1. 1.6T 光模块为什么带火了薄膜铌酸锂
2026 年,成都本土企业新易盛规模化量产 1.6T 光模块,市值一度突破 5000 亿元,进入全球光模块头部阵营。在 AI 算力驱动下,800G 和 1.6T 高速光模块的需求持续放量。
高速光模块里,电光调制器是决定速率和功耗的核心器件。传统方案在 1.6T 及以上速率遇到瓶颈,薄膜铌酸锂(TFLN)因为优异的 Pockels 效应,成为新一代高速调制器的主流材料路线。
需求起来了,产业链上游的薄膜铌酸锂晶圆和器件制造就被推到了台前。而制造过程里,有一个环节直接决定调制器性能,就是膜厚测量。
2. TFLN 调制器的膜层结构
薄膜铌酸锂器件大多基于 LNOI 键合晶圆,结构从上到下通常是:铌酸锂薄膜、SiO₂ 埋层、硅衬底。调制器的光场被限制在铌酸锂薄膜里,薄膜的厚度直接决定波导特性和调制效率。
也就是说,要做出性能达标的调制器,必须精确控制两层关键膜厚:
铌酸锂薄膜厚度:决定波导约束和调制带宽,通常在几百纳米量级。
SiO₂ 埋层厚度:影响光场分布和热稳定性,同样是工艺关键参数。
这两层厚度一旦偏离设计窗口,调制器的插入损耗、带宽、半波电压都会漂移。膜厚测量因此成为 TFLN 从晶圆到器件全流程里绕不开的质量控制点。
3. 膜厚测量的两个难点
薄膜铌酸锂的膜厚测量,难点集中在两点。
难点一:双参数反演
铌酸锂薄膜和 SiO₂ 埋层叠在一起,单层测量方法要么分辨不出两层,要么误差大。需要能同时反演出两个厚度的测量能力,也就是双参数测量。
难点二:纳米级精度与均匀性
薄膜厚度在几百纳米量级,要控制到纳米级精度;同时晶圆级生产要求整片厚度一致,需要做全晶圆均匀性评估,而不只是单点合格。
4. 光谱反射法怎么应对
光谱反射法(白光干涉)通过采集样品在宽波段范围内的反射光谱,反演各层薄膜的光学常数与厚度。对 LNOI 这种双层结构,只要材料光学模型到位,就能一次反演出铌酸锂薄膜和 SiO₂ 埋层两个厚度,正好对应上面的双参数难点。
具体某一片样品、某一层膜的实测结果,建议寄样实测验证,以实测数据为准。优尼康已就 TFLN 测量整理过专题内容,可参考:
薄膜铌酸锂(TFLN)膜厚测量:从晶圆键合到器件性能
薄膜铌酸锂键合晶圆膜厚测量方案:LNOI 薄膜与埋层双参数
5. 给成都光模块产业链的提示
成都是国内光通信和光模块产业重镇,本地企业在本轮 1.6T 放量中处于核心位置。薄膜铌酸锂作为上游材料,其膜厚测量能力会直接影响本地光模块供应链的良率控制。
对成都及周边的光模块、铌酸锂器件企业来说,膜厚测量可从两个角度切入:一是研发阶段验证 LNOI 晶圆的薄膜与埋层厚度,二是量产阶段做来料和工艺监控。两方面都可以通过寄样实测的方式先验证设备能力,再决定后续配置。