01PART 氮化铝到底是干什么的

ALN SUBSTRATE · 不是晶圆，是散热底座

先说一个很容易混淆的问题。这里讲的"氮化铝衬底"，不是用来制造磷化铟激光芯片的晶圆衬底。

一颗典型的CW激光器，核心发光芯片仍然是磷化铟体系。磷化铟外延、DFB光栅、有源区等结构做好以后，晶圆会被切割成一颗颗很小的激光芯片。这颗芯片不能悬在空气里。它需要被固定在一个底座上。这个底座既要托住芯片，又要完成导热、电气连接和封装。氮化铝就在这里出现。

可以把整个结构简单理解成：磷化铟激光芯片 → 金锡焊层 → 氮化铝衬底 → 更大的封装热沉。

激光芯片是发动机。氮化铝衬底则有点像发动机下面的散热底座。它本身不负责产生光，却直接影响激光器能不能长期稳定地工作。

为什么偏偏是氮化铝？三个原因：

1.导热快：氮化铝热导率明显高于普通氧化铝陶瓷，功率越高差距越明显

2.热膨胀匹配：与半导体材料膨胀速度接近，减少高低温循环中的机械应力

3.电绝缘：铜导热好但导电，氮化铝既能散热又能在表面制作金属线路

氮化铝真正有价值的地方不是单一指标最高。而是它同时解决三个问题：导热、绝缘、机械支撑。对于高功率激光器，这三个能力缺一不可。

02 PART 为什么CPO把氮化铝推到了台前

CPO THERMAL MANAGEMENT · 不是突然多了一种材料，而是热管理要求变了

氮化铝并不是新材料。工业激光器、射频器件、功率半导体、LED等行业早就在使用。为什么到了AI光通信和CPO时代，它突然值得单独拿出来讨论？核心原因是：光源的功率密度变了。

传统可插拔硅光模块里，一只模块拥有自己的激光器，坏了可以直接拔下来换掉。到了CPO，光引擎被搬到交换ASIC旁边，交换ASIC本身就是一个巨大的热源。如果再把大量激光器直接放到它旁边，高温环境会影响激光器效率和寿命。而且如果它和昂贵的交换ASIC封死在一起，一旦激光器失效，维修会非常麻烦。

所以现在CPO产业正在推动ELS——External Laser Source，外置激光源。把激光器从交换芯片封装里拿出来，放到前面板或者相对容易维护的位置。OIF已经为这种外置激光源定义ELSFP可插拔形态。这样做有两个好处：激光器离开高温区域，坏了也可以单独更换。

但这也带来了一个新要求：一颗激光器要承担更多供光任务。以前，一只硅光模块只需要照顾自己。现在，一个外置激光源可能需要给多个通道甚至多个光引擎提供连续光。光经过连接器、光纤、耦合器、分光器和硅光芯片都会有损耗。如果最后每个调制通道都需要足够的光功率，源头就必须准备更大的功率余量。所以CW激光器开始从几十毫瓦往100mW以上推进，再向300mW、400mW甚至更高功率发展。

这就是氮化铝与CPO真正的联系：不是因为CPO里面突然多了一种陶瓷材料。而是CPO改变了光源架构，高功率外置CW激光器又改变了热管理要求，最终把氮化铝衬底推到了更重要的位置。

03 PART 真正的产品不是一块白色陶瓷片

GOLD-TIN PRE-PATTERNED SUBSTRATE · 预制金锡，才是门槛

如果只是买一块氮化铝陶瓷板，其实技术门槛并没有想象中那么高。高速光通信真正需要的，是经过精密加工的预制金锡氮化铝衬底。

"预制金锡"四个字非常重要。因为激光芯片最终必须牢牢焊在氮化铝上。高功率半导体激光器更常见的方式是金锡共晶焊——典型的AuSn焊料熔点较高，机械强度和导热性能较好，而且长期可靠性高。但激光芯片非常小，焊料厚一点、薄一点，位置偏几微米，或者内部出现一个小空洞，都可能影响散热。

因此，高端衬底不是等到客户拿回去以后自己涂一层焊料。而是在氮化铝表面提前完成：金属化、光刻图形、AuSn薄膜沉积、焊盘制作以及表面处理。最后交给客户的是一块已经准备好焊接激光芯片的精密封装材料。

它真正难的地方主要有四个：

1、热阻：氮化铝本身导热好，不代表封装出来的产品热阻一定低。焊层出现空洞，热量到这里一样会堵住。真正决定散热效果的，是整条热路径：芯片 → 焊层 → 金属化层 → 氮化铝 → 热沉。任何一层出问题，都会形成热瓶颈。

