技術_TFLN

定義

TFLN(Thin-Film Lithium Niobate,薄膜鈮酸鋰)是一種基於薄鈮酸鋰薄膜的電光調製器芯片,利用鈮酸鋰材料優異的電光效應,實現高速低功耗的光訊號調製。在 1.6T CPO 光引擎中,TFLN 調製器是核心光子器件,取代傳統 InP 調製器方案。

TFLN 的核心優勢:低半波電壓(Vπ < 1V)、超高頻寬(>100 GHz)、低插損(< 3dB)。相較 EML(電吸收調製雷射),TFLN 調製器不需要 CW 雷射整合,配合外部 CW 光源使用,適合硅光 CPO 方案。

圖解

gantt
    title TFLN 市場規模與出貨節奏(全球)
    dateFormat YYYY-MM
    section 出貨量(萬顆)
    2025A:~30 萬顆  :done, 2025-01, 2025-12
    2026E:50-60 萬顆 :active, 2026-01, 2026-12
    2028E:大規模量產放量 :2028-01, 2028-12

技術原理

TFLN 在 CPO 中的角色

CW Laser(外置光源)→ TFLN 調製器(電光轉換)→ 光引擎(PIC)→ 光纖 → 交換芯片

TFLN 芯片是 CPO 光引擎的核心:將來自 CW 雷射的連續波光,依電訊號進行高速調製後送入光傳輸路徑。

出貨量追蹤(全球,各廠商調研)

年份全球 TFLN 調製器出貨(萬顆)主要客戶
2025A~30旭創 ~20、新易盛 ~5–6、博通 ~5–6
2026E50–60旭創 ~40、新易盛 ~10、博通 ~10
2028E大規模放量(全球 CPO 爆發後)

TFLN 芯片定價(2026 年,人民幣)

速率售價/顆2028 降幅預期
1.6T DR8 TFLN 調製器800–1,200 元降幅 10–15%
3.2T 工程樣品2,500–3,500 元降幅 20–30%
CPO 專用 FAU(1.6T)300–400 元/個
CPO 專用 FAU(3.2T)500–700 元/個

全球 1.6T 光模塊市場

  • 2026 年全球 800G 光模塊需求:~4,000 萬只
  • 2026 年全球 1.6T 光模塊出貨:1,400–2,000 萬只(所有技術路線合計)
  • 其中 1.6T CPO 滲透率:2025 年 10–15% → 2026 年 >20%,出貨量 300–400 萬只

關鍵參數 / 判斷指標

指標觀察重點
半波電壓(Vπ)< 1 V越低越好,決定驅動電路複雜度
電光頻寬> 100 GHz決定是否支持 200G/lane
晶圓尺寸6 英寸主流,8 英寸能力已具備大尺寸 = 降成本關鍵
2026 全球出貨50–60 萬顆觀察各廠商爬坡速度

技術瓶頸 / 風險

  • 上游原料壟斷:日本住友電工掌握高純度 Nb₂O₅ 原料(與巴西 CBMM 戰略合作),鈮酸鋰晶體純度 6N 級;日本信越為另一主要供應商。中國管控稀有材料後,住友擴產計劃停止。
  • 晶片製造複雜:200G EML 認證周期長(制程複雜、可靠性問題多);CW 芯片認證門檻相對低。
  • 3.2T 技術挑戰:3.2T 時代以硅光(SiPh)為主,400G EML 製造難度極高、供應量有限;TFLN 3.2T 樣品仍在驗證。
  • CPO 滲透速度:CPO 整體量產時間點預計 2028 年,2026–2027 以 NPO 為主過渡。
  • HyperLight(美):哈佛/MIT 背景,比中國同類產品貴約 50%,高端 CPO 市場有競爭。

產業格局

上游(鈮酸鋰原料與晶體)

環節廠商地位
高純度 Nb₂O₅日本住友電工(未建頁)與巴西 CBMM 戰略合作,壟斷 6N 晶體
晶體日本信越(未建頁)重要供應商
中國晶體天通股份(未建頁)中國市占率高

中游(薄膜製造與調製器芯片)

廠商特點地位
晶正電子(未建頁,中國)華為參股;薄膜廠商國內薄膜龍頭
光庫科技(未建頁,中國)6 英寸大規模量產,具備 8 英寸源自 Lumentum 米蘭產線(2019 收購),2024 年投產
鈮奧光電(未建頁,中國)6 英寸大規模量產,具備 8 英寸與光庫並列中國第一梯隊
HyperLight(未建頁,美國)哈佛/MIT 背景比中國產品貴 ~50%

下游(TFLN 芯片主要客戶)

客戶2025 用量2026 用量備註
中際旭創(未建頁)~20 萬顆~40 萬顆最大客戶
新易盛(未建頁)~5–6 萬顆~10 萬顆
博通~5–6 萬顆~10 萬顆CPO 驗證用

相關技術

Nokia Bell Labs TFLN CPO 傳輸器(ECTC 2026)

Nokia Bell Labs(與 UC Davis 合作)在 ECTC 2026 發表首個 flip-chip 異質整合的 TFLN MZ 調製器 + 商用開集極驅動 IC:

指標
Vπ·L(電壓半波長積)2.3 V·cm
調製器 EO 頻寬>50 GHz
整合後系統 EO 頻寬>45 GHz(驅動器限制)
驅動器熱點溫度~68°C(無強制冷卻)
驅動器到終端電阻距離5 mm

概念驗證意義:「TFLN PIC 當作電互連中介層」——驅動器 flip-chip 貼在 TFLN PIC 上,兩者距離僅 5 mm,比傳統 PCB 走線縮短 10 倍以上,是 CPO 傳輸器的新封裝正規化。

限制:耦合損耗 ~8 dB/facet(無 SSC),是商業化前需填補的缺口。

詳見 Nokia Bell Labs(未)

調變器路線比較(四線並進,ECTC 2026 後最新格局)

MRVL.US(marvell) Polariton 收購段落,規則 #14 變化點。

路線代表廠商EO 頻寬技術成熟度
Si MZM/MRM多數 SiPh 廠50–60 GHz量產主流
TFLNNokia Bell Labs / 光庫科技 / 鈮奧光電>50 GHz爬坡中(50–60 萬顆/年)
Plasmonics(SPP)MRVL.US(marvell) / Polariton(未)~1 THz早期(Marvell 收購整合中)
EML(III-V)Mitsubishi Electric(未)89 GHz量產(傳統光模塊),CPO 版驗證中

來源

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