AI熱潮席捲全球，帶動高速運算與資料傳輸需求激增，光通訊模組作為AI伺服器內部連接的關鍵元件，其核心材料磷化銦（InP）基板的重要性不言而喻。InP基板憑藉優異的高頻特性與低損耗表現，被廣泛應用於100G、400G甚至800G光模組的雷射二極體與光偵測器。然而，隨著AI應用對頻寬與能效的要求持續攀升，InP基板的產能擴張卻面臨多重考驗，成為業界高度關注的議題。當前，全球InP基板供應高度集中於少數大廠，製程複雜度與良率控製成為擴產的最大絆腳石。從磊晶層成長到晶圓切割，每一道工序都存在技術瓶頸，不僅影響產出速度，更直接衝擊光模組的整體成本。市場對於InP基板的需求呈現爆發式成長，但供應端卻難以即時跟進，導致交期拉長、價格波動。業者分析，若要滿足AI運算帶動的龐大需求，必須從材料純度、設備精度與生產自動化等多面向著手突破。以下將深入探討InP基板擴產所面臨的三大核心瓶頸，並分析可能解方。
磊晶品質不均，良率提升困難
InP基板的核心在於磊晶層的精準沉積，製程中需要在高溫環境下將InP薄膜均勻生長於基板上，以形成具備特定光電特性的結構。然而，磊晶過程中的溫度分佈、原料流場與晶格匹配等變數，極易影響層厚均勻性與缺陷密度。目前，主流的有機金屬化學氣相沉積（MOCVD）技術雖已成熟，但當晶圓尺寸從2吋邁向4吋甚至更大時，氣體分佈與熱場控制難度倍增，導致晶圓邊緣與中心的磊晶品質出現顯著差異。這種不均勻性直接導致後續元件製程的良率低落，尤其對於高速光模組所需的低暗電流、高響應度特性，任何微小的缺陷都會造成效能衰減。業界為此投入大量資源開發即時監控與補償機制，例如採用多區加熱器與動態氣流調節，但仍無法完全消除變異。此外，磊晶設備的購置成本高昂且交期長，廠商若想擴充產能，必須提前一年以上下單，進一步限制了產線的靈活性。
晶圓加工與切割，損耗率居高不下
InP材料本身具備脆性與易碎特性，使得晶圓加工過程中面臨極高破片風險。從磊晶完成後的晶圓研磨、拋光到最終的雷射切割或鑽石刀切割，每一步都需精準控制應力分佈。尤其當晶圓厚度小於150微米時，其機械強度大幅下降，傳統製程的良率可能僅有七成左右。切割時產生的碎屑與微裂紋若未被完全清除，不僅影響單一晶粒的電性，更可能污染後續製程環境。為突破此瓶頸，多家設備商開始引入雷射隱形切割技術，透過聚焦雷射在材料內部形成改質層，再以低應力方式分離晶粒，有效減少崩邊與裂紋。然而，該技術的參數調校需針對InP的特定晶向與摻雜濃度進行優化，缺乏通用的標準化流程，因此導入速度緩慢。同時，先進封裝技術如共封裝光學（CPO）的興起，對InP晶粒的尺寸公差與平整度要求更加嚴苛，進一步考驗加工設備的極限精度。
原材料供應與設備自給率不足
除了製程本身的技術難題，InP基板擴產還受制於上游原材料的供應穩定性。高純度銦與磷的提煉技術門檻高，且全球僅少數廠商具備穩定量產能力。近年來，地緣政治風險與原物料價格波動，使得InP基板生產業者面臨成本上漲與斷鏈疑慮。此外，關鍵製造設備如MOCVD機台、晶圓研磨機與檢測儀器，長期以來主要依賴日本與歐美供應商，台灣本土設備自給率偏低。當全球半導體設備需求暴增時，設備交期大幅延長，使得台灣InP基板擴產計畫被迫延後。為強化供應鏈韌性，業界開始推動國產化設備開發，並與原物料供應商簽訂長期合約，同時探索替代材料如氮化鎵（GaN）的可行性，以分散風險。
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