技術_TFLN薄膜鈮酸鋰

定義

TFLN（Thin-Film Lithium Niobate，薄膜鈮酸鋰）是把鈮酸鋰（LiNbO₃）以次微米厚度薄膜鍵合在絕緣層上（LNOI 晶圓）形成的電光材料平台，核心用途是光通訊的高速調變器。鈮酸鋰靠 Pockels 電光效應調變，本質頻寬高、線性度佳；薄膜化後光場侷限大幅增強，調變效率與元件尺寸都遠優於傳統塊材（bulk）LiNbO₃ 調變器，被視為 1.6T／3.2T 世代單通道 400G+ 的關鍵調變器材料。2026 年 3 月聯電×HyperLight×聯穎的代工合作，使 TFLN 成為台股光通訊供應鏈正式切入的新材料平台。

技術原理

傳統 bulk LiNbO₃ 調變器長期用於電信長距 coherent，但體積大、驅動電壓高。
TFLN 在 LNOI 晶圓（LiNbO₃ 薄膜＋SiO₂ 絕緣層＋Si 載板）上做波導與 MZM（馬赫曾德調變器），可走半導體晶圓製程量產。
聯電官方新聞稿（2026-03-12）描述 TFLN Chiplet 平台特性：極高調變頻寬、CMOS 級驅動電壓、超低光損耗，且單一架構同時涵蓋短距 IMDD 可插拔模組、長距 coherent datacom／telecom 與 CPO。
HyperLight 官網標榜：448 Gbps/lane and beyond、1 顆雷射可帶最多 8 個通道、direct CMOS drive（DSP/ASIC 直驅、省 driver），與技術_LPO 的線性鏈路省功耗方向互補。
優劣與整合路徑（MS 2026-10-05，引述聯電簡報）：優勢為低損耗、頻寬 >110 GHz、熱穩定性佳、線性度極佳；劣勢為元件體積大、較矽昂貴，與 SiPh 整合需異質整合或先進封裝（micro transfer printing 與先進封裝兩條路徑被看好）。聯電集團 TFLN 計畫自 2021 年起，6 吋已量產、8 吋送樣中，並推出 400Gb per lane（PIC＋TFLN）方案；聯電認為 InP 與 TFLN 為最成熟的兩條調變器路線，InP 嚴重短缺進一步推升 TFLN 動能。對照台積電 PIC 主打的微環調變器（MRM），MS 引用資料指 MRM 對溫度極敏感、不適合 400Gbps/channel 以上。圖解見 2303_聯電（市）。來源報告_MS_晶圓代工月報_台積電3Q26預覽_20261005。

三條調變器材料路線比較：

路線	調變機制	特性
Si 調變器（MZM／MRM）	載子色散	與 CMOS 整合最佳，但頻寬受材料機制限制（約 60–70 GHz 量級，待核對）
InP EML	電吸收（QCSE）	800G 世代主流，成熟，但需 TEC 控溫、有 chirp
TFLN MZM	Pockels 電光效應	頻寬最高、線性佳、超低損耗、CMOS 級驅動電壓可直驅

聯電原簡報的論述（2026-08-31，SEMICON Taiwan 矽光子論壇，產業_SEMICON2026矽光子論壇_UMC簡報_20260831）：

為何非 TFLN 不可：200G/lane 目前主流配置為 PAM4＋Si MZM＋Ge PD＋SiGe BiCMOS TIA/driver＋IM/DD 單波長；400G/lane 的 PAM4 需 >110 GHz 電 3-dB 頻寬，Si 調變器頻寬耗盡、Ge PD 勉強、TIA/driver 的雙極電晶體需 fT 約 500 GHz、DSP/SerDes 極難設計。TFLN 具低損耗、>110 GHz 頻寬、良好熱穩定與極佳線性度，聯電稱其為 400G/lane 以上的領先調變器候選；與 InP（EML／MZM）同為最成熟的兩條路線，InP 嚴重短缺進一步助攻 TFLN。
Coherent Lite 與 IMDD 兩棲：聯電認為 TFLN 因線性度極佳，是 Coherent Lite 的最佳調變器，也是 400G/lane IMDD 的最佳方案。
聯電進度：集團 TFLN 計畫自 2021 年起，6 吋量產、8 吋送樣；TFLN 基板體系最大到 8 吋。缺點是體積大、比矽貴，與 SiPh 整合須走異質整合或先進封裝，先進封裝與 micro transfer printing 兩條路徑皆被看好；聯電稱正結合 PIC、TFLN 與先進封裝能力開發整合技術。
多元應用：聯電表示 TFLN 的應用在多種波長下被探索，創新速度超出預期，「可能只是冰山一角」。

