# 光模块技术路线深度分析：薄膜铌酸锂、硅光与 EML 方案 > 以下内容为专家观点，注：本文部分内容由AI生成，无法确保真实准确，仅供参考 --- ## 一、
- 序号：426
- 星球链接：打开网页
- 附件：图片 0，音频 0，文档 0
- 音频文件：无音频
图片
无图片
正文
光模块技术路线深度分析：薄膜铌酸锂、硅光与 EML 方案
以下内容为专家观点，注：本文部分内容由AI生成，无法确保真实准确，仅供参考
一、薄膜铌酸锂的定位与应用前景
Q：在单通道速率从224G向448G演进的背景下，薄膜铌酸锂技术是否是必要的？
从可插拔光模块市场来看，薄膜铌酸锂属于异质集成技术路线的一个分支，与磷化铟等材料并列。在单通道速率从200G向400G演进的过程中，目前存在三条主流技术方案：EML、硅光以及以薄膜铌酸锂为代表的异质集成。
虽然可插拔光模块在向高速率发展，但同时也存在CPO、NPO、LPO等其他发展方向，这使得单纯的薄膜铌酸锂材料本身的发展空间可能相对有限。然而，如果从更广阔的异质集成技术视角来看，其发展空间则远大于单一的薄膜铌酸锂材料。
二、EML 与硅光方案的技术瓶颈对比
Q：向单通道400G及以上演进时，EML和硅光各自面临哪些挑战？
EML 方案
EML方案的技术路径相对明确，其带宽理论上可达130GHz左右，能够支持到6.4T光模块，在3.2T速率上不存在技术瓶颈。然而，EML面临三大挑战：
- 迭代成本高：每一代产品都需要全新的光源和EML芯片。例如，光源功率从70mW、100mW，到3.2T时可能需要300–400mW；配套EML芯片也需从100G、200G升级到400G，无法复用。
- 供应链依赖：EML方案高度依赖磷化铟衬底。与硅光方案中光源可采用一拖二或一拖四的设计不同，EML方案每一代产品基本都需要8颗光源，对磷化铟的依赖性更强。
- 产能与验证周期：EML产能主要集中在海外，扩产节奏较慢；验证周期（包括衬底和工艺）通常在一年以上，每代产品升级时都可能面临供需紧张。
硅光方案
硅光方案在800G和1.6T市场中渗透率提升，主要得益于其供应链优势。预计2026–2027年，1.6T硅光方案将大量涌现。然而，硅光的主要挑战在于物理极限——其带宽做到100GHz以上已非常勉强，这使部分观点对其在3.2T及6.4T时代的应用前景表示担忧。
为突破此物理极限，业界正在探索多种方案：
- 异质集成方案：如OpenLight与Tower Semiconductor合作，先用3-5族工艺制造磷化铟激光器和调制器，再与硅光芯片进行异质集成，可将放大器、激光器、调制器、波导和探测器整合在一起。
- 调制方式与组件升级：如Coherent在OFC大会上提出的400G硅光方案，通过采用比PAM4更高级的调制方式，将处理压力转移至DSP，同时配合自研高速磷化铟激光器绕开材料本身的物理瓶颈。
- 新型材料方案：如Lightwave Logic与Tower Semiconductor合作，采用电光聚合物新材料，工艺温度低于200℃，旋涂工艺成本低于薄膜铌酸锂方案，已于2023–2024年间出现并经过小规模验证。
三、电光聚合物方案的挑战
Q：电光聚合物硅光方案面临哪些核心挑战？
- 高温下的长期可靠性：数据中心内部实际工作温度通常高于70℃，可能达到85–90℃，并要求长时间不间断运行。虽然该方案已将聚合物温控节点提升至180℃，但在高温、长时间运行条件下的稳定性仍需严格验证。
- 大规模量产的工艺一致性：目前多处于小批量验证阶段，转向大规模生产时能否保持工艺一致性，以及是否出现工艺偏移，是业界关注的另一重要问题。
四、硅光替代EML的核心逻辑
Q：在800G以上，硅光方案相较于EML方案的核心替代逻辑是什么？
在1.6T光模块方案中，硅光方案预计将占据主导，可能达到与EML接近6:4的比例。核心替代逻辑主要基于三点：
- 性能相当：硅光方案在1.6T速率下不逊于EML，甚至可能略有优势，但这并非决定性因素。
- 成本显著优势：预计可降低20–30%甚至更多，不仅源于硅光芯片本身，更重要的是能大幅降低对光源部分的成本要求。
- 技术延展性更强：EML方案每代产品升级都需大量重新设计，缺乏平滑延续性；硅光方案后续演进的工艺挑战相对较小，发展路径更为顺畅。
五、薄膜铌酸锂的技术优势与制约因素
Q：薄膜铌酸锂方案在单波400G路径中的具体优势、制约因素及产业化进展如何？
优势
- 带宽高达140GHz，实验室数据最高已达170GHz，性能在几种备选方案中表现最优。
- 该方案早在2023年左右已有业界接触，并已在200mm晶圆上实现。
核心制约因素
- 上游衬底晶圆供应稀缺：全球仅有少数几家供应商，产能相对有限。
- 工艺端挑战巨大：对薄膜铌酸锂材料进行高精度蚀刻等制程相对困难，前期在制程和检测设备上的投入高达6,000万至8,000万元，是其产业化的主要障碍。
- 供应链的限制：全球能够大规模量产的工厂数量有限，主要集中在GlobalFoundries等少数几家。
- 固有的可靠性问题：铌酸锂材料本身存在直流偏置漂移问题，带来可靠性挑战，这也是催生TFLS等新材料方案的原因之一。
- 光路耦合损耗较高：薄膜铌酸锂调制器单个器件性能优异，但在与光源进行光路耦合时，进出光的损耗通常高于其他常规方案。
