中国粉体网讯 AI智算集群对高速光互联的需求，正把磷化铟推向半导体材料舞台的正中央。
在当前极度饥渴的磷化铟赛道，市场天天盯着"铟"，铟价又涨了多少，哪家又在上新产能......
但很少有人问一句：那个"磷"从哪来？
起点：磷矿资源
磷化铟，化学式InP，两个元素组成：铟+磷。毫无疑问，所有磷产品的起点都是最上游的矿产。
在自然界中，磷元素主要以独立矿物的形式赋存，目前已知的含磷矿物大概有120种。磷矿床中的磷主要以胶磷矿的形式存在，包括：氟磷灰石（3Ca3（PO4）2•CaF2）、碳磷灰石（3Ca3（PO4）2•CaCO3）、羟磷灰石（3Ca3（PO4）2•Ca（OH）2）和氯磷灰石（3Ca3（PO4）2•CaCl2）。手标本一般呈黑棕色和黄褐色，以内碎屑形式呈条带状赋存于矿石中。显微镜下可见氟磷灰石粒径大多为0.20～0.60 mm，粒屑之间被微晶磷灰石和白云石填充、胶结。此外，鸟粪石是中低品位的磷矿，对于解决磷矿资源短缺等问题具有重要作用。
根据美国地质调查局（USGS）2024年发布的数据，全球磷矿的储量达到了740亿t，其中摩洛哥磷矿储量最丰富，达到了500亿t，非洲和亚洲的磷矿储量占全球磷矿储量的82.7%。
2023年全球主要国家的磷矿储量统计图
根据自然资源部发布的《2023年中国矿产资源报告》统计结果，我国磷矿储量为36.9亿t，储量较多的省份分别是云南省13.35亿 t（占比36%）、湖北省9.31亿t（占比25%）、四川省6.64亿t（占比17%）和贵州省4.88亿t（占比13%）。我国磷矿资源中，沉积型磷矿占全国磷矿总量的75%左右，其他类型磷矿占全国磷矿总量的25%左右。
2017—2023年全球主要国家磷矿产量统计结果（单位：亿t）（数据来源：USGS）
根据美国地质调查局（USGS）2024年的数据，2023年我国磷矿石产量约0.9亿t，占全球磷矿石产量的41%，是目前全球最大的磷矿生产国。其他主要的磷矿生产国还有摩洛哥、美国、俄罗斯、约旦和巴西等。
直接来源：高纯红磷
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。
红磷又称赤磷，紫红或略带棕色的无定形粉末。在空气中几乎不会发生氧化，比较稳定，呈现为红褐色的立方晶体或无定形粉末形。电子级红磷绿色清洁合成工艺为高纯黄磷直接转化法，即在250~350℃，一定压力下隔绝空气加热黄磷转化为红磷，再精制得到高纯产品。
出于安全考虑红磷是合成磷化铟时最常用的一种。
图片来源：AI
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。
高纯红磷如何制备？
高纯红磷单体原料一般先以电炉法工艺制备工业级黄磷，再经过除杂提纯净化，最终转化为高纯红磷原料。
工业级黄磷纯度一般为99.5％~99.8％，主要杂质包括砷、铁、锑、硅、硫、锰、铝、铬、有机物、固体颗粒等。
高纯红磷通常由工业黄磷净化制得，净化方法主要分为化学净化法和物理净化法。
化学净化法主要包括氧化法、碘化物法和萃取法。氧化法中又分为早期的硝酸或硝酸－硫酸混酸法，以及后期开发的水相氧化法。化学净化法是工业黄磷精制工艺流程中前置技术手段，主要用于脱除砷、锑等杂质离子。我国化学净化法发展最迅速的是水相氧化法、有机溶剂萃取法等。在化学净化法后再采用吸附、区域熔融等物理精制法组合，将黄磷进一步精制到5N、6N、7N级水平。化学净化法砷脱除率高，但在精制过程中较难脱除试剂带入的杂质离子。
物理净化法主要包括真空蒸馏法、活性炭吸附净化法、电磁净化法、区域熔融法、微米过滤净化等。化学-物理相结合的净化法包括水相氧化－吸附黄磷精制技术、带氧化增强剂的水相氧化－吸附黄磷精制技术、有机溶剂萃取－区域熔融－微滤精制技术等。
国内高纯红磷典型的2种工艺均是以多种除杂工艺相结合的方法：
第1种：工业级黄磷→吸附→过滤→酸洗→蒸馏→精制黄磷→区域提纯→红磷转化→高纯红磷；
第2种：工业级黄磷→酸洗→氯化三氯化磷→精馏提纯→还原→红磷转化→高纯红磷。该工艺采用高纯氢气还原高纯三氯化磷来制备高纯红磷，其优点是原料带入的杂质少，红磷纯度高。缺点是常压法工艺过程转化率低，产品密度低（夹带气泡）、副产氯化氢易造成设备腐蚀等问题，需要有稳定的高纯氢气来源，采用该技术的工业化高纯红磷装置已经在云南楚雄川至电子材料有限公司投产。
高纯红磷来自哪些厂家？
目前，全球高纯红磷的主要供应商是日本化学工业与日本RASA工业两家化工巨头，占据了超过80%的市场份额。最近几年，国内厂家正在加速追赶，已经建立起清晰的梯队。
2026年6月18日，拓材科技举行了高纯半导体材料项目投产仪式暨年产30吨7N高纯红磷产品发布仪式。拓材科技表示，公司以自主工艺突破ppb级杂质控制，攻克了全链条关键技术，成功打破海外垄断，年产量预计达到30吨，填补了国内空白。
至纯科技参股的威顿晶磷是国内唯一低硫7N级高纯红磷量产企业，产品纯度对标日系，35吨现有产能已进入华为磷化铟供应链，同时布局5000吨高纯电子化学品扩产，半导体客户资源协同强。
兴发集团已实现6N电子级高纯红磷规模化量产，打通磷矿→高纯黄磷→电子红磷一体化产业链。6N/7N共线产线的年产能为850吨，其中7N级产品送样，完成小批量验证，下游供货给磷化铟衬底厂商。
参考来源：
[1]汤建伟等.发展高纯磷及磷系半导体材料，赋能传统磷产业跃升为新兴和未来产业
[2]纪罗军等.我国精细硫磷化工技术与市场综述（四）——黄磷及磷酸衍生产品
[3]张祺龙等.磷——农业和新能源产业必需的关键非金属
（中国粉体网/山川）
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