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黄仁勋曾断言：“未来十年，算力的天花板将由光传输效率决定。”这句话不仅揭示了光互连技术在未来算力竞赛中的核心地位，也点燃了一个曾经小众的半导体材料——磷化铟（InP）的市场热情。
当前，随着AI大模型训练进入万卡集群时代，数据中心内部数据传输需求呈指数级增长，全球AI基础设施支出预计2026年突破万亿美元，推动数据中心光模块向800G/1.6T及以上速率加速迭代。
在这股浪潮中，磷化铟材料凭借其独特性能成为光通信革命的核心支撑。全球头部磷化铟供应商订单已排满至2026年，2025年全球器件需求达200万片，而产能仅60万片，近70%的供需缺口持续推高产业景气度。
这个曾被视为小众的材料，如今正在成为半导体行业的新焦点。
为何是磷化铟？
在半导体领域，材料选择往往决定了技术路线的边界。
传统硅材料虽工艺成熟、成本低廉，但其物理特性在高频高速应用场景中逐渐显露短板。磷化铟作为第二代III-V族化合物半导体的代表，在这场技术演进中脱颖而出。
磷化铟拥有硅材料10倍以上的电子迁移率（高达 1.2×104 cm²/V·s），同时具备高饱和电子漂移速度、优异的导热性与光电转换效率，可支持100GHz以上的超高频信号处理。这使其成为唯一能适配高频、高速光电融合场景的核心材料。
特别是在1310nm和1550nm这两个光纤通信的关键波长，磷化铟表现出了无可替代的优势。这些波段正是光纤传输损耗最小的窗口，而磷化铟作为直接带隙材料，能高效制造工作在这些波长的光电器件，且与 InGaAs、InGaAsP 等三元/四元合金具备晶格匹配性，成为生产光通讯核心器件的不二之选。
此外，磷化铟具备高耐热性与抗辐射的特性，这对长时间在高温环境下运作的AI伺服器或AI数据中心而言相当重要，磷化铟材料所制成的光通讯芯片或模组将更稳定，且可靠度高。
从应用场景来看，磷化铟与硅材料形成了差异化竞争：硅材料在中短距、中低端场景可实现替代，但在高端长距通信领域，磷化铟的地位无可撼动；与同为III-V族化合物的砷化镓相比，磷化铟的光电转换效率更优，更适配800G、1.6T光模块、卫星通信等高端场景。
应用爆发，
哪些领域催生了磷化铟需求？
凭借极致的性能优势，磷化铟正加速迈向规模化商用，形成多场景共振的需求格局。
首先，AI数据中心的爆发式增长是当前磷化铟需求激增的核心驱动力。
当AI大模型训练迈入万卡集群时代，数据中心的算力互联需求正掀起一场光通信技术革命。800G及以上高速光模块已成为AI数据中心标配，单颗800G光模块需要4-8颗磷化铟激光器芯片，而光模块速率向1.6T、3.2T演进过程中，对磷化铟的需求呈指数级增长。
英伟达Quantum-X交换机单台配备18个硅光引擎，均依赖磷化铟衬底激光器芯片，1.6T光引擎对衬底面积需求较800G提升300%以上。随着AI服务器集群规模扩大，大型数据中心动辄部署数万光模块，直接引爆了对磷化铟的刚性需求。
AXT公司预测，数据中心服务器机架间连接的“横向扩展”光模块订单2026年将增长近一倍，2027年可能再增长一倍，预计未来五年磷化铟行业将保持年均25%以上的高速增长，迎来历史性发展窗口期。
有业内人士表示，当前市场已经越来越意识到磷化铟在数据中心基础设施中的作用，将磷化铟描述为人工智能数据中心价值链中的首要环节之一。
而共同封装光学（CPO）技术的商业化为磷化铟打开了中长期增长空间。
作为AI数据中心突破“功耗墙”的核心方案，CPO将光引擎与计算芯片紧密封装，把信号传输距离从米级缩短至厘米级，功耗可降低50%以上，这对磷化铟衬底的稳定性、低缺陷性提出极高要求，也将大幅提升单位芯片对磷化铟的需求密度。
2026年作为CPO技术导入元年，英伟达、博通已实现产品出货，台积电COUPE平台验证完成，云巨头加速导入，长电科技日前也宣布在 CPO产品技术领域取得重要进展——向客户交付的 XDFOI 工艺硅光引擎产品样品近期在客户端成功点亮，顺利通过测试，业界动态和进展为磷化铟需求注入新动能。
据富士总研预测，2030年CPO全球市场规模将较2024年增长约166倍，达到14.2万亿日元，而光收发器市场规模也将扩增至10.7万亿日元，较2024年增长约260%。
