磷化铟：AI算力浪潮下的光通信“隐形基石”

据经济观察报-经济观察网 随着人工智能算力需求呈指数级攀升，一种长期蛰伏于产业链底层的化合物半导体材料——磷化铟（InP），正迅速跃升为全球光通信基础设施建设的战略焦点。今年7月，美国光芯片领军企业Lumentum首席执行官迈克尔·赫尔斯顿在巴黎欧洲AI峰会上公开表示，当前磷化铟衬底的供需缺口已显著超越DRAM与NAND闪存等主流存储器件；其电信客户订单量从过去以“数百件”计的零星采购，激增至如今“数亿件”的规模，交付排期甚至延伸至2028年。这一信号不仅揭示了材料端的极度紧张，更凸显出磷化铟在AI时代数据中心光互连体系中日益关键的基础性地位。

光模块是数据中心内部实现海量数据高速传输的“神经节点”，其核心功能在于完成电信号与光信号之间的高效转换。在此过程中，激光器芯片承担着光源生成任务，而磷化铟正是制造此类高性能芯片不可或缺的晶圆衬底。依托该材料制备的激光器，可稳定输出波长位于1310纳米与1550纳米附近的光束——这恰好对应石英光纤中传输损耗最低的两个光学窗口。目前，尚无其他成熟材料能同步满足高频信号调制、高光电转换效率以及低光纤衰减三项严苛要求。伴随光模块速率由800G向1.6T乃至3.2T持续演进，单模块所需激光器芯片数量与单颗芯片功率双双提升，磷化铟的单位用量亦呈现非线性加速增长态势。

据集邦咨询预测，2026年全球800G及以上速率光模块出货量将突破6300万只，占整体市场比重逾六成。这一结构性升级直接触发上游材料链的连锁反应。今年3月，英伟达分别向Coherent与Lumentum各注资20亿美元，并签署长期供应协议；6月中旬，英伟达CEO黄仁勋亲赴得克萨斯州谢尔曼市，出席Coherent新建磷化铟晶圆厂的奠基仪式。该公司首席执行官吉姆·安德森当场确认，其超过八成的磷化铟采购需求源自AI数据中心建设。与此同时，A股市场相关概念板块表现强劲，云南锗业市值已跃升至600亿元以上，股价累计涨幅逾200%。

供需失衡的严峻程度，从多个维度得到印证。市场研究机构Yole数据显示，2026年全球磷化铟衬底需求量折合2英寸口径达260万至300万片，而实际有效产能仅约75万片，缺口比例高达七成以上。若换算为行业通用的4英寸口径，需求量预计达200万片左右，2027年将攀升至250万至280万片，2028年或进一步扩张至400万至500万片。苏州某金属材料企业市场负责人周子豪指出，下游客户当前获取磷化铟衬底的平均交货周期长达24至40周，部分定制规格甚至需预付三至五成定金方能进入排产序列。光模块龙头企业中际旭创一季度末预付款余额飙升至14.88亿元，较去年底激增十倍，资金主要用途即为提前锁定上游光芯片及衬底产能。

面对井喷式需求，全球主要供应商正全力推进扩产计划。日本JX金属宣布将在2030财年前累计投入1200亿日元，将其磷化铟产能提升7至10倍，创下该公司半导体材料业务史上最大单笔投资纪录；美国AXT于今年4月完成纳斯达克增发，募资约6.325亿美元专项用于产能扩充，其管理层透露积压订单总额已超1亿美元；日本住友电工亦计划斥资约180亿日元，在2028财年末前将产能扩大至2024财年的3.1倍。

然而，磷化铟的产能释放节奏远慢于传统硅基半导体。其单晶生长必须在1000摄氏度以上、约27个大气压的极端高温高压环境中进行，每炉原料仅十余公斤，结晶后还需历经切割、减薄、研磨、抛光等十余道精密工序，每步均带来可观损耗。更为关键的是下游客户认证壁垒极高——衬底厂商须向激光器制造商提供样品，经器件流片、性能验证及长期可靠性测试等全流程考核，从设备调试到最终通过认证，通常耗时一至两年。Coherent首席执行官吉姆·安德森在近期财报电话会议中明确判断，磷化铟的供给紧张局面将持续贯穿整个2026与2027年度。

深层制约还来自资源端的刚性约束。磷化铟由高纯铟与高纯磷合成，其中铟的成本占比超八成。而铟作为一种典型的伴生金属，全球范围内并无独立矿山，全部依附于铅锌锡矿冶炼副产品中提取，产量完全受制于主矿开采规模，供给弹性近乎为零。中国虽占据全球精铟产量约七成，但在高纯度提纯环节仍存瓶颈——用于磷化铟衬底的7N级（99.99999%）产品需经多轮化学除杂与区熔提纯，目前国内具备稳定量产与批量供货能力的企业仅有株洲科能、北京通美等极少数几家。2025年2月，商务部与海关总署联合发布第10号公告，将磷化铟、三甲基铟、三乙基铟等有机金属源及相关生产技术同步纳入出口管制目录。受此影响，国内精铟现货价格自年初约2960元/千克攀升至8月中旬的5400至5500元/千克，涨幅逾80%，7N级高纯铟报价已突破6000元/千克。

