一、鈮酸鋰光調制器行業(yè)定義及分類
電光調制的物理基礎是電光效應，通過控制外電場來改變晶體折射率或雙折射率，從而改變輸出光波的相位或強度（振幅），通常稱為相位調制和強度（或振幅）調制。相位調制不該變光的偏振態(tài)，只改變光的相位。強度調制是通過改變晶體的折射率，來改變光的偏振態(tài)，經過檢偏器后，實現(xiàn)振幅調制。利用電光效應可以對透過介質的光束進行幅度、相位或頻率的調制，構成電光調制器。
鈮酸鋰光調制器是鈮酸鋰材料制造的光調節(jié)器。鈮酸鋰光調制器，是利用鈮酸鋰晶體的電光效應制造而成的光調制器，是實現(xiàn)電光轉換的關鍵元件。鈮酸鋰光調制器具有頻帶寬、響應速度快、插入損耗低、信噪比高、半波電壓低、穩(wěn)定性好等優(yōu)點，是主流電光調制器產品之一，被廣泛應用在光通信、光纖傳感器、微波光子等領域，市場需求穩(wěn)定增長。
根據波導結構，鈮酸鋰調制器可分為直線波導（相位調制器）、MZ干涉儀（強度調制器）、Y波導（應用于光纖陀螺）、雙路MZ干涉儀（IQ調制器）。
鈮酸鋰調制器按波導結構分類
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經過多國研究機構的不斷努力，鈮酸鋰調制器一步一步地向著尺寸更小，速率更高，帶寬更大，驅動電壓更低的方向發(fā)展。從各個方向上對比不同鈮酸鋰調制器的性能。
不同材料的鈮酸鋰調制器性能對比
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二、鈮酸鋰光調制器行業(yè)的發(fā)展歷程
鈮酸鋰在電光調制方面的相關研究早在1979年就開始了，鈮酸鋰材料在光信號調制方面一直發(fā)揮著巨大的作用。
國外對鈮酸鋰調制器的研究起步早，許多研究機構對鈮酸鋰材料的研究已經持續(xù)了幾十年，相關技術及理論基礎領先很多，在鈮酸鋰調制器的生產應用及改良優(yōu)化方面一直保持著世界前列的領先地位。
國內從80年代以來開始對LiNbO3 調制器進行研究，國內電子44所、清華 大學、上海交大、電子科技大學等單位積極開展了鈮酸鋰調制器的理論與實驗研究。1996年清華大學報道了所研究的波長為1.55μm，3dB帶寬為15GHz, 半波電壓5.6v，消光比達21dB的高速電光調制器。電子44所在軍工任務的推動下完成了6GHz帶寬的調制器的研制工作，其光波導的傳輸損耗小于 0.5dB/cm，半波電壓4.5v，消光比優(yōu)于－20dB，插入損耗小于5dB。此外其他一 些單位分別從理論與工藝實驗等方面進行了研究。
2015年，山東大學成功制作了基底為鈮酸鋰材料的鈮酸鋰薄膜，采用的是離子鍵合方法，同年在X切LNOI上使用質子交換方法制備出了相位調制器。
2017至2018年，哈佛大學的C.Wang研究組在此方向上陸續(xù)發(fā)表了多個成果，包括采用優(yōu)化的氬離子刻蝕技術在LNOI上制備了傳輸?shù)椭?.03dB/cm的光波導，制作出了納米級的鈮酸鋰調制器，且成品帶寬達到15GHz，低半波電壓的微環(huán)形諧振器和小型化馬赫-曾德爾干涉儀組成的鈮酸鋰調制芯片等，證明了在這個方向上得到高性能的新型鈮酸鋰調制器的可行性。
2021年，Marko Loncar 課題組在之前工作的基礎上，采用容性加載行波電極，在石英襯底的TFLN平臺上實現(xiàn)了微波損耗降低約3倍的高性能調制器，再次打破了LNOI帶寬-電壓的上限。
富士通(Fujitsu)公司在2021年推出TFLN調制器，并聚焦130 Gbuad相干驅動模塊，實現(xiàn)了調制損耗低、封裝尺寸小、帶寬可達到65 GHz。對比磷化銦調制器，TFLN調制器具有工作帶寬更寬，溫度敏感性更低的特點，通常支持C波段內寬帶工作，且可以免除制冷器，從而降低成本和尺寸。
鈮酸鋰光調制器行業(yè)的發(fā)展歷程
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三、鈮酸鋰光調制器行業(yè)發(fā)展環(huán)境分析
1、行業(yè)管理體制分析
行業(yè)由國家發(fā)展和改革委員會、工信部等行業(yè)主管部門進行宏觀調控，并由行業(yè)協(xié)會進行自律管理。
國家發(fā)展和改革委員會主要職責為綜合研究擬定經濟和社會發(fā)展政策，對宏觀經濟運行、國家經濟安全和總體產業(yè)安全提出政策建議，負責協(xié)調解決經濟運行中的重大問題。
工信部是我國工業(yè)行業(yè)管理部門，其下屬的國防科工局是軍工行業(yè)主管部門。工信部的主要職責是擬定并組織實施工業(yè)行業(yè)規(guī)劃、產業(yè)政策和標準，監(jiān)測工業(yè)行業(yè)日常運行，推動重大技術裝備發(fā)展和自主創(chuàng)新，承擔振興裝備制造業(yè)組織協(xié)調的責任，組織擬訂重大技術裝備發(fā)展和自主創(chuàng)新規(guī)劃、政策，依托國家重點工程建設協(xié)調有關重大專項的實施，推進重大技術裝備國產化，指導引進重大技術裝備的消化創(chuàng)新，指導推進信息化建設，協(xié)調維護國家信息安全等。
中國電子元件行業(yè)協(xié)會是由電子元件行業(yè)的企（事）業(yè)單位自愿組成的，行業(yè)性的、全國性的、非營利性的社會組織，主要協(xié)助政府開展行業(yè)管理工作，幫助培育維護良好的電子元件產業(yè)市場環(huán)境，發(fā)揮政府、會員、市場間的橋梁和紐帶作用，促進電子元件行業(yè)健康發(fā)展。
2、行業(yè)法律法規(guī)
鈮酸鋰光調制器行業(yè)相關法律法規(guī)及產業(yè)政策
資料來源：智研咨詢整理
本文內容摘自智研咨詢發(fā)布的《中國鈮酸鋰光調制器行業(yè)市場運行態(tài)勢及投資發(fā)展?jié)摿蟾?/a>》
四、鈮酸鋰光調制器產業(yè)鏈結構分析
1、產業(yè)鏈全景圖
鈮酸鋰光調制器產業(yè)鏈上游原材料包括鈮酸鋰、封裝管殼材料、涂覆層材料、包層材料、光刻機、刻蝕機等其他上游原材料；中游為鈮酸鋰光調制器制造行業(yè)；鈮酸鋰光調制器下游可廣泛應用于光通信領域、光纖傳感器領域、微波光子領域等多個行業(yè)。
鈮酸鋰光調制器產業(yè)鏈全景圖
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2、與上下游之間的關聯(lián)性
鈮酸鋰光調制器制造行業(yè)的主要原材料為鈮酸鋰、封裝管殼材料、涂覆層材料、光刻機、刻蝕機等。該等上游原料產業(yè)的發(fā)展和產品價格的波動對鈮酸鋰光調制器制造業(yè)的生產有著重要影響。上游產業(yè)穩(wěn)健發(fā)展保障了原料的充裕供應，可以確保鈮酸鋰光調制器行業(yè)快速發(fā)展所需原材料的穩(wěn)定；同時上游行業(yè)優(yōu)質產品的大力發(fā)展，生產工藝的進步，有利于加速鈮酸鋰光調制器產品質量的提高，推動鈮酸鋰光調制器行業(yè)中高端產品的發(fā)展。
目前，下游光通信領域、光纖傳感器領域、微波光子領域行業(yè)持續(xù)增長，為鈮酸鋰光調制器行業(yè)的持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造了優(yōu)質的市場環(huán)境。另一方面，從行業(yè)發(fā)展規(guī)劃來看，下游光通信領域、光纖傳感器領域、微波光子等行業(yè)受國家政策鼓勵進入產業(yè)結構升級周期，對高端產品的需求占比明顯提升，鈮酸鋰光調制器行業(yè)高端產品市場被打開，產品利潤以及行業(yè)研發(fā)積極性被激活，有望吸引更多的高新技術人才進入本行業(yè)，為鈮酸鋰光調制器行業(yè)的研發(fā)生產注入新的活力，推動鈮酸鋰光調制器行業(yè)在產品結構、市場規(guī)模等方面創(chuàng)造強勁動力。
五、鈮酸鋰光調制器市場現(xiàn)狀分析
隨著下游通信業(yè)、數(shù)據中心等主要行業(yè)的持續(xù)發(fā)展壯大，5G、激光等新技術的應用帶來各行業(yè)高速、高帶寬的光調制需求，帶動行業(yè)市場需求總體呈現(xiàn)出明顯的高速增長態(tài)勢，我國鈮酸鋰調制器行業(yè)需求量自2016年的13.6萬塊/件增長至2022年的44.7萬塊/件，年均復合增長率達21.93%。
2016-2022年中國鈮酸鋰調制器需求量走勢