2、金属层附着力：氮化铝是陶瓷，激光芯片需要金属焊接。金属层既要粘得牢，又不能在高低温循环后起皮、开裂。

3、图形精度：激光芯片尺寸越来越小，金属焊盘和线路位置如果出现几微米偏差，就可能影响后续自动贴装和光学耦合。

4、一致性：做出一块性能很好的衬底不难，难的是一年生产几十万、几百万块以后，每一块的厚度、金属层、AuSn焊料、平整度和热阻都足够接近。AI数据中心需要的是规模化标准产品。

所以真正的门槛不是：能不能做。而是：能不能连续做对。

04 PART 国内氮化铝衬底开始从送样走向产业化

DOMESTIC ALN · 炬光科技的路径，以及五个判断信号

目前国内氮化铝材料企业并不少。但面向高速光通信CW激光器和CPO外置光源的高精度预制金锡氮化铝衬底，仍然属于更细分的市场。炬光科技是目前把这一产品与CPO应用联系得比较明确的国内企业之一。公司2026年半年报披露，在硅光模块CW光源和CPO外置激光器场景中，公司已经与多家行业头部客户开展氮化铝衬底合作，产品送样和客户验证持续推进。

这里需要注意：送样验证不等于已经大规模量产。目前更准确的阶段是，公司已经完成面向光通信应用的衬底材料平台开发，进入重点客户测试和导入验证，同时开始准备更大规模的产业化能力。这也是为什么公司在8月份进一步提出建设高速光通信激光器高性能衬底材料产业化基地。项目建设地点位于广东韶关，建设周期两年，总投资约3.44亿元。

炬光科技2026年上半年光通信市场收入达到6688万元，同比增长约215%。其中，可插拔模块微光学产品已有部分客户进入规模供应，NPO/CPO相关产品新增多家客户；氮化铝衬底则仍处于持续送样和验证阶段。所以目前不能把公司的整个光通信业务增长，都归因于氮化铝衬底。恰恰相反，氮化铝现在更像是它为下一阶段CW光源和CPO提前布局的一块新产品。

未来判断这条材料路线有没有真正放量，可以重点看五个信号：

1.400mW及以上CW激光器什么时候进入更大规模生产——功率越高，氮化铝价值越容易体现

2.ELSFP什么时候真正进入CPO交换机部署——外置激光源停留在样机阶段，上游衬底需求自然有限

3.国内高端氮化铝衬底什么时候能够真正进入规模交付——"送样""验证""小批量""量产"之间还有明显距离

4.国产化能不能从基板延伸到完整工艺——真正需要国产化的不是一块白色陶瓷片，而是一整套预制金锡氮化铝衬底制造能力

5.CPO究竟什么时候真正放量——这是整个产业链最大的变量，决定了高功率CW和配套衬底的需求释放时间

现在更准确的判断不是："氮化铝已经因为CPO全面爆发。"而是：CPO正在提前改变激光器的热管理要求，并把氮化铝这类过去藏在封装内部的材料推到产业链前台。现在是材料、产品和产能提前准备阶段。真正的大规模需求兑现，还要等硅光、NPO和CPO进一步放量。

LAST 写在最后

PERSONAL VIEW · 我的判断

这正是高速光通信发展到今天越来越明显的一个趋势：速率越高，决定产品性能的东西越往材料和封装深处走。

800G时代，市场更多讨论DSP、EML和硅光。到了1.6T、3.2T和CPO时代，越来越多原来不起眼的底层材料开始走到台前：SOI决定硅光芯片从什么样的晶圆上开始制造；薄膜铌酸锂决定下一代调制器能不能在更高带宽下保持低损耗；玻璃基板开始承担更高密度的封装和互连；而氮化铝，则负责解决高功率光源越来越棘手的散热问题。这些材料平时很少出现在一只光模块的产品名称里。但当AI光互连不断把带宽和功率密度推高以后，它们正在从"辅助材料"变成决定系统上限的基础材料。

所以，氮化铝真正值得关注的，并不是它突然成为一种新的热门材料。这种材料在高功率激光器和功率电子领域已经使用了很多年。真正发生变化的是它的应用位置。过去，它更多服务工业激光器、泵浦源和高功率半导体器件。现在，随着硅光CW光源、NPO和CPO外置激光器发展，它开始沿着激光器供应链进入AI数据中心。

炬光科技已经为此规划一个总投资约3.44亿元、建设周期两年的高速光通信激光器高性能衬底材料产业化项目，重点就是预制金锡氮化铝衬底；与此同时，公司披露相关产品已经向国内外重点客户送样，进入测试和导入验证阶段。这说明产业链正在做的事情已经不只是研究材料性能，而是在准备产能。

AI光互连越往高功率走，材料的重要性就越往前排。氮化铝，正在从激光器下面的一块散热底板，变成下一代高速光互连必须认真解决的一块关键底材。

本文内容综合自炬光科技2026年半年报、源杰科技、仕佳光子公开资料以及新浪财经等公开信息整理，仅供参考，不构成投资建议。请以公司公告为准。

来源：棱镜看视界

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