在此背景下，国内光芯片产业正迎来加速扩张窗口。今年6月，东山精密旗下索尔思光电宣布将在常州投资12亿美元建设光芯片及高速光模块产线；8月，CW激光器芯片龙头企业源杰科技披露拟投入42.68亿元打造半导体科技产业园，重点扩产高端激光器芯片。这些新增产能对高质量磷化铟衬底形成直接拉动，客观上为本土衬底厂商创造了新的成长机遇。但需清醒认识到，这些产线对衬底的品质标准与认证流程与国际一线客户完全一致，国内厂商能否真正承接住这部分增量需求，仍有待实践检验。

中国在磷化铟产业链中的角色呈现鲜明的“两头强、中间弱”特征：上游铟资源储量与冶炼能力全球领先，精铟产量约占全球七成；但中游衬底成品制造环节，国内所有厂商合计出货量仅占全球总量约一成。其中，云南锗业控股的鑫耀半导体是当前国内产能规模最大、产业化进度最快的代表，2025年实际产出磷化铟晶片达10.01万片。自2020年12月华为哈勃科技以23.91%持股比例成为其第二大股东以来，华为海思不仅提供了稳定订单，更在衬底质量提升方面给予深度技术支持——通过将鑫耀产品与住友电工、北京通美样品置于同一外延设备中进行对比测试，并逐批次反馈微观缺陷差异，助力其工艺持续优化。2025年，华为海思已成为鑫耀最大客户，采购量约占其总供货量的40%。

尽管追赶步伐加快，国产厂商在核心工艺水平上仍与海外龙头存在明显代差。衡量衬底厂商技术实力最直观的指标是“直收率”，即一次性加工成合格成品的重量占原始投料的比例。目前鑫耀该指标为7%至8%，而北京通美可达25%左右，差距接近三倍；在综合回收率方面，前者约为30%，后者则达50%。这意味着鑫耀约七成的原料在生产过程中转化为废料。周子豪强调，设计产能不等于实际产出，真正实现满负荷运行往往需要四至五年时间——设备系分批定制、逐次迭代改进，首年产能利用率通常仅约七成。磷化铟单晶生长作为整条产线最难控制的环节，其工艺参数与热场结构均为非标定制，高度依赖操作人员经验积累，这也构成了国内厂商与国际先进水平差距最大的症结所在。

当前，国内磷化铟衬底产品仍集中于3至4英寸中低端规格，与住友电工、北京通美等企业在高端产品领域存在代际差距，但追赶速度正在加快。6英寸衬底面积约为4英寸的2.25倍，在良率与工艺兼容前提下，可显著摊薄单颗芯片制造成本。然而，晶体直径越大，生长过程中对温度梯度、应力分布及位错密度的控制窗口就越窄。全球范围内，AXT与Coherent正以三年联合开发模式及2228.85万美元预付款推进6英寸量产，目前仍处于试产向规模化放量过渡阶段。

资本市场的热度也催生了部分跨界追逐现象。主营皮革加工的兴业科技今年6月宣布拟收购磷化铟业务后连续收获六个涨停板，7月以五千余万元完成对青岛立昂晶电相关资产的并购。但据公告披露，该标的总资产仅1702万元，净资产637万元，2026年前五个月营收234万元且净利润为负144万元，近三年持续亏损，产品以2至3英寸为主，尚未切入光模块客户体系。自8月初起，多家相关上市公司密集发布股票交易异常波动公告或风险提示，内容高度趋同：或相关业务营收占比微乎其微，或尚未产生实质性收入，更有公司直接澄清“主营业务不包含磷化铟衬底业务”。

上海钢联分析师陈琪琪在接受采访时表示，年内铟价约60%的涨幅中存在一定泡沫成分，AI实际带来的需求增量约为5%。LightCounting机构预测，至2031年，磷化铟光芯片对应的全球市场规模约为69亿美元，相较于整个半导体材料大盘而言，仍属细分小众品类。业内普遍研判，磷化铟产业链真实供需平衡的拐点有望出现在2027年——届时海外新建产能将集中释放，国内6英寸衬底亦可能步入小批量供货阶段。在此之前，能否成功获得英伟达、Coherent等头部客户认证，并将4英寸及以上规格产品的良率稳定维持在可交付水准，将是决定国产厂商能否在本轮产业周期中切实获益的核心标尺。正如一位长期跟踪半导体材料领域的投资人所言：“资源禀赋我们具备，市场需求也在加速向国内倾斜，真正的挑战，始终在于品质能否如期跟上。”