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6月16日,JX金屬宣布,將在2030財年前最高投入1200億日元(約合7.5億美元),把InP襯底產能提至2025財年的7—10倍,以滿足數(shù)據中心光通信基礎設施的持續(xù)擴張。與此同時,JX金屬還表示將向客戶提出價格調整(漲價)要求。
7月2日,據《日經新聞》報道,日本住友電工決定進一步擴大光通信用磷化銦襯底產能,計劃投資約180億日元,目標于2028財年將產能提升至2024財年的3.1倍。
我國相關布局企業(yè)也不甘落后,先導科技集團旗下核心半導體材料平臺——浙江先導微電子科技有限公司投建的高端化合物半導體襯底生產線項目正式完成投資備案,主打4—6英寸高端砷化鎵、磷化銦單晶襯底,建成達產后將形成年產砷化鎵襯底300萬片、磷化銦襯底300萬片合計600萬片高端產能。
看得出來,全球范圍內已經開啟了一波磷化銦擴產潮。這不是一次普通的產能擴張,而是巨頭們在為即將到來的“全光互聯(lián)”時代囤積糧草。
磷化銦到底是什么?
要理解為什么全球巨頭都在搶購磷化銦,我們首先得搞清楚,這到底是一種什么神仙材料。
磷化銦(InP),顧名思義,是由元素周期表III族的銦和V族的磷組成的化合物。在半導體家族中,它被歸類為第二代半導體。
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圖片來源:JX金屬
我們知道,硅是間接帶隙材料,讓它發(fā)光很難。砷化鎵(GaAs),雖然是直接帶隙,常用于手機射頻和功率放大器,但一旦面對數(shù)據中心里動輒800G、1.6T的超高速光通信,它的散熱能力和電子遷移率就開始捉襟見肘了。
但磷化銦是直接帶隙,它的特長就是光電轉換,而且擊穿場強高、散熱性能好。最關鍵的是,它的電子遷移率比硅高出5到6倍,這就決定了它在高速光通信領域的霸主地位。
具體來說,磷化銦襯底的核心作用是: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。
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(yè)化襯底,沒有任何量產替代方案。即使CPO/硅光技術也必須依賴磷化銦制外置CW激光器作為光源。
為什么要現(xiàn)在擴產?
重點就四個字:AI算力。
ChatGPT等大模型的風靡,讓全球進入了算力軍備競賽。數(shù)據在卡與卡、柜與柜、機房與機房之間來回搬,傳統(tǒng)銅纜的物理瓶頸就露出來了——損耗大、帶寬不夠、功耗還高。于是"光進銅退"從趨勢變成了剛需。
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圖片來源:Pixabay
而要把電信號轉換成光信號發(fā)射出去,光模塊內部的激光器芯片(EML)和探測器芯片就必須依賴磷化銦作為襯底,這沒得商量。
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。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。
從數(shù)據來看:2025年全球磷化銦襯底總需求約200-210萬片(2英寸當量),但全球有效合規(guī)產能只有60-70萬片,供需缺口70%;2026年需求飆到260-300萬片,有效產能才75萬片左右,缺口還在70%以上。
所以,答案很明顯了:磷化銦襯底實在是太緊缺了。難怪有業(yè)內人士甚至直言不諱地說:“當前磷化銦(InP)激光器產能不足,特別是激光芯片供給受限,才是CPO乃至整個高速光通信產品的核心卡點。”
今年3月,英偉達豪擲20億美元戰(zhàn)略入股Coherent,并簽下長期采購協(xié)議。在謝爾曼工廠的擴建奠基儀式上,黃仁勛親自到場揮鍬鏟土。這背后的邏輯很清晰:隨著AI算力集群對CPO(共封裝光學)技術的需求日益迫切,英偉達需要牢牢鎖死上游磷化銦光源的供應。
有誰在擴產?
國外企業(yè)
國外企業(yè)中,除了住友電工和JX金屬外,還有AXT與Coherent。
AXT于2026年4月美股增發(fā)募資6億多美元,全部優(yōu)先砸向磷化銦,計劃2026年底產能較2025末翻倍、2027年再翻倍(即翻四倍),當前積壓訂單已破1億美元。
美國的Coherent早已經打通了“磷化銦晶體生長→襯底制備→外延片生產→光芯片→光模塊”的全產業(yè)鏈閉環(huán)。其謝爾曼廠區(qū)是全球首條規(guī)模化量產6英寸InP產線,2026年6月16日奠基擴建,擴建后廠區(qū)面積翻倍、6英寸InP晶圓年產能從9.6萬片拉到38.4萬片(4倍),2027年末滿產。
有意思的是,Coherent自己的磷化銦襯底遠不夠用,它還打起了AXT的主意。就在7月2日,AXT宣布,子公司北京通美與Coherent簽訂三年期6英寸InP晶圓供應協(xié)議,Coherent預付約2228.85萬美元鎖定產能。為履行上述產能承諾,AXT同意在2026年至2028年期間,擴大中國北京工廠的產能。
國內企業(yè)
國內方面,除了開頭提到的先導科技,鑫耀、有研新材、三安光電等企業(yè)也在加速布局。但是目前國內6英寸襯底的國產化率還不到5%,卡脖子的地方主要集中在三個方面:一是襯底良率與國際巨頭仍有差距;二是上游高純磷資源95%依賴日本進口;三是長晶爐、MOCVD等核心設備仍有賴于進口。
參考來源:中粉半導體、粉體網
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