光模块驱动磷化铟行业需求激增，国产厂商迎来重大发展机遇

一、磷化铟是强光电性能的半导体材料

磷化铟（Indium Phosphide，InP)是典型II-V族化合物半导体材料，在光通信和高速电子器件中具有较强的材料适配性。InP在300K下的带隙约为1.344eV，本征载流子浓度约为1.3X10²cm-²；其电子迁移率最高可达<5400cm²/V·s，击穿场约为5×10²V/cm，兼具较高载流子输运能力和较强电场承受能力，InP适合承担高速光电转换、激光发射、探测接收和高频电子器件等功能。

根据观研报告网发布的《中国磷化铟行业发展趋势研究与未来前景分析报告（2026-2033年）》显示，磷化铟产业链上游主要为高纯金属铟（≥99.99995%）和高纯红磷等原材料。其中，高纯铟作为锌铅冶炼的副产品，其价格受主金属矿产周期影响而波动。中游是产业链的核心，分为衬底制备和外延生长。是整个产业链中壁垒极高的“卡脖子”环节。下游主要为光芯片、光器件、传感器和射频器件等。利用磷化铟外延片制造的下游产品主要包括光模块（如EML激光器、CW激光器、探测器等）、传感器件和射频器件。

资料来源：观研天下数据中心整理

二、光模块快速迭代，磷化铟需求激增

AI 浪潮下，磷化铟需求将受到显著拉动。光互连技术将成为承载AI算力扩张的主航道，因此作为光互连技术重要物理器件载体的光模块需求将出现明显增长，磷化铟衬底作为光模块的重要原材料也将受到明显拉动，此逻辑赋予了磷化铟线性增长性。

光模块由多个光学组件（包含光芯片与各类光器件）和电路系统封装而成。光模块成本构成中光学组件占比达73%，其中以激光器为主的光发射组件（TOSA）和以检测器为主的光接收组件（ROSA）占比达到光学器件成本的80%。光芯片作为光收发组件的核心部分，占比达到TOSA和ROSA总成本的80%，据此测算，以磷化铟为原材料的光芯片及组件是光模块最大成本项（占比大约为46.4%）。

数据来源：观研天下数据中心整理

光模块从800G向1.6T甚至3.2T演进，促进磷化铟衬底持续改进。目前磷化铟80%以上的需求来自AI数据中心，单台AI服务器所需的光模块数量是普通服务器的10倍以上。单颗800G光模块需要配备4到8颗磷化铟激光器芯片，而1.6T光模块对磷化铟衬底的需求又是800G的2.7至3倍，800G光模块很多是单颗分立器件；1.6T光模块、CPO要用激光器阵列、探测器阵列，一次做一整排、一整片，为了适配高速芯片面积增大与成本下降需求，磷化铟衬底尺寸要求由2英寸扩大到4-6英寸。除了尺寸扩大，光模块升级对磷化铟衬底的晶体质量、电学性能、表面平整度等提出了更高要求，促进厂商持续提升良率和可靠性。此外，射频芯片（5G/6G）、激光雷达、量子计算等新兴应用也在快速增长。

磷化铟衬底尺寸示意图

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目前的AI服务中心架构的设计目标是每个机架实现更大的带宽，这意味着每个机架需要数百个光模块，每次部署需要数千个机架，每个超大规模数据中心都需要数百万个磷化铟激光器组件。InP 衬底光芯片为市场中最大的细分领域，数据显示，2021年全球磷化铟衬底市场规模录得1.09亿美元，销量约为63万片； 2025年分别攀升至1.73亿美元和107.9万片。预测到2026年，全球磷化铟衬底市场规模有望达到2.02亿美元，2026年销量预计增至128.19万片，对应2019年至2026年的年均复合增长率(CAGR)分别为12.42%和14.40%。

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三、全球磷化铟衬底市场呈现寡头垄断格局，国产替代空间广阔

由于磷化铟单晶生长设备和技术方面存在较高技术壁垒，磷化铟衬底市场参与者较少且以国外厂商为主，头部企业集中度高，垄断格局明显。全球市场中的主要供应商包括住友电气、JX金属、北京通美和Wafer等。Yole数据显示，2021年住友电气、JX金属、Wafer以及北京通美占据了全球90%以上的市场份额。已有公开数据显示，近年来，磷化铟衬底市场长期被双寡头垄断，住友电气约占42-52%市场份额，北京通美占据约35~40%的份额。

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2026 年以来，核心磷化铟衬底企业持续扩产，配适高增的需求。结构上，据商务部，磷化铟作为两用物项实行出口管制，磷化铟衬底的国产厂商在原料铟的保供优势突出，并有望吸引下游海外厂商增加国内布局。

综上，当前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超70%，头部企业的在手订单已排至2028年。能够认为，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。

资料来源：观研天下数据中心整理（wys）