI服務(wù)器的算力集群需要大量光互連：機(jī)柜內(nèi)部、機(jī)柜之間、數(shù)據(jù)中心之間，數(shù)據(jù)交換的帶寬需求呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，帶動(dòng)高速光模塊的需求爆發(fā)。據(jù)了解，磷化銦總需求的75%以上來(lái)自高速光模塊。

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一臺(tái)傳統(tǒng)服務(wù)器可能只需要幾對(duì)光模塊，而一臺(tái)AI服務(wù)器，特別是訓(xùn)練集群，可能需要幾十甚至上百個(gè)高速光模塊。

此外，光模塊速率正從400G→800G→1.6T→3.2T迭代，單模塊磷化銦用量呈倍數(shù)增長(zhǎng)。單只800G光模塊需4—8顆磷化銦芯片，1.6T光模塊對(duì)磷化銦襯底的需求是800G的2.7—3倍。以英偉達(dá)Quantum-X交換機(jī)為例，單臺(tái)配備18個(gè)硅光引擎，全部依賴磷化銦襯底。

要注意的是，如果采用CPO/硅光技術(shù)必須依賴磷化銦制外置CW激光器作為光源。CPO交換機(jī)光引擎數(shù)量更多，使得磷化銦總用量反而顯著提升，英偉達(dá)Spectrum-XCPO交換機(jī)單臺(tái)搭載32個(gè)硅光引擎，用量是傳統(tǒng)設(shè)備的10倍以上。此外，6G射頻前端、車載激光雷達(dá)、航天軍工等新場(chǎng)景也在快速放量。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2025年全球磷化銦襯底需求約210萬(wàn)片，2026年就漲到260-300萬(wàn)片，2027年將突破400萬(wàn)片，每年增長(zhǎng)超50%。英偉達(dá)甚至還預(yù)測(cè)，2026年—2030年磷化銦晶圓需求將激增約20倍。

03 供應(yīng)：還差得很遠(yuǎn)

與爆發(fā)式需求形成尖銳對(duì)比的，是磷化銦供給端的無(wú)力應(yīng)對(duì)。

面對(duì)已達(dá)260-300萬(wàn)片的市場(chǎng)需求，2026年全球磷化銦有效產(chǎn)能僅60-75萬(wàn)片/年，缺口超70%，相當(dāng)于每4片需求僅能匹配1片供給。

磷化銦的生產(chǎn)門檻極高，全球能規(guī)模化生產(chǎn)的企業(yè)屈指可數(shù)——全球90%以上的磷化銦產(chǎn)能被日美三家企業(yè)牢牢掌控，日本住友占比43%、美國(guó)AXT占比35%、日本JX金屬占比13%，相當(dāng)于這三家企業(yè)直接掌握了全球磷化銦的“定價(jià)權(quán)”。而國(guó)內(nèi)高端6英寸磷化銦襯底國(guó)產(chǎn)化率仍不足5%，大部分依賴進(jìn)口，在價(jià)格博弈中始終處于被動(dòng)地位。

國(guó)內(nèi)目前正參與推動(dòng)該行業(yè)國(guó)產(chǎn)替代的僅有云南鍺業(yè)、有研新材、廣東先導(dǎo)、鼎泰芯源等為數(shù)不多的企業(yè)，其中云南鍺業(yè)是國(guó)內(nèi)磷化銦襯底最大的廠家。

04 更糟糕的：產(chǎn)能提升非常慢

更讓人窒息的是，磷化銦的產(chǎn)能很難快速提升。

一方面，磷化銦單晶生長(zhǎng)技術(shù)難度很高。

要實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量InP單晶的生長(zhǎng)，必須用高純銦和紅磷粉體制備高質(zhì)量的InP多晶料。下圖顯示了磷蒸氣壓隨溫度的變化，可知在InP熔點(diǎn)溫度1062℃左右，磷的蒸氣壓已經(jīng)超過(guò)10Mpa，若仿照GaAs的合成方法，在單晶爐內(nèi)直接進(jìn)行磷和銦的合成幾乎是不可能的。所以，一般工業(yè)上先在高壓設(shè)備中完成高純InP多晶料的合成，然后再將多晶料轉(zhuǎn)移至生長(zhǎng)設(shè)備中進(jìn)行單晶生長(zhǎng)，這就難以避免對(duì)原材料的二次沾污。

