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光模块需求看涨,光子学革命材料有望借势破局

发布时间:2023-10-26 来源: 责任编辑:wenwei

【导读】AI浪潮下,算力需求呈爆发增长之势,光模块大有可为显著受益。同时,AI算力需求的提升也驱动着光模块向高速率演进,光模块需要800G以上甚至到1.6T的传输速率上,薄膜铌酸锂方案作为重要技术路径之一被高度关注,将成为高速光模块的重要发展方向,有望借势破局。


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引发光子学革命的材料


铌酸锂被视为引发光子学革命的材料,哈佛大学下辖学院在2017年发表的“Now entering, Lithium Niobate Valley“中对铌酸锂进行了盛赞,称铌酸锂对于光学的意义相当于硅对于电子学的意义。


自1928年以来,科学家们对铌酸锂的探索与研究已经近百年,国内最早于1970年开始对铌酸锂晶体生长、缺陷、性能及其应用的研究,至今已取得一系列成果,南京大学、南开大学等是代表性院校,较早取得创新性突破。


随着技术的发展与实际需求,铌酸锂走向薄膜化。哈佛大学Marko Lončar教授在一次采访中曾表示“10年内,薄膜铌酸锂将在所有高性能光电子应用中取代硅基光子,特别是在数据通信中”,薄膜铌酸锂的市场与应用前景被广泛看好,是不少国家或地区关注的一大焦点。


国外方面,以欧洲为例,欧洲2022年启动铌酸锂光子学计划,获得欧盟资助的ELENA项目计划打造首个绝缘体上薄膜铌酸锂(LNOI)的全欧洲供应链光子集成电路(PIC)平台。


国内方面,2021年,国家重点研发计划启动实施“信息光子技术”重点专项,提出薄膜铌酸锂光子集成关键工艺及集成技术开发。针对当前欠缺薄膜铌酸锂光电子芯片加工工艺平台的问题,建设开放共享的薄膜铌酸锂光电子加工工艺平台。


全球铌酸锂晶体市场规模超十亿元


国内铌酸锂产业链趋于完善


铌酸锂产业链上游材料主要包括铌酸锂晶体及薄膜,上游设备主要包括电子束直写、DUV光刻机等;产业链中游 主要是铌酸锂调制器芯片及器件等,包括体材料铌酸锂调制器和薄膜铌酸锂调制器;产业链下游主要应用于光通 信、光纤陀螺、超快激光器、有线电视(CATV)等众多领域。


全球铌酸锂晶体市场稳步增长,2022年市场规模达11.3亿元。伴随下游行业快速发展,铌酸锂晶体市场空间不断 扩大。根据新思界产业研究中心的《2023-2028年中国铌酸锂晶体行业市场深度调研及发展前景预测报告》, 2022年全球铌酸锂晶体市场规模达11.3亿元,同比增长3.1%。


光学级是铌酸锂晶体的主要类型,2016年占比约60%。根据QYReseach公众号数据,2016年全球铌酸锂晶体市 场营收为1.24亿美元(约8亿元),预计2022年达到1.46亿美元(约10亿元),CAGR为2.26%。其中,光学级 是铌酸锂晶体的主要类型,2016年全球光学级铌酸锂晶体销售收入约0.75亿美元,约占全球销售收入的60%。此 外, 2016年,日本拥有全球最大的铌酸锂晶体出口量和制造商,而欧洲是铌酸锂晶体的第二大销量市场。


目前,薄膜铌酸锂材料的主要参与者包括济南晶正、上海新硅聚合、厦门博威、Partow Technologies、 SRICO 、NGK Insulators等。其中,济南晶正在全球率先实现了铌酸锂单晶薄膜材料的商业化生产,可以提供 3/4/6英寸,厚度为300-900nm的薄膜铌酸锂晶圆;上海新硅聚合可以提供4英寸,厚度为300-600nm的薄膜铌酸 锂晶圆;厦门博威可以提供4英寸,厚度为300-500nm的薄膜铌酸锂晶圆;美国Partow Technologies可以提供 3/4/6英寸,厚度为300-1200nm的薄膜铌酸锂晶圆;美国SRICO可以提供3英寸,厚度为1000nm的薄膜铌酸锂晶 圆;日本NGK Insulators可以提供厚度为500nm的薄膜铌酸锂晶圆。


长期薄膜铌酸锂调制器市场空间或超百亿


2024年全球调制器芯片及器件市场规模将达226亿美元。根据光库科2021年报援引WinterGreen Research的数据 ,预测2024年全球调制器芯片及器件市场(包含通信、传感及其他)将增长至226亿美元。


我们认为,随相干光通信快速渗透,叠加光纤陀螺、超快激光器等非通信市场的需求后,长期全球薄膜铌酸锂调 制器市场规模有望超百亿。1)光通信领域,根据我们测算,长期全球薄膜铌酸锂调制器市场规模约59-88亿元; 2)光纤陀螺领域,根据我们测算,2024年中国铌酸锂调制器市场规模约50-67亿元;3)超快激光器领域,根据 我们测算,2024年全球铌酸锂调制器市场规模约3.21亿美元(约22亿元)。


来源:贤集网



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