集微網消息,AI浪潮下,算力需求呈爆發增長之勢,光模塊大有可為顯著受益。
同時,AI算力需求的提升也驅動著光模塊向高速率演進,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路徑之一被高度關注,將成為高速光模塊的重要發展方向,有望借勢破局。
引發光子學革命的材料
鈮酸鋰被視為引發光子學革命的材料,哈佛大學下轄學院在2017年發表的“Now entering, Lithium Niobate Valley“中對鈮酸鋰進行了盛贊,稱鈮酸鋰對于光學的意義相當于硅對于電子學的意義。
自1928年以來,科學家們對鈮酸鋰的探索與研究已經近百年,國內最早于1970年開始對鈮酸鋰晶體生長、缺陷、性能及其應用的研究,至今已取得一系列成果,南京大學、南開大學等是代表性院校,較早取得創新性突破。
隨著技術的發展與實際需求,鈮酸鋰走向薄膜化。哈佛大學Marko Lon?ar教授在一次采訪中曾表示“10年內,薄膜鈮酸鋰將在所有高性能光電子應用中取代硅基光子,特別是在數據通信中”,薄膜鈮酸鋰的市場與應用前景被廣泛看好,是不少國家或地區關注的一大焦點。
國外方面,以歐洲為例,歐洲2022年啟動鈮酸鋰光子學計劃,獲得歐盟資助的ELENA項目計劃打造首個絕緣體上薄膜鈮酸鋰(LNOI)的全歐洲供應鏈光子集成電路(PIC)平臺。
國內方面,2021年,國家重點研發計劃啟動實施“信息光子技術”重點專項,提出薄膜鈮酸鋰光子集成關鍵工藝及集成技術開發。針對當前欠缺薄膜鈮酸鋰光電子芯片加工工藝平臺的問題,建設開放共享的薄膜鈮酸鋰光電子加工工藝平臺。
薄膜鈮酸鋰方案顯身手
電光調制器是光模塊中最關鍵的部件之一,可以將電信號轉換為光信號。
在主要的三種電光調制器制備方案(硅光、磷化銦、鈮酸鋰)中,鈮酸鋰方案有其獨特的優勢,鈮酸鋰調制器具有帶寬高、穩定性好、信噪比高、傳輸損耗小、工藝成熟等優點。
但是,傳統鈮酸鋰調制器的局限性也較為明顯,“成本高”“尺寸大”等不足限制了其發展步伐,薄膜鈮酸鋰調制器的出現則為調制器市場注入了新的活力,競爭力愈發凸顯,具有高性能、低成本、小尺寸、可批量化生產、且與CMOS工藝兼容等優點。
截至目前,國內已有不少家公司已經將薄膜鈮酸鋰調制器技術應用到800G光模塊中:
新易盛在OFC2023上展出了基于薄膜鈮酸鋰調制器TFLN技術的800G OSFP DR8,配合5nm DSP以及集成的TIA,功耗僅為11.2W;聯特科技有基于薄膜鈮酸鋰調制技術的800G光模塊;德科立在CIOE2023上展示了基于5nm DSP芯片和薄膜鈮酸鋰調制器方案的800G OSFP DR8 光模塊,功耗低至11W....
鈮酸鋰賽道融資升溫
今年以來,國內鈮酸鋰賽道備受關注,截至目前已有超5家鈮酸鋰企業披露完成新一輪融資,包括元芯光電子、安湃芯研、鈮奧光電、恒元光電等,融資輪次集中于早中期,融資總規模超5億元。相比前幾年,鈮酸鋰賽道明顯熱了起來。
元芯光電子
9月,元芯光電子完成過億元B輪融資,將持續進行薄膜鈮酸鋰調制器、大范圍可調諧激光器、DFB激光器芯片的規模化量產。
元芯光電子是一家以IDM模式自主研發、生產、測試、銷售半導體激光器芯片的企業,擁有iTLA(大范圍可調諧激光器芯片,主要用于長距相干光通信)、薄膜鈮酸鋰調制器(400G以上高速光模塊中調制器)、25G DFB芯片(高良率、高可靠性),已經實現從芯片到器件產品生產的全棧技術可控。
安湃芯研
8月,安湃芯研完成近億元A輪融資,本輪融資將用于完善和擴大公司的生產能力,提升技術研發能力,以及拓展市場份額。
安湃芯研是一家專注于薄膜鈮酸鋰光子芯片及光學引擎研發生產的創新型公司,該公司團隊在薄膜鈮酸鋰這一新型高性能光子集成平臺的設計、流片制造、產業應用等方面具有豐富的專業知識、成果積累和研發經驗;已建成具有完全知識產權的全流程芯片生產線。
鈮奧光電
4月,鈮奧光電完成數億元A輪融資,融資資金將助力鈮奧光電加速薄膜鈮酸鋰光電子芯片產線的建設和量產進程,于2023年建成國內首條規模量產的薄膜鈮酸鋰光電子芯片產線。
鈮奧光電專注于薄膜鈮酸鋰調制器芯片及器件領域,該公司核心團隊前期在薄膜鈮酸鋰調制器研究領域逐一攻克了眾多技術難點,實現了多項重大技術突破,并取得了一系列全球突破性成果,如最高帶寬的硅與鈮酸鋰異質集成調制器芯片、世界首例鈮酸鋰薄膜IQ調制器芯片、世界首例鈮酸鋰薄膜偏振復用相干光調制器芯片等。
恒元光電
4月,恒元光電完成數千萬元Pre-A輪股權融資,資資金主要用于恒元光電大尺寸集成光學基質材料鈮酸鋰晶體生產線的擴充和完善。
恒元光電已經掌握了從相關設備的設計、均勻多晶料制備、晶體生長及缺陷控制、晶體后處理的全鏈條關鍵核心技術,并且開發了8英寸鈮酸鋰晶體的批量化制備技術,形成了一條大尺寸鈮酸鋰晶體產業化生產線。
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