除数据中心外，磷化铟在激光雷达、5G/6G移动通信、低轨卫星通信、量子计算等前沿领域也在加速渗透。2030年全球激光雷达出货量预计达2000万台，磷化铟基方案因其性能优势，在高端市场的渗透率持续提升。
从实际应用来看，Luminar Iris激光雷达搭载磷化铟探测器，250米距离可识别10%反射率目标，应用于蔚来ET7、沃尔沃 XC90 等车型，充分验证了其性能优势；恩智浦 UWB 芯片采用磷化铟工艺，实现厘米级定位精度，支持宝马数字钥匙无接触进入功能；中国“吉林一号” 卫星的磷化铟红外相机实现 10 米分辨率夜间成像，用于农业监测和灾害应急。
长久以来，磷化铟应用的领域大都在小众的利基市场，因此产业规模相对狭隘，导致业界对其的刻板印象是价格昂贵，甚至有些产品还在使用2英寸的晶圆。但随着应用场景的逐步打开，磷化铟相关的技术正在迎来新的机遇。
Yole数据预测，全球InP衬底市场规模将从2022年的30亿美元增至2028年的64亿美元，年复合增长率达13.5%，其中数据中心芯片市场增长最为迅猛。
全球垄断与国产突围战
面对爆发式增长的市场需求，全球磷化铟产业正掀起扩产浪潮，但市场仍呈现高度寡头垄断格局。
日本住友电工以60%的市占率领跑，其采用VB法生产4英寸掺Fe半绝缘衬底，技术成熟且良率稳定；美国AXT通过北京通美占据约35%的份额，凭借VGF法实现6英寸InP衬底量产，成本优势显著；加上法国II-VI（聚焦高端外延片，在光通信领域占据主导地位）以及日本JX金属等，几家巨头合计垄断全球95%以上的产能。
上文提到，2025年全球磷化铟器件需求预计达200万片，而产能仅为60万片，供需缺口高达70%，目前全球头部供应商的订单已排满至2026年 。
为缓解供需矛盾，头部厂商纷纷加码：AXT募资1亿美元用于北京子公司产能扩张，计划通过改造现有设施并利用垂直整合的中国园区（原材料、熔炉、回收利用）在2026年前将产能翻一番；住友电工计划2027年前将产能提升40%；日本JX金属也宣布扩产20%。
2024 年四季度，Coherent 公司磷化铟相关业务实现了同比 2 倍的高速增长。不仅如此，Coherent 还率先建立起全球首个 6 英寸磷化铟晶圆生产线，并制定了雄心勃勃的产能扩张计划，预计在 2026 年前将产能提升至当前的 5 倍。
但即便如此，市场供需矛盾短期内仍难以缓解。同时，面对磷化铟行业这种极端垄断的现状，带来的不仅是议价权缺失，更意味着中国整个先进计算和通信产业，都建立在一条可能被随时切断的 “外部输血管” 上。
在此背景下，国内企业正加速国产化突围。云南锗业、三安光电、云南鑫耀、九峰山实验室等一众国内企业通过技术攻关，逐步打破国外垄断。
云南锗业子公司鑫耀半导体已实现4英寸磷化铟衬底批量供货，6英寸产品通过华为海思验证，产能达15万片/年，高端衬底填补国产空白；
三安光电募资65亿元扩产，武汉基地月产1万片6英寸衬底，产品进入华为供应链，凭性价比加速进口替代；
九峰山实验室联合云南鑫耀成功开发6英寸磷化铟基外延生长工艺，关键性能达国际领先水平，6英寸晶圆单片可制造400颗以上芯片，是3英寸的4倍，同时将单芯片成本降至3英寸的60%-70%。九峰山实验室计划在2026年前攻克8英寸外延技术，以进一步降低成本；
中科光芯覆盖InP基各速率外延片、光芯片及器件；
博杰股份通过投资鼎泰芯源，建成国内首条自主知识产权InP衬底生产线，打破国外垄断；
陕西铟杰半导体突破材料制备“卡脖子”难题，实现衬底、外延片稳定量产，提供本土化支撑；
华芯晶电采用垂直梯度凝固法(VGF)突破4英寸InP衬底制备技术，产品良率达70%，价格仅为进口产品的50%，已进入苹果供应链；
有研新材布局InP外延片技术，与国内光模块厂商合作推进国产化；
广东平睿晶芯半导体科技产业园项目总投资11亿元，预计年产30万片磷化铟单晶衬底片，年销售总收入预计超过6亿元；
江西引领半导体也表示已具备2-4英寸磷化铟衬底供应能力，正朝着6英寸磷化铟衬底产业化的目标推进。
能看到，国内企业正在协同发力，推动磷化铟产业链从“单点突破”向“全链条升级”跨越，国产替代质量与效率持续提升。
展望未来，磷化铟材料的技术迭代方向清晰。一方面，业界致力于更大面积晶圆和外延尺寸进行技术攻关，进一步降低成本；另一方面，光电集成（PIC）技术将实现InP与硅基材料的异质集成，推动激光器、调制器、探测器单芯片集成。
