TFLN赛道测绘：谁在量产元年的牌桌上

C114讯 9月4日消息（水易） 今年以来，大模型全面迈入万亿参数时代，智能体应用也在加速普及，带动算力需求爆发式增长。为满足需求，产业界在推动算力建设的同时，也在思考如何充分释放算力的效能。网络作为关键变量之一，其带宽、时延、功耗和传输效率等指标成为业内关注的焦点。

依托高带宽、低时延、低功耗、抗干扰等多重优势，光互连站上舞台中央，其不再只是数据中心中的配套型基础设施，而是成为支撑AI算力持续扩张的关键底座。

光模块作为光互连的核心基础元件，承担光信号产生、调制、传输、光电转换等关键功能，其性能直接决定光网络的传输速度、质量与可靠性。如今，800G已经规模部署，1.6T正在快速上量，3.2T加快技术验证，同时NPO、CPO等新兴技术也在加速演进。

而光模块速率每一次跃升，都在逼问调制器的物理极限，随着单通道速率的不断提升，既有磷化铟（InP）、硅光（SiPh）等材料开始乏力，薄膜铌酸锂（TFLN）逐渐进入产业界视野，快速从实验室走向量产化。

为什么需要TFLN？

前不久，英国光子技术公司G&H在《Semiconductor Digest》发表的文章中详细介绍了磷化铟（InP）、硅光（SiPh）、薄膜铌酸锂（TFLN）三大平台在电光调制功能方面的性能。

硅光通过注入或耗尽电荷载流子来调制光，其调制速度从根本上受到掺杂硅片和PN结的RC时间常数的限制。目前最先进的硅调制器的3dB带宽约为70GHz。

磷化铟利用电吸收，这使其在高调制速度下性能更佳，但也带来了热管理问题。与SiPh器件相比，利用成熟InP的器件由于复杂的外延堆叠和小尺寸晶圆，大规模制造成本仍然很高；但它们受益于与其他有源器件的单片集成。

薄膜铌酸锂通过泡克尔斯效应（Pockels effect）调制光：施加电场可直接改变铌酸锂晶体的折射率。调制过程中没有载流子移动，不会产生热量，响应速度很快。目前市售的TFLN调制器可在低于2V的驱动电压下工作，电光带宽超过110GHz。

可以说，光模块从800G向1.6T和3.2T升级，薄膜铌酸锂调制器的大带宽优势将更加突出，未来光通信对于成本、功耗、性能等要求会越来越高，而薄膜铌酸锂调制器凭借功耗、成本、性能等多方位优势，有望随着速率升级，迎来份额快速提升。

这不是市场份额的零和博弈，而是物理层面的硬约束。中信证券此前在研报中指出，3.2T速率时代将至，纯硅方案逼近带宽物理极限，薄膜铌酸锂有望成为下一代主流调制器方案。中信证券认为在400G/lane节点上，材料体系将取代封装工艺成为竞争核心，TFLN凭借Pockels效应的先天优势有望在3.2T时代实现份额跃升。

当然，向TFLN的过渡并非要完全替代其他方案，目前1.6T的出货主力仍是硅光方案。另外，历史经验告诉我们，单个技术的领先并不一定能够转化为整个系统的成功，根据场景选择合适的才是最好的。

已形成自主产业链

与此同时，业内人士的共识是，TFLN是国内光芯片最有机会全球同步竞争甚至领跑的赛道，其他光芯片领域，如硅光、InP，国内通常是追赶者。目前，一条覆盖上游材料、中游高速调制器芯片到下游封装的完整自主链条已经成型。

上游材料环节，天通股份铌酸锂晶圆材料6英寸和8英寸均已量产，12英寸也已完成研发验证。济南晶正占据全球薄膜衬底主导份额，福晶科技可提供高质量铌酸锂晶体，上海新硅聚合半导体拥有多种衬底选择方案的铌酸锂及钽酸锂单晶薄膜晶圆的产品，南智芯材实现了12英寸光学级铌酸锂晶体的自主研发。

中游调制器是价值最为集中的环节，光库科技于 2019年11月宣布以 1700万美元 现金收购Lumentum的 铌酸锂相关资产，包括生产设备、专利技术、库存及核心团队。六芯光电完成了基于8英寸晶圆的薄膜铌酸锂光子集成芯片，安湃光电打造了全球首个8英寸薄膜铌酸锂专用产线，犀里光电定位为“薄膜铌酸锂片上系统光子引擎提供商”，南智光电建成国内首条“薄膜铌酸锂+X”光电芯片产线，德科立子公司铌奥光电专注于 薄膜铌酸锂调制器芯片 的研发与制造。

下游的模块厂商方面，中国光模块厂商的市场份额全球领先，全球前十的光模块供应商中，中国企业占据七席，展现绝对的技术实力。目前，中际旭创、新易盛、光迅科技、联特科技等企业在不同场合表示过正在推进基于TFLN的光模块方案的研发。

当然，海外阵营同样百花齐放。例如脱胎于哈佛大学纳米光学实验室的创业企业HyperLight在今年与联电合作加速量产TFLN Chiplet平台，富士通在8英寸LNOI晶圆配套的调制器上已实现量产，住友电工与NGK掌握光学级铌酸锂单晶及薄膜衬底的关键产能，法国SOITEC在推进工程化LNOI衬底。

规模化商用的困境

AI的进一步发展，对光互连的需求也将持续攀升。QYResearch数据显示，2025年全球薄膜铌酸锂芯片市场规模约为2.39亿美元，预计到2032年将增长至3.67亿美元，年复合增长率为6.4%。从器件层面来看，全球薄膜铌酸锂调制器市场增长更为迅猛：2025年其市场规模约为3509万美元，预计到2032年将攀升至7.4亿美元，年复合增长率高达55.4%。

不过，坦率而言，TFLN离真正规模化商用还有一段距离。光库科技在最新的财报中表示，公司正积极推进铌酸锂高速调制器芯片和器件的研发及生产工作，在多个应用领域推进国内外头部客户的产品验证，今年在客户送样方面有所增加、继续小批量出货，并与终端和模块客户密切合作，开发新一代数据中心产品。

可以看到，就算是国内头部的TFLN企业也只是小批量出货。在第八届硅光产业大会上，飞思灵微电子首席专家曹权表示，尽管2026年被定义为TFLN规模化商用元年，但TFLN的产业化道路“才刚刚进入下半场”。

他表示，当前薄膜铌酸锂还面临七重工程挑战：尺寸过大，驱动方式不匹配、功能偏科、封装集成不成熟、可靠性风险、量产能力未经考验、成本预期不清晰。学术界追求极致带宽、超低Vπ，但产业界真正需要的是小尺寸芯片、差分驱动、大模场耦合、系统级余量、多波长一致性与热稳定性。

光库科技芯片设计兼产品经理郝婷此前在CIOE中国光博会联合C114举办的一场论坛上表示，薄膜铌酸锂接下来还需要不断改进，一方面还需要加强异质异构集成，通过将TFLN与Si、SiN、III-V族等不同材料体系的器件进行高效融合，充分发挥各材料的优势。另一方面推动先进封装，例如3D封装、热管理、高密度阵列封装、die to wafer等。

正如曹权所言，薄膜铌酸锂的上半场，学术界已证明它能做得多好；下半场，必须由产业界来回答。

注：本图由AI生成