六、行业多元化布局现状
Q：为何业界至今未能形成单波400G的明确主流方案？
根本原因在于没有任何一种方案能够展现出绝对优势。即便是NVIDIA这样的公司，也在Blackwell平台中同时布局CPO和可插拔光模块。各大厂商普遍采取多元化布局策略以规避技术路线风险：
- 中际旭创：在探索薄膜铌酸锂的同时，也在大力发展可插拔硅光、CPO、NPO等多种技术。
- 华工科技：可能在NPO方向上投入更多，但也同时布局硅光和薄膜铌酸锂。
七、薄膜铌酸锂的两条产业化路径
Q：产业界针对薄膜铌酸锂方案存在哪些不同的实现路径？
- 路径一 — 异质集成：仅将薄膜铌酸锂用于核心的调制部分，其他部分沿用成熟的硅光工艺，通过与现有硅光平台（如Tower的产线）整合来降低工艺复杂度和成本。中际旭创若采用此方案，大概率会基于其与Tower的合作。
- 路径二 — 独立标准化调制器：专注解决薄膜铌酸锂本身的全链条工艺难题，向下游客户提供独立的调制器模块。这种方式使模块供应商无需涉足复杂的上游衬底和下游集成问题，专注于提升自身产品的工艺稳定性和性能。
八、市场规模预测
2026–2027年光模块出货量预测
| 速率 | 2026年预测 | 2027年预测 |
|---|---|---|
| 400G | 数百万只 | 进一步萎缩，数百万只 |
| 800G | 4,500–5,500万只 | 5,000–6,000万只 |
| 1.6T | 3,000–4,000万只 | 8,000–9,000万只 |
| 3.2T | — | 初期数百万只 |
注：1.6T预测数据相对保守，市场需求增长非常迅速。上述预测不包含NPO或CPO形态。
硅光 vs EML 方案占比预测（2027年）
| 市场 | 硅光占比 | EML占比 |
|---|---|---|
| 800G | ~50% | ~50%（EML略多） |
| 1.6T | 60%以上（部分厂商达70%） | 40%以下 |
九、Tower硅光产能现状与扩产计划
- 2025年Q4基准产能：每月出货约7,000–12,000片（在海外三家8英寸工厂分布生产）。
- 扩产计划：将在三家8英寸工厂和一家新增的12英寸工厂中分阶段进行。
- 1.6T硅光芯片：单片晶圆可切割约200–600颗die；一个1.6T光模块主流方案通常包含两颗硅光芯片。
- 2027年产能预估：若2026年底5倍产能爬坡完成，理论上具备支持约1亿至1.2亿只1.6T光模块生产的硅光芯片供应能力。
十、CPO/NPO 发展现状
国内NPO情况
- 布局较早的公司主要有华工科技和光迅科技；Infinera计划2026年内确定NPO技术路线。
- 目前展示的多数6.4T NPO方案是通过增加通路数量实现的（如32个单通道200G），而非依赖高稳健性的单通道400G技术。
- 华为在升腾产品线中主推NPO方案，国内出货量最大，达到千片机的量级。
- 薄膜铌酸锂目前在低速率NPO应用中并无使用的必要。
CPO情况
- NVIDIA路线追求极致性能，与台积电CoWoS平台深度绑定（PIC采用65nm工艺，EIC采用5nm，Driver IC采用3nm）。
- 预计CPO在2027年不会有太大的上量。
十一、国内光芯片设计能力：以羲禾光电为例
- 国内从事硅光概念研究的机构和公司约有三十多家，其中具备Fab工艺能力的约有十几家。
- 羲禾光电与新易盛的合作关系较为紧密，2025年底绑定新易盛进入了AWS供应链。目前向羲禾光电采购硅光芯片的客户至少有八九家，并非只有剑桥科技。
注：本文部分内容由AI生成，无法确保真实准确，仅供参考。
总体总结
主题正文
-
- 异质集成方案：如OpenLight与Tower Semiconductor合作，先用3-5族工艺制造磷化铟激光器和调制器，再与硅光芯片进行异质集成，可将放大器、激光器、调制器、波导和探测器整合在一起。
-
- 调制方式与组件升级：如Coherent在OFC大会上提出的400G硅光方案，通过采用比PAM4更高级的调制方式，将处理压力转移至DSP，同时配合自研高速磷化铟激光器绕开材料本身的物理瓶颈。
-
- 新型材料方案：如Lightwave Logic与Tower Semiconductor合作，采用电光聚合物新材料，工艺温度低于200℃，旋涂工艺成本低于薄膜铌酸锂方案，已于2023–2024年间出现并经过小规模验证。
-
- 大规模量产的工艺一致性：目前多处于小批量验证阶段，转向大规模生产时能否保持工艺一致性，以及是否出现工艺偏移，是业界关注的另一重要问题。
-
- 成本显著优势：预计可降低20–30%甚至更多，不仅源于硅光芯片本身，更重要的是能大幅降低对光源部分的成本要求。
-
- 工艺端挑战巨大：对薄膜铌酸锂材料进行高精度蚀刻等制程相对困难，前期在制程和检测设备上的投入高达6,000万至8,000万元，是其产业化的主要障碍。
-
- 固有的可靠性问题：铌酸锂材料本身存在直流偏置漂移问题，带来可靠性挑战，这也是催生TFLS等新材料方案的原因之一。
-
- 路径一 — 异质集成：仅将薄膜铌酸锂用于核心的调制部分，其他部分沿用成熟的硅光工艺，通过与现有硅光平台（如Tower的产线）整合来降低工艺复杂度和成本。