新春走基层 | 全球首发！闪烁“科技智慧”的12英寸光学级铌酸锂晶体

地点：山东恒元半导体科技有限公司

记者：范明昱 李昂

时间：2025年1月21日

大数据与新一代信息技术产业，是济南市重点发展的四大主导产业之一。在这条崭新的“追光”路上，济南不甘落后，主动布局。1月13日下午，济南市第十八届人民代表大会第四次会议开幕，《政府工作报告》全面客观总结了2024年的工作成绩，其中提到“创新驱动发展动能强劲……恒元光电12英寸光学级铌酸锂晶体全球首发”。新春佳节前，记者采访到了恒元光电总经理彭立果，探寻12英寸铌酸锂晶体研制成功的背后故事。

铌酸锂晶体是什么？

2024年5月，山东恒元半导体科技有限公司在济南市“揭榜挂帅”科技计划项目支持下自主研制成功了12英寸光学级铌酸锂晶体。这是国际上首次报道12英寸超大尺寸铌酸锂晶体，标志着我国光电子产业关键材料产业水平取得重大突破。

在济南市高新区航天大道3599号中欧制造国际港济南恒元光电科技有限公司的展厅内，可以看到从铌酸锂晶体开始的驱动新一轮产业革命的光芯片产业的整个链条，而恒元光电提供的铌酸锂晶体等材料的生产和销售，处于整个产业链最底层位置。

作为领先的新一代信息技术所需关键基础材料提供商，恒元光电目前核心产品包括不同尺寸（3-8英寸）、不同轴向（X-cut/Z-cut/Y128-cut/Y-cut）和不同掺杂（掺镁、掺铒）的光学级铌酸锂晶体材料，建立了一条8英寸铌酸锂晶体材料产业化预研生产线，初步实现了6-8英寸集成光学铌酸锂晶体的批量化生产，并成功研制出了12英寸光学级铌酸锂晶体。

记者查阅资料了解到，铌酸锂晶体是一种集压电、电光、声光、光弹、非线性、光折变及激光活性等效应于一身的罕见晶体，是至今人们所发现的光子学性能最多、综合指标最好的晶体，因此也被人称为光子时代的“光学硅”材料，被广泛的应用于高性能滤波器、电光器件、全息存储、3D 全息显示、非线性光学器件、光量子通信等方面。

“铌酸锂晶体生长最关键的是保持晶体生长界面的平衡。晶体尺寸越大，生长的界面也就越大，因而越难控制。”彭立果告诉记者，山东恒元是一家专业从事铌酸锂材料研发、生产及销售于一体的科技型企业。其核心技术团队起源于晶体材料国家重点实验室，通过超过20年的探索与研究，公司核心技术团队已经拥有从晶体生长设备的设计、均匀多晶料制备、晶体生长及缺陷控制技术以及晶体后处理技术的全链条自主知识产权，掌握了大尺寸铌酸锂晶体生长产业化所需的关键核心技术。

12英寸铌酸锂晶体

数十次失败后的成功

2025年1月15日，2024年度山东省十大科技成果创新发布活动举行。这些“山东好成果”由省内外70位院士专家从省重大科技创新成果库中严格筛选、投票产生，代表了山东科技创新的最新成就和最高水平。山东恒元半导体科技有限公司研发的“12英寸光学级铌酸锂晶体”位列其中。

彭立果表示，铌酸锂晶圆尺寸的大小对集成光电子产业的成熟度也有着至关重要的影响。一方面是可以降低成本的原因，还有一个很重要的原因是大尺寸的铌酸锂晶圆让集成光电子产业可以有效利用现有的微电子加工工艺和设备，从而为产业的发展节省大量的资本支出。

高品质、大尺寸的光学级铌酸锂晶体制备技术难度极大，长期以来，我国对此类产品的需求基本依赖进口。针对这一挑战，山东恒元历经无数次的试验与优化。“本着研发走在前列的科技产业发展理念，公司与山东大学刘宏教授、济南大学孙德辉教授科研团队合作，在世界上首次提出了研发12英寸铌酸锂晶体生长技术，并成为2022年济南市‘揭榜挂帅’科技计划重点项目。”彭立果说。

经过两年的攻关，经历了数十次失败，恒元半导体相继攻克12英寸铌酸锂晶体生产设备的设计、晶体生长及缺陷控制、晶体后处理等全链条关键核心技术，获得授权4项国家发明专利，终于在全球首先突破了12英寸铌酸锂晶体生长技术。

“工业济南”再向高质发展

科技创新点燃“强引擎”，迸发澎湃发展新动能。近年来，济南大力实施创新驱动发展战略，向科技创新要驱动力，以科技创新开辟发展新领域新赛道新模式，加快推动高质量发展，在全球科研城市100强榜单的排名上升到第32位。

科技创新不断取得良好成绩的背后，企业是关键。谋创新就是谋发展，谋发展就是谋未来。来自全市各地各行业一个个生动具象的“创新实践”，正为绿色低碳高质量发展引擎持续注入活力和动力。

如今，12英寸铌酸锂晶体研制成功，让济南在集成光电子产业发展的道路上再进一步。彭立果告诉记者，12英寸铌酸锂晶体生长技术的突破，有望使得光芯片的单位材料成本降低50%以上，从而推动我国光子产业的快速发展。

谈到恒元光电12英寸光学级铌酸锂晶体入选山东省十大科技创新成果榜单，彭立果表示此次入选，既是对恒元光电校企攻关、拼搏创新的肯定，也是对企业继续坚持科技创新的鼓励。下一步，企业将继续加大对晶体技术研发的探索，加强与国内外高校、科研院所的合作交流，促进科技创新和成果转化，为我国光子产业化的发展注入强大的核心竞争力，以科技之光，照亮中国光子产业的辉煌未来。