2月24日,美股磷化铟衬底公司AXTI大涨23%,股价创历史新高。公司订单饱满,当前客户需求单已延伸至2027年。
(1)需求端
磷化铟是800G/1.6T光模块关键衬底材料,如英伟达Quantum-X交换机单台配备18个硅光引擎,均使用磷化铟衬底。
(2)供给端
磷化铟衬底扩产周期长达2-3年,短期难以响应爆发式需求;机构预计2026年供需缺口将达到70%。
(3)价格端
2英寸衬底2300美元/片,较去年同期上涨187%;6英寸衬底5000美元/片,较去年同期上涨250%。
二. 磷化铟概览半导体材料按代际划分为三代:第一代硅、锗;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)直接带隙结构:带隙宽度完美匹配光纤通信低损耗传输,可高效实现光电转换,用于高速光模块(DFB/EML激光器、光电探测器、调制器)。
(2)高电子迁移率、高饱和漂移速度:支持100GHz以上超高频信号处理,主要用于射频器件(激光雷达、毫米波雷达、卫星通信前端)。
但磷化铟产业当前也存在短板:成本高(铟是稀缺金属)、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)。
三. 制备工艺及流程两大核心环节:单晶衬底制备(核心技术壁垒)、外延片制备(决定器件性能)。
3.1 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:主流工艺为LEC法(液封直拉)和VGF法(垂直温度梯度凝固) ,生成2-6英寸衬底。
(3)衬底加工:切割、研磨、抛光、清洗、检测、封装等工序。
3.2 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。
四. 全球供应格局4.1 InP衬底
磷化铟衬底作为核心壁垒环节,呈现高度垄断格局,全球90%产能集中在三家企业:日本住友、美国AXTI、日本JX金属。
国内方面,2-4英寸已实现大规模量产,北京通美、云南鑫耀等少数厂商突破6英寸衬底技术。
云南锗业:锗产业链龙头企业,持有云南鑫耀56.3%股份,其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:承担国家02专项6英寸磷化铟单晶片制备项目,2-4英寸InP衬底已小批量生产,6英寸InP衬底完成技术攻关与样品试制。
4.2 InP外延片
外延片市场分为IDM和代工厂:IDM厂包括Coherent、住友电工、三菱电机等,代工厂包括IQE、Epitaxy、全新光电等。
跃岭股份:主营铝合金车轮,参股公司中石光芯(持股10.89%)主营磷化铟外延片、光芯片。
三安光电:主营化合物半导体与器件,包括氮化镓、砷化镓、碳化硅、磷化铟外延片、芯片。
云南锗业(SZ002428)有研新材(SH600206)菲利华(SZ300395)
