电子周观点：磷化铟供需错配显著，重视国产替代机遇

周观点：磷化铟供需错配显著，重视国产替代机遇 磷化铟为光芯片的核心衬底。光芯片企业通常采用三五族化合物磷化铟（InP）和砷化镓（GaAs）作为芯片的衬底材料，相关材料具有高频、高低温性能好、噪声小、抗辐射能力强等优点，符合高频通信的特点，因而在光通信芯片领域得到重要应用，目前磷化铟80%以上的需求来自AI数据中心。InP激光器市场将继续增长，其中包括用于可插拔光模块和CPO/NPO的CW激光器，以及用于相干光模块的可调激光器和InP PIC。根据LightCounting的数据，InP为光芯片市场中最大的细分领域，2025年占总市场的58%，到2031年将占据46%（约69亿美元）。 增持（维持） 磷化铟进入壁垒高且扩产周期长，扩产瓶颈包括原材料限制和设备交期长等。1）原材料（高纯铟）限制，中国外交部重申对日稀土管制。中国拥有全球最丰富的铟资源，已查明储量约2万吨，占全球可开采储量的75%。中国从2023年先行管制镓、锗出口，到2025年2月将磷化铟正式纳入许可管理，再到2026年将铟出口总量锁定在年产量的30%以内，高纯铟（纯度≥6N）的特批更加严格。对日本的军用出口已降至零，民用许可通过率不足20%。2）扩产周期长达18-36个月，核心设备依赖进口及8-12个月良率爬坡期。全球MOCVD设备的主要供应商AIXTRON、Veeco，目前交货周期已长达7个月以上，加上后续调试还需3-4个月；高端EBL设备的交期普遍超过12个月，市场由日本JEOL、德国Raith等少数厂商主导。根据QYResearch，EBL市场高度集中，前五大厂商占据了全球市场的90%以上。 作者 分析师佘凌星执业证书编号：S0680525010004邮箱：shelingxing1@gszq.com 分析师钟琳执业证书编号：S0680525010003邮箱：zhonglin1@gszq.com 磷化铟衬底供给市场寡头垄断，供需缺口超70%。根据Omdia、Yole数据，2026年全球磷化铟衬底需求从2025年的200-210万片提升至260-300万片，有效产能仅从2025年的60-70万片提升至75万片左右，缺口仍在70%以上；2027年后，行业预测需求将进一步突破400万片。磷化铟单晶生长设备与制备技术门槛极高，行业技术壁垒深厚，市场长期由海外龙头主导，呈现高度垄断的竞争格局。2020年，日本住友、北京通美、日本JX合计磷化铟衬底市占率达91%；目前大规格高品质InP衬底的供应仍被日本住友电工、北京通美、日本JX三家厂商垄断。面对旺盛需求，海外厂商积极扩产，AXT计划在2027年底前将磷化铟产能翻两番；JX金属则计划将磷化铟基板产能提升至2025年水平的三倍；Lumentum从Aixtron订购了多套磷化铟生产系统，计划在2028年中期前专注于扩大6英寸磷化铟晶圆的生产；Coherent计划两年内磷化铟产能翻两番。 研究助理章旷怡执业证书编号：S0680124120004邮箱：zhangkuangyi@gszq.com 相关研究 1、《电子：玻璃基板系列报告：AI算力时代先进封装核心材料》2026-06-112、《电子：周观点：Rubin进入全面量产阶段，存储涨价趋势延续》2026-06-063、《电子：周观点：华为发布韬定律，AI持续拉动存储市场增长》2026-05-30 国内6英寸磷化铟衬底国产化率不足5%，国产替代进程加速。云南锗业正加速推进磷化铟产能的全面扩充，2026年4月，公司同意子公司云南鑫耀实施“高品质磷化铟单晶片建设项目”，项目计划总投资约1.9亿元，建设期为18个月，在现有产能基础上扩建一条年产30万片（折合4英寸计算，其中包括6000片6英寸）高品质磷化铟单晶片生产线，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。 可以看到，海外厂商的产能已接近满负荷运行，且扩产周期长达2-3年，无法及时满足快速增长的市场需求。当前磷化铟衬底的供需缺口大，头部企业的在手订单已排至2028年。我们认为，在供需紧张和国产替代的双重驱动下，国内磷化铟衬底企业将迎来重大发展机遇。 周观点：见相关标的。 风险提示：下游需求不及预期、研发进展不及预期、地缘政治风险。 内容目录 一、磷化铟供需错配显著，国产替代进程加速...................................................................................................41.1磷化铟为光芯片核心衬底，原材料和设备等为扩产瓶颈.........................................................................41.2磷化铟供需缺口扩大，国产替代空间广阔..............................................................................................7二、相关标的....................................................................................................................................................9风险提示...........................................................................................................................................................9 图表目录 