磷化铟是一种在5G通信、光模块、3D传感等领域具有广阔应用前景的半导体材料，在近几年因其出色的性能引起了全球的广泛关注，据Modor Intelligence发布的行业报告显示，2024年磷化铟晶圆市场规模预计为1.7703亿美元，到2029年预计将达到3.1115亿美元。预测期内的复合年增长率为11.94%。人工智能时代，材料如何与AI进行结合、应用是热点话题，作为在人工智能、6G通信、太赫兹通信均有发展潜力的材料，能否为我们交上第一份答卷呢？我们来到了珠海鼎泰芯源晶体有限公司，邀请鼎泰芯源的首席科学家赵有文研究员与我们进行分析、探讨。

Q：赵老师，您好！据我们了解，您团队目前的主要研发材料是磷化铟，可能很多朋友对于磷化铟这个材料还比较陌生，您方便给我们简单的介绍一下磷化铟吗？

A：好，磷化铟是一种Ⅲ-Ⅴ族的化合物半导体材料，它是由Ⅲ族的元素铟和Ⅴ族的元素磷组成的一种化合物半导体。磷化铟具有非常多优异的性质，比如它的发光效率比较高，具有非常不错的光学性能，可以有效节约能源，降低成本；抗热性能好，在较高的温度下可以维持设备的运行，延长设备的寿命；电子迁移率高，可以有效提高数据传输的效率，减少信号延迟，适合做微波器件以及1.3-1.55微米波段的光通讯激光器、探测器，同时还可以做成光芯片。实际上，磷化铟作为一个光源材料、探测材料，已经在光通讯市场有很多年的应用了，许多器件的制备都需要使用大量的磷化铟。目前，它有非常多的应用领域，比如医疗美容的红外光，现在很多企业研发的1.55微米波段的激光雷达，有害气体检测。那最重要的未来一个应用领域，就是现在最热门的人工智能，它可以在跟AI相关的数据传输、数据处理中发挥较大的作用，包括需要大量用磷化铟做的光模块、光芯片，那这一部分是我们比较看好的市场。

Q：那我们经常听到的Ⅲ-Ⅴ族半导体材料有砷化镓和氮化镓，这两者跟磷化铟进行对比，您认为磷化铟具有怎样的优势呢？

A：砷化镓和氮化镓虽然也都是Ⅲ-Ⅴ族的材料，但它们这几种材料在性质上是有所不同的。具体来说，就是每一个材料发光的波段不一样，应用也会有所不同。比如砷化镓，它是可以做成红光的激光器、LED里头的器件；氮化镓主要是做蓝光、紫外光的，可以用于照明，现在很多灯里面都有用到它；那么磷化铟主要是做近红外这一块的，实际应用有光通讯这块。在生产应用的过程中，我们需要的波段是很多的，囊括了可见光、红外、紫外这些波段。每个材料都会有相对应得应用领域，并不是互相代替的那种关系。

Q：您刚刚提到了磷化铟可以在AI方向有一些应用，那您认为它在AI领域将会面临什么样的一个挑战？它未来的发展有一些什么好的前景？您可以简单的跟我们聊一聊吗？

A：好！那么磷化铟作为在AI、高速数据传输、数据中心连接方向的关键基础材料，可能目前还没有能够代替它的材料。现在它在和电传输、芯片处理这些结合发展，朝着芯片化、模块化前进，当下它是有做成400G、800G，甚至有1.6T高速的模块。和传统的分立器件相比，分立器件可以用较小的材料来做，但现在的芯片、模块都需要大尺寸的界面，比如我们现在常见的3英寸、4英寸衬底，那国外市场目前是已经出现了6英寸衬底的市场需求。像Coherent、德科立这些知名的公司，都已经建立了6英寸生产线，用来做更大规模的光芯片。那我们现在也在布局6英寸的研发，同时也在加强我们现有的3英寸、4英寸产能，以满足后续市场的变化和调整。

Q：那除了磷化铟之外，我了解到您的团队目前还在研究砷化铟和锑化镓，那您认为这两种材料未来的应用前景怎么样？它们具体的应用领域有哪一些呢？

A：锑化镓和砷化铟这两个材料都算是红外材料，它们适合做波段在8-14微米，甚至是更长的这种红外发光器件、激光器。这两个材料目前算是比较小众的材料，锑化镓它在中长波红外探测器以及红外成像面阵是有一定的市场规模的，主要是应用在军工方向，国内的军工企业是有在做这个材料的。这两个材料在军工上因为应用的比较好、非常有前景，那么也是国外禁用的材料，所以我们必须自己做起来，才不至于被“卡脖子”。砷化铟和锑化镓很类似，也是做红外波段的。它比较适合于做十几微米到二十几微米这个波段。红外光这个波段我们现在实际上应用的还比较少，比较初步的应用包括人体的体温检测、监控、自动开门。在民用领域它们也有不错的应用前景，比如大气气体监测、森林防火以及遥感，未来如果在民用领域进一步发展，将会有比较大的市场规模。

非常感谢赵老师给我们带来了这么精彩的一个分析、讲解，之后赵老师将会在粉体圈于10月22日-23日在深圳举办的“新材料为AI产业提速”先锋论坛中为我们做出《大尺寸磷化铟晶圆的制备及其在AI光芯片应用探讨》报告，有兴趣的朋友可以报名参加哦！

粉体圈 Alice