一場(chǎng)金額僅292萬(wàn)美元的跨國(guó)并購(gòu)，卻被硬生生叫停。背后牽動(dòng)的，正是被稱(chēng)為“光學(xué)半導(dǎo)體基石”的磷化銦芯片，它正成為中美科技競(jìng)爭(zhēng)的新焦點(diǎn)。

在AI算力爆發(fā)的今天，一種名為磷化銦（InP）的半導(dǎo)體材料正悄然成為科技競(jìng)爭(zhēng)的戰(zhàn)略制高點(diǎn)。這種材料雖不為大眾熟知，卻支撐著從光通信、AI算力到激光雷達(dá)、量子計(jì)算等前沿領(lǐng)域的發(fā)展。

2025年，全球數(shù)據(jù)中心對(duì)磷化銦芯片的需求已達(dá)到3億顆，是2022年的3倍，而到2028年，全球磷化銦襯底市場(chǎng)規(guī)模有望從30億美元增長(zhǎng)至64億美元。這組數(shù)據(jù)背后，折射出的是各國(guó)對(duì)這一關(guān)鍵材料的迫切需求與戰(zhàn)略布局。

為何磷化銦成為必爭(zhēng)之地？

磷化銦并非新興材料，但其獨(dú)特性能在當(dāng)前科技浪潮下被徹底激活。它具有極高的電子遷移率，是硅材料的4倍以上，這讓它能處理超過(guò)100GHz的超高頻信號(hào)。

同時(shí)，磷化銦擁有直接帶隙結(jié)構(gòu)，使其在光電轉(zhuǎn)換效率上表現(xiàn)卓越，激光器的電光轉(zhuǎn)換效率可超過(guò)30%，探測(cè)器的量子效率也能達(dá)到90%以上。

更為關(guān)鍵的是，磷化銦能夠在單芯片上集成激光器、調(diào)制器、放大器等有源和無(wú)源器件，大幅提升性能的同時(shí)降低功耗和尺寸。這一特性使得磷化銦成為800G/1.6T光模塊、激光雷達(dá)、6G射頻器件的關(guān)鍵核心基底。

隨著AI算力需求呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，磷化銦的戰(zhàn)略重要性愈發(fā)凸顯。在數(shù)據(jù)中心內(nèi)部，800G及以上高速光模塊需依賴(lài)磷化銦激光器芯片實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的高速傳輸。

技術(shù)突破推動(dòng)產(chǎn)業(yè)變革

2025年，九峰山實(shí)驗(yàn)室與云南鑫耀宣布成功研發(fā)6英寸磷化銦襯底，突破了大尺寸晶圓外延生長(zhǎng)均勻性的技術(shù)難題，關(guān)鍵性能指標(biāo)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。

這一突破的意義非同小可。6英寸晶圓一片能做出400多顆芯片，是3英寸的四倍，同時(shí)將單芯片成本降到了3英寸的60%到70%，極大提升了國(guó)產(chǎn)光芯片的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

在調(diào)制器技術(shù)方面，Smart Photonics展示了一條清晰的發(fā)展路徑：2020年實(shí)現(xiàn)100Gb/s傳輸，2024年提升至200Gb/s，而到2026年有望突破400Gb/s傳輸速率，為1.6T相干通信奠定基礎(chǔ)。

技術(shù)創(chuàng)新不止于通信領(lǐng)域。西安立芯光電成功研發(fā)出波長(zhǎng)1940nm的高功率半導(dǎo)體激光器芯片，成為磷化銦材料體系波長(zhǎng)最長(zhǎng)的商業(yè)化產(chǎn)品，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)在該波長(zhǎng)領(lǐng)域的技術(shù)空白。

全球競(jìng)爭(zhēng)格局下的中國(guó)突圍

長(zhǎng)期以來(lái)，全球磷化銦市場(chǎng)被日本住友、美國(guó)AXT等國(guó)際巨頭壟斷，這些企業(yè)占據(jù)了全球70%以上的產(chǎn)能。 但這一格局正在被打破。

中國(guó)是全球最大的原生銦生產(chǎn)國(guó)，產(chǎn)量占全球70%，這為磷化銦產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了先天優(yōu)勢(shì)。 錫業(yè)股份、株冶集團(tuán)等企業(yè)構(gòu)成了穩(wěn)定的上游供應(yīng)體系。

在技術(shù)攻堅(jiān)層面，國(guó)內(nèi)企業(yè)已取得顯著突破。三安光電建成了月產(chǎn)1萬(wàn)片的6英寸磷化銦生產(chǎn)線(xiàn)；云南鍺業(yè)2025年計(jì)劃將產(chǎn)能拓展至8.30萬(wàn)片；陜西銦杰半導(dǎo)體攻克了磷化銦材料合成技術(shù)和制備工藝的“卡脖子”難題。

到2026年，中國(guó)磷化銦相關(guān)產(chǎn)業(yè)投資將超200億元，形成年產(chǎn)50萬(wàn)片襯底、1億只器件的供給能力。

多領(lǐng)域應(yīng)用引爆市場(chǎng)需求

磷化銦的應(yīng)用范圍正從傳統(tǒng)光通信向多領(lǐng)域擴(kuò)展。在AI算力領(lǐng)域，800G及1.6T光模塊必須依賴(lài)磷化銦激光器芯片實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)傳輸。

單個(gè)800G光模塊就需要4-8顆磷化銦芯片，而大型數(shù)據(jù)中心通常部署數(shù)萬(wàn)模塊。

在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域，磷化銦基激光器是激光雷達(dá)的核心組件，直接決定車(chē)輛感知系統(tǒng)的精度與穩(wěn)定性。 預(yù)計(jì)到2025年，磷化銦器件在汽車(chē)激光雷達(dá)領(lǐng)域的滲透率將從目前的20%提升至45%。

磷化銦也是量子計(jì)算、6G通信、衛(wèi)星通信等前沿領(lǐng)域的必備基礎(chǔ)材料。 其耐輻射特性使其成為軍事通信、雷達(dá)探測(cè)、衛(wèi)星導(dǎo)航的核心材料。

從全球視野看，磷化銦產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)格局正在重塑。國(guó)際巨頭依然領(lǐng)先，但中國(guó)企業(yè)在技術(shù)突破與產(chǎn)能布局上正快速追趕。未來(lái)幾年，隨著6英寸晶圓良品率持續(xù)提升和8英寸技術(shù)研發(fā)推進(jìn)，磷化銦芯片成本有望進(jìn)一步下降。

可以預(yù)見(jiàn)，磷化銦這一“光學(xué)半導(dǎo)體基石”將繼續(xù)牽動(dòng)大國(guó)科技競(jìng)爭(zhēng)的神經(jīng)，成為未來(lái)十年數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵支撐點(diǎn)之一。