一吨500万元的高纯红磷，中国半导体最缺的原材料之一

9月初，一则“某磷化铟多晶供应商因未能采购到高纯红磷而被迫停产”的消息在业内流传，搅动了半导体甚至整个光通信产业链的神经。后来相关企业及时出来予以辟谣，阻止了该假消息的继续传播。

一则假消息为何让大家如此躁动？

首先高纯红磷肯定是个非常关键的东西，关注度比较高；然后，消息虽假，但大家都明白，高纯红磷短缺却是当前行业真实的现状。

高纯红磷是什么？为什么会缺？

磷的发现

12世纪，阿拉伯炼金术士尝试提炼黄金时未获得成功，却意外分离出了造福人类的新元素——磷。然而，当时他们并未意识到这一发现的重大意义，因此这种新元素也未被正式记载。

1669年的某个夜晚，在德国汉堡圣米迦勒教堂的地下室里，一位名叫亨尼格·布兰德的炼金术士正试图从尿液中获取“哲人石”，他将沙子、木炭和石灰等物质与尿液混合后蒸馏，虽然没有获得黄金，但是意外发现了一种蜡状的白色固体。布兰德意识到自己发现了不寻常的物质，最初将这种物质叫作kalte-feuer（德文意为冷火），后来又称之为“phosphorus”，由“phos”（光）和“phorus”（承载者）组成，意为“光的载体”。

19世纪末，爱丁堡的詹姆斯·伯吉斯·里德曼（JamesBurgessReadman）发明了一种从磷酸盐岩中生产单质磷的电炉法，这种方法已沿用至今。

了解红磷

磷的化学元素符号是P，出于元素周期表中第三周期第15族第V主族（VA）氮族，原子序数15。磷元素晶体为简单立方晶胞，有黄磷（白磷）、红磷（赤磷）和黑磷（紫磷、金属磷）3种同素异构（形）体。

黄磷又称白磷，白色或浅黄色半透明性固体，主要用于生产热法磷酸、三氯化磷、三氯氧磷、五硫化二磷等磷化合物，少量用于生产红磷和五氧化二磷。高纯黄磷广泛用于大规模集成电路、液晶显示器等微电子工业。

黑磷是黄磷在中高温、高压条件下转化制得的高纯产品。黑磷可用于锂电池、太阳能电池、芯片制造、医药及氢能源等领域。

1845年，奥地利化学家施勒特尔发现了红磷。红磷有7种变体，呈深红色、褐色到紫色的粉末状固体，毒性很弱，略溶于无水乙醇，不溶于水、二硫化碳和有机溶剂。密度2.34g/cm³，熔点59℃，沸点200℃，燃点（着火点）240℃，加热到400℃以上才着火。黄磷在没有空气的条件下，加热到260℃或在常温时光照下就会转变成红磷。

而红磷加热到416℃就升华变成蒸气，它的蒸气冷凝后就会重新变成黄磷。红磷的化学活性比黄磷小，在空气中氧化很慢，但易被氧化剂所氧化，如被硝酸氧化成磷酸。

红磷与氯酸钾（KClO₃）一起摩擦即着火燃烧，甚至发生爆炸，可以利用这个特性来制造安全火柴。红磷的变体有紫磷、金属磷，略显金属性，能导电，故有“金属磷”之称。

高纯红磷为什么会短缺？

在当前AI算力基础设施建设浪潮下，光通信已经成为支撑数据中心扩容的重要环节。AI服务器的算力集群需要大量光互连：机柜内部、机柜之间、数据中心之间，数据交换的带宽需求呈指数级增长，带动高速光模块的需求爆发。

目前磷化铟是100G以上高速光芯片（EML激光器、APD探测器、CW光源）的唯一成熟商业化衬底，没有任何量产替代方案。

于是，AI算力爆发对磷化铟的需求，呈现出“倍数级爆发”：单台AI服务器需要的光模块，是普通服务器的10倍以上；行业又正朝着800G→1.6T→3.2T方向突进，1.6T光模块需要的磷化铟衬底，是800G模块的2.7-2.8倍。

磷化铟，化学式是InP，两个元素组成：铟+磷。市场天天盯着"铟"，很少有人问一句：那个"磷"从哪来？

答案便是高纯红磷，6N甚至是7N级。它是合成磷化铟多晶、单晶的唯一固体磷源，没有替代品。

据业内人士透露，生产1公斤的磷化铟衬底，需消耗约0.25公斤的电子级高纯红磷，但多晶公司成品率只有60%，单晶成品率约为60%。据此计算，生产1公斤合格磷化铟衬底实际消耗的电子级高纯红磷约为0.7公斤。

于是，高纯红磷的需求沿着产业链自下而上层层传导，从光模块到磷化铟衬底，再到上游的高纯红磷，爆了。

据了解，目前6N级高纯红磷的价格高达500万元/吨，7N低硫高纯红磷更高。这个价格只能看看，倒不是它不靠谱，而是自7月日本厂商起收紧对华供货，当前是有价无市，没有长协压根拿不到货。

高纯红磷难在哪？

第一是纯度。不同于市面上常见的工业级红磷，电子级高纯红磷需要把各类金属杂质控制在十亿分之一级别，从普通黄磷提纯至 6N 级别，意味着杂质含量需要压缩上万倍，不仅对提纯工艺、无尘生产环境、精密检测设备有着极高要求，同时还要保证不同批次产品的稳定性，一旦微量杂质超标，就会直接造成整片磷化铟衬底报废，这也让电子级高纯红磷形成了极高的行业技术壁垒。

第二是工艺路线。兴发集团走黄磷直接制红磷的物理法，兴福电子偏电子级磷烷催化分解法。前者考验纯化和杂质控制，想要将红磷杂质剥离至7N级别，需要全程超净真空环境，严格管控硫、砷等有害杂质，技术门槛极高。而后者依赖特气体系和催化裂解稳定性。

第三是危化品属性。高纯红磷属于高危危化品，新建产线审批至少2年。

第四是小试到量产的鸿沟。实验室样品纯度达标，不等于能工业化稳定量产。中试放大、下游验证、连续供货，每一步都会筛掉一批玩家。

所以国产高纯红磷的缺口，本质上不是“缺多少吨”的问题，而是“从0到1”的国产化问题。

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