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薄膜铌酸锂:单波400G的必选项!电光调制器升级决定下一代光互联! 材料体系升级

薄膜铌酸锂:单波400G的必选项!电光调制器升级决定下一代光互联!

材料体系升级是光通信突破单波400G的关键!当前业界对CPO与可插拔光模块的讨论多聚焦于功耗、成本与部署灵活性的权衡,我们认为这仅是光通信演进的议题之一。真正的技术分水岭在于单波长通道带宽的代际跃升——从单波100G到200G,再到亟待突破的单波400G(需支持60GBaud以上符号速率与64QAM等高阶调制)。这一跨越对电光调制器提出极限要求:超宽带宽(>70GHz)、极低啁啾、高线性度与低驱动电压,而材料体系的革新正是破局关键。

现有主流方案面临显著瓶颈:1)磷化铟(InP):虽具备直接调制能力,但材料载流子迁移率与器件寄生效应限制其带宽进一步提升;高制造成本、晶圆尺寸小、与CMOS工艺兼容性差,难以支撑400G所需的高集成度与规模化部署。2)硅光(SiPh):依赖载流子色散效应实现调制,电光效率低导致调制器长度长、半波电压高(>3V),带宽普遍受限于50GHz以下;同时线性度不足易引入信号失真,难以满足高阶调制对低误码率的严苛要求,且温度敏感性进一步制约稳定性。

破局之道在于薄膜铌酸锂(LNOI)与硅光的异质集成:LNOI凭借铌酸锂本征的强电光效应(系数较硅高2–3个数量级),可实现>100GHz调制带宽、亚伏级驱动电压与优异线性度,完美适配单波400G+的高速高阶调制需求;而通过异质集成技术,将LNOI高性能调制器与硅光平台的低损耗波导、探测器及CMOS电子电路协同封装,既保留硅基工艺的高集成度与成本优势,又规避单一材料的物理局限。

安孚科技(异质集成+硅光芯片设计)、天通股份(铌酸锂晶圆)。