光模塊需求看漲，光子學革命材料有望借勢破局

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。


全球鈮酸鋰晶體市場規模超十億元

國內鈮酸鋰產業鏈趨于完善

鈮酸鋰產業鏈上游材料主要包括鈮酸鋰晶體及薄膜，上游設備主要包括電子束直寫、DUV光刻機等；產業鏈中游 主要是鈮酸鋰調制器芯片及器件等，包括體材料鈮酸鋰調制器和薄膜鈮酸鋰調制器；產業鏈下游主要應用于光通 信、光纖陀螺、超快激光器、有線電視（CATV）等眾多領域。

全球鈮酸鋰晶體市場穩步增長，2022年市場規模達11.3億元。伴隨下游行業快速發展，鈮酸鋰晶體市場空間不斷 擴大。根據新思界產業研究中心的《2023-2028年中國鈮酸鋰晶體行業市場深度調研及發展前景預測報告》， 2022年全球鈮酸鋰晶體市場規模達11.3億元，同比增長3.1%。

光學級是鈮酸鋰晶體的主要類型，2016年占比約60%。根據QYReseach公眾號數據，2016年全球鈮酸鋰晶體市 場營收為1.24億美元（約8億元），預計2022年達到1.46億美元（約10億元），CAGR為2.26％。其中，光學級 是鈮酸鋰晶體的主要類型，2016年全球光學級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。

目前，薄膜鈮酸鋰材料的主要參與者包括濟南晶正、上海新硅聚合、廈門博威、Partow Technologies、 SRICO 、NGK Insulators等。其中，濟南晶正在全球率先實現了鈮酸鋰單晶薄膜材料的商業化生產，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。


長期薄膜鈮酸鋰調制器市場空間或超百億

2024年全球調制器芯片及器件市場規模將達226億美元。根據光庫科2021年報援引WinterGreen Research的數據 ，預測2024年全球調制器芯片及器件市場（包含通信、傳感及其他）將增長至226億美元。

我們認為，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的需求后，長期全球薄膜鈮酸鋰調 制器市場規模有望超百億。1）光通信領域，根據我們測算，長期全球薄膜鈮酸鋰調制器市場規模約59-88億元； 2）光纖陀螺領域，根據我們測算，2024年中國鈮酸鋰調制器市場規模約50-67億元；3）超快激光器領域，根據 我們測算，2024年全球鈮酸鋰調制器市場規模約3.21億美元（約22億元）。