LNOI 基板與兩種整合架構

Soitec 提供 TFLN 所需的 LNOI（LiNbO₃-on-insulator）晶圓（簡報產業_SEMICON2026矽光子論壇_Soitec簡報_20260831、逐字稿產業_SEMICON2026矽光子論壇_Soitec逐字稿_20260831）：

需求背景：1.6T 光收發器需求加速、3.2T 模組自 2028 起出現；單 lane 由 200G 倍增到 400G 需要新調變材料。Soitec 稱 LNOI 相對 InP、BTO、聚合物等路線，在與 SOI／SiPh 整合的可靠度與可擴充性上較佳（BTO、聚合物視為較長期候選）；簡報估 Photon-LNOI 可解鎖 400G/lane 並節省約 15% 功耗（pJ/bit 等級）。
產品規格：X-cut LN、高電阻率 Si handle、可選 trap-rich（利於 RF 性能）；150mm 送樣中、200mm 預計 2027 年初送樣，約 10–15 家客戶／夥伴評估中。Soitec 並稱 LNOI 在地緣政治上屬關鍵材料，建立非單一來源供應鏈是投資動機之一（與下方「LNOI 晶圓集中中國供應商」風險相呼應）。

Smart Cut LNOI	薄 BOX（約 0.5–2µm）	厚 BOX（約 4–10µm）
整合架構	在 SOI PIC 上異質整合（W2W、D2W、micro transfer printing）	單片式獨立 TFLN PIC
主要好處	LN 轉移良率較高、與 CMOS 相容	降低 RF 調變器損耗、改善光學邊緣耦合

2028 單波 400G 時代的定位與上游態度

定位：至 2028 年單波 400G（400G/lane）時代，矽光材料物理特性極難達成單波 400G，200G EML 又面臨良率與可靠度瓶頸，單波 400G 採用 EML 極為困難；因此異質整合 TFLN 調變器被視為可插拔光模組向 3.2T 升級的核心路徑。2027–2028 年市場仍依賴成熟 EML 與矽光＋CW 雷射方案，單波 400G 才全面轉向 TFLN 材料體系（光通訊產業專家，2026-11-02，⭐⭐；與上方聯電、Soitec 論述方向一致）。
上游態度因場景分歧：Scale-out／長距可插拔場景，上游堅決支持（高速遠距鏈路對調變器頻寬要求極高，TFLN 不可或缺）；Scale-up／櫃內短距光互連態度相對保留，因距離極短，更傾向「慢而寬」（多通道密集排列、微環）架構，不一定採用成本高、工藝複雜的 TFLN。
NPO／CPO 採用更晚：NPO、CPO 使用 TFLN 的時點更晚，不少方案導向 slow and wide，TFLN 仍以高頻寬需求為主（見技術_NPO、技術_CPO）。
Google 2.4T 輕相干模組：2.4T 調變器大概率採用 TFLN（見技術_OCS、GOOGL.US(alphabet)），與上方聯電稱 TFLN 為 Coherent Lite 最佳調變器的說法互相呼應。

圖解

flowchart TD
    A["LNOI 晶圓<br>LiNbO₃薄膜 + SiO₂絕緣層 + Si載板"] --> B["半導體晶圓製程<br>波導 + MZM馬赫曾德調變器"]
    B --> C["TFLN Chiplet 平台"]
    C --> D["極高調變頻寬<br>448 Gbps/lane and beyond"]
    C --> E["CMOS級驅動電壓<br>可直驅DSP/ASIC"]
    C --> F["超低光損耗<br>1顆雷射帶最多8個通道"]
    D --> G["應用場景"]
    E --> G
    F --> G
    G --> H["1.6T/3.2T短距IMDD可插拔光模組"]
    G --> I["長距coherent datacom/telecom與DCI"]
    G --> J["CPO共封裝光學"]
    G --> K["量子運算/感測/測試量測"]

