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技術_InP磷化銦

Properties2
tags技術/inp, 技術/cpo, 產業/ai伺服器, 環節/光通訊
aliasesInP, 磷化銦, Indium Phosphide, InP Foundry, InP 晶圓代工, InP PIC, InP Laser, InP EML, InP PD, DFB雷射, CW DFB, EML, Electro-absorption Modulated Laser, PD光檢測, 3吋 InP, 6吋 InP, InP 晶圓尺寸轉換

閱讀時間約 14 分鐘

技術_InP磷化銦

定義

InP（Indium Phosphide，磷化銦）是 III-V 族化合物半導體，其直接帶隙特性使電子躍遷能直接發光，是製作高速光子主動元件（雷射、調製器、光偵測器）的核心材料。與矽光子（SiPh）以成熟 CMOS 製程整合波導不同，InP 是光電子主動元件的「最後一道防線」——尤其是高功率 CW DFB 雷射，目前無法被矽光取代。

AI 算力擴張使 CPU/GPU 間的高速傳輸需求暴增：AI 模型每兩年成長 100 倍，算力每兩年提升 3.3 倍，但記憶體頻寬與互連頻寬每兩年僅提升 1.4 倍，導致每兩年需要多部署 70 倍互連。銅纜在高速下衰減急速惡化（212 Gbps 下衰減已逾 20 dB），光互連不可避免。InP 元件是高速光通訊（800G→1.6T transceiver）與 CPO ELS 雷射光源的核心環節，AI CapEx 浪潮直接推升 InP 元件需求。

此頁涵蓋 InP 光子元件（PD、Laser/DFB、EML、PIC）的原理、供應鏈與投資觀察，InP 原材料（銦礦供給）見 技術_銦行業，CPO 系統整合見 技術_CPO，供應鏈地圖見 供應鏈_CPO。

圖解

圖說：（金正禾論壇，2026-01-30）CPO 前段供應鏈——Design、OE Engine、Laser Supplier、ASIC/xPU、SiPho Foundry 五欄對應不同廠商生態圈；Broadcom 為 IDM 自成一派，NVIDIA 依賴 Lumentum 等外部雷射供應商。

圖說：（金正禾論壇，2026-01-30）CPO 系統示意：NVIDIA GPU/ASIC 旁整合矽光子引擎，透過 FAU 光纖耦合連至其他 AI 系統，銅纜限制被光互連突破。

技術原理

InP 主被動元件一覽

元件基板應用距離對應波長功耗成本單價主要供應商
PD（光偵測器）InP近距離 NA900–1,550 nmLow$1–3 USDAVGO.US(broadcom)、Hamamatsu、GCS
Laser/DFB（CW 光源）InP100m–2km1,310 nm（SM）Medium$3–5 USDAVGO.US(broadcom)、COHR.US(coherent)、LITE.US(lumentum)、Sumitomo、Furukawa、Mitsubishi
EML（調製光源）InP100m–2km1,310 or 1,550 nm（SM）Large$15–20 USDAVGO.US(broadcom)、II-VI（現 COHR.US(coherent)）、LITE.US(lumentum)、Sumitomo、Furukawa、Mitsubishi
PIC（多功能 TRx）InP2km–2,000 km1,530–1,690 nm（coherent）Large$50–100 USDLITE.US(lumentum)、Finisar（現 COHR.US(coherent)）

InP 元件功能高度差異化：每種元件對應不同的物理結構、製程步驟與測試條件，不像 TSMC/UMC 的標準化 CMOS 製程可快速調配產能或擴產。這是 InP 長期由 IDM（如 Broadcom 自供 PD）或垂直整合廠主導的根因。

3 吋轉 6 吋不是即時的 4 倍供給

晶圓直徑由 3 吋增至 6 吋，面積在幾何上約增為 4 倍，但有效產出還要乘上「實際轉線比例 × 各站良率 × 封裝／分測良率」。memo_EML_InP_CW_ELS_NPO_CPO專家觀點_日期不詳 指出，6 吋初期要重新摸索 MOCVD、外延均勻性、晶圓應力與升溫後應力釋放；業者通常以少量批次驗證後再逐段增加 10%～20% 轉線比例，因此成熟 3 吋產能不會立即全部被 6 吋替代。

flowchart LR
    A[6 吋基板／MOCVD 改裝] --> B[外延與晶圓均勻性]
    B --> C[應力／溫度循環篩選]
    C --> D[EML 調製或高功率 CW 製程]
    D --> E[COB 封裝與分測]
    E --> F[有效可交付良品]
    classDef process fill:#a5d8ff,stroke:#1c7ed6,color:#111;
    classDef risk fill:#fff3bf,stroke:#f08c00,color:#111;
    class A,B,D process;
    class C,E,F risk;

圖說：6 吋晶圓的面積優勢必須逐站轉化成穩定良率；應力、溫循與封裝分測使有效供給不會隨面積一步跳升。

800G Transceiver 成本拆解（SiPho vs EML）

元件SiPho 方案（$）EML 方案（$）
DSP（高量）$30–50$30–50
Driver + TIA$20$20
SiPho Chip$30—
EML—160**
CW Laser（SiPho 外部光源）12–20—
High Speed PD2424
Others（PCB、lens 等）$120$120
合計（不含毛利）$260$370

EML 方案因每通道各自含調製雷射，BOM 高出約 $110（+42%）；SiPho 方案以外部 CW 光源分時多工，每顆 CW Laser 供 4 個通道，降低光源成本但增加光路設計複雜度。

