2036年冲击480亿美元，硅光子与InP PIC市场爆发

光子集成电路（PIC）采用半导体行业成熟的制造工艺，将复杂的光学功能微型化集成到单颗芯片上。相比电子集成电路，光子集成电路具备显著优势。光的传播速度约为电信号的3倍，因此光子集成电路能够实现高得多的数据传输吞吐量。同时，光子集成电路的传输损耗通常远小于电子集成电路的电阻损耗。上述特性让光子波导的数据传输效率最高可达电子器件的10倍，带宽提升100倍，延迟大幅降低（仅为电子器件的0.3倍），通常还能节约能耗。此外，光子集成电路可以集成到成熟的CMOS工艺中，相对容易和现有电子系统结合，进一步提升其通用性，助力数据通信技术发展。

IDTechEx在《硅光子与光子集成电路2026-2036：技术、市场与预测》报告中预测，该市场将以21.9%的复合年增长率（CAGR）增长，到2036年规模达到480亿美元。基于光子集成电路（PIC）的光收发模块正快速成为AI变革中的核心器件，这类器件能够提速数据中心节点间互联，同时降低功耗，支撑更大规模AI模型的训练与运行。但与纯电子集成电路不同，光子集成电路需要集成III-V族半导体来实现激光器功能，因为硅本身无法产生激光。截至2026年，主流选用材料为磷化铟（InP）。

磷化铟对比硅光子：并非非此即彼的二元对立

光收发模块主要使用两类光子集成电路：硅光子器件与单片式磷化铟器件。单片式磷化铟方案在磷化铟基底上制作完整的光子集成电路，包含调制器、激光器、光电二极管与波导。该方案无需将磷化铟激光器键合到硅光子芯片上（也规避了键合带来的界面损耗），但磷化铟材料成本较高、供应受限，且晶圆尺寸更小，良率远低于硅工艺。

与之相对，硅光子方案尽可能使用硅材料，仅在激光器和光电二极管部分采用III-V族半导体。光子领域常见的一个认知误区，就是把磷化铟方案和硅光子方案对立起来。截至2026年，几乎所有硅光子器件都会搭载磷化铟激光器。因此硅光子渗透率提升，并不会挤压磷化铟元器件的需求，只是会改变磷化铟需求的结构。

光子技术拉动磷化铟需求

铟是锌冶炼的伴生副产品。IDTechEx研究显示，全球约70%的铟供应集中在中国。这种区域集中性带来额外供应链风险：中国已于2025年4月对铟等多种材料实施出口管制。目前，该出口管制仅要求办理许可，并未全面禁止出口，但这也反映出光子产业全球供应链的脆弱性。铟经过加工后与磷结合制成磷化铟（InP）衬底，这一高度专业化领域由Sumitomo Electric、AXT、JX Nippon以及Freiberger主导。磷化铟晶圆随后送往外延代工厂，通过金属有机化学气相沉积（MOCVD）或分子束外延（MBE）设备生长晶体薄膜。

近年来，高品质磷化铟衬底需求激增。尽管厂商正在扩产，但这已经成为AI硬件落地过程中新出现的瓶颈。完成外延后，代工厂在晶圆上制作激光器、调制器等器件；成品既可以作为分立器件出售，也可以封装为磷化铟光收发模块，或是集成到硅光子器件中。总体来看，磷化铟器件良率远低于硅器件，可用晶圆尺寸也更小。

硅代工厂已经成熟量产12英寸晶圆，而磷化铟主流还是2英寸、3英寸和4英寸晶圆。面对供应持续紧张的市场，行业已经开始推进更大尺寸晶圆平台的研发。该报告发现，多家厂商正在转向6英寸磷化铟晶圆。

从铟原料生产到光收发模块组装的全球磷化铟供应链。外延生长到器件制造环节，很大一部分产能属于自用产能。

磷化铟供应链以自用产能为主

IDTechEx调研表明，头部磷化铟厂商大多具备高度垂直整合能力。Coherent与Lumentum均掌控从晶圆到最终产品（激光模组或光收发模块）的全链路供应。与之不同，硅光子电路通常交由外部代工厂（如TSMC、Tower、GlobalFoundries）制造，之后再交给封测外包（OSAT）合作伙伴完成后续工序。

长期以来，磷化铟产业面向通信领域小批量、高价值的专用产品，行业并未形成分工协作的全球化生态。磷化铟外延工艺存在大量专有技术，器件制造环节大多保留在企业内部。但这套定制化小批量生产体系，正面临前所未有的旺盛需求。头部厂商Coherent和Lumentum均表示，需求远超供给，NVIDIA等大型企业也在主动争取锁定长期磷化铟器件供应。

IDTechEx指出，由此带来的下游影响，是硅光子方案落地提速。硅光子方案仅需要结构更简单的连续波（CW）激光器，光信号调制工作交由硅基调制器完成。

市场快速迭代，新一代材料平台蓄势待发

IDTechEx还调研跟踪评估了硅与磷化铟之外的多种新兴材料平台，包括薄膜铌酸锂（TFLN）和钛酸钡（BTO）。这类材料具备极高的开关频率，在量子技术等新兴光子集成电路场景中极具潜力。