圖說：各電光材料平台調變器文獻散點圖（左：相位移器損耗 vs 半波電壓；右：頻寬 vs 半波電壓；圖例含 Hybrid／Monolithic LNOI、SOI、InP、Plasmonic、SOH、BTO/Si、Legacy bulk LN、AlGaAs），LNOI 資料點集中於低 Vπ、高頻寬區。（來源：聯電簡報引用 Zhang et al., Optica 2021，2026-08-31）

關鍵參數 / 判斷指標

指標	意義	觀察重點
調變頻寬	決定單 lane 速率上限	HyperLight 標榜 448 Gbps/lane and beyond
驅動電壓	決定可否 CMOS 直驅、省 driver 與功耗	CMOS-level drive voltage（聯電官方）
插入損耗	影響 link budget 與雷射用量	超低光損耗；1 laser 帶 8 channels 可減少雷射顆數
晶圓尺寸	量產規模與成本	聯穎 6 吋已 customer-ready HVM、聯電 8 吋導入中
LNOI 晶圓供給	上游材料瓶頸	主要供應商為中國濟南晶正 NanoLN（中信心，待核對）

台股供應鏈

公司	角色	進展	信心
2303_聯電（市）	8 吋 TFLN 晶圓代工	2026-03-12 與 HyperLight、全資子公司聯穎宣布策略合作，量產 TFLN Chiplet 平台（6 吋＋8 吋），瞄準 AI 基礎設施規模	高（官方新聞稿）
聯穎光電 Wavetek（聯電全資子公司，未上市）	6 吋 TFLN 代工	與 HyperLight 長期合作，已把 TFLN 從實驗室規模做到 customer-ready 6 吋 HVM 產線	高（官方新聞稿）
6147_頎邦（櫃）	凸塊／UBM 後段加工	與大股東聯電合作下世代 400G-per-lane TFLN 高速方案，需開發新型 UBM（凸塊底層金屬）製程	中高（UBS 2026-06-05）

聯電同步於 2025-12 取得 imec iSiPP300 12 吋矽光子製程授權，TFLN 與 SiPh 為互補佈局：SiPh 做整合平台、TFLN 做極致頻寬調變器。進度更新（國泰證期，2026-09-01）：聯電與 SILITH 的 1.6T 矽光子平台已進入量產，並共同開發 400G 每通道純矽光子方案；TFLN 則與生態系夥伴持續開發中，預期 2Q27 可能出現新進展，惟合作對象與時程尚未獲官方完整揭露（estimate，中信心）。

投資觀察

TFLN 把台股在光通訊的參與從「磊晶／封測／組裝」延伸到「調變器材料平台代工」。觀察點：(1) 聯電 8 吋線量產時點與 HyperLight 以外的客戶；(2) 頎邦 TFLN UBM 何時進入量產貢獻；(3) 1.6T 世代 TFLN 對 InP EML 與 Si 調變器的實際滲透速度。

光博會現場觀察（同事 memo，2026-09-30，channel check 級、低信心）

memo_光博會群益線上會議_NPO與TFLN_20260930 記錄光博會與群益線上會議現場觀察：TFLN 在 1.6T／3.2T／3.5T 速率皆已進入大規模驗證階段，但距商業化仍約 2–3 年；同場並提及新意聖、光迅展出 6.4T demo（與技術_NPO 既有「阿里 6.4T UPO 與 Accelink（光迅）共同開發」記錄方向一致，光迅為同一廠商）。整體研判「矽光放量方向明確」，與本頁既有內容方向一致，未提供新的量化數字，僅作同業口徑補充，不改變本頁既有信心水準。

同場會議另一份較詳細筆記 memo_光博會群益_光模組演進_20260930（Rachel Tsai，珩石，2026-09-30，channel check 級）補充：薄膜鈮酸鋰「結合光博會現場展出的產品，商用化已處於黎明前夕」，具極高電光係數、極低光損耗與超寬調製頻寬（>100GHz），在 3.2T 與 CPO 等超高速長距離及高密度整合場景具不可替代性；受惠標的點名天通股份與光庫科技（中國 A 股，暫無對應 lib 公司頁）。兩份筆記皆判斷「目前正處於商業化前夕、未來增量彈性大」，方向與本頁既有「2Q27 可能有新進展」判斷一致，僅作補充、不改變信心水準。

國際玩家

公司	角色	信心
HyperLight（美，未上市）	TFLN Chiplet 平台架構者，平台設計與關鍵技術	高（官方）
Jabil 捷普	2026-03-13 與 HyperLight、聯電宣布合作，將 TFLN 光子推向資料中心規模部署	高（Business Wire）
MTSI.US(macom)	PURE DRIVE TIA／driver 產品線覆蓋 TFLN 路線	高（官方）
Fujitsu（富士通）	bulk LiNbO₃ 起家的調變器商用供應商，發展 TFLN	中（外部查證待補）
NanoLN（濟南晶正，中國）	LNOI 薄膜鈮酸鋰晶圓主要供應商	中（外部查證待補）
SOI.FP(soitec)（法）	LNOI 基板（Smart Cut；150mm 送樣、200mm 2027 年初送樣）	中高（公司簡報與演講）

技術瓶頸 / 風險

鈮酸鋰屬脆性材料，大尺寸（8 吋）晶圓加工良率是量產化主要考驗（網搜判斷，待量產驗證）
800G 世代主流仍是 InP EML 與 Si 調變器；TFLN 滲透速度取決於 1.6T+ 模組成本下降幅度
CPO 內部調變器路線未定：與 MRM（NVIDIA Spectrum-X 採用）、EAM 等路線競爭
上游 LNOI 晶圓供應集中於中國供應商，有供應鏈集中風險（中信心）

應用場景

1.6T／3.2T 短距 IMDD 可插拔光模組（單 lane 400G+）
長距 coherent datacom／telecom 與 DCI
CPO（共封裝光學）
量子運算、感測與測試量測（聯電官方點名）

供應鏈

→ 供應鏈_光通訊

來源

產業_SEMICON2026矽光子論壇_UMC簡報_20260831 — 聯電（Wenchi Ting），2026-08-31；400G/lane 瓶頸、調變器與 Ge PD 取捨、TFLN 優劣與整合路徑（原簡報；MS 10-05 即引用此份）
產業_SEMICON2026矽光子論壇_Soitec簡報_20260831、產業_SEMICON2026矽光子論壇_Soitec逐字稿_20260831 — Soitec（Yannick Larvor），2026-08-31；LNOI 基板規格、薄／厚 BOX 兩種整合架構、150／200mm 時程
報告_MS_晶圓代工月報_台積電3Q26預覽_20261005 — Morgan Stanley，2026-10-05；聯電 400Gb/lane PIC＋TFLN、TFLN 優劣與 MRM 比較
聯電官方新聞稿，2026-03-12（HyperLight×UMC×Wavetek TFLN Chiplet 平台策略合作；經 TrendForce 2026-03-12 報導全文查證）
Business Wire，2026-03-11（三方合作）、2026-03-13（HyperLight×UMC×Jabil 資料中心規模部署）
HyperLight 官網（TFLN Chiplet 平台：448 Gbps/lane、1 laser 8 channels、direct CMOS drive）
260605_ubs_chipbond(1)，UBS，2026-06-05（頎邦×聯電 400G-per-lane TFLN、新型 UBM）
260521_nmr_semi-renaissance，野村，2026-05-21（LiNbO₃ 為 PIC 調變器材料）
MACOM PURE DRIVE 官方頁（driver 覆蓋 TFLN）
gemini 網搜補充（2026-06-13）：Si 調變器頻寬量級、良率風險、NanoLN——標註「待核對」處未經一手來源查證
研究_PIC光子晶片戰役_國泰證期_20260901，國泰證期研究部，2026-09-01（聯電/SILITH 1.6T 矽光子平台已量產、400G 每通道純矽光子開發中、TFLN 預期 2Q27 可能有新進展）
memo_光博會群益線上會議_NPO與TFLN_20260930，珩石同業 memo（kevin），2026-09-30；光博會現場觀察，TFLN 1.6/3.2/3.5T 大規模驗證中、距商業化約 2-3 年（channel check 級，低信心）
memo_光博會群益_光模組演進_20260930，珩石同業 memo（Rachel Tsai），2026-09-30；同場會議較詳細記錄，TFLN 商用化黎明前夕、受惠標的天通股份與光庫科技（channel check 級，低信心）
memo_光通訊_專家會議_DSP缺口與NPO節奏_kevin_20261102 — 光通訊產業專家會議（珩石 kevin），2026-11-02；2028 單波 400G 時代 TFLN 為可插拔升級 3.2T 核心路徑、上游態度場景分歧、Google 2.4T 調變器大概率採用

TFLN薄膜鈮酸鋰

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