随着数字化时代的到来，光通信技术作为信息通信领域的重要分支发展迅速。在智能手机、5G网络、云计算、物联网等新兴技术的推动下，光通信行业正迎来新的发展机遇。当前，我国光通信产业正处于快速发展期，国内各大企业及研究学者不断加大科技研发和产业化投入，积极开拓市场并加速走向国际化。而先进陶瓷材料凭借优异的性能，早已打进光通信产业链中，有着举足轻重的作用。

1、光通信千亿市场，打开先进陶瓷材料发展窗口

光通信产业链由光芯片、光器件、光模块、光设备构成。其中，光芯片和光组件是制造光器件的基础元件，现阶段中国是光组件产业全球最大的生产地，市场竞争激烈。先进陶瓷凭借优异的性能使其在光通信产业链中有着一席之地。

01.光信使者：光纤陶瓷插芯

早在1972年，我国就把光纤通信系统及其相关光电子器件列为国家重点项目，光纤陶瓷插芯的出现，满足了高速信息传输领域对大容量、低损耗、低成本技术的需求，现已成为应用于光通信器件连接的关键部件。光纤陶瓷插芯以氧化锆粉体为主要原料，经原料混炼造粒、注射成型、高温烧结和精密研磨加工等工序制作而成。基于纳米氧化锆原料制成的陶瓷插芯具备以下优异性能：

●良好的同轴度和尺寸精度，光纤对接误差小；

●强度高、耐磨损、抗老化性能、寿命长；

●材料热胀冷缩系数小，环境适应性强；

●插入损耗及回波损耗低、插拔次数高；

●端头易加工。

光纤陶瓷插芯通常和光纤陶瓷套筒配套使用，陶瓷插芯所制成的光纤连接器是可拆卸、分类的光纤活动连接器，使光通道的连接、转换调度更加灵活。应用于光纤连接器上的陶瓷插芯占整个陶瓷插芯市场的72%，大约25%的陶瓷插芯应用于光分路器、收发器等光无源器件，少部分约3%应用于其他的光有源器件，如半导体激光器等。

目前全球中光纤陶瓷插芯的主要生产商集中在中国、日本、中国台湾等国家以及地区，其中中国光纤陶瓷插芯产量最高，占据全球光纤陶瓷插芯产量的96%左右，潮州三环集团占其中63%左右。可预期的是，在5G的带动下光纤陶瓷插芯需求还会继续上升。

02.陶瓷外壳发展空间广阔

光通信长距离传输需要气密性封装，电子陶瓷外壳是气密性封装的首选材料，其是用多层陶瓷绝缘子封装外壳，采用多层共烧陶瓷绝缘结构，为器件提供电信号传输通道和光耦合接口，提供机械支撑和气密保护，解决芯片与外部电路互连。

光器件的封装通常有两种方式：气密性封装和非气密性封装。气密性封装，顾名思义，就是气体也无法穿透的一种封装，它的目的是为了防止外部的水汽和其他有害气体进入密封光器件内部，影响光芯片和相关零组件的性能。相比于金属材料，电子陶瓷外壳具有耐高温、耐腐蚀、耐湿性好，以及良好的热学性能如热膨胀率及热导率、机械强度高、化学性能稳定等优势，综合性能优秀。

光模块市场规模的增长也推动着作为关键部件之一的光模块外壳需求的增长。据Yole数据统计，2022年全球光模块的市场规模约110亿美元，同比增长9.09%。Light counting预计，未来5年全球光模块市场规模将的复合年增长率为11%，预测2027年全球光模块市场将突破200亿。Yole预计2022年-2028年的复合年增长率为12%，预测2028年将达到223亿美元。

在光模块市场，主要应用到的电子陶瓷产品包括陶瓷外壳和盖板、基座和载体等，约占光模块价值量的15%左右，整体市场规模较大。目前，高端电子陶瓷外壳市场主要被欧美、日本等国外企业占有，我国高端电子陶瓷外壳多依赖进口。国内企业主要有中瓷电子、合肥圣达、三环集团等等。

