作为光模块的重要分支，薄膜铌酸锂这几天的表现尤为抢眼，龙头光库科技具备开发高达800Gbps及以上速率的铌酸锂调制器芯片和器件的关键能力，周五20cm涨停。天通股份生产铌酸锂晶体材料，连续大涨，周五涨停。

 

什么是薄膜铌酸锂？

 

薄膜铌酸锂是新型的铌酸锂材料，可以理解为铌酸锂的升级版。传统的铌酸锂调制器是采用块状的铌酸锂晶体材料，器件尺寸很大，无法满足集成微波光子技术的需求；且性能提升逐渐遭遇瓶颈，且与CMOS工艺不兼容。

【中信建投】：铌酸锂材料的优势在调制器上体现，目前主要应用在电信领域。LiNbO3 具有电光系数大、本征调制带宽大、波导传输损耗小、稳定性好等优点，同时也有偏振敏感、尺寸大、调制电压高的缺点。LiNbO3 调制器是目前发展较成熟的调制器，其利用线性电光效应实现电信号对光信号的调制，通过外加电场改变光在晶体中传播的折射率，进而改变光的相位和偏振。目前 LiNbO3 调制器的应用场景主要在长距离的相干光通信领域以及军事及航天的陀螺仪等产品中，未来有望应用到 800G 等更高速率的数通光模块中。

  

重点来了，如何制备薄膜铌酸锂？

  

1、 原始基材准备

 

（1）原始基材就是体材料铌酸锂，即单晶铌酸锂晶棒。经过切割处理后的单晶铌酸锂晶体成圆柱形状，其直径决定了生产的LNOI晶圆尺寸（3寸 75mm，4寸 100mm）。

 （2）晶圆切边：从上图中可以看到圆柱晶体有个平面切面，这个切面也对应成品晶圆的切边，切边的作用是方便辨别晶体的晶向，切边的方向通常与晶体的某一晶向保持平行。

 

（3）氦（He）离子注入。将高能的氦离子注入铌酸锂晶棒。氦离子进入晶体后，受到铌酸锂晶体中原子和电子的阻挠，会逐渐减速并停留在特定深度位置，破坏该位置附近处的晶体结构，将晶体分成上下A和B两层，而将A区剥离产生的就是铌酸锂薄膜。

 2、衬底制备

 

经步骤1剥离产生的铌酸锂薄膜需要键合在附有二氧化硅介质层的硅晶圆衬底上。如果介质层表面不平整，还需要化学机械研磨CMP工艺，使其上表面光滑平整，便于后续的键合工艺。

 

3、薄膜键合

 

将注入离子后的铌酸锂晶体（A面）键合到衬底上。对于晶圆级生产而言，衬底与铌酸锂晶体两者的键合表面都做了平整化处理，通常采用直接键合方式键合，中间不需要粘结剂材料。

 

4、退火及剥离

 

将两种晶体表面键合挤压后，还需高温退火及剥离工艺。两种晶体表面贴合后，首先在特定高温下维持一定时间，加强介面键合力，同时使得注入离子层气泡化，使得A,B两层薄膜逐渐分离。

5、CMP（化学机械抛光）平坦化

经过退火剥离后的LNOI晶圆，其表面是粗糙的、不平整的，需要进一步做CMP平坦化处理，使得晶圆表面薄膜平整。

 

至此，薄膜铌酸锂晶圆制作完成。

 

下面说说宇晶股份的受益逻辑。

 

1、 铌酸锂晶体、晶圆切割/硅晶圆切割

 

外资企业曾凭借其技术的先进性，在市场中长期处于垄断地位，硅晶圆切割机、研磨抛光设备均由国外厂商垄断。而现在宇晶股份的机床设备已经可以实现国产替代。

 

 

2、抛光研磨机床

 

在上述薄膜铌酸锂的工艺流程中，第2步和第5步工艺中，CMP（化学机械抛光）均是关键流程。宇晶股份的双面研磨抛光机可完成铌酸锂、硅片的CMP化学机械抛光。

 

 

几只关注度很高的薄膜铌酸锂上市公司分别对应以下产业链环节：

 

以上供参考。欢迎各位老师补充！