2026.09.30 | AC | Optical | Thin-Film Lithium Niobate Modulator & 3.2T Optics
原标题:薄膜铌酸锂调制器供应链验证进展与3.2T光模块集成趋势调研
摘要
·项目处于设备调试阶段,已完成多批次工程样品,核心优势在于自给铌酸锂薄膜保证高良率,短板为键合工艺仍处于2.0阶段。·3.2T光模块方案:薄膜铌酸锂调制器作为独立芯片制造,通过先进封装贴装至硅光PIC,Tower Semiconductor等厂商具备此类二次键合集成能力。·产能与良率:8英寸晶圆理论可切2000颗3.2T调制器芯片(单颗约18mm),但受限于边缘工艺问题,现阶段实际可用较少。·竞争格局:光库科技目前采用济南晶正及上海某厂商键合片;新易盛等客户倾向于多元化采购以保障供应安全,自建晶圆产线可能性低。
以下内容来自资深行业专家:
Q&A
请介绍一下一次键合片项目的当前进展、技术优势,以及与济南晶正、新硅聚合等同行的产品差异?
一次键合技术是指将薄膜与衬底通过原子键合的方式进行结合转移。该技术最大的优势在于可以降低对衬底的要求,从而实现成本的降低。目前项目正处于设备调试阶段,已经完成了多个批次的工程样品。
公司的核心优势在于上游晶体生长环节,即拥有自给的铌酸锂薄膜,这保证了较高的良率。相比之下,济南晶正和新硅聚合等同行需要进口铌酸锂薄膜,再进行自主的产品开发。公司的短板在于键合工艺,目前还停留在传统的2.0阶段,而同行已经开始采用3.0技术。
如果要进入旭创科技或中际旭创的供应链体系,需要在产品测试和量产指标上满足哪些具体要求?
要进入其供应链,首先需要通过样品测试,这包括基础材料和键合片的测试。核心测试指标主要有以下几项:
第一,键合均匀性。在片均匀性需要控制在0.1%以内,而片间均匀性需控制在3-5%以内。该指标直接影响后续调制器的发光电压。
第二,翘曲度。晶圆的翘曲度需要控制在10微米以内,以避免在后续光刻、刻蚀等工艺中发生套刻不准的问题,从而影响良率。
第三,光学损耗。这是小批量验证阶段的核心指标,用于判断产品性能。
在通过上述工程验证后,还需要进行可靠性测试。核心指标包括:第一,带宽,需达到110 GHz;第二,高低温循环测试,需要完成几百次循环以验证其长期可靠性,确保芯片性能不会发生漂移。
目前在旭创和新易盛的测试进展如何?
目前正在进行相关工作。
在通过可靠性、厚度、翘曲度等一系列测试后,基于目前的测试情况,有哪些潜在风险?
剩余的风险主要在于能否确保持续的批次一致性,即量产产品需要保持与送样样品同等的稳定性。
光库科技在此环节中是否采用了济南晶正与上海另一家公司的键合片?
是的,光库科技目前有两个供应商,分别是济南晶正和上海的这家公司。
关于二次键合的流程,是否可以理解为在异质集成之后,由Tower Semiconductor等厂商完成?
是的,他们也参与二次键合。二次键合的本质是两次结合反应。
在整个产业链中,光库科技的角色是否可以理解为IC设计,即在芯片制造完成后再交由光库科技处理?
流程是这样的:首先在圆片上完成光栅、电极等结构,将芯片制作出来,这部分工作完成后,再将包含芯片的圆片交付给光库科技。光库科技主要负责后续的划片等工序。
从时间节点上看,后续的关键在于11月至12月进行的一致性测试吗?
是的,关键节点是11月和12月,届时将重点观察一致性测试的结果。
旭创未来是否有可能自行进行晶圆键合等工艺,从而取代现有的供应商?
旭创自行完成所有环节的可能性不大。其核心优势在于模块设计与集成,而上游的晶圆制造,特别是裸晶圆供应,仍将依赖外部专业厂商。旭创确实有计划自行开展部分后段工艺,具体而言是薄膜铌酸锂与玻璃或硅基晶圆的键合环节。这意味着,虽然裸晶圆仍需向公司这样的供应商采购,但离子注入和晶圆键合这类原本可能外包的工艺,未来存在旭创自行完成的风险。整体来看,供应链将呈现两条线并行发展的态势:一方面是旭创自主研发一次集成的工艺,以减少采购环节;另一方面,公司作为上游供应商,专注于提供高质量的薄膜铌酸锂晶圆。
新易盛和Coherent等公司未来是否也有可能自行生产上游晶圆或进行类似的垂直整合?
这些公司自行建立一条完整的玻璃加铌酸锂晶圆产线的可能性也不大。他们的模式是持续向多家供应商采购产品和晶圆,以确保供应链的稳定和多元化。他们会对供应商提供的器件进行评估和筛选,以验证其性能是否满足自身产品的要求,但不会自己投建晶圆产线。这种策略旨在通过联合多家供应商来保障供应安全,而不是进行重资产的垂直整合。
对于3.2T光模块,其采用的薄膜铌酸锂调制器是如何与PIC(光子集成电路)集成的?是与PIC一同生产出来的吗?
目前主流的方案并非一体化生产。薄膜铌酸锂调制器是作为独立的芯片先行制造完成,然后通过先进的封装技术,以类似“条”状的形式贴装到硅光PIC上。这个封装环节,Tower Semiconductor等厂商具备相应的能力。具体流程是,先独立制造好调制器芯片,再将其与PIC一同送至封装厂,由封装厂完成最终的组装集成。
在8英寸晶圆上,一片晶圆大约能切割出多少颗用于3.2T光模块的薄膜铌酸锂调制器芯片?
在8英寸晶圆上,大约可以切割出2000颗左右的3.2T薄膜铌酸锂调制器芯片。单个芯片的尺寸大约在18毫米左右,这个尺寸已包含了调制所需的波导、电极以及输入和输出的耦合区域。不过,在现阶段,由于边缘区域的工艺问题较多,实际可用的芯片数量会少于理论值。芯片的切割成品率对最终出货数量有显著影响,这也是业界需要持续优化的方向。
除了旭创和新易盛,公司是否正在拓展其他客户?
是的,拓展其他客户是必要的。尽管旭创和新易盛是重要的客户,但考虑到旭创未来可能自行开展部分键合工艺,公司需要抓住其他市场机会。例如,在谷歌的2.4T相干光模块项目中,旭创是主要供应商。然而,3.2T光模块的市场空间广阔,其他客户同样存在巨大潜力,因此加速拓展其他客户是当前的重要战略方向。