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人工智能的“心臟”要靠它?揭秘撬動(dòng)AI算力革命的二維材料——硒化銦

2026-03-08            8條評(píng)論
導(dǎo)讀: 硒化銦(InSe),化學(xué)式通常寫作InSe或InSe,屬于典型的Ⅲ-Ⅵ族化合物半導(dǎo)體,是近年來(lái)材料科學(xué)領(lǐng)域備受矚目的明星材料。其核心價(jià)值源于其獨(dú)特的二維層狀結(jié)構(gòu):?jiǎn)螌咏Y(jié)構(gòu)內(nèi)由共價(jià)鍵結(jié)合,層與層之間則由較弱的范德華力堆疊,這使得它能夠像石墨烯一樣被剝離至原子級(jí)厚度。

1. 行業(yè)概念與定義

硒化銦(InSe),化學(xué)式通常寫作InSe或InSe,屬于典型的Ⅲ-Ⅵ族化合物半導(dǎo)體,是近年來(lái)材料科學(xué)領(lǐng)域備受矚目的明星材料。其核心價(jià)值源于其獨(dú)特的二維層狀結(jié)構(gòu):?jiǎn)螌咏Y(jié)構(gòu)內(nèi)由共價(jià)鍵結(jié)合,層與層之間則由較弱的范德華力堆疊,這使得它能夠像石墨烯一樣被剝離至原子級(jí)厚度。

從物理特性來(lái)看,硒化銦具備幾個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)標(biāo)簽:高載流子遷移率(理論值遠(yuǎn)超硅)、可調(diào)的能帶結(jié)構(gòu)(隨層數(shù)變化,涵蓋可見(jiàn)光至紅外波段)、良好的柔韌性以及鐵電性。這些特性使其在下一代集成電路、高性能光電探測(cè)、柔性電子以及能源催化等領(lǐng)域被視為超越傳統(tǒng)硅基極限的潛力股。

2. 市場(chǎng)核心特點(diǎn)

當(dāng)前中國(guó)乃至全球的硒化銦市場(chǎng),呈現(xiàn)出顯著的 “研究與產(chǎn)業(yè)雙軌并行” 及 “政策與前沿技術(shù)雙輪驅(qū)動(dòng)” 的特點(diǎn)。區(qū)別于成熟的大宗商品市場(chǎng),該市場(chǎng)具有以下獨(dú)特屬性:

  • 技術(shù)驅(qū)動(dòng)型市場(chǎng): 市場(chǎng)規(guī)模的擴(kuò)張不依賴于產(chǎn)能的簡(jiǎn)單復(fù)制,而是高度依賴單晶質(zhì)量、薄膜均勻性、相結(jié)構(gòu)控制等關(guān)鍵制備技術(shù)的突破。

  • 高純度與定制化需求: 下游應(yīng)用(如半導(dǎo)體濺射靶材、CVD沉積原料)對(duì)純度要求極為苛刻,通常需要5N(99.999%)甚至6N以上級(jí)別。產(chǎn)品形態(tài)(粉末、晶體、靶材)與應(yīng)用場(chǎng)景深度綁定,標(biāo)準(zhǔn)化程度低。

  • 強(qiáng)耦合性: 作為稀散金屬化合物,其成本與供應(yīng)鏈深度依賴上游金屬銦的產(chǎn)能與價(jià)格波動(dòng)。中國(guó)在全球銦冶煉環(huán)節(jié)占據(jù)主導(dǎo)地位,這為下游深加工提供了戰(zhàn)略緩沖,但也受制于原生礦產(chǎn)的綜合回收率

3. 行業(yè)現(xiàn)狀分析:關(guān)鍵轉(zhuǎn)折點(diǎn)正在發(fā)生

當(dāng)前中國(guó)硒化銦行業(yè)正處于 “從實(shí)驗(yàn)室走向晶圓廠” 的關(guān)鍵導(dǎo)入期。根據(jù)行業(yè)研究機(jī)構(gòu)新思界的觀點(diǎn),雖然市場(chǎng)規(guī)模在2025年全球僅接近5億元人民幣,但同比增長(zhǎng)超過(guò)10%,顯示出強(qiáng)勁的活力。

