AI算力引爆3.2T光模块革命,薄膜铌酸锂如何成为“光学硅”?

今天咱们来聊一个听起来有点“硬核”，实际上很有趣的话题——光模块。

随着AI芯片持续迭代升级，数据中心的光模块已实现从400G、800G到1.6T的演进。

在这一技术浪潮中，3.2T光模块正迎来加速导入。

而支撑这一代际跃升的核心材料——薄膜铌酸锂，“铌酸锂”这名字听起来像某种化学试剂，但其实它是一种非常厉害的光学材料，早在1965年就被人工合成出来了。它集电光、压电、铁电、非线性光学等多种优异性能于一身，被业界誉为光子时代的“光学硅”。

传统的铌酸锂晶体有个问题：太“厚”了。于是，科学家们想了个妙招：把它做成“薄膜”。通过离子切片、键合等黑科技，把铌酸锂做成只有几百纳米厚的薄膜，贴在硅片等衬底上。这一下子就打开了新世界的大门：拥有高带宽、低驱动电压、高线性及强光场约束等优势。

光库科技的技术专家曾总结，薄膜铌酸锂具备超高带宽、低驱动电压、低光学损耗和高线性度四大核心优势，正好击中了超高速光互连的所有“痛点”。

所以，把它叫做“光学硅”，真是实至名归——它正在像硅变革电子产业一样，变革着光通信产业。

LightCounting预计，2028年3.2T光模块市场规模有望达到13.96亿美元，到2031年有望提升至240亿美元。三年时间，市场规模要翻17倍！

更惊人的是华泰证券的测算：2031年仅3.2T光模块带动的薄膜铌酸锂调制器市场空间就有望接近30亿元，对应2029~2031年的复合年均增长率高达271%！

让人兴奋的是，中国在这个领域已经走在了世界前列。

今年3月，中国信科集团国家信息光电子创新中心发布了全球首款170GHz铌酸锂薄膜光电调制器。

这款只有火柴盒大小的器件，被称为光通信系统的“信号转换心脏”，实现了超高速光电转换技术的全新突破。

国资委网站报道，这一突破的背后，是我国光调制器技术从跟跑到领跑的跨越式发展：5年前，我国高端调制器带宽还局限在40GHz以内；3年前实现110GHz国产化突破；不久前推出145GHz产品；如今站上170GHz新台阶。

不仅如此，今年1月，新华网报道武汉研制出800nm超宽带薄膜铌酸锂高速电光调制器，在《Nature Communications》期刊发表了研究成果。

上海科技大学的研究团队也在《自然》杂志发表了相关论文，实现了单路超500 Gbps的光纤传输。

薄膜铌酸锂的产业链可划分为铌酸锂晶体材料-薄膜铌酸锂晶圆-薄膜铌酸锂调制器（芯片），各环节均具备较高技术壁垒，我国厂商在以上各领域均已取得积极进展。

上游：材料与晶圆（壁垒最高）

天通股份：公司已经掌握了大尺寸铌酸锂晶片制备的关键核心技术，成功自主研发并量产。公司自主开发的8英寸掺铁钽酸锂晶体成功产出，是公司继6英寸钽酸锂晶体稳定量产后的又一大新突破，有效填补了大尺寸压电材料领域应用的空白。

福晶科技：全球非线性光学晶体龙头，中科院背景，公司少量提供铌酸锂晶体，主要用于激光器件的制造。

中游：调制器与芯片（价值量集中）

光库科技：这家公司可是铌酸锂调制器的“老司机”，有40年研发生产历史。公司在投资者问答中明确表示，已经掌握了开发高达800Gbps及以上速率的薄膜铌酸锂调制器芯片和器件的关键能力。

德科立：公司在400G、800G及1.6T光模块上同步推出薄膜铌酸锂方案（TFLN）产品，并为其1.6T模块同步布局了包括TFLN在内的三种技术方案。

下游：光模块与应用（需求爆发）

中际旭创：全球光模块龙头，加速推进1.6T光模块研发，采用硅光与薄膜铌酸锂双技术路径，推动产品迭代升级，深度服务英伟达、微软等核心客户。公司的1.6T产品已经在量产出货，且预计会保持每个季度出货量环比提升；3.2T产能正在准备中。

新易盛：已推出基于硅光与薄膜铌酸锂方案的400G、800G及1.6T系列高速光模块产品。基于TFLN的800G光模块功耗仅11.2W，处于行业领先地位，400G光模块在亚马逊AWS大规模出货；同时也是Meta、甲骨文等公司的长期供应商或核心合作伙伴。

联特科技：已推出基于薄膜铌酸锂调制技术的800G光模块，并积极布局CPO/NPO等下一代封装技术，持续拓展在数据中心高速互连中的应用。

值得一提的是，薄膜铌酸锂不仅应用于可插拔光模块，还将在LPO（线性驱动可插拔光学）和CPO（共封装光学）中发挥关键作用。

在LPO上，薄膜铌酸锂的低半波电压特性，相比硅光功耗更低；高线性度特性，可大幅补偿因去掉DSP带来的信号质量损失。

在CPO上，基于薄膜铌酸锂的光调制器，可以提供超高单通道速率、超低驱动功耗、超高线性度以及材料稳定性与可集成性，有望成为未来CPO规模部署的重要选择。

随着AI通信网络加速向单波400G及更高传输速率迈进，传统材料的性能局限性逐渐显现，薄膜铌酸锂正以“光学硅”之姿，重塑高速光模块的未来格局，支撑起AI算力时代的光通信基础设施。