[智能应用]AI时代“隐秘赢家”？这类半导体“逆袭”走到聚光灯下[1P] [复制链接]

8月30日讯 半导体的进步既是工艺制程的进步，也是半导体材料的进步。纵观新能源汽车和消费电子的发展历程，第三代半导体凭借其禁带宽度极宽、高导热率等优势，在推动产业发展中发挥着重要作用。
AI时代，第三代半导体也没有落下——今年5月，英伟达宣布，其下一代800V HVDC架构采用纳微半导体的GaNFast氮化镓和GeneSiC碳化硅技术开发。
但技术的演进从来不是简单的线性替代。在AI时代，一场“逆袭”正在悄然上演。曾经被视为“过渡技术”的第二代III-V族化合物半导体磷化铟(InP)，正重新站到聚光灯下。
光芯片龙头公司Lumentum不久前发布了最新财报，多项数据超出市场预期，背后的强劲动力就来自光学硬件的强劲需求。2025年第二季度，公司创下EML出货收入新高，并开始向多家超大规模客户部署200G通道速率的EML激光器——这里提到的EML，即是基于Lumentum磷化铟平台。
Lumentum表示，正大力投资磷化铟制造产能，以确保未来几年供应能够满足“预期激增的需求”。

高需求预期之下，作出扩产选择的并不止Lumentum。
日本半导体材料商JX金属7月表示，拟投资15亿日元（约合0.73亿元人民币），将其位于日本茨城县北茨城市矶原工厂的磷化铟衬底产能提高约20%。
JX金属是全球少数几家磷化铟衬底制造商之一。公司表示，随着光通信在AI数据中心数据传输中使用规模扩大，公司磷化铟衬底需求也日益增长，预计未来磷化铟衬底的需求将持续走高，公司正在考虑进一步进行投资，并根据需要灵活调整。
▌为什么是磷化铟？
磷化铟是由磷和铟组成的二元半导体材料，是仅次于硅之外最成熟的半导体材料之一，被广泛应用于生产射频器件、光模块、LED（Mini LED及Micro LED）、激光器、探测器、传感器等器件。
在过去，磷化铟主要应用于电信设备和特殊仪器中，产品应用面相对冷门。20世纪80年代，磷化铟首次被用于晶体管中，20世纪90年代，磷化铟被用于电信用电吸收调制激光器中。
但随着AI热潮掀起，因磷化铟具有饱和电子漂移速度高、发光损耗低的特点，高度符合AI高速计算需求，能让数据顺利实现高速传输，由此成为光芯片上游的关键原料，从曾经的冷门产品一跃成为AI产业链中最炙手可热的材料之一。
光芯片以光子为载体，通过光波导、调制器、探测器等组件实现超高速、低功耗及大带宽的信息处理，核心材料体系以硅基（低成本、CMOS 兼容）与磷化铟（高效光源） 协同为主。
国信证券指出，硅是理想的光电子集成平台，硅基材料与化合物材料结合有望充分平衡性能与成本。其中，Ⅲ-Ⅴ族材料如磷化铟是高性能激光器的核心材料，因为这类材料是直接带隙材料，具备高发光效率。
天风证券此前报告认为，AI算力提升浪潮下，金属材料产业链迎来发展新机遇。其中，在数据传输层面，磷化铟衬底可被广泛应用于制造光模块器件，在5G通信、数据中心等产业迅速发展及AI算力提升的拉动下，有望蓬勃发展。
据Yole预测，2019年全球磷化铟衬底市场规模为0.89亿美元，2026年全球磷化铟衬底市场规模为2.02亿美元，2019-2026年复合增长率为12.42%。
数据显示，我国是全球最大的磷化铟供应国，占比约六成，之后依序为德国、日本与美国。磷化铟衬底前三大供应商分别是日本住友电工、美国AXT以及法国II-VI；其中，AXT市占率高达六至七成，主要生产基地位于我国。
值得一提的是，日前九峰山实验室宣布在磷化铟材料领域取得重要技术突破，成功开发出6英寸磷化铟（InP）基PIN结构探测器和FP结构激光器的外延生长工艺，关键性能指标达到国际领先水平。这一成果也是国内首次在大尺寸磷化铟材料制备领域实现从核心装备到关键材料的国产化协同应用。

半导体技术的进步不断推动着新能源汽车、消费电子等领域的发展，其中第三代半导体材料因其禁带宽度极宽、高导热率等特性，在产业发展中扮演着重要角色。以下是对第三代半导体和磷化铟（InP）的一些关键点总结：

1. 第三代半导体的应用：
   - 第三代半导体材料在AI时代发挥重要作用，英伟达已宣布其下一代800V HVDC架构将采用氮化镓（GaN）和碳化硅（SiC）技术。