市場(chǎng)規(guī)模

3.1 供給端:晶圓級(jí)制備技術(shù)的“破壁”

長(zhǎng)期以來(lái),阻礙硒化銦產(chǎn)業(yè)化的最大瓶頸在于大尺寸、高質(zhì)量、單晶相材料的制備。傳統(tǒng)的機(jī)械剝離法僅能用于基礎(chǔ)研究,無(wú)法支撐工業(yè)應(yīng)用。
2025年7月,北京大學(xué)劉開(kāi)輝教授團(tuán)隊(duì)在《科學(xué)》期刊上發(fā)表的成果,堪稱行業(yè)分水嶺。其首創(chuàng)的“固-液-固”生長(zhǎng)策略,成功制備出 2英寸高質(zhì)量硒化銦晶圓,且電學(xué)性能全面優(yōu)于目前最先進(jìn)的3nm節(jié)點(diǎn)硅基技術(shù)。這一突破意味著:

  1. 從“碎片”到“晶圓”的躍遷: 解決了二維材料走向集成電路的最大痛點(diǎn)——與現(xiàn)有半導(dǎo)體產(chǎn)線的兼容性。

  2. 性能驗(yàn)證: 極高的遷移率(~287 cm²/V·s)和接近理論極限的亞閾值擺幅,從商業(yè)邏輯上證明了其作為“后硅時(shí)代”溝道材料的可行性。

與此同時(shí),中國(guó)科學(xué)院寧波材料所等機(jī)構(gòu)在材料改性方面也取得進(jìn)展,通過(guò)“化學(xué)剪刀”技術(shù)解決硒化銦的相穩(wěn)定性問(wèn)題,提升了其在熱電等領(lǐng)域的應(yīng)用潛力

3.2 需求端:高算力與低功耗的“剛需”牽引

從商業(yè)邏輯看,傳統(tǒng)硅基晶體管在10nm以下節(jié)點(diǎn)面臨的短溝道效應(yīng)和功耗爆炸式增長(zhǎng),是硒化銦等二維材料崛起的根本驅(qū)動(dòng)力。具體需求體現(xiàn)在:

  • 集成電路: AI和物聯(lián)網(wǎng)對(duì)算力的指數(shù)級(jí)需求,使得芯片巨頭亟需尋找新型溝道材料。硒化銦晶圓的出現(xiàn),直接瞄準(zhǔn)了這一龐大的存量替代市場(chǎng)。

  • 光電探測(cè): 其1.2-1.3eV的帶隙完美覆蓋近紅外通信窗口,在光通信、激光雷達(dá)(LiDAR)接收端具有天然優(yōu)勢(shì)。

  • 新興概念驗(yàn)證: 在柔性顯示、神經(jīng)形態(tài)計(jì)算(存算一體)等前沿領(lǐng)域,硒化銦作為功能層的器件研究正在激增。

3.3 競(jìng)爭(zhēng)格局:科研院所主導(dǎo),企業(yè)萌芽

目前中國(guó)市場(chǎng)參與者可分為兩大陣營(yíng)。核心參與者詳情如下表所示:

 
 
參與陣營(yíng)主要角色/機(jī)構(gòu)名稱市場(chǎng)定位與活動(dòng)發(fā)展階段
前沿研究梯隊(duì)北京大學(xué)、中國(guó)人民大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院寧波材料所等進(jìn)行底層技術(shù)突破、知識(shí)產(chǎn)權(quán)布局、晶圓級(jí)制備和物性調(diào)控技術(shù)源頭,產(chǎn)業(yè)化前夜
商業(yè)化探索梯隊(duì)四川高純材料科技、山東堯同實(shí)業(yè)、河北宏鉅金屬材料、西安方科新材料等提供高純?cè)、硒化銦粉末及部分濺射靶材,主要服務(wù)于科研及小規(guī)模工業(yè)試錯(cuò)商業(yè)化初級(jí)階段

