铌酸锂晶体行业研究报告：AI革命催生新需求，国产替代推动新方向.pdf

铌酸锂晶体行业研究报告：AI革命催生新需求，国产替代推动新方向。AI 对算力需求是加速光模块向 800G 以上迭代的主要推动力。光通信是算力网络 的重要基础和坚实底座， 800G 光模块具有高速传输、高密度、低功耗和高可 靠性的特点，可广泛适用于 IDC 数据中心、光通信骨干网等应用场景。因此 AIGC 的高速发展将加速光模块向 800G 及以上产品迭代。根据 Light counting 预测， 800G 光模块有望从 2025 年底开始主导市场。按照销售额口径统计，800G 光模 块的占比有望从 2022 年的 7%上升至 2025 年的 50%，达到 16 亿美元。

调制器为光模块核心部件之一，铌酸锂材料也是调制器的重要组成部分。调制器 是光模块的重要组成部分之一，其主要功能是将电信号转化为可传输的光信号。 根据头豹研究院 2022 年 6 月报告，在中端光模块中，光器件成本占比约 73%； 根据光库科技 2020 年 8 月公告，预计 2023 年薄膜铌酸锂调制器成本构成中， 直接材料费比例达到 59%，因而铌酸锂材料在调制器中也是重要组成部分之一。

薄膜铌酸锂调制器适配于高速率光模块，头部企业均有布局。常见的电光调制器 按材料划分主要可以分为硅基调制器、磷化铟调制器和铌酸锂调制器。薄膜铌酸 锂调制器具有尺寸小、带宽大的优点，适配于 800G 等高速率光模块场景。基于 硅基的调制器速率约为 60-90Gbaud，磷化铟（InP）调制器可达到 130Gbaud， 薄膜铌酸锂调制器已有产品速率可达到 260 Gbaud。因而随着后续 800G、1.6T 甚至更高速率光模块的推进，光/电单信道 200 Gbit/s 技术将会实现普及，铌酸 锂技术路线未来可期。国内头部企业新易盛、联特科技等均有铌酸锂产品或产业 布局，华为及其旗下哈勃投资已参股铌酸锂晶体及薄膜铌酸锂企业。

大尺寸铌酸锂晶体制备工艺难度较大，长晶的热场设计或是核心环节之一。由于 下游器件向小型化、批量化、低成本方向发展，因而也要求铌酸锂晶体材料向大 尺寸方向发展，对于大尺寸(6-10 英寸)铌酸锂单晶生长来说，存在生长界面温场 调控困难、继承性缺陷多、晶体热应力大等问题，极易导致晶体开裂，因而单晶 生长过程中的热场设计或为最重要的环节之一。国内已有诸如天通凯巨（天通股 份子公司）、南智芯材、德清华莹（央企中电科技控股、华为参股）等企业布局 大尺寸产品。

大尺寸铌酸锂晶片市场被国外厂商垄断，国产替代未来可期。全球铌酸锂单晶行 业主要企业为日本信越化学、日本住友金属、德国爱普科斯、德国 Korth Kristalle、中国台湾兆远科技、中国大陆德清华莹和天通股份等。根据共研网数 据统计，2021 年国内铌酸锂企业产能主要集中在德清华莹和天通股份，约各占 40%，而目前大尺寸铌酸锂晶片市场仍被国外厂商垄断，国产率低于 5%。从各 公司铌酸锂晶体产品指标对比看，如厚度偏差、翘曲度、透光范围等核心指标国 内企业已接近国外第一梯队日本住友金属、德国 Korth Kristalle 等企业，国产 替代值得期待。