作者簡介：董航 追遠(yuǎn)創(chuàng)投 董事總經(jīng)理，在華為和騰訊工作過十多年，對硬科技和互聯(lián)網(wǎng)都有所涉獵。后來創(chuàng)辦高端職場社交平臺——匯聚BAT等知名公司人才。

4/27/2020，光纖在線訊，隨著“新基建”的提出，5G離我們的生活越來越近了。再加上突如其來的疫情，人們開始了“云生活”，這對光通信行業(yè)產(chǎn)生了促進(jìn)作用。在云計算、虛擬現(xiàn)實、高清視頻等諸多因素的促進(jìn)下，光通信建設(shè)將拉開持續(xù)升級的大幕。然而光通信長距離傳輸?shù)暮诵钠骷�——鈮酸鋰電光調(diào)制器(LiNbO3)，基本由美國Lumentum（原美國JDSU與Oclaro 合并而來）、日本的Fujitsu公司壟斷。中美關(guān)系的不斷緊張，Lumentum供應(yīng)受限，我們光通信的發(fā)展如何能不被卡脖子呢？這是國內(nèi)相關(guān)公司快速發(fā)展鈮酸鋰調(diào)制器的大好機(jī)會，未來必將大有可為！

鈮酸鋰調(diào)制器資金、技術(shù)、時間壁壘高，前景非�？善�
1．鈮酸鋰“地位重要”，類比于硅在微電子中的地位，鈮酸鋰也被稱為光電子時代的“光學(xué)硅”。鈮酸鋰是一種集光折變效應(yīng)、非線性效應(yīng)、電光效應(yīng)、聲光效應(yīng)、壓電效應(yīng)與熱電效應(yīng)等于一體的材料，是一種非常重要的光學(xué)功能材料，因其電光效應(yīng)而聞名，鈮酸鋰電光調(diào)制器能夠?qū)㈦娮訑?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為光子信息，被廣泛地應(yīng)用于當(dāng)今的光通信系統(tǒng)，是實現(xiàn)電光轉(zhuǎn)換的核心元件。
 
2．鈮酸鋰調(diào)制器(LiNbO3)是長距離通信的關(guān)鍵器件，有無可比擬的優(yōu)勢。鈮酸鋰調(diào)制器具有很小的啁啾chirp效應(yīng)、高調(diào)制帶寬、良好消光比和優(yōu)越的器件穩(wěn)定性，是高速器件中佼佼者。因此廣泛應(yīng)用于高速高帶寬的長距離通信中。

3．LiNbO3技術(shù)門檻極高、重資本、長周期，需要IDM模式。不同于半導(dǎo)體的全球規(guī)模、結(jié)構(gòu)化分工，有優(yōu)秀的Fabless公司存在。在光電子產(chǎn)業(yè)（鈮酸鋰調(diào)制器）里，全球優(yōu)秀的公司都是IDM模式。鈮酸鋰調(diào)制器類產(chǎn)品設(shè)計難度大、工藝極其復(fù)雜。在設(shè)計、制造工藝、封裝等各個環(huán)節(jié)，均存在較高的門檻。屬于技術(shù)高、資金重，周期長的行業(yè)。行業(yè)內(nèi)大公司的成長多依靠并購和合并，很難有“輕資產(chǎn)”公司快速殺出。

4．LiNbO3全球核心人才相對稀少，國內(nèi)雖落后但增長可期。因為行業(yè)細(xì)分，公司又多以IDM模式存在，所以全球真正掌握核心高端技術(shù)的人才非常稀少。5G之前，光通信行業(yè)的發(fā)展一直以美國主導(dǎo)，所以國內(nèi)光電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展相對落后。但是對有基礎(chǔ)的光電子產(chǎn)業(yè)公司也意味著迎來了重大機(jī)會。高質(zhì)量的商用鈮酸鋰調(diào)制器，由于該類產(chǎn)品設(shè)計難度大、工藝極其復(fù)雜，國際市場上僅有美國Lumentum公司（原美國Oclaro公司）與日本Fujitsu公司等少數(shù)公司能夠批量供貨，市場占有率超過90%，且價格居高不下。國內(nèi)的光通信企業(yè)使用的鈮酸鋰調(diào)制器全部依靠進(jìn)口。

鈮酸鋰調(diào)制器市場“窗口機(jī)會”少，切入壁壘高，跨多個行業(yè)
 

     因為產(chǎn)品的特性，市場分布在各個細(xì)分行業(yè)�？傮w來說，屬于“有現(xiàn)階段”、“有未來可期”、“有明確進(jìn)口替代”等諸多優(yōu)點。每個行業(yè)都可以單獨寫一篇文章了，簡單介紹幾個：
    1．光通信行業(yè)，明確進(jìn)口替代，“價值”高。國內(nèi)光通信行業(yè)鈮酸鋰調(diào)制器80%由美國Lumentum供應(yīng)，20%由日本Fujitsu供應(yīng)。國內(nèi)高速鈮酸鋰調(diào)制器只有個別廠家能達(dá)到指標(biāo)，如浦丹光電。Lumentum限供，“窗口機(jī)會”向國內(nèi)廠商打開。這塊市場雖然細(xì)分不太大，但是利潤價值可觀。
根據(jù)中國電子元件行業(yè)協(xié)會《中國光電子器件產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展路線圖（2018-2022 年）》指出，目前國內(nèi)核心的光通信芯片及器件仍然嚴(yán)重依賴進(jìn)口，高端光通信芯片與器件的國產(chǎn)化率不超過10%，要求力爭在2020年實現(xiàn)鈮酸鋰調(diào)制器芯片及器件市場占有率超過5%-10%，并不斷替代進(jìn)口，擴(kuò)大市場占有率，并于2022年實現(xiàn)市場占有率超過30%。

