電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/李彎彎）8月19日，九峰山實驗室聯(lián)合云南鑫耀等企業(yè)宣布，成功開發(fā)出6英寸磷化銦（InP）基PIN結構探測器和FP結構激光器的外延生長工藝，關鍵性能指標達國際領先水平。磷化銦作為第二代半導體材料的代表，憑借其獨特的物理特性，正成為光通信、量子計算、6G通信等前沿領域的“基石材料”。

九峰山實驗室6英寸磷化銦PIN探測器外延片

磷化銦：光子芯片的“心臟”材料

磷化銦材料的物理特性與光子芯片的適配性是其成為核心材料的關鍵。作為直接帶隙化合物半導體，磷化銦具有三大核心優(yōu)勢：其一，電子遷移率高達1.2×10? cm2/V·s，是砷化鎵的2倍以上，可支持100GHz以上超高頻信號處理，滿足光通信對高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)膰揽列枨?；其二，耐輻射與低損耗特性使其在太空、核能等極端環(huán)境下穩(wěn)定性遠超硅基材料，成為衛(wèi)星通信和軍事雷達的理想選擇；其三，與InGaAs、InGaAsP等三元/四元合金的晶格匹配優(yōu)勢，可高效制造1310nm和1550nm波長光電器件，覆蓋光纖通信全頻段。

例如，思科400G光模塊采用InP基EML激光器，單模塊傳輸速率達400Gbps，支撐阿里云等數(shù)據(jù)中心超高速互聯(lián)；Luminar Iris激光雷達搭載InP探測器，250米距離可識別10%反射率目標，推動自動駕駛商業(yè)化。

6英寸晶圓技術的突破是磷化銦材料從實驗室到產(chǎn)業(yè)化的關鍵躍遷。此前，全球InP材料制備以3英寸晶圓為主，高成本和低效率限制了下游應用。九峰山實驗室通過三項技術創(chuàng)新實現(xiàn)突破：依托國產(chǎn)MOCVD設備，解決大尺寸外延均勻性控制難題，F(xiàn)P激光器量子阱PL發(fā)光波長片內(nèi)標準差<1.5nm；聯(lián)合云南鑫耀實現(xiàn)6英寸襯底量產(chǎn)，材料本底濃度<4×101?cm?3，遷移率>11000cm2/V·s；通過工藝優(yōu)化，將6英寸工藝單芯片成本降至3英寸的60%-70%。

這一突破不僅提升了產(chǎn)能，6英寸晶圓單片可制造400顆以上芯片，是3英寸的4倍，滿足AI數(shù)據(jù)中心對光器件的爆發(fā)式需求，更推動了“襯底-外延-器件”全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同，減少對日本住友、美國AXT等國際巨頭的依賴。例如，云南鑫耀6英寸襯底良率提升至60%，成本較進口低15%-20%，已進入中際旭創(chuàng)、光迅科技等頭部企業(yè)供應鏈。

競爭格局與產(chǎn)業(yè)鏈影響：中國“突圍戰(zhàn)”

全球磷化銦襯底市場長期呈現(xiàn)三足鼎立格局，日本住友、美國AXT、法國II-VI占據(jù)91%份額，中國通過“技術突破+資本入局”雙輪驅(qū)動加速替代。技術端，云南鑫耀6英寸襯底量產(chǎn)帶動外延片、光芯片成本下降，中際旭創(chuàng)、光迅科技等企業(yè)加速導入國產(chǎn)供應鏈；資本端，深創(chuàng)投、遠致星火等基金注資鑫耀半導體，華為哈勃科技雖持股稀釋但仍保持戰(zhàn)略協(xié)同。數(shù)據(jù)顯示，2025年全球InP襯底缺貨超200萬片，中國產(chǎn)能僅15萬片/年，6英寸射頻級InP襯底價格漲至1.8萬元/片，預計2026年前維持高位。

磷化銦材料的突破對產(chǎn)業(yè)鏈的影響是全方位的。上游，中國銦資源國產(chǎn)化率達70%，云南鍺業(yè)等企業(yè)掌控戰(zhàn)略資源，為材料供應提供保障；中游，6英寸襯底量產(chǎn)帶動外延片、光芯片成本下降，形成“規(guī)模效應-成本下降-市場擴張”的正向循環(huán)；下游，英偉達Quantum-X交換機采用InP基CPO技術，單臺替代144個傳統(tǒng)光模塊，推動材料需求激增。例如，華為海思4英寸InP單晶片通過認證，切入5G基站和數(shù)據(jù)中心市場，減少對國外供應鏈依賴。

寫在最后

展望未來，磷化銦材料的技術迭代方向清晰。一方面，九峰山實驗室計劃2026年前攻克8英寸外延技術，進一步降低成本；另一方面，光電集成（PIC）技術將實現(xiàn)InP與硅基材料的異質(zhì)集成，推動激光器、調(diào)制器、探測器單芯片集成。市場空間方面，Yole預測全球InP光電子市場規(guī)模將從2022年的30億美元增至2028年的64億美元，CAGR達13.5%，其中6G通信、自動駕駛激光雷達、生物醫(yī)學成像等新興領域需求將占比超40%。這場材料革命的終極目標，是構建一個從資源到應用的自主可控生態(tài)，讓中國在光子時代占據(jù)制高點。

磷化銦材料的突破，是中國在半導體領域?qū)崿F(xiàn)“彎道超車”的關鍵戰(zhàn)役。它不僅解決了光子芯片“卡脖子”問題，更通過全鏈條國產(chǎn)化重構了全球產(chǎn)業(yè)競爭格局。隨著6英寸工藝的規(guī)?；瘧?，中國有望在2030年前占據(jù)全球InP市場30%份額，推動光通信、量子計算等戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)進入“中國主導時代”。