光芯片衬底材料：磷化铟（InP）产业格局梳理

泡股

一.磷化铟概览

半导体材料按代际划分为三代：第一代硅（Si）、锗（Ge）；第二代砷化镓（GaAs）、磷化铟（InP）；第三代碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）。

磷化铟是由铟和磷组成的IIIA-V族化合物半导体，其物理特性完美匹配光通信的低损耗与毫米波通信的高频需求。

1.1 核心优势

（1）光电性能优异：直接带隙结构，带隙宽度完美匹配光纤通信低损耗传输，用于高速光模块器件（EML/DFB激光器、PIN/APD光电探测器）。

（2）高频特性突出：高电子迁移率、高饱和漂移速度：支持超高频信号处理，用于射频器件（激光雷达、毫米波雷达、卫星通信前端）。

1.2 主要短板

（1）综合成本高：上游原料铟为稀散金属，且供给弹性低，仅适用于高附加值场景。

（2）制备难度大：大尺寸晶圆量产难度极高、晶体脆性大导致良率较低。



二. 制备工艺及流程

磷化铟制备分为两大核心环节：单晶衬底制备（技术壁垒）、外延片制备（决定器件性能）。

2.1 衬底制备

（1）多晶合成：高纯铟和磷在高压炉中反应生成磷化铟多晶锭。

（2）单晶生长：将多晶锭生长为低缺陷、高均匀性的单晶锭，主流工艺为液封直拉法（LEC）、垂直梯度凝固法（VGF）。

（3）衬底加工：单晶锭经滚磨、切片、研磨、化学机械抛光、清洗、检测、封装等工序，制成标准衬底片。

2.2 外延片制备

外延片是在磷化铟衬底上，通过金属有机化学气相沉积（MOCVD）在晶圆表面生长出多层薄膜，形成量子阱、有源区等结构，决定器件性能。

MOCVD工艺流程：衬底预处理、高温烘烤、外延逐层生长、降温出炉、表征检测等。

三. 全球供应格局

（1）磷化铟衬底

核心壁垒环节，呈现寡头垄断格局，全球90%产能集中在三家企业：住友电工（日）、AXTI（美）、JX金属（日）。

云南锗业：锗产业链龙头企业，旗下云南鑫耀为国内最大磷化铟衬底供应商，已实现6英寸InP衬底量产。

有研新材：主营半导体靶材及稀土材料，承担国家02专项6英寸磷化铟项目，2-4英寸衬底已稳定量产，6英寸送样验证。

博杰股份：主营工业自动化测试与组装设备，参股珠海鼎泰芯源（持股11%）布局磷化铟衬底赛道。

（2）磷化铟外延片

外延片市场分为IDM和代工厂：IDM厂包括三菱化学（日）等，代工厂包括IQE（英）、全新光电（台）等。

三安光电：国内化合物半导体IDM龙头，产品覆盖氮化镓、砷化镓、碳化硅、磷化铟外延片、芯片。

海特高新：主营航空装备与技术服务，联营企业威海华芯（持股32%）主营磷化铟外延代工。