磷化铟(英文名:铟 phosphide),是第二代半导体材料,化学式为InP,被世界卫生组织国际癌症研究机构列为2A类致癌物。
磷化铟在常温下呈银灰色固体,熔点为1070℃,晶体结构为闪锌矿型。其共价性强,裸核极易氧化,必须包覆无机化合物壳层。磷化铟晶体具有饱和电子漂移速度高、抗辐射能力强、导热性好、光电转换效率高等诸多优点,可以广泛应用于光通信、高频毫米波器件、光电集成电路和外层空间用太阳电池等领域。长期或反复接触磷化铟会造成器官损伤,也可能会影响生育能力。
2025年2月,磷化铟及其生产技术被列入出口管制物项。磷化铟是制造激光器芯片所用的衬底材料,截至2026年,没有其他材料能同时满足高频调制、高效发光和低传输损耗这三个条件。全球磷化铟衬底九成以上的产能集中于日本住友电工、美国AXT、日本JX金属三家企业;中国的处境颇为特殊,上游铟资源全球领先,精铟产量约占全球七成。
理化性质
物理性质
磷化铟常温下,外观呈银灰色固体。磷化铟晶体具有饱和电子漂移速度高、抗辐射能力强、导热性好、光电转换效率高等诸多优点,其属于第二代半导体材料。
化学性质
磷化铟属于III‑V族半导体,共价性强。磷化铟裸核极易氧化,单纯有机Z型配体不能实现长期化学保护,必须包覆无机化合物壳层。磷化铟表面存在大量未配位磷原子,会生成造成荧光淬灭的空穴陷阱即表面缺陷,Z型金属配体(羧酸锌)可以结合悬空磷原子,实现缺陷钝化。磷化铟晶格常数为5.93 Å,ZnS与之化学稳定性最好,但晶格失配大,易生成界面缺陷;ZnSe晶格匹配好,但自身化学稳定性差;GaP化学不稳定,只能够作为过渡层使用。磷化铟合成产物表面为疏水有机配体,进行配体交换(水相转移)时容易引入新表面缺陷,破坏发光性能。
应用领域
磷化铟晶体可以广泛应用于光通信、高频毫米波器件、光电集成电路和外层空间用太阳电池等领域。典型的磷化铟基光电子器件有:光波导器件、激光器、探测器和太阳电池等;微电子器件有:高电子迁移率晶体管(HEMT)、毫米波和微波器件、高速数字集成电路及异质结双极晶体管(HBT)等。这些以磷化铟为基底的光电和微电子器件已成为新一代光纤通信、高精度航空武器系统、空间探测和空间卫星系统等的关键部件。
磷化铟是高端光通信、自动驾驶激光雷达、6G射频器件、AI算力模块的核心材料。磷化铟是制造激光器芯片所用的衬底材料,2023年4月,库斯团队借助“混合技术”,将磷化铟制成的激光器、滤波器和氮化硅制成的空腔结合在一起,并将它们集成到了一块芯片上。在芯片上,在一个自发的非线性过程中,激光场产生了两个光子。每个光子同时“跨越”一系列颜色,这被称为“叠加”,且两个光子的颜色相互关联,即发生了“纠缠”,可存储量子信息。
磷化铟是AI算力不可替代的光电核心基材,磷化铟属于Ⅲ-Ⅴ族复合半导体,具备优异的直接带隙特性,电光转换效率极高,可快速完成电信号与光信号双向转化,是制造800G、1.6T、3.2T高速光模块、相干激光器、光电探测器的唯一核心衬底,也是CPO技术规模化落地的底层基础材料。依托规模化量产6英寸磷化铟产线(该尺寸晶圆相比小尺寸晶圆在芯片产出数量和生产成本上具有一定优势),完工后产能可提升4倍。
在光模块制造中,磷化铟衬底和光芯片是上游材料,行业正加速向硅光路线切换。
2026年2月19日,中国科学家在光通信和6G技术领域取得多项进展,其中包括磷化铟探测器带宽的突破。该探测器用于集成光子学驱动的超宽带光纤—无线通信系统,可实现光纤和无线通信的跨网络融合,有关键技术和制备均基于中国产集成光学工艺平台。
毒性
合成过程
磷化铟的熔点为1070℃,磷组份的离解压高达2.7MPa,因此制备磷化铟单晶时不能直接把原料放在一起进行加热反应和单晶生长,需要先把纯度为6N(即99.9999%)以上的单质铟和磷合成为化合物磷化铟多晶,然后进一步生长磷化铟单晶。磷化铟多晶合成的方法一般包括水平珀西·布里奇曼法和直接注入法。由于水平布里奇曼法在合成过程中耗时较长并且常因磷压控制不当导致密封装置炸裂的缺点,现在较多的采用直接注入法,该方法具有合成效率高、生产成本低、工序简化易于后续工艺衔接等优点。磷化铟单晶制备主要采用垂直布里奇曼法(VB)、垂直温度梯度凝固法(VCF)和液封直拉法(LEC)。较成熟的InP单晶生长方法是LEC和VGF法。其生长方法主要有两种:高压液封直拉法(HPLEC)及其改进技术和温度梯度凝固法。