關鍵參數 / 判斷指標

指標意義投資觀察
CW DFB 輸出功率（mW）CPO ELS 能否驅動整條光鏈路目前 Scale-Up CPO ELS 需 ≥100mW @1310nm；未來 200/400mW 或 CWDM 多波長版本進入後，能否供貨決定中系廠商能否切入
EML 成本（$/顆）800G/1.6T transceiver BOM 中最大變數EML 由 InP IDM 主導；SiPho + CW Laser 若持續降本，EML 占比將下滑
InP 元件良率IDM 與純晶圓代工的核心競爭力Broadcom 自供 PD 良率優勢；第三方 InP 代工（如 GCS）能否接近 IDM 水準決定外溢訂單空間
從 IDM 移轉外包比例供應鏈彈性指標Broadcom 外包量增加 → 台廠（穩懋等 InP 磊晶）受益
ELS 供應商多樣化CPO 系統整合風險Lumentum 當前主導；Coherent、中系廠商能否在 100mW 規格認證後切入第二供
6 吋轉線比例與批次穩定性決定面積優勢能否轉成有效產出追蹤連續批次良率、MOCVD 改裝完成度與 3／6 吋產能並存期，而非只看名目晶圓尺寸
基板認證／出口資格多來源供應能否真正落地Coherent 相關專家訪談稱新供應商多以 6 吋為目標，但看廠、送樣不等於取得北美客戶資格或可出口供貨

產業動能

概念股 / 族群

類型廠商角色觀察點
ELS / InP Laser IDMLITE.US(lumentum)Nvidia 首批 CPO ELS 主供、VCSEL/EEL 整合CPO 時程下修影響 2H26 ELS 出貨；長期受益於 ELS 需求爆發
ELS / InP Laser IDMCOHR.US(coherent)ELS 第二供、德州 6 吋 InP 擴產、PIC/EML 全線NVIDIA $20 億入股確認長期供應地位
InP 磊晶（台灣）3105_穩懋（櫃）InP 磊晶代工（GaAs 為主，InP 待確認）CPO 時程若 2027 放量，InP 磊晶訂單能否外溢給穩懋
InP 磊晶（台灣）4971_IET-KY（市）InP 磊晶，TSMC COUPE 上游與聯亞光電並列布局 TSMC COUPE 上游
SiPho 代工（搶 InP 場景）2330_台積電（市）COUPE PIC N65：矽光取代 InP 調製器TSMC COUPE 推進節奏決定 InP EML 需求能否被 SiPho 局部替代

信心水準

Lumentum/Coherent 的 ELS 供應地位已有多份報告確認（信心高）；穩懋的 InP 外溢訂單及 IET-KY 的 TSMC COUPE 上游地位待法說/供應鏈報告進一步確認（信心低）。

技術瓶頸 / 風險

  • InP 非標準化製程是擴產障礙：InP 主被動元件功能差異極大（PD、DFB、EML、PIC 各自製程），不能像 TSMC CMOS 標準化產能調配；IDM 廠難以快速擴產回應 AI 需求激增，純晶圓代工路線尚未成熟。
  • 晶圓尺寸的產能幻覺：3→6 吋的面積 4 倍只是理論上限；分批轉線、應力釋放、MOCVD recipe 與高功率／高速產品低良率，可能讓有效產出增幅顯著低於面積增幅。
  • ELS 功率規格持續升級：100mW→200mW→400mW DFB，或 CWDM 多波長（1270/1290/1310/1330/1350nm），每次升級都是新的技術門檻；中系廠商在高強度與多波長均勻性上具系統性落後。
  • SiPh 替代風險（局部）：矽光子技術成熟後，調製器（MZM/MRM）功能已被 SiPh 取代；剩餘 InP 不可取代的環節主要是高功率 CW DFB 雷射和 PD——但若矽光+混合整合進一步突破，技術壁壘可能收窄。
  • CPO 時程不確定性：Spectrum 6 CPO（DFAU 良率問題、插損 4.5 dB）導致 2026/2027 ELS 出貨低於預期，詳見 技術_CPO 衝突 callout。
  • 供應商議價能力喪失（系統整合商視角）：CPO 架構下，ELS 供應商綁定更緊密（CSP 無法像選擇可插拔光模組那樣自由換廠），ELS 廠商議價能力提升，但同時暴露在客戶集中風險。

InP vs 矽光（SiPh）競合

功能InP 優勢SiPh 優勢現況
CW DFB 雷射（光源）直接帶隙，效率高，100mW+ 可行間接帶隙，無法直接發光InP 不可取代
光偵測器（PD）頻寬寬（900–1550nm）短波長受限InP 仍主導高頻寬應用
調製器（MZM/MRM）小體積 EAM 整合可行成熟 CMOS 整合、低成本SiPh 已局部取代
波導傳輸低損耗成熟製程整合SiPh 主導
整合複雜度IDM 自垂直整合需外部 InP 雷射 Hybrid bondingTSMC COUPE = SiPh + InP 混合

技術演進時程

gantt
    title InP 光子元件需求演進
    dateFormat YYYY
    section 光模塊（Scale-Out）
    800G EML/SiPho+CW 並行 :done, 2024, 2026
    1.6T transceiver 放量   :active, 2026, 2028
    section CPO ELS（Scale-Up）
    Nvidia Q3450 ELS 首批（Lumentum 主供）:active, 2026, 2027
    ELS 需求爆發（Full CPO 90個/架）       :2027, 2029
    section InP 晶圓代工
    TSMC COUPE 試行                       :done, 2025, 2026
    TSMC CPO Pilot Pre-MP                 :2027, 2028
    CPO 量產 MP                            :milestone, 2028, 2028

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來源

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