图表1：光芯片分类及衬底材料.......................................................................................................................4图表2：磷化铟衬底尺寸示意图.......................................................................................................................5图表3：光芯片生产流程..................................................................................................................................6图表4：磷化铟产业链.....................................................................................................................................6图表5：不同种类光芯片占比情况....................................................................................................................7图表6：2020-2026E全球磷化铟市场规模及销量情况......................................................................................7图表7：2020年全球磷化铟衬底竞争格局........................................................................................................8 一、磷化铟供需错配显著，国产替代进程加速 1.1磷化铟为光芯片核心衬底，原材料和设备等为扩产瓶颈 InP为光芯片的核心衬底。光芯片企业通常采用三五族化合物磷化铟（InP）和砷化镓（GaAs）作为芯片的衬底材料，相关材料具有高频、高低温性能好、噪声小、抗辐射能力强等优点，符合高频通信的特点，因而在光通信芯片领域得到重要应用。其中，磷化铟（InP）衬底用于制作 要应用于电信、数据中心等中长距离传输；砷化镓（GaAs）衬底用于制作VCSEL面发射激光器芯片，主要应用于数据中心短距离传输、3D感测等领域。在将波导和调制器置于硅上的架构（硅光子学）中，激光光源和许多高性能光电二极管仍然经常通过外部激光器或异质集成的方式保持含铟特性。 资料来源：源杰科技招股书，国盛证券研究所 光芯片整体生产流程围绕衬底制备、外延生长、晶圆制造、封装测试等核心环节展开。 步骤一：衬底（磷化铟晶体生长） 衬底制造工艺将精炼铟（以及高纯度磷原料）转化为单晶InP晶锭，最终制成晶圆。由于磷在熔点温度下具有较高的蒸气压，InP晶体的生长比硅晶体的生长更为复杂，因此需要采用能够控制蒸气压和热应力的生长方法，以减少位错、翘曲和晶圆破损。在晶锭生长完成后，晶圆切割包括切割、边缘研磨、研磨和抛光（通常进行双面抛光以获得高平整度），随后进行清洗和表面处理以进行外延生长。机械脆性是一个持续存在的制约因素：InP比硅更脆，缺陷引起的裂纹风险会随着晶圆直径、搬运步骤和薄晶圆加工的增加而增加。 硅晶圆代工厂的标准尺寸约为300毫米（12英寸），而InP晶圆的直径较小，这限制了每次生产的芯片数量，并限制了设备利用率、自动化和统计过程控制方面的规模经济效益。向150毫米（6英寸）InP晶圆的过渡正在进行中，但仍处于早期阶段，产能有限。目前，大规格高品质InP衬底的供应，几乎被日本住友电工、AXT（（北京通美）、日本JX三家厂商垄断，三者合计市占率接近90%。 资料来源：CINNO，国盛证券研究所 步骤二：外延生长 裸露的InP晶圆在机械和电学上是合适的基底，但缺乏工程化的增益介质或结结构。功能性激光器、调制器、半导体光放大器（SOA）和光电二极管需要外延堆叠：由不同III-V族合金和掺杂浓度的精确控制层组成，通常包含量子阱和独立的限制异质结构，用于设定带隙（波长）、模式限制、阈值电流、斜率效率、线宽和温度敏感性。层厚和成分控制通常在纳米尺度，微小的偏差会非线性地影响器件性能，增加报废风险，因此外延工艺为“高附加值、高脆弱性”的步骤，耗费大量的设备时间和前驱体材料。用于InP光子学的工业外延通常采用金属有机化学气相沉积（MOCVD）或分子束外延（MBE）技术，其中MOCVD因其高产能和均匀性而常用于批量生产。全球MOCVD设备的主要供应商AIXTRON、Veeco，目前交货周期已长达7个月以上，加上后续调试还需3-4个月。 步骤三：晶圆制造 外延生长完成后，晶圆进入光子器件制造环节，通过光刻、刻蚀、沉积、金属化和平坦化等工艺来定义器件的光学和电学功能。光刻：利用光刻技术将芯片设计图案转移到外延片上，定义光波导、光栅、电极等结构；刻蚀：通过干法刻蚀或湿法刻蚀，去除多余材料，形成所需的三维结构，如波导通道、光栅齿等；薄膜沉积与金属化：沉积绝缘层、导电层等薄膜，并通过金属化工艺形成电极和互连结构，实现芯片的电学功能；平坦化：采用化学机械抛光（CMP）等技术，使晶圆表面平整，便于后续工艺操作。其中，光栅制作是技术壁垒最高的一环：高端EBL设备的交期普遍超过12个月，市场由日本JEOL、德国Raith等少数厂商主导。 步骤四：晶圆减薄与解理 器件结构制造完成后，晶圆必须被加工成可单独使用的芯片。这通常包括晶圆减薄/背面研磨（如有必要）、贴装到切割胶带上，以及通过刀片切割或激光切割进行单片切割。减薄：对晶圆进行背面研磨或化学机械抛光，降低厚度，便于后续切