03.铌酸锂地位很重要

随着5G网络、云服务、虚拟现实等业务的飞速发展，网络流量正以惊人的速度增长。作为光通信网络的核心器件，电光调制器也面临着更高容量、更低功耗的需求。其中，铌酸锂（LiNbO3）因其拥有良好的物理化学稳定性、较宽的光学透明窗口（0.4μm~5μm）、较大的电光系数等天然优势，已成为当前高速电光调制器市场的主流产品。

铌酸锂“地位重要”，类比于硅在微电子中的地位，铌酸锂也被称为光电子时代的“光学硅”。铌酸锂是一种集光折变效应、非线性效应、电光效应、声光效应、压电效应与热电效应等于一体的材料，是一种非常重要的光学功能材料，因其电光效应而闻名。铌酸锂电光调制器能够将电子数据转换为光子信息，被广泛地应用于当今的光通信系统，是实现电光转换的核心元件。

铌酸锂调制器是长距离通信的关键器件，有无可比拟的优势。其具有很小的啁啾chirp效应、高调制带宽、良好消光比和优越的器件稳定性，是高速器件中佼佼者。因此广泛应用于高速高带宽的长距离通信中。

铌酸锂调制器几十年来虽然在高速骨干网的传输调制中起到关键作用，但在传输速率进一步提升的关键参数上遭遇瓶颈，而且体积较大，不利于集成。新一代薄膜铌酸锂调制器芯片技术通过最新的微纳工艺，制备出的薄膜铌酸锂调制器具有高性能、低成本、小尺寸、可批量化生产、且与CMOS工艺兼容等优点，是未来高速光互连极具竞争力的解决方案。

2、突破“卡脖子”难题

从“米粒”般的陶瓷套管开始

光器件，是实现光通信系统中光信号和电信号转换的核心部件，在AI算力爆发背景下，数据传输硬件需求快速增长是必然趋势。天孚通信的起点，从影响光通信的关键元件——陶瓷套管开始。

2005年，为破解光器件领域“卡脖子”难题，天孚通信在我区成立，公司起步的第一个产品便是陶瓷套管。

当时，陶瓷套管单价高、技术难突破，对国内光模块厂商来说属于“卡脖子”技术。以烧结工艺来说，仅仅为了摸索出烧结曲线图，研发团队就花了大半年时间，烧坏了成千上万只试验品。

好在功夫不负有心人，前后经过两年的努力，团队终于造出了国产的陶瓷套管。之后的几年里，团队不断改进工艺，降低成本，逐步实现了陶瓷套管的进口替代。

在突破了陶瓷套管这一“卡脖子”难题后，天孚通信又开始了新的开拓，逐步从单一的陶瓷套管延伸开来，形成陶瓷套筒、光纤适配器和光收发组件等多条产品线齐头并进的综合布局。

3、打入国际市场完成“零缺陷”目标

突破国外“卡脖子”难题后，天孚通信着力攻克的，就是如何打入国际市场，让更多人看到“中国智造”。但走出这一步，并非易事。当时，全世界主要的光源器件厂商都在日本，很多下游企业都不知道中国企业也能造出这样的精密产品。

从2012年开始，公司多次赴往国际光通信行业重量级展会，向参展商们递去名片，寻找海外客户源。但事实上，长期以来，在这样的行业展会上，中国企业很少获得青睐，国外市场不认为中国企业能生产出如此高精密的光通信元器件。

2013年7月，机会终于来了。天孚通信收到了一家日本企业的合作邀请。为达到客户要求，研发团队不断改善技术能力，引入新设备，调整生产线……经过两个多月努力，生产出了几乎是“零缺陷”的产品：产品放在40倍的显微镜下进行检测，没有一丝划痕，也没有一粒灰尘。

首批产品让客户对天孚通信刮目相看，也让天孚通信在业界名气扩张。多年来，随着公司产品品质的不断提升，天孚通信的海外客户越来越多。如今，天孚通信的产品已经卖到海外20多个国家和地区，每年向全世界提供数亿只光通信元器件。

根据中国电子元件行业协会《中国光电子器件产业技术发展路线图（2018-2022 年）》指出，目前国内核心的光通信芯片及器件仍然严重依赖进口，高端光通信芯片与器件的国产化率不超过10%，要求力争在2020年实现铌酸锂调制器芯片及器件市场占有率超过5%-10%，并不断替代进口，扩大市场占有率，并于2022年实现市场占有率超过30%。

文章来源： 苏州高新区发布，中国粉体网