薄膜铌酸锂:AI算力背后的“光学硅”革命

2026-09-03

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AI算力越跑越快,光模块的“赛道”也得跟着拓宽。一种名为薄膜铌酸锂(TFLN)的新材料,正从实验室的“冷门选手”,变成产业界的“抢手主角”。

薄膜铌酸锂被誉为光子学领域的“光学硅”,是一种兼具超高带宽、极低功耗和高线性度的战略性光电材料。2026年3月,薄膜铌酸锂在全球光通信大会(OFC 2026)上被视为高速光互连的重要材料选项,随后受到广泛关注。此后,《电光调制器用铌酸锂单晶薄膜》、《“人工智能+信息通信”创新发展实施意见(2026—2028年)》等政策法规先后实施,薄膜铌酸锂材料迎来快速发展。

光模块升级背后的“修路竞赛”

薄膜铌酸锂为何突然变得如此重要?答案藏在AI算力集群的数据交换方式里。

如果把每个GPU比作一个高速运转的“大脑”,AI集群就是成千上万个“大脑”在同时协作。它们之间的数据交换,就是“大脑”之间的对话——通道必须越来越宽,声音必须越来越清晰,能耗却要越来越低。

当前光模块正从400G/800G向1.6T、3.2T演进,但传统方案正触及物理天花板:硅基调制器带宽约60-90 GHz,像一条六车道的公路,车多了就开始拥堵;磷化铟调制器带宽约130 GHz,像一条十车道,但修路成本极高,且与主流“施工队”(CMOS产线)不兼容。

薄膜铌酸锂恰好解了这道难题,相较而言,它拥有三大核心优势:

• 超高带宽:调制带宽超过100 GHz,单通道速率可达240 Gbaud以上。如果说传统方案是“省道”,薄膜铌酸锂就是“光纤直连的高速铁路”。
• 极低功耗:无静态功耗驱动,同等任务下能耗仅为传统方案的几百分之一。同样是搬运1TB数据,传统方案需要一台空调持续制冷,薄膜铌酸锂方案只需要一盏LED灯的能量。
• 高线性度与稳定性:光损耗低、抗温度漂移,天然适配LPO(线性驱动可插拔光学)、相干通信等新架构。其性能表现稳定,在复杂环境下依然能保持优异的传输质量。

这正是2026年以来,从新国标发布到产业密集响应、迅速形成行业共振的重要原因——市场对更高性能光子材料的需求已极为迫切。

产业链上的关键拼图

薄膜铌酸锂产业化难点在于工艺壁垒高。传统上,高品质铌酸锂晶体及薄膜晶圆的制造能力高度集中在日本、美国等少数国家。但近年来,我国在该领域的布局已取得重要突破。从标准统一到材料自主,从芯片设计到器件突破,再到模块验证——薄膜铌酸锂产业链的关键环节正在加速补齐。

在这场产业链跃迁中,联想控股体系部分所投企业在不同环节进行探索与实践,成为重要参与力量。

• 让光子芯片走出实验室
联想创投所投企业犀里光电致力于将薄膜铌酸锂从实验室技术推向工程化量产,围绕晶圆级工艺、芯片设计、器件工程化和片上系统光子引擎构建平台化能力。2026年3月,在OFC 2026等全球光通信大会上,高性能集成光子方向持续升温,犀里光电作为薄膜铌酸锂早期探索者之一受到产业界关注。
• 把刻蚀工艺做到极致光滑
联想之星所投企业极刻光核专注于薄膜铌酸锂IDM平台的研发及应用,在刻蚀这一核心步骤中,其通过特殊的微纳加工工艺,使得波导侧表面极为光滑,解决了以往工业级量产容易出现的痛点。极刻光核领先的高速器件设计能力与规模化高品质加工工艺,推动了高速光芯片生产的规模化和产品化。其目标是通过薄膜铌酸锂的产业化制造,将高端光通信芯片与激光传感芯片应用到高速光通信、可穿戴设备、汽车工业等领域。随着大模型驱动算力网络高速发展,这一平台有望在更高速率光连接时代发挥更大的价值。
• 共筑全光互连拼图
君联资本、联想创投共同投资企业光联芯科聚焦AI大算力时代的片间光学互连,其OIO光互连方案与薄膜铌酸锂所驱动的外部高速光模块形成互补,共同构成从芯片内部到集群外部的“全光互连”拼图。其多通道OIO硅光芯片和光引擎产品,能让计算芯片“直接出光”,实现“电算光连”的底层架构重构。相比数据中心光模块,OIO具有多通道数量、超高密度集成等显著优势,可将带宽能效积提升至传统光模块的万倍以上。
• 为光模块配上高速驱动芯
联想之星所投企业玏芯科技专注于高速光电接口芯片的研发与量产,其紧跟薄膜铌酸锂等前沿技术趋势,推出了面向1.6T LPO等场景的200G/Ln全系列驱动器和TIA产品,覆盖XPO、NPO、LPO、CPO、相干等多样化光模块架构,为薄膜铌酸锂光模块提供关键的电接口配套。其Driver典型带宽达100GHz,综合功耗较上一代产品降低20%。在全球800G/1.6T产能缺口扩大的背景下,玏芯科技凭借前瞻性产能布局,在驱动芯片领域具备较强的交付保障能力。

当下,从材料突破到大规模商用,薄膜铌酸锂在成本优化、工艺良率提升和供应链整合等方面仍有进一步发力空间。与硅光等成熟方案的持续竞合,也将加速其技术迭代和产业化落地进程。

AI算力没有减速的迹象,光互连的材料升级也不会停步。一条从实验室通往产业化的路,正在被越来越多的人实践。关于“更快、更省、更稳”——光互连的技术突破,在产业进程中加速落地。

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