市場(chǎng)目前由科研采購(gòu)和少量軍工/航天預(yù)研需求主導(dǎo)。真正的規(guī);虡I(yè)應(yīng)用(如進(jìn)入芯片代工廠產(chǎn)線)尚未開(kāi)啟。

4. 未來(lái)趨勢(shì)研判

基于當(dāng)前的技術(shù)演進(jìn)速度和商業(yè)邏輯,中國(guó)硒化銦市場(chǎng)將呈現(xiàn)以下趨勢(shì):

  1. 晶圓尺寸大型化: 參考砷化鎵、磷化銦的發(fā)展路徑,在2英寸晶圓突破后,下一步將是向4英寸、6英寸乃至8英寸的兼容性邁進(jìn),以滿足產(chǎn)業(yè)界對(duì)生產(chǎn)效率的要求。

  2. 從“材料”到“器件”的垂直整合: 單純的材料供應(yīng)商將面臨價(jià)值天花板。掌握晶圓技術(shù)的機(jī)構(gòu)(如北大團(tuán)隊(duì))很可能通過(guò)技術(shù)授權(quán)或孵化初創(chuàng)企業(yè)的方式,與下游芯片設(shè)計(jì)/制造廠形成深度綁定,提供“材料+工藝方案”的整體解決方案。

  3. 純度競(jìng)賽升級(jí): 隨著晶圓級(jí)薄膜沉積技術(shù)的發(fā)展,對(duì)源材料(粉末/靶材)的純度要求將從現(xiàn)在的5N向6N、7N躍進(jìn),金屬雜質(zhì)和氣體元素的控制將成為企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力的分水嶺

  4. 回收體系的前瞻布局: 參考ITO靶材的回收邏輯,未來(lái)高價(jià)值硒化銦材料的回收(如濺射廢靶回收)將在產(chǎn)業(yè)成熟后成為重要的原料來(lái)源,這是行業(yè)共識(shí)中的必然環(huán)節(jié)

 在這個(gè)過(guò)程中,博思數(shù)據(jù)將繼續(xù)關(guān)注行業(yè)動(dòng)態(tài),為相關(guān)企業(yè)和投資者提供準(zhǔn)確、及時(shí)的市場(chǎng)分析和建議。

    《2026-2032年中國(guó)硒化銦行業(yè)市場(chǎng)發(fā)展現(xiàn)狀調(diào)研與投資趨勢(shì)前景分析報(bào)告》由權(quán)威行業(yè)研究機(jī)構(gòu)博思數(shù)據(jù)精心編制,全面剖析了中國(guó)硒化銦市場(chǎng)的行業(yè)現(xiàn)狀、競(jìng)爭(zhēng)格局、市場(chǎng)趨勢(shì)及未來(lái)投資機(jī)會(huì)等多個(gè)維度。本報(bào)告旨在為投資者、企業(yè)決策者及行業(yè)分析師提供精準(zhǔn)的市場(chǎng)洞察和投資建議,規(guī)避市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn),全面掌握行業(yè)動(dòng)態(tài)。

博思數(shù)據(jù)調(diào)研報(bào)告
中國(guó)硒化銦市場(chǎng)分析與投資前景研究報(bào)告
報(bào)告主要內(nèi)容

行業(yè)解析
行業(yè)解析
全球視野
全球視野
政策環(huán)境
政策環(huán)境
產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
技術(shù)動(dòng)態(tài)
技術(shù)動(dòng)態(tài)
細(xì)分市場(chǎng)
細(xì)分市場(chǎng)
競(jìng)爭(zhēng)格局
競(jìng)爭(zhēng)格局
典型企業(yè)
典型企業(yè)
前景趨勢(shì)
前景趨勢(shì)
進(jìn)出口跟蹤
進(jìn)出口跟蹤
產(chǎn)業(yè)鏈調(diào)查
產(chǎn)業(yè)鏈調(diào)查
投資建議
投資建議
報(bào)告作用
申明:
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