磷蒸汽壓與溫度之間的關(guān)系

如果采用原位直接合成法，也就是把InP合成和后續(xù)長(zhǎng)晶安排在同一高壓體系或同一坩堝流程中，它可以減少取出、清洗、腐蝕、重新裝料，降低污染和損耗，但對(duì)磷壓、反應(yīng)終點(diǎn)和化學(xué)計(jì)量控制要求更高。

關(guān)鍵是，InP尺寸放大困難。硅可以做到12英寸，InP長(zhǎng)期以3英寸、4英寸為主，6英寸仍在高端方向推進(jìn)。原因在于InP長(zhǎng)晶要維持磷壓和化學(xué)計(jì)量，晶體又更脆，尺寸越大，熱應(yīng)力、位錯(cuò)、孿晶、開裂和加工破片越難控制。

磷化銦晶棒長(zhǎng)成后還要再用X射線定向，之后還需切片、研磨、拋光等多個(gè)工序，變成InP襯底片。

因此，受限于高技術(shù)難度，磷化銦襯底光良率爬坡就要3-5年，單條產(chǎn)線投資超12億元，沒(méi)有十年以上的技術(shù)積累，很難造出來(lái)。

另一方面，磷化銦產(chǎn)線建設(shè)周期太長(zhǎng)。

其單條產(chǎn)線投資超12億元，建設(shè)周期長(zhǎng)達(dá)18-24個(gè)月。

而磷化銦MOCVD設(shè)備市場(chǎng)呈現(xiàn)高度壟斷、交付周期漫長(zhǎng)、產(chǎn)能鎖定嚴(yán)重的三大特征。全球商用磷化銦MOCVD設(shè)備幾乎被德國(guó)AIXTRON、美國(guó)Veeco兩大巨頭完全壟斷，暫無(wú)成熟國(guó)產(chǎn)替代機(jī)型。單臺(tái)設(shè)備售價(jià)高達(dá)150-200萬(wàn)美元，且交付周期長(zhǎng)達(dá)12-18個(gè)月，當(dāng)前訂單已排至2028年。更嚴(yán)峻的是，設(shè)備到廠后，安裝調(diào)試、良率爬坡需8-12個(gè)月，新產(chǎn)線通過(guò)客戶認(rèn)證還需12-24個(gè)月，從采購(gòu)到形成穩(wěn)定產(chǎn)能，最短需18個(gè)月，等所有環(huán)節(jié)都搞定，可能2—3年過(guò)去了。

05

結(jié)合供需格局及產(chǎn)能釋放周期來(lái)看，磷化銦襯底的產(chǎn)能吃緊最早可能在2028年得以緩解，而磷化銦的漲價(jià)有可能成為貫穿2026-2027年的趨勢(shì)性行情。

2028年后，隨著國(guó)內(nèi)云南鍺業(yè)、有研新材等企業(yè)的產(chǎn)能會(huì)大規(guī)模釋放，海外寡頭的擴(kuò)產(chǎn)也會(huì)落地，全球有效產(chǎn)能會(huì)增至150-180萬(wàn)片，磷化銦的供需情況或會(huì)有所好轉(zhuǎn)。

參考來(lái)源：

[1]馬思藝.磷化銦單晶爐結(jié)晶溫場(chǎng)分析及其控制研究

[2]劉志國(guó).磷化銦晶體中與配比相關(guān)的缺陷密度研究

[3]題材深研、半導(dǎo)體在線、飛鯨投研、格隆匯