在政策层面，我国将磷化铟衬底纳入《重点新材料首批次应用示范指导目录》，下调核心耗材关税，科技部牵头攻关超高纯铟制备技术，多维度赋能产业发展。在华为哈勃等产业资本及集成电路大基金三期的扶持下，通过政府采购明确国产化率要求，支持6N级以上超高纯铟制备技术研发，推动产业链协同突破和国产化率持续提升。
另一方面，资本市场对磷化铟赛道的热度也在持续攀升，成为行业景气度的重要印证。美股AXT近半年股价涨幅达1000%，磷化铟业务收入季度环比增长超250%，积压订单近5000万美元；光芯片龙头Lumentum的磷化铟产线满产运行，A股云南锗业等相关标的也迎来估值修复。初期板块普涨后，市场正逐步走向价值分化，技术实力、客户认证进展及CPO适配性布局成为核心估值逻辑。
综合来看，在AI算力爆发与全球科技竞争交织的当下，磷化铟市场的竞争成为大国博弈关键筹码，也是我国在半导体领域实现“弯道超车”的关键战役。磷化铟行业的突破，不仅解决了光子芯片“卡脖子”问题，更通过全链条国产化重构了全球产业竞争格局。随着6英寸工艺的规模化应用，中国有望在2030年前占据全球InP市场30%份额，推动光通信、量子计算等战略产业进入“中国主导时代”。
暗流涌动，
磷化铟的技术挑战与产业链安全
尽管磷化铟凭借其卓越的性能站在了AI与光通信发展的风口，但其产业化与大规模商业化之路仍面临技术与成本方面的挑战，亟待提升。
有行业专家表示，首先，工艺层面的“黑盒子”效应制约了产能的快速释放。磷化铟产业链的核心痛点在于晶体生长环节。目前主流采用的垂直梯度凝固法（VGF）工艺极其复杂，由于晶体必须在密封、高温且高压的极端环境中生长，整个过程犹如一个不可视的“黑盒子”， 使得工艺参数的调试和优化难度极大。这一过程中极易产生孪晶等晶体缺陷，导致合格率波动剧烈且整体水平不高，从个位数到40%不等，成为制约产能稳定、快速释放的首要技术壁垒。
技术难题进一步传导至商业化层面，直接推高了产品成本与价格。当前磷化铟衬底价格远高于硅和砷化镓材料，6英寸射频级InP衬底价格已涨至1.8万元/片，高昂的成本虽然在不计成本的尖端算力基础设施中尚可接受，但难以进入消费电子等对价格敏感的大众市场，市场规模扩张受到限制。
面对挑战，产业正通过技术演进和规格升级寻找破局之路。扩大晶圆尺寸是降本的核心路径之一。从当前主流的4英寸向6英寸乃至更大尺寸过渡，可以显著提升单晶片的芯片产出数量，摊薄制造成本。与此同时，持续优化长晶工艺、提升良率、实现关键生产设备的国产化等路径破解成本困境，为未来更大范围的商业化应用奠定基础。
另外，值得警惕的是，磷化铟产业的高速发展还笼罩在地缘政治博弈与出口管制的阴影下。
如今，铟已被中、美、欧、日等列为关键矿产，进一步凸显了磷化铟在全球科技竞争中的战略价值。这种兼具高频、高速、低功耗及耐辐射特性的材料，已成为大国科技竞争的关键筹码。
2025年2月，中国对铟等战略小金属实施出口管制，作为全球50%以上铟资源的供应国，这一政策既防止战略资源外流、倒逼产业链向高附加值环节升级，但也加剧了全球供应链重构博弈。
美国则通过CFIUS审查强化对中资高科技投资的管控，近期以行政命令强行叫停了瀚孚光电收购美国Emcore公司的交易，交易金额仅292万美元，却因涉及磷化铟技术而受到高度关注，核心原因便是忌惮磷化铟的战略属性。美方以“国家安全”为由，认定Emcore的磷化铟技术嵌入美国防供应链，可能危及国家安全。这一案例凸显了美国对中资高科技投资审查已突破商业逻辑，呈现泛安全化常态。
这种地缘政治博弈给全球磷化铟产业链带来了不确定性。一方面，出口管制可能导致供应链波动，影响全球产能释放；另一方面，也倒逼各国加强本土产业链建设，推动全球产业格局重构。
纵观全局，磷化铟凭借在高频、高速场景下无可替代的物理特性，叠加AI算力、CPO、高速光通信产业与激光雷达等行业的刚性需求，已正式告别“小而精”的小众定位，跃升为支撑全球AI算力与光通信网络的战略核心材料，正迎来规模商用的关键转折点。
展望未来，磷化铟产业正处于规模化爆发的前夜。尽管目前仍面临晶体生长良率偏低、成本高等发展瓶颈，且深受地缘政治博弈与出口管制调整等不确定因素的考验，但全球扩产潮与中国企业的国产化突围已形成共振。随着产能的持续提升以及企业在衬底等关键技术上的持续突破，这一细分赛道将迎来历史性的增长机遇。
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