磷化銦是一種在5G通信、光模塊、3D傳感等領域具有廣闊應用前景的半導體材料，在近幾年因其出色的性能引起了全球的廣泛關注，據Modor Intelligence發布的行業報告顯示，2024年磷化銦晶圓市場規模預計為1.7703億美元，到2029年預計將達到3.1115億美元。預測期內的復合年增長率為11.94%。人工智能時代，材料如何與AI進行結合、應用是熱點話題，作為在人工智能、6G通信、太赫茲通信均有發展潛力的材料，能否為我們交上第一份答卷呢？我們來到了珠海鼎泰芯源晶體有限公司，邀請鼎泰芯源的首席科學家趙有文研究員與我們進行分析、探討。

Q：趙老師，您好！據我們了解，您團隊目前的主要研發材料是磷化銦，可能很多朋友對于磷化銦這個材料還比較陌生，您方便給我們簡單的介紹一下磷化銦嗎？

A：好，磷化銦是一種Ⅲ-Ⅴ族的化合物半導體材料，它是由Ⅲ族的元素銦和Ⅴ族的元素磷組成的一種化合物半導體。磷化銦具有非常多優異的性質，比如它的發光效率比較高，具有非常不錯的光學性能，可以有效節約能源，降低成本；抗熱性能好，在較高的溫度下可以維持設備的運行，延長設備的壽命；電子遷移率高，可以有效提高數據傳輸的效率，減少信號延遲，適合做微波器件以及1.3-1.55微米波段的光通訊激光器、探測器，同時還可以做成光芯片。實際上，磷化銦作為一個光源材料、探測材料，已經在光通訊市場有很多年的應用了，許多器件的制備都需要使用大量的磷化銦。目前，它有非常多的應用領域，比如醫療美容的紅外光，現在很多企業研發的1.55微米波段的激光雷達，有害氣體檢測。那最重要的未來一個應用領域，就是現在最熱門的人工智能，它可以在跟AI相關的數據傳輸、數據處理中發揮較大的作用，包括需要大量用磷化銦做的光模塊、光芯片，那這一部分是我們比較看好的市場。

Q：那我們經常聽到的Ⅲ-Ⅴ族半導體材料有砷化鎵和氮化鎵，這兩者跟磷化銦進行對比，您認為磷化銦具有怎樣的優勢呢？

A：砷化鎵和氮化鎵雖然也都是Ⅲ-Ⅴ族的材料，但它們這幾種材料在性質上是有所不同的。具體來說，就是每一個材料發光的波段不一樣，應用也會有所不同。比如砷化鎵，它是可以做成紅光的激光器、LED里頭的器件；氮化鎵主要是做藍光、紫外光的，可以用于照明，現在很多燈里面都有用到它；那么磷化銦主要是做近紅外這一塊的，實際應用有光通訊這塊。在生產應用的過程中，我們需要的波段是很多的，囊括了可見光、紅外、紫外這些波段。每個材料都會有相對應得應用領域，并不是互相代替的那種關系。

Q：您剛剛提到了磷化銦可以在AI方向有一些應用，那您認為它在AI領域將會面臨什么樣的一個挑戰？它未來的發展有一些什么好的前景？您可以簡單的跟我們聊一聊嗎？

A：好！那么磷化銦作為在AI、高速數據傳輸、數據中心連接方向的關鍵基礎材料，可能目前還沒有能夠代替它的材料。現在它在和電傳輸、芯片處理這些結合發展，朝著芯片化、模塊化前進，當下它是有做成400G、800G，甚至有1.6T高速的模塊。和傳統的分立器件相比，分立器件可以用較小的材料來做，但現在的芯片、模塊都需要大尺寸的界面，比如我們現在常見的3英寸、4英寸襯底，那國外市場目前是已經出現了6英寸襯底的市場需求。像Coherent、德科立這些知名的公司，都已經建立了6英寸生產線，用來做更大規模的光芯片。那我們現在也在布局6英寸的研發，同時也在加強我們現有的3英寸、4英寸產能，以滿足后續市場的變化和調整。

Q：那除了磷化銦之外，我了解到您的團隊目前還在研究砷化銦和銻化鎵，那您認為這兩種材料未來的應用前景怎么樣？它們具體的應用領域有哪一些呢？

A：銻化鎵和砷化銦這兩個材料都算是紅外材料，它們適合做波段在8-14微米，甚至是更長的這種紅外發光器件、激光器。這兩個材料目前算是比較小眾的材料，銻化鎵它在中長波紅外探測器以及紅外成像面陣是有一定的市場規模的，主要是應用在軍工方向，國內的軍工企業是有在做這個材料的。這兩個材料在軍工上因為應用的比較好、非常有前景，那么也是國外禁用的材料，所以我們必須自己做起來，才不至于被“卡脖子”。砷化銦和銻化鎵很類似，也是做紅外波段的。它比較適合于做十幾微米到二十幾微米這個波段。紅外光這個波段我們現在實際上應用的還比較少，比較初步的應用包括人體的體溫檢測、監控、自動開門。在民用領域它們也有不錯的應用前景，比如大氣氣體監測、森林防火以及遙感，未來如果在民用領域進一步發展，將會有比較大的市場規模。

非常感謝趙老師給我們帶來了這么精彩的一個分析、講解，之后趙老師將會在粉體圈于10月22日-23日在深圳舉辦的“新材料為AI產業提速”先鋒論壇中為我們做出《大尺寸磷化銦晶圓的制備及其在AI光芯片應用探討》報告，有興趣的朋友可以報名參加哦！

粉體圈 Alice