磷化銦奇缺，為什么“急也沒用”？

磷化銦這波“缺貨潮”來勢(shì)兇猛。

ChatGPT等大模型的風(fēng)靡，讓全球進(jìn)入了算力軍備競(jìng)賽。而目前磷化銦是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，沒有任何量產(chǎn)替代方案。

于是，磷化銦的市場(chǎng)需求徹底爆發(fā)。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，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(zhǎng)超50%。

相比之下，2026年全球磷化銦有效產(chǎn)能僅60-75萬片/年，缺口超70%，相當(dāng)于每4片需求僅能匹配1片供給。

于是，磷化銦襯底成了稀罕物的同時(shí)，其價(jià)格也一路飆升。

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，而6英寸高端磷化銦襯底更是從1400美元漲到5000美元，漲幅超2.5倍。

這么好的行情，磷化銦廠家是看在眼里，急在心里。

下游廠商也急啊。

磷化銦缺貨成了光互聯(lián)時(shí)代的最突出的短板，有行業(yè)人士甚至直言“當(dāng)前磷化銦（InP）激光器產(chǎn)能不足，特別是激光芯片供給受限，才是CPO乃至整個(gè)高速光通信產(chǎn)品的核心卡點(diǎn)。”

他們?cè)诤醯牟皇莾r(jià)格，而是能不能拿到貨，為此他們不惜花重金提前鎖定上游產(chǎn)能。光模塊大廠Coherent自己也生產(chǎn)磷化銦襯底，但不能滿足自己的需求，于是在近期與磷化銦龍頭AXT簽訂三年期6英寸InP晶圓供應(yīng)協(xié)議，預(yù)付約2228.85萬美元鎖定產(chǎn)能。

英偉達(dá)黃仁勛更狠，不但豪擲20億美元戰(zhàn)略入股Coherent，并簽下長(zhǎng)期采購(gòu)協(xié)議。在謝爾曼工廠的擴(kuò)建奠基儀式上，黃仁勛還親自到場(chǎng)揮鍬鏟土。

但是，磷化銦“缺貨”狀況短時(shí)間難以改觀，有分析師明確表示，磷化銦的供需情況要有所好轉(zhuǎn)可能得等到2028年之后了。

為什么磷化銦陷入了“急也沒用”的窘境呢？

究其原因，最根本的是磷化銦行業(yè)存在兩道天塹，使得其產(chǎn)能很難快速提升。

天塹一：技術(shù)難度高

磷化銦襯底的制備核心在于InP單晶。

據(jù)了解，InP單晶首先是由Mullin于1965年用高壓液封直接法拉制成功的，幾乎與GaAs同時(shí)開始。但由于InP的自身屬性導(dǎo)致其單晶成晶率較低、結(jié)晶質(zhì)量也較差、晶體尺寸較小、生長(zhǎng)技術(shù)發(fā)展比較緩慢。

圖片來源：住友電工

InP晶體在熔點(diǎn)溫度1062℃下，磷的飽和蒸汽壓大約為2.75MPa，而合成過程中，紅磷的蒸汽壓可高達(dá)10MPa，因而制備InP不能像制備GaAs一樣在高壓釜內(nèi)直接混合合成，通常需要溶質(zhì)緩慢的擴(kuò)散技術(shù)或者注入合成技術(shù)合成InP多晶料。因此，為了制備高質(zhì)量InP單晶，必須要純度高、近化學(xué)配比多晶原料料作為前提保障。

要注意的是，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)，這又難以避免對(duì)原材料的二次沾污。

當(dāng)多晶原料熔化后，偏離化學(xué)配比較多時(shí)容易在晶體內(nèi)部形成夾雜物、沉淀、孿晶和位錯(cuò)等缺陷，這些缺陷可能嚴(yán)重?fù)p害晶體質(zhì)量和晶體的物理特性。因而，控制化合物半導(dǎo)體多晶料或者熔體的配比度一直是制備晶體材料的首要任務(wù)，也是制備高離解壓化合物半導(dǎo)體的難點(diǎn)。

為合成InP多晶原料，常用方法是把高純紅磷和高純度金屬銦在壓力容器內(nèi)進(jìn)行高壓化合，然后把化合好的InP材料在InP單晶爐內(nèi)制備成單晶。InP合成手段很多，包括溶質(zhì)擴(kuò)散合成技術(shù)，水平布里奇曼法（HB），水平梯度凝固法（HGF）和原位直接合成法(In-situSynthesis)，如磷注入法、磷液封法等。

進(jìn)入單晶生長(zhǎng)階段，單晶爐內(nèi)合理的溫度分布是生長(zhǎng)高質(zhì)量單晶的重要條件。在制備不同單晶時(shí)，由于所采取的生長(zhǎng)技術(shù)及工藝不同，所使用的晶體生長(zhǎng)設(shè)備不同，熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也會(huì)有所不同，這對(duì)設(shè)備和工藝提出了極高的要求。

圖片來源：JX金屬

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，沒有十年以上的技術(shù)積累，很難造出來。

天塹二：產(chǎn)線建設(shè)周期超長(zhǎng)

據(jù)了解，磷化銦單條產(chǎn)線投資超12億元，建設(shè)周期長(zhǎng)達(dá)18-24個(gè)月。

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。

設(shè)備到廠后，還要經(jīng)過安裝調(diào)試、良率爬坡等幾個(gè)階段，8-12個(gè)月就過去了；新產(chǎn)線產(chǎn)品還需經(jīng)過12-24個(gè)月的客戶認(rèn)證。等所有環(huán)節(jié)都搞定，時(shí)間一晃可能2—3年過去了。

即便你有再大的產(chǎn)能規(guī)劃，但遠(yuǎn)水解不了近渴，在產(chǎn)能難以快速釋放的情況下，面對(duì)當(dāng)前磷化銦奇缺狀況，可謂是急也沒用。

參考來源：

[1]梁仁和.InP單晶裝備及工藝熱場(chǎng)技術(shù)研究

[2]中國(guó)粉體網(wǎng)、題材深研、半導(dǎo)體在線、飛鯨投研、格隆匯