磷化銦，缺瘋了！

當前，一種叫磷化銦的半導體材料成為了熱議話題。

數據顯示，截至2026年4月，短短一年多時間，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，急單現貨價甚至突破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%。

漲價背后原因無他，供需矛盾所致。價格漲瘋了，實際是東西缺瘋了。

那磷化銦究竟是什么？為何突然爆火？為什么供需出現錯位？

01 磷化銦是什么？為什么這么重要？

先來了解磷化銦是什么。

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，熔點為1062℃，具有半導體的特性，是一種能替代砷化鎵的化合物半導體，具備諸多優異特性，如高電子遷移率、優異的耐高溫性能、低能量損耗特性、快速響應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構以及電子在材料中高速傳輸的特性，使其成為制造高頻器件的理想選擇。例如，基于磷化銦材料開發的太赫茲通信模塊能夠在300GHz以上的超高頻段高效運行，同時具備超低功耗和卓越的抗輻射性能，展現出極高的可靠性和環境適應性。

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

在實際應用中，磷化銦晶體經過切割、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）、探測器（PD）、調制器、放大器等光電器件提供一個高質量的工作平臺。就像蓋樓需要地基，光芯片要在磷化銦襯底上外延生長、刻蝕、金屬化，最終做出能發光、能感光、能調制的芯片。

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也就是說，磷化銦是一些關鍵光電器件的基底，沒有它，光芯片無法集成，光電器件無法工作。

面對大模型的萬億級參數與指數級增長的訪存需求，AI算力集群正面臨‘內存墻’與‘通信墻’的雙重挑戰。為了打破電子互連的帶寬與延遲瓶頸，構建無阻塞的全互聯架構，大規模、高密度的光互連已成為釋放極致算力的剛性需求。

而實現光電轉換的芯片對襯底材料有著嚴苛的要求：

可以說，目前磷化銦是100G以上高速光芯片（EML激光器、APD探測器、CW光源）的唯一成熟商業化襯底，沒有任何量產替代方案。硅材料天生無法有效發光，CPO/硅光技術必須依賴磷化銦制外置CW激光器作為光源。在高功率、長距離、高速率場景下，磷化銦仍是主流。

02 需求：已經徹底爆發

AI服務器的算力集群需要大量光互連：機柜內部、機柜之間、數據中心之間，數據交換的帶寬需求呈指數級增長，帶動高速光模塊的需求爆發。據了解，磷化銦總需求的75%以上來自高速光模塊。

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一臺傳統服務器可能只需要幾對光模塊，而一臺AI服務器，特別是訓練集群，可能需要幾十甚至上百個高速光模塊。

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增長。單只800G光模塊需4—8顆磷化銦芯片，1.6T光模塊對磷化銦襯底的需求是800G的2.7—3倍。以英偉達Quantum-X交換機為例，單臺配備18個硅光引擎，全部依賴磷化銦襯底。

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

據統計，2025年全球磷化銦襯底需求約210萬片，2026年就漲到260-300萬片，2027年將突破400萬片，每年增長超50%。英偉達甚至還預測，2026年—2030年磷化銦晶圓需求將激增約20倍。

03 供應：還差得很遠

與爆發式需求形成尖銳對比的，是磷化銦供給端的無力應對。

面對已達260-300萬片的市場需求，2026年全球磷化銦有效產能僅60-75萬片/年，缺口超70%，相當于每4片需求僅能匹配1片供給。

磷化銦的生產門檻極高，全球能規模化生產的企業屈指可數——全球90%以上的磷化銦產能被日美三家企業牢牢掌控，日本住友占比43%、美國AXT占比35%、日本JX金屬占比13%，相當于這三家企業直接掌握了全球磷化銦的“定價權”。而國內高端6英寸磷化銦襯底國產化率仍不足5%，大部分依賴進口，在價格博弈中始終處于被動地位。

國內目前正參與推動該行業國產替代的僅有云南鍺業、有研新材、廣東先導、鼎泰芯源等為數不多的企業，其中云南鍺業是國內磷化銦襯底最大的廠家。

04 更糟糕的：產能提升非常慢

更讓人窒息的是，磷化銦的產能很難快速提升。

一方面，磷化銦單晶生長技術難度很高。

要實現高質量InP單晶的生長，必須用高純銦和紅磷粉體制備高質量的InP多晶料。下圖顯示了磷蒸氣壓隨溫度的變化，可知在InP熔點溫度1062℃左右，磷的蒸氣壓已經超過10Mpa，若仿照GaAs的合成方法，在單晶爐內直接進行磷和銦的合成幾乎是不可能的。所以，一般工業上先在高壓設備中完成高純InP多晶料的合成，然后再將多晶料轉移至生長設備中進行單晶生長，這就難以避免對原材料的二次沾污。

磷蒸汽壓與溫度之間的關系

如果采用原位直接合成法，也就是把InP合成和后續長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，但對磷壓、反應終點和化學計量控制要求更高。

關鍵是，InP尺寸放大困難。硅可以做到12英寸，InP長期以3英寸、4英寸為主，6英寸仍在高端方向推進。原因在于InP長晶要維持磷壓和化學計量，晶體又更脆，尺寸越大，熱應力、位錯、孿晶、開裂和加工破片越難控制。

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

因此，受限于高技術難度，磷化銦襯底光良率爬坡就要3-5年，單條產線投資超12億元，沒有十年以上的技術積累，很難造出來。

另一方面，磷化銦產線建設周期太長。

其單條產線投資超12億元，建設周期長達18-24個月。

而磷化銦MOCVD設備市場呈現高度壟斷、交付周期漫長、產能鎖定嚴重的三大特征。全球商用磷化銦MOCVD設備幾乎被德國AIXTRON、美國Veeco兩大巨頭完全壟斷，暫無成熟國產替代機型。單臺設備售價高達150-200萬美元，且交付周期長達12-18個月，當前訂單已排至2028年。更嚴峻的是，設備到廠后，安裝調試、良率爬坡需8-12個月，新產線通過客戶認證還需12-24個月，從采購到形成穩定產能，最短需18個月，等所有環節都搞定，可能2—3年過去了。

05

結合供需格局及產能釋放周期來看，磷化銦襯底的產能吃緊最早可能在2028年得以緩解，而磷化銦的漲價有可能成為貫穿2026-2027年的趨勢性行情。

2028年后，隨著國內云南鍺業、有研新材等企業的產能會大規模釋放，海外寡頭的擴產也會落地，全球有效產能會增至150-180萬片，磷化銦的供需情況或會有所好轉。

參考來源：

[1]馬思藝.磷化銦單晶爐結晶溫場分析及其控制研究

[2]劉志國.磷化銦晶體中與配比相關的缺陷密度研究

[3]題材深研、半導體在線、飛鯨投研、格隆匯