康冠光电战略布局光模块市场，潜心研发薄膜铌酸锂调制器获重要成果进展！

ChatGPT开启通用AI序幕，带动通信/算力基础设施快速增长，其中光模块作为算力基础设施的核心产品需求量有望大幅提升，且直接驱动光模块向更高速率发展的技术升级。相关原理及市场价值推测请参见上一篇文章《ChatGPT 爆红引发提升了光模块行业“钱”景》。

在光模块的发展中，光信号调制是光模块的必要功能，在中长距光通信场景中，特别是相干通信中，调制器是必要器件。

根据LightCounting的预测数据，2021-2027年100G及以上相干DSP市场规模从8.47亿美元增长至21.35亿美元，6年CAGR为16.65%。薄膜铌酸锂调制器适配的600G及以上相干光模块DSP市场，有望从2021年的1.31亿美元，增长至2027年的9.92亿美元，6年CAGR为40.06%，薄膜铌酸锂调制器行业具备较高的成长性。

民生证券预计，到2024年，受益于相干光传输技术应用场景下沉与拓展，薄膜铌酸锂所获得的市场空间有望达100亿元人民币。

铌酸锂电光调制器主要用在100Gbps以上的长距骨干网相干通讯和单波100/200Gbps的超高速数据中心中。铌酸锂材料走向薄膜化后，在具备优秀光学性能的同时，还能做到小型化，可满足相干光模块、数通光模块日渐小型化的要求。

薄膜铌酸锂调制器具有高性能、低成本、小尺寸、可批量化生产、且与CMOS工艺兼容等优点，是未来高速光互连极具竞争力的解决方案。目前该调制器在国内可以实现全产业链把控，从薄膜衬底、芯片设计、器件设计到封装都可以在国内完成。

北京康冠世纪光电科技有限公司（简称：康冠光电）与北京工业大学联合创立“铌酸锂电光调制实验室”并研发出新一代薄膜铌酸锂调制器，为薄膜铌酸锂调制器的行业发展提供重要的商业价值应用。当前，康冠光电已完成薄膜铌酸锂调制器芯片设计及仿真，设计带宽为40GHz，理论带宽可达100GHz。完成第二轮芯片加工，并设计了专用耦合平台！

薄膜铌酸锂调制器设计

新一代薄膜铌酸锂调制器与传统铌酸锂调制器有什么优缺点？

硅基调制器：

优势：尺寸小、传输损耗小(2dB/cm)、CMOS兼容等优势；

缺点：调制效率低(16V)

 

III-V族调制器：

优势：调制效率高(1.5V)、工艺成熟

缺点：损耗高(7dB/cm)

 

传统铌酸锂调制器：

优势：调制效率高(1.4V)、传输损耗小(1.5dB/cm)、带宽高(50GHz)

缺点：难以集成

 

康冠光电薄膜铌酸锂调制器：

优势：实现超高速调制、Si基衬底可以实现光电混合集成

 

如上图，从硅基调制器、III-V族调制器、传统铌酸锂调制器来对比，新一代铌酸锂薄膜调制器更适合作为未来光子集成的基底材料。

新一代薄膜铌酸锂调制器还有以下特性：

● 铌酸锂刻蚀干法刻蚀工艺探究

RIE (反应离子束刻蚀)

RIE反应离子束刻蚀可以实现对铌酸锂材料的刻蚀台阶形貌较明显，需要摸索工艺参数。

 

FIB(聚焦离子束刻蚀)

FIB聚焦离子束刻蚀可以刻蚀铌酸锂，但是延波导方向刻蚀长度受限，且需要摸索工艺参数，价格昂贵。

 

准分子激光器刻蚀

准分子激光器可刻蚀铌酸锂，但强光会对铌酸锂材料造成较大损伤，槽附近的铌酸锂会出现裂纹，且需要精密控制的光机扫描装置控制光斑移动。

● RIE刻蚀参数研究

● 湿法刻蚀参数研究

● 反向楔形耦合器：耦合效率达到58%@1550nm/1310nm/850nm损耗小于3dB

● 建立模型

从光栅耦合基本原理出发，结合实际制备工艺，将铌酸锂薄膜确定为h1=400nm,SiCO ₂确定为h2-2μm,光纤直径为9μm，光纤偏离角设定为8°。然后确定了光栅周期等参数范围，采用二维时域有限差分法(FDTD)建立了均匀光栅耦合器模型，探究其耦合效率。

康冠光电薄膜铌酸锂电光集成器件核心研发方向

薄膜铌酸锂电光集成器件其它项目

● MZI调制器参数设计、仿真与最终芯片测试

● AM+PM调制器

康冠光电薄膜铌酸锂调制器研究进展成果

稳定合作单位

北京康冠世纪光电科技有限公司通过研发团队多年的自主创新，如今已在薄膜铌酸锂调制器、高速电光调制器、高速模拟光电探测器、高速数字光电探测器、高灵敏度光电探测器等领域已处于国内同行领先水平。相应系列产品自推向市场以来，以其稳定、优越的产品性能赢得国内用户的一致好评。

未来，康冠光电将贯彻“质量为本，创新为源”的方针，不断更新完善现有产品系列，全力打造专业技术团队，持续为用户提供优质、可靠、先进的产品和技术服务。康冠光电愿竭尽所能为您提供服务，与您共创辉煌！

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