安全事宜
长期或反复接触磷化铟会造成器官损伤,也可能会影响生育能力。对磷化铟的操作,需要提前获取专项说明并穿戴防护装备,加锁密封存放,避免产生粉尘,废弃物需合规处置,防止泄漏进入环境。
法规限制
中国掌握全球约七成的精铟产量,铟是合成磷化铟最核心的原料,2025年2月已被纳入出口管制。
根据《中华人民共和国出口管制法》《中华人民共和国对外贸易法》《中华人民共和国海关法》《中华人民共和国两用物项出口管制条例》有关规定,为维护国家安全和利益、履行防扩散等国际义务,经国务院批准,决定对下列物项实施出口管制:
五、铟相关物项
(一)3C004.a.磷化铟(参考海关商品编号:2853904051)。
(二)3C004.b.三甲基铟(参考海关商品编号:2931900032)。
(三)3C004.c.三乙基铟(参考海关商品编号:2931900032)。
(四)3E004 生产3C004项的技术(含工艺规范、工艺参数、加工程序等)。未经许可严禁出口。
2026年8月5日,中国商务部表示,美国合规性测试公司(Compliance Testing LLC)协助、支持FCC采取涉华消极措施,危害我国主权、安全、发展利益,决定将其列入反制清单,禁止我国境内的组织、个人与其进行有关交易、合作等活动。
产业发展
概况
磷化铟是制造激光器芯片所用的衬底材料,它的物理特性决定了基于磷化铟材料的激光器发出的波长集中在1310纳米和1550纳米附近,这两个波长恰好是光纤传输损耗最低的窗口。截至2026年没有其他材料能同时满足高频调制、高效发光和低传输损耗这三个条件。无论光模块的调制技术路线怎么演变,从800G、1.6T再到3.2T,每一代产品都需要磷化铟。速率越高,对激光器芯片的数量和功率要求越高,磷化铟的消耗量也随之增加,至少未来5年,磷化铟在数据中心光互连领域没有替代方案。
资本市场方面,A股磷化铟概念股在2026年受到热捧,但同时多家相关上市公司密集发布风险提示,指出相关业务营收占比极小或未产生实际收入。分析师指出,产业链真实的供需平衡拐点可能在2027年,中国企业的核心任务是在窗口期内提升衬底品质以通过头部客户认证。
发展历程
2026年3月,英伟达分别向coherent(美国光子技术龙头,运营全球首条量产6英寸磷化铟产线)和Lumentum各投资20亿美元,签下长期采购协议。
2026年4月,河南铭镓半导体有限公司的50台磷化铟多晶合成炉全面进入二期建设调试阶段。公司通过自主研发,在高压合成、精准控温、高纯提纯等核心技术上有所进展。产品进入华为、中际旭创等企业的供应链。截至2026年,项目全面达产后年产量将达40吨,年产量将突破20吨。磷化铟是高端光通信、自动驾驶激光雷达、6G射频器件、AI算力模块的材料。公司累计获得国家发明专利70余项、软件著作权14项。
2026年4月,云南锗业披露实施“高品质磷化铟单晶片建设项目”,计划总投资约1.89亿元。项目由控股子公司云南鑫耀半导体材料有限公司实施,在现有产能基础上扩建,最终达到年产45万片(折合4英寸)高品质磷化铟单晶片的产能。项目计划在现有厂区租赁厂房,对原有产线进行适应性改造,新增主要工艺设备及公辅设施。同年5月,云南锗业在接受调研者提问时表示,公司各类产品的具体产能、2025年度实际生产情况及2026年生产计划均在2025年年度报告中进行了公开披露。截至2025年底公司磷化铟晶片产能为15万片/年(2-4英寸),2025年公司生产磷化铟晶片10.01万片(2-4寸合计),2026年公司计划生产磷化铟晶片18万片(2—6英寸,以3—4英寸为主)。