 
中國光電子器件產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展路線圖（2018-2022 年）

2．光纖陀螺，應(yīng)用廣泛，市場空間大。光纖陀螺精度高，是慣性導(dǎo)航重要的一個分支。慣性導(dǎo)航應(yīng)用廣泛，主要分為軍用和民用。而且隨著技術(shù)的發(fā)展，光纖慣導(dǎo)向上和向下延展性都非常高。

慣性導(dǎo)航應(yīng)用場景
 
資料來源：中信建投證券研究發(fā)展部

    3．微波光子學(xué)，未來可期。微波光子學(xué)就是將微波信號變成光信號進(jìn)行處理,好處有很多,比如光傳輸線穩(wěn)定的延時,遠(yuǎn)距離的低損耗,抗干擾能力強(qiáng),以及超寬的帶寬。華為任正非公開表示“能夠?qū)?G和微波通信結(jié)合起來使用的，世界上只有華為”。

鈮酸鋰調(diào)制器的未來—薄膜鈮酸鋰調(diào)制器
    由于鈮酸鋰材料和工藝原因，鈮酸鋰調(diào)制器的尺寸大小無法縮小。在光模塊對端口密度越來越大的要求下，對光器件的尺寸要求越來越小，同時性能參數(shù)卻要求更高。這一矛盾限制了鈮酸鋰在更小及更高要求的下一代網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用。而且還阻礙了下一代通信、數(shù)據(jù)密集型傳統(tǒng)計算和量子信息處理技術(shù)的進(jìn)步。
為了解決這一問題，2018年由哈佛大學(xué)、香港城市大學(xué)（CityU）和諾基亞貝爾實驗室已經(jīng)設(shè)計出一種從根本上縮小鈮酸鋰調(diào)制器的尺寸和驅(qū)動電壓的方法。在這項突破性研究中，生產(chǎn)的電光調(diào)制器長度僅為1至2cm，其表面積比傳統(tǒng)電光調(diào)節(jié)器大概小100倍。它也非常高效——具有更快的數(shù)據(jù)傳輸速度，數(shù)據(jù)帶寬從35 GHz增加到100 GHz，但能耗低，光損耗更低。此發(fā)明將為未來高速、低能耗、低成本的通信網(wǎng)絡(luò)以及量子光子計算鋪平道路。

 
圖片說明： 新型薄膜鈮酸鋰調(diào)制器調(diào)制器（中間紅色部分）比傳統(tǒng)調(diào)制器小很多（圖片來源: Dr. Wang Cheng and Dr. Zhang Mian）

    通過薄膜鈮酸鋰材料的低損傷干法刻蝕工藝、硅與鈮酸鋰薄膜大面積鍵合工藝、硅和鈮酸鋰光波導(dǎo)的高效耦合方法以及大帶寬行波電極的設(shè)計等關(guān)鍵技術(shù)，制備的薄膜鈮酸鋰電光調(diào)制器具有成本低、尺寸小、可批量化生產(chǎn)、CMOS工藝兼容等優(yōu)點，是未來高速光互連非常有競爭力的解決方案。

1．美國Lumentum放棄LiNbO3材料，轉(zhuǎn)向磷化銦（lnp）
      作者在2019年10月份閱讀Lumentum  2019年報，其中披露：在2019財年，我們宣布了停止開發(fā)和制造鈮酸鋰調(diào)制器的計劃。并計劃在2020財年結(jié)束在意大利的運(yùn)營。在加利福尼亞州圣何塞的制造和開發(fā)也將停止。在接下來的幾個季度內(nèi)進(jìn)行定位，以幫助我們的客戶過渡到新產(chǎn)品。我們預(yù)計，隨著時間的推移，我們的磷化銦光子集成電路將取代鈮酸鋰調(diào)制器。
 
    作者覺得目前磷化銦還是在一些情況，場景下達(dá)不到要求，鈮酸鋰調(diào)制器尤其自身獨有的特性，而薄膜鈮酸鋰將兼具各種優(yōu)勢，兼容硅基，必將成為主流。
2．光庫科技(300620)收購Lumentum資產(chǎn)
    2019年12月3日，光庫科技發(fā)布公告，由公司或公司指定的子公司以現(xiàn)金方式收購賣方（Lumentum）位于意大利San Donato及其代工廠的LiNbO3（鈮酸鋰）系列高速調(diào)制器產(chǎn)品線相關(guān)資產(chǎn)，交易價格為1,700萬美元（不含稅）。
    2020年3月20日發(fā)布公告，募集資金7.1億，5.4億用于投資鈮酸鋰高速調(diào)制器芯片研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項目。