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從市場規(guī)模來看，由于價格影響，行業(yè)的規(guī)模增速較需求量增長相對較慢，但也保持了較高的增速，2022年我國鈮酸鋰光調制器市場規(guī)模達50.15億元。其中傳統(tǒng)的以鈮酸鋰晶體為核心材料的體器件仍是行業(yè)最大的細分市場，被廣泛的應用于中長期距離光通信、數(shù)據中心互聯(lián)、航天軍工等領域；鈮酸鋰薄膜器件由于其較小的體積，比傳統(tǒng)鈮酸鋰光子器件更高的速度和更低的驅動電壓更容易實現(xiàn)各類集成器件，備受業(yè)界青睞，在光模塊，激光雷達以及其他高性能光學傳感器中滲透率逐步提升，實現(xiàn)了高速發(fā)展。
2016-2022年中國鈮酸鋰光調制器市場規(guī)模走勢
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我國鈮酸鋰光調制器生產規(guī)模保持較高的增長速度，但行業(yè)國產化率仍處于較低的水平，目前約為15.9%左右。
2016-2022年中國鈮酸鋰光調制器國產化率走勢
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六、鈮酸鋰光調制器市場競爭格局分析
傳統(tǒng)鈮酸鋰調制器行業(yè)競爭格局較為穩(wěn)定，我國電信級鈮酸鋰系列高速調制器器件基本依賴進口。由于鈮酸鋰系列高速調制器芯片及器件行業(yè)壁壘較高，全球僅有三家主要供應商可以批量供貨，分別是Lumentum、日本的Fujitsu（富士通）和日本的Sumitomo（住友集團）。2020年光庫科技通過收購Lumentum相關產品線進入該領域，目前是國內少數(shù)可以提供鈮酸鋰技術的廠家之一。
全球鈮酸鋰調制器市場主要參與者
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目前我國鈮酸鋰光調制器相對集中，北京、長三角與珠三角地區(qū)是最為主要的生產地，這些地區(qū)普遍形成了從鈮酸鋰晶體材料、到鈮酸鋰有源器件與相關下游設備生產的產業(yè)集群。
我國鈮酸鋰光調制器主要企業(yè)分布
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七、鈮酸鋰光調制器行業(yè)進入壁壘分析
不同于半導體行業(yè)的結構化分工模式，目前光電子行業(yè)，尤其是鈮酸鋰調制器行業(yè)，全球主流公司均采用IDM模式。IDM模式意味著公司需要具備從設計、制造、封裝測試到銷售的全系列能力。鈮酸鋰調制器類產品設計難度大、工藝極其復雜。在設計、制造工藝、封裝等各個環(huán)節(jié)，均存在較高的門檻，屬于技術高、資金重，周期長的行業(yè)，較難有輕資產公司走出來。
鈮酸鋰光調制器行業(yè)進入壁壘分析
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八、鈮酸鋰光調制器行業(yè)發(fā)展趨勢及策略建議
未來，新型薄膜鈮酸鋰調制器成為業(yè)內的聚焦點，較之傳統(tǒng)體積較大的體材料鈮酸鋰調制器，其不僅充分繼承了體材料鈮酸鋰的優(yōu)勢，同時還在在多方面提供了顯著改善。一方面，薄膜鈮酸鋰調制器在性能和性價比上得到新的提升，既保留了鈮酸鋰調制器原有的優(yōu)越光學性能，又使帶寬獲得突破，并且其尺寸顯著變小，解決了體材料鈮酸鋰體積較大難以集成的問題，可以實現(xiàn)高度集成。同時尺寸的減小也使得將單位面板傳輸密度大大提高，成本方面收獲了可觀的下行空間。
未來從探索新機理新結構的角度出發(fā)，如將標準的共面波導電極設計為分段式微波電極等方式可能進一步提升調制器的性能。此外，實現(xiàn)集成調制器芯片的封裝以及與激光器、探測器等器件的片上異質集成既是薄膜鈮酸鋰調制器未來發(fā)展的機遇，也是所面臨的挑戰(zhàn)。
鈮酸鋰光調制器行業(yè)發(fā)展建議
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以上數(shù)據及信息可參考智研咨詢（www.thewallstreetmoneymachine.com）發(fā)布的《中國鈮酸鋰光調制器行業(yè)市場運行態(tài)勢及投資發(fā)展?jié)摿蟾?/a>》。智研咨詢是中國領先產業(yè)咨詢機構，提供深度產業(yè)研究報告、商業(yè)計劃書、可行性研究報告及定制服務等一站式產業(yè)咨詢服務。您可以關注【智研咨詢】公眾號，每天及時掌握更多行業(yè)動態(tài)。
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