AI浪潮下，算力需求呈爆發(fā)增長(zhǎng)之勢(shì)，光模塊大有可為顯著受益。

同時(shí)，AI算力需求的提升也驅(qū)動(dòng)著光模塊向高速率演進(jìn)，光模塊需要800G以上甚至到1.6T的傳輸速率上，薄膜鈮酸鋰方案作為重要技術(shù)路徑之一被高度關(guān)注，將成為高速光模塊的重要發(fā)展方向，有望借勢(shì)破局。


引發(fā)光子學(xué)革命的材料

鈮酸鋰被視為引發(fā)光子學(xué)革命的材料，哈佛大學(xué)下轄學(xué)院在2017年發(fā)表的“Now entering, Lithium Niobate Valley“中對(duì)鈮酸鋰進(jìn)行了盛贊，稱鈮酸鋰對(duì)于光學(xué)的意義相當(dāng)于硅對(duì)于電子學(xué)的意義。

自1928年以來(lái)，科學(xué)家們對(duì)鈮酸鋰的探索與研究已經(jīng)近百年，國(guó)內(nèi)最早于1970年開(kāi)始對(duì)鈮酸鋰晶體生長(zhǎng)、缺陷、性能及其應(yīng)用的研究，至今已取得一系列成果，南京大學(xué)、南開(kāi)大學(xué)等是代表性院校，較早取得創(chuàng)新性突破。

隨著技術(shù)的發(fā)展與實(shí)際需求，鈮酸鋰走向薄膜化。哈佛大學(xué)Marko Lon?ar教授在一次采訪中曾表示“10年內(nèi)，薄膜鈮酸鋰將在所有高性能光電子應(yīng)用中取代硅基光子，特別是在數(shù)據(jù)通信中”，薄膜鈮酸鋰的市場(chǎng)與應(yīng)用前景被廣泛看好，是不少國(guó)家或地區(qū)關(guān)注的一大焦點(diǎn)。

國(guó)外方面，以歐洲為例，歐洲2022年啟動(dòng)鈮酸鋰光子學(xué)計(jì)劃，獲得歐盟資助的ELENA項(xiàng)目計(jì)劃打造首個(gè)絕緣體上薄膜鈮酸鋰（LNOI）的全歐洲供應(yīng)鏈光子集成電路（PIC）平臺(tái)。

國(guó)內(nèi)方面，2021年，國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃啟動(dòng)實(shí)施“信息光子技術(shù)”重點(diǎn)專項(xiàng)，提出薄膜鈮酸鋰光子集成關(guān)鍵工藝及集成技術(shù)開(kāi)發(fā)。針對(duì)當(dāng)前欠缺薄膜鈮酸鋰光電子芯片加工工藝平臺(tái)的問(wèn)題，建設(shè)開(kāi)放共享的薄膜鈮酸鋰光電子加工工藝平臺(tái)。


全球鈮酸鋰晶體市場(chǎng)規(guī)模超十億元

國(guó)內(nèi)鈮酸鋰產(chǎn)業(yè)鏈趨于完善

鈮酸鋰產(chǎn)業(yè)鏈上游材料主要包括鈮酸鋰晶體及薄膜，上游設(shè)備主要包括電子束直寫、DUV光刻機(jī)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(yīng)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。

全球鈮酸鋰晶體市場(chǎng)穩(wěn)步增長(zhǎng)，2022年市場(chǎng)規(guī)模達(dá)11.3億元。伴隨下游行業(yè)快速發(fā)展，鈮酸鋰晶體市場(chǎng)空間不斷 擴(kuò)大。根據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心的《2023-2028年中國(guó)鈮酸鋰晶體行業(yè)市場(chǎng)深度調(diào)研及發(fā)展前景預(yù)測(cè)報(bào)告》， 2022年全球鈮酸鋰晶體市場(chǎng)規(guī)模達(dá)11.3億元，同比增長(zhǎng)3.1%。

光學(xué)級(jí)是鈮酸鋰晶體的主要類型，2016年占比約60%。根據(jù)QYReseach公眾號(hào)數(shù)據(jù)，2016年全球鈮酸鋰晶體市 場(chǎng)營(yíng)收為1.24億美元（約8億元），預(yù)計(jì)2022年達(dá)到1.46億美元（約10億元），CAGR為2.26％。其中，光學(xué)級(jí) 是鈮酸鋰晶體的主要類型，2016年全球光學(xué)級(jí)鈮酸鋰晶體銷售收入約0.75億美元，約占全球銷售收入的60％。此 外， 2016年，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(chǎng)。

目前，薄膜鈮酸鋰材料的主要參與者包括濟(jì)南晶正、上海新硅聚合、廈門博威、Partow Technologies、 SRICO 、NGK Insulators等。其中，濟(jì)南晶正在全球率先實(shí)現(xiàn)了鈮酸鋰單晶薄膜材料的商業(yè)化生產(chǎn)，可以提供 3/4/6英寸，厚度為300-900nm的薄膜鈮酸鋰晶圓；上海新硅聚合可以提供4英寸，厚度為300-600nm的薄膜鈮酸 鋰晶圓；廈門博威可以提供4英寸，厚度為300-500nm的薄膜鈮酸鋰晶圓；美國(guó)Partow Technologies可以提供 3/4/6英寸，厚度為300-1200nm的薄膜鈮酸鋰晶圓；美國(guó)SRICO可以提供3英寸，厚度為1000nm的薄膜鈮酸鋰晶 圓；日本NGK Insulators可以提供厚度為500nm的薄膜鈮酸鋰晶圓。


長(zhǎng)期薄膜鈮酸鋰調(diào)制器市場(chǎng)空間或超百億

2024年全球調(diào)制器芯片及器件市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)226億美元。根據(jù)光庫(kù)科2021年報(bào)援引WinterGreen Research的數(shù)據(jù) ，預(yù)測(cè)2024年全球調(diào)制器芯片及器件市場(chǎng)（包含通信、傳感及其他）將增長(zhǎng)至226億美元。

我們認(rèn)為，隨相干光通信快速滲透，疊加光纖陀螺、超快激光器等非通信市場(chǎng)的需求后，長(zhǎng)期全球薄膜鈮酸鋰調(diào) 制器市場(chǎng)規(guī)模有望超百億。1）光通信領(lǐng)域，根據(jù)我們測(cè)算，長(zhǎng)期全球薄膜鈮酸鋰調(diào)制器市場(chǎng)規(guī)模約59-88億元； 2）光纖陀螺領(lǐng)域，根據(jù)我們測(cè)算，2024年中國(guó)鈮酸鋰調(diào)制器市場(chǎng)規(guī)模約50-67億元；3）超快激光器領(lǐng)域，根據(jù) 我們測(cè)算，2024年全球鈮酸鋰調(diào)制器市場(chǎng)規(guī)模約3.21億美元（約22億元）。