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。

写在最后

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。