隨著數(shù)據(jù)流量爆發(fā)與下游應用的豐富，驅(qū)動光模塊產(chǎn)品向著更小型化、更高速率、更低成本的方向演進。

光模塊發(fā)展至800G以及后續(xù)1.6T等速率的升級，帶動光模塊相關(guān)技術(shù)路線的前瞻研發(fā)與迭代升級。近年來，用于高速相干光通信的數(shù)字電光調(diào)制器需求持續(xù)增長。

電光調(diào)制器通過調(diào)制將通信設備中的高速電子信號轉(zhuǎn)化為光信號，當前新一代光薄膜鈮酸鋰調(diào)制器有望借勢破局。#光通信##光模塊#

CignalAI預測，隨著高速相干光傳輸技術(shù)不斷從長途/干線下沉到區(qū)域/數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域，用于高速相干光通信的數(shù)字光調(diào)制器需求將持續(xù)增長，2024年全球高速相干光調(diào)制器出貨量將達到200萬端口。按照每個端口平均需要1～1.5個調(diào)制器，若薄膜鈮酸鋰調(diào)制器體滲透率可達50%，對應的市場空間約82-110億元。

全球高速相干光調(diào)制器出貨量：

資料來源：CignalAI

鈮酸鋰行業(yè)概覽

電光調(diào)制器通過調(diào)制將通信設備中的高速電子信號轉(zhuǎn)化為光信號，是光通信系統(tǒng)中不可或缺的一環(huán)。

當前有三種電光調(diào)制器制備方案，根據(jù)材料平臺不同，可分為硅基方案（硅光）、磷化銦方案和鈮酸鋰方案三種。

其中，鈮酸鋰材料性能優(yōu)勢明顯。

鈮酸鋰電光系數(shù)顯著高于磷化銦，而硅沒有直接電光系數(shù)，因而鈮酸鋰調(diào)制器是大容量光纖傳輸網(wǎng)絡和高速光電信息處理系統(tǒng)中的關(guān)鍵器件。

鈮酸鋰方案具有高帶寬、低插損、較高消光比、工藝成熟等優(yōu)點；同時能夠充分滿足傳輸距離長、容量大的需求。

可以傳輸距離長達100公里以上，容量超過100G，在100G/400G相干光通訊網(wǎng)絡和超高速數(shù)據(jù)中心有著廣泛的應用。

但是，傳統(tǒng)鈮酸鋰調(diào)制器由于尺寸較大，難以滿足光器件小型化趨勢。

而薄膜鈮酸鋰調(diào)制器在性能和性價比上得到新的提升，在保留鈮酸鋰調(diào)制器原有的性能優(yōu)勢的同時使帶寬獲得突破；隨著尺寸的減小也使單位面板傳輸密度大大提高，成本方面有進一步下降的空間。

薄膜鈮酸鋰行業(yè)概覽

隨著薄膜鈮酸鋰新技術(shù)突破，新一代薄膜鈮酸鋰調(diào)制器芯片技術(shù)將解決尺寸大不利于集成的問題。

鈮酸鋰材料通過新型微納工藝，在硅基襯底上蒸鍍二氧化硅（SiO2）層，將鈮酸鋰襯底高溫鍵合構(gòu)造出解理面，最后剝離出鈮酸鋰薄膜。

該工藝下制備出的薄膜鈮酸鋰調(diào)制器芯片突破原有瓶頸，具有高性能、低成本、小尺寸、可批量化生產(chǎn)且與CMOS 工藝兼容等優(yōu)點，是未來高速光互連極具競爭力的解決方案。

薄膜鈮酸鋰調(diào)制器芯片的關(guān)鍵制備技術(shù)為鈮酸鋰薄膜的圖形化。

我國從1970 年代開始鈮酸鋰晶體生長、缺陷、性能及其應用研究。

1980年，南開大學與西南技術(shù)物理所合作發(fā)現(xiàn)高摻鎂鈮酸鋰的高抗光損傷性能，該晶體被稱為“中國之星”；同年，南京大學突破了周期極化鈮酸鋰的生長工藝，從實驗上實現(xiàn)了準相位匹配。

鈮酸鋰晶體具有光電效應多、性能可調(diào)控性強、物理化學性能穩(wěn)定、光透過范圍寬等特點。

鈮酸鋰單晶薄膜相對較硬，組分特殊，難以刻蝕。

目前已公開的鈮酸鋰薄膜圖形化技術(shù)路線中，主要包括電子束光刻（EBL）+干法刻蝕/濕法刻蝕、紫外+干法刻蝕、DUV+干法刻蝕四種。

其中，相對于濕法刻蝕，干法刻蝕對薄膜鈮酸鋰的形貌和刻蝕速率的可控性更高，運用EBL+干法刻蝕的路線能夠充分發(fā)揮電子束光刻加工精度高、版圖設計靈活、無需掩膜版直接曝光等優(yōu)點。#6月財經(jīng)新勢力#

薄膜鈮酸鋰產(chǎn)業(yè)鏈

國內(nèi)薄膜鈮酸鋰產(chǎn)業(yè)鏈已趨于成熟，上游材料主要包括鈮酸鋰晶體及薄膜，上游設備主要包括電子束直寫、DUV光刻機等。

產(chǎn)業(yè)鏈中游主要是鈮酸鋰調(diào)制器芯片及器件等，包括體材料鈮酸鋰調(diào)制器和薄膜鈮酸鋰調(diào)制器。

產(chǎn)業(yè)鏈下游主要應用于光通信、光纖陀螺、超快激光器、有線電視（CATV）等眾多領(lǐng)域。

資料來源：華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院、富士通、光庫科技、訊石光通訊網(wǎng)、海通證券

薄膜鈮酸鋰市場格局

薄膜鈮酸鋰技術(shù)壁壘高，行業(yè)先發(fā)優(yōu)勢或成卡位關(guān)鍵。

上游鈮酸鋰晶體方面，全球市場中，德國愛普科斯、日本住友金屬礦業(yè)、德國KorthKristalle是市場份額排名前三的鈮酸鋰生產(chǎn)企業(yè)。

日本擁有全球最大的鈮酸鋰晶體出口量和制造商，而歐洲是鈮酸鋰晶體的第二大銷量市場。

與海外發(fā)達國家相比，我國鈮酸鋰晶體行業(yè)起步較晚，但發(fā)展勢頭迅猛。

我國鈮酸鋰晶體市場主要參與者包括福晶科技、德清華瑩、天通股份、南智芯材等。

福晶科技是全球非線性光學晶體龍頭，開展獨立自主研發(fā)，能夠提供各種規(guī)格高質(zhì)量的鈮酸鋰晶體，相關(guān)產(chǎn)品已成功推向Lumentum等光器件廠商。

薄膜鈮酸鋰材料的主要參與者包括濟南晶正、上海新硅聚合、廈門博威、PartowTechnologies、SRICO 、NGK Insulators等。

鈮酸鋰調(diào)制器是當前電光調(diào)制器市場的主流產(chǎn)品。主要用在100G-1.2T的長距骨干網(wǎng)相干通訊和單波100/200G的超高速數(shù)據(jù)中心上。

由于電信級高速調(diào)制器芯片產(chǎn)品設計難度大，工藝非常復雜，截至2022年底全球僅有三家主要供應商可以批量供貨，分別是日本富士通、日本住友以及中國光庫科技。

其中，富士通占據(jù)傳統(tǒng)鈮酸鋰約 70%的全球市場份額。

富士通薄膜鈮酸鋰調(diào)制器較體材料鈮酸鋰產(chǎn)品尺寸縮小60%: