光模块调制器材料新路线：薄膜铌酸锂（TFLN）市场格局梳理
前言：单波400G在硅光路径上已触及物理天花板，“硅光+薄膜铌酸锂”异质集成方案有望成为3.2T光模块新技术路线。
一. 光模块结构
光模块是光通信领域核心器件，用于实现光电信号转换，主要结构：
（1）光发射组件（TOSA）：负责电光转换，由激光器（如DFB、VCSEL）、光学元件（如光隔离器、光调制器）等组成。
（2）光接收组件（ROSA）：负责光电转换，由光电探测器（如PIN、APD）、跨阻放大器（TIA）等组成。
（3）辅助结构：控制电路（MCU、DSP）、光纤接口、电接口、电路板等。
二. 光调制器分类
光调制器是光发射组件核心元件，功能是将电信号变化加载至光载波。
原理：通过改变材料的折射率或吸收系数，让光信号参数（如振幅、相位、频率）按照电信号的变化来改变。
组成：电光材料（决定调制器性能）、光波导（约束光信号传输）、电极（加载外部电信号）、输入/输出端口。
电光材料分类：主流材料包括硅基、磷化铟、铌酸锂三类。
2.1 硅基调制器
（1）原理：基于等离子体色散效应，通过改变硅波导载流子浓度调控折射率。
（2）特点：基于CMOS工艺，易规模量产；主要用于短距光通信（如数据中心、局域网）。
2.2 磷化铟（InP）调制器
（1）原理：基于量子阱限制斯塔克效应，通过改变磷化铟能带结构调控光信号。
（2）特点：光电性能好、材料兼容度高；主要用于中长距光通信（如城域网、骨干网）。
2.3 铌酸锂调制器
（1）原理：基于线性电光效应，通过外加电场改变铌酸锂折射率，实现光信号调制。
（2）特点：速率高、带宽大；主要用于高速光通信（如1.6T光模块）。
三. 薄膜铌酸锂概览
铌酸锂（LiNbO₃）是一种具有非线性光学性能的铁电晶体，是光通信、激光技术、量子信息领域的核心材料。
在应用中，铌酸锂存在尺寸大、兼容性差、驱动电压较高等限制，升级方向为薄膜铌酸锂（TFLN） ：
（1）优势：硅基兼容、更高密度集成、更大带宽、更低损耗。
（2）制备原理：将铌酸锂单晶从体材料上剥离后转为纳米级薄膜，并将其键合在硅基衬底。
（3）主流工艺：Smartcut（离子注入剥离法），碳酸锂/五氧化二铌→铌酸锂晶体→薄膜铌酸锂→调制器→光模块。
四. 相关布局厂商
薄膜铌酸锂技术壁垒较高，市场参与者较少：
（1）铌酸锂晶体：爱普科斯（德）、Crystal（美）、Korth Kristalle（德）、天通股份、福晶科技、德清华莹。
（2）铌酸锂调制器：富士通（日）、住友金属（日）、光库科技、Lumentum（美）、Hyper Light（美）、安孚科技（参股易缆微）。