相比電子電路通過控制電壓、電流進行運算和信號放大，光電模塊通過光電信號轉(zhuǎn)化的方式有利于實現(xiàn)高速和長距離通信。隨著AI興起，這種優(yōu)勢變得更加突出，光電產(chǎn)業(yè)及相關(guān)材料也受到空前關(guān)注，磷化銦（InP）更因兼具重要性和高成本而成為焦點中的焦點，人們很容易得出結(jié)論——實現(xiàn)高純磷化銦（InP）低成本規(guī)模化生產(chǎn)，可以大幅降低AI硬件成本，助力AI工具惠及各行各業(yè)。

磷化銦（InP）對于AI的重要性

——在半導體材料中，價帶和導帶的概念是理解其電學和光學性質(zhì)的關(guān)鍵。價帶是電子能量的最高能級帶，包含了被束縛在原子中的電子，這些電子不參與導電。導帶則是能量較高的電子能級帶，包含了可以自由移動的電子，這些電子能夠?qū)щ姟．旊娮訌膬r帶躍遷到導帶時，材料就能夠?qū)щ姟r帶和導帶之間的能量差稱為帶隙，決定了材料的導電性和光學性質(zhì)。少數(shù)半導體材料價帶的最高點和導帶的最低點在動量空間中重合，這意味著電子可以直接從價帶躍遷到導帶，而無需改變動量，這種性質(zhì)被稱為直接帶隙，在光發(fā)射和光吸收方面表現(xiàn)優(yōu)越，支持更高的數(shù)據(jù)傳輸速率和更大的帶寬。磷化銦（InP）不僅是直接帶隙半導體，而且相比硅半導體具有更高的電子遷移率，允許更快的信號傳輸和更高的操作速度；加之高頻性能、熱穩(wěn)定性以及低功耗等其他特性，這些構(gòu)成了磷化銦（InP）在AI算力材料中的關(guān)鍵優(yōu)勢和特殊地位。

磷化銦（InP）量產(chǎn)難導致的高成本

高純InP多晶是制備高質(zhì)量InP單晶的先決條件，決定著InP單晶材料的應用和發(fā)展。InP的純度不僅影響其電學性質(zhì)，而且影響器件質(zhì)量。磷化銦晶體合成需要在高溫、高壓環(huán)境下進行，工藝難度相當大，磷高蒸汽壓、熱場控制、銦/磷夾雜等難點均限制著InP晶體合成技術(shù)的發(fā)展。除了生產(chǎn)效率不高外，磷化銦材料一致性低、裝備成本高，工藝控制難也造成原料端門檻高，供應不足而呈現(xiàn)“卡脖子”的態(tài)勢。

2020年，陜西銦杰半導體有限公司磷化銦半導體材料產(chǎn)業(yè)化項目在銅川新材料產(chǎn)業(yè)園區(qū)開工，開啟磷化銦半導體產(chǎn)業(yè)化進程。2024年項目二期開工，總投資15.8億元，占地105畝。業(yè)務涵蓋化合物半導體、新材料、智能裝備研發(fā)、制造及銷售,為全球客戶提供化合物半導體、新材料、智能裝備解決方案。

定于10月22-23日，深圳召開的“新材料為AI產(chǎn)業(yè)提速”先鋒論壇上，陜西銦杰半導體有限公司創(chuàng)始人黃小華博士將作題為“AI算力"卡脖子"材料：高純磷化銦（InP）低成本規(guī)模化化學合成生產(chǎn)技術(shù)”的報告，重點介紹高純磷化銦化學合成技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)業(yè)化及其在高速通信、AI、數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域應用，并對相關(guān)技術(shù)發(fā)展進行思考與展望。敬請期待！

報告人簡介

黃小華，北京化工大學博士，陜西銦杰半導體有限公司創(chuàng)始人，主要從事半導體材料以及裝備研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化，并成功將化學方法應用到多個重大項目及系統(tǒng)集成度極高的晶體材料國產(chǎn)化工作，申請和授權(quán)專利50余項，其中發(fā)明專利近20余項。2021年入選陜西省“秦創(chuàng)原引用高層次科技人才”。銦杰聚焦高純磷化銦半導體材料項目的產(chǎn)業(yè)化實施，該項目實現(xiàn)了我國高純磷化銦產(chǎn)業(yè)化“零”的突破。銦杰致力于化合物半導體材料研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化，擁有全套自主知識產(chǎn)權(quán)的裝備、工藝和控制技術(shù)，具備高度集成的自動化生產(chǎn)能力，產(chǎn)品質(zhì)量和核心技術(shù)指標已達到國際先進水平。

深圳AI新材料論壇