2. 磷化铟（InP）的逆袭：
   - 磷化铟作为一种II-V族化合物半导体材料，曾被视为过渡技术，但在AI时代因其高电子漂移速度和低发光损耗而重新受到重视。

3. Lumentum的财报和EML激光器：
   - Lumentum最新财报显示，公司创下基于磷化铟平台的EML激光器出货收入新高，并开始向客户部署200G通道速率的EML激光器。

4. 磷化铟产能的扩张：
   - 面对激增的需求，Lumentum和日本JX金属均表示将投资扩大磷化铟产能，以满足市场对磷化铟衬底的需求。

5. 磷化铟的应用范围：
   - 磷化铟被广泛应用于射频器件、光模块、LED（包括Mini LED和Micro LED）、激光器、探测器和传感器等。

6. 磷化铟在AI产业链中的重要性：
   - 磷化铟因其符合AI高速计算需求的特性，成为光芯片上游的关键原料，对于实现数据的高速传输至关重要。

7. 光芯片技术的发展：
   - 光芯片以光子为载体，通过光波导、调制器、探测器等组件实现信息处理，核心材料体系以硅基和磷化铟协同为主。

8. 市场预测和供应链：
   - Yole预测全球磷化铟衬底市场将从2019年的0.89亿美元增长至2026年的2.02亿美元，复合增长率为12.42%。
   - 中国是全球最大的磷化铟供应国，全球前三大供应商包括日本住友电工、美国AXT和法国II-VI。

9. 国内技术突破：
   - 九峰山实验室宣布在磷化铟材料领域取得重要技术突破，成功开发出6英寸磷化铟基PIN结构探测器和FP结构激光器的外延生长工艺。

这些进展表明，随着AI和高速计算需求的增长，第三代半导体材料和磷化铟等关键材料将迎来更广阔的应用前景和市场机遇。同时，国内外企业正通过技术创新和产能扩张来满足这一需求，推动半导体材料行业的发展。

AI时代半导体材料的逆袭：磷化铟的崛起与市场前景
在AI技术飞速发展的当下，半导体材料领域正经历一场深刻变革。除了备受关注的第三代半导体（如氮化镓、碳化硅）外，曾被视为“过渡技术”的第二代III-V族化合物半导体磷化铟（InP），正凭借其在光通信等关键领域的独特优势，重新成为行业焦点，上演“逆袭”之路124。

磷化铟的技术特性与应用场景
磷化铟是由磷和铟组成的二元半导体材料，是仅次于硅的成熟半导体材料之一，其核心优势在于高效光源特性，与硅基材料（低成本、CMOS兼容）协同构成光芯片的核心材料体系124。具体应用场景广泛：

光模块与通信：作为光芯片的关键材料，用于制造EML激光器、探测器等组件，支撑超高速、低功耗及大带宽的信息传输，是AI数据中心数据传输的核心硬件124。
射频器件与传感器：应用于射频器件、探测器、传感器等，满足高精度信号处理需求12。
显示技术：在LED（Mini LED及Micro LED）领域有重要应用潜力12。
市场需求激增与行业动态
AI数据中心对光通信的依赖推动磷化铟需求爆发，头部企业与研究机构的动态印证了这一趋势：

企业扩产与业绩增长：光芯片龙头Lumentum 2025年第二季度EML出货收入创新高，开始部署200G通道速率的EML激光器（基于磷化铟平台），并计划扩大磷化铟制造产能以应对“预期激增的需求”124。全球磷化铟衬底制造商JX金属也表示，需求持续增长，正考虑进一步投资扩产124。
市场规模与增长预期：据Yole预测，2019-2026年全球磷化铟衬底市场规模将从0.89亿美元增至2.02亿美元，复合增长率达12.42%

技术突破：我国九峰山实验室成功开发6英寸磷化铟基PIN探测器和FP激光器外延工艺，性能指标国际领先，推动国产化技术进步2。
全球竞争格局与中国地位
供应格局：我国是全球最大的磷化铟供应国，占比约60%，其次为德国、日本、美国124。全球磷化铟衬底前三大供应商为日本住友电工、美国AXT（市占率60%-70%，主要生产基地位于中国）、法国II-VI2。
国产化潜力：国内在磷化铟衬底制造及外延技术上持续突破，叠加全球最大供应国地位，有望在AI驱动的光通信浪潮中占据重要市场份额2。
总结：磷化铟的“逆袭”逻辑
磷化铟的崛起并非简单替代其他半导体材料，而是AI时代技术协同的必然结果——硅基材料主导低成本大规模制造，磷化铟则以高效光源优势成为光通信的“隐秘赢家”。随着AI算力需求持续扩张，其市场前景与技术价值将进一步凸显