2026年5月,高测股份在互动平台回复投资者称,公司砷化钾切割设备及金刚线已获得客户订单。在磷化铟领域,公司已推出磷化铟切割专用设备及金刚线,并配合行业头部客户进行磷化铟衬底金刚线切割验证,涵盖切片及多个工序,助力磷化铟领域金刚线切割技术对砂浆切割技术的替代。
2026年6月17日,英伟达宣布其战略投资的coherent在美国得州Sherman为扩建工厂奠基,以扩大6英寸磷化铟晶圆与光互连产能,支撑AI数据在机架间以光速传输。
2026年7月8日,美国光芯片巨头Lumentum(朗美通,LITE.纳斯达克股票交易所)的总裁兼CEO迈克尔·赫尔斯顿在巴黎举行的欧洲AI行业峰会上表示,磷化铟的供需缺口已经超过DRAM(动态随机存取内存)和NAND(闪存)。公司电信客户的订单量从“数百件”级别跳升到了“数亿件”,订单已经排到2028年。
市场情况
截至2026年,全球磷化铟衬底九成以上的产能集中在日本住友电工、美国AXT和日本JX金属三家企业手里。面对需求的急速膨胀,三家公司都在扩产。日本住友电工计划投资约180亿日元,在2028财年结束前(即2029年3月前)计划磷化铟衬底产能扩至2024财年水平的3.1倍。美国AXT2026年4月在纳斯达克股票交易所完成公开增发,以每股64.25美元的价格发行逾856万股,总募资约6.325亿美元用于扩产。该公司管理层在2026年5月份的电话会上表示,公司磷化铟积压订单已超过1亿美元。2026年6月,日本JX金属公司宣布到2030财年累计投资1200亿日元(约58亿元人民币),计划磷化铟产能提高7到10倍。这也是该公司半导体材料业务有史以来最大的单笔投资。
2026年全球磷化铟衬底需求预计达260万到300万片(折合2英寸),但有效产能仅约为75万片,缺口超过七成。由于一片4英寸衬底的面积约等于四片2英寸,产业链内部通常使用4英寸口径来衡量实际产能和需求。在全球磷化铟的争夺战中,中国的处境颇为特殊:上游铟资源全球领先,且掌握全球约七成精铟产量;但下游衬底成品,中国所有厂商的市场份额合计只约占全球一成;产能和产量最大的是云南锗业旗下的鑫耀半导体,2025年实际产出磷化铟晶片10.01万片(含各尺寸,未折合口径)。截至2025年底,云南锗业磷化铟晶片产能为15万片/年(2-4英寸),2026年公司计划生产磷化铟晶片18万片(2—6英寸,以3—4英寸为主)。2026年4月,云南锗业公告投资1.89亿元扩建磷化铟产能,新增年产30万片(折合4英寸,其中包含6000片6英寸),建设期18个月,建成后总产能将达到现有规模的3倍。然而,中国企业在关键工艺指标上与海外龙头存在差距,例如在衡量原料利用效率的“直收率”上,鑫耀约为7%-8%,而通美可达25%左右。此外,磷化铟扩产周期长,从设备调试到通过下游激光器厂商认证通常需要一到两年,且6英寸衬底的大规模量产仍是全球性挑战
参考资料 >
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indium phosphide.美国国家标准与技术研究院.2026-08-19
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全球疯抢磷化铟.百家号.2026-08-19
河南铭镓半导体50台核心设备就位 国产高端半导体破局提速.百家号.2026-08-19
纠缠量子光源在芯片上集成.科技日报.2026-08-19
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九峰山实验室首发6英寸磷化铟激光器.湖北日报 .2026-08-19
“禁令”传闻下的光模块巨震.百家号.2026-08-19
创三项世界纪录!我国光通信和6G技术取得新突破.中国科技网.2026-08-19
中华人民共和国商务部令二〇二六年第3号 关于对美国合规性测试公司采取反制措施的决定.中华人民共和国商务部.2026-08-19
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