《電子技術(shù)應(yīng)用》
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檸檬光子創(chuàng)始人肖巖:激光芯片,化合物半導(dǎo)體新興產(chǎn)業(yè)中的明日之星

2022-12-19
來源:新浪科技

新浪科技訊 12月16日下午消息,,由新浪財(cái)經(jīng)客戶端,、新浪科技聯(lián)合主辦的“2022科技風(fēng)云榜”線上年度盛典今日開幕,。檸檬光子創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官肖巖指出,激光芯片行業(yè)作為化合物半導(dǎo)體這個(gè)新興的半導(dǎo)體賽道里的一個(gè)分支,,隨著光學(xué)應(yīng)用的快速發(fā)展,,將會成為高速增長的明日之星。

  光芯片是光電子領(lǐng)域核心元器件,,相對于傳統(tǒng)的硅基芯片——第一代半導(dǎo)體,,光電芯片主要是基于化合物半導(dǎo)體的制程工藝,屬于第二和第三代半導(dǎo)體,。雖然,,目前,以硅基芯片為主的第一代半導(dǎo)體仍占據(jù)半導(dǎo)體市場九成以上的份額,,不過硅基芯片已逼近1nm,,幾乎是工藝極限,制造工藝研發(fā)難度越來越大,。

  因此,,在這些技術(shù)發(fā)展客觀規(guī)律的制約下,,全球半導(dǎo)體行業(yè)著手研發(fā)新的芯片材料,尋找第二,、第三代半導(dǎo)體,。而激光芯片是以多化合物材料為主體,從技術(shù)迭代上講,,屬于第二代以及第三代半導(dǎo)體器件,。

  據(jù)肖巖介紹,激光芯片屬于模擬器件,,相比于集成電路領(lǐng)域的硅基半導(dǎo)體器件,,目前的產(chǎn)品尚未要求高精密制程工藝,技術(shù)發(fā)展上還有很大空間,。雖然,,目前激光芯片在這些應(yīng)用領(lǐng)域的市場份額還沒有硅基電芯片大,但這是未來有望實(shí)現(xiàn)爆發(fā)性增長的新領(lǐng)域,。

  肖巖看到,,隨著政府、資本和創(chuàng)業(yè)者對激光芯片產(chǎn)業(yè)的持續(xù)投入,,國產(chǎn)激光芯片,,無論從設(shè)計(jì)還是制造,自主可控并不遙遠(yuǎn),。我國有著巨大的應(yīng)用市場,,在市場的孕育下,相信我國出現(xiàn)國際領(lǐng)先的激光芯片企業(yè)未來可期,。

  以下為演講實(shí)錄:

  《激光芯片:化合物半導(dǎo)體新興產(chǎn)業(yè)中的明日之星》

  芯片是近幾年來的熱門話題,。光電子器件,也就是通常所說的激光芯片也正在成為全球半導(dǎo)體行業(yè)的一個(gè)重要細(xì)分賽道,。激光芯片為什么會在這個(gè)時(shí)點(diǎn)快速發(fā)展,?中國光電芯片的機(jī)遇和挑戰(zhàn)又有哪些?我以檸檬光子創(chuàng)業(yè)四年來的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和發(fā)展中思考,,來給出一些答案,。

  從三代導(dǎo)體演進(jìn),看光電芯片發(fā)展前景

  光芯片是光電子領(lǐng)域核心元器件,,相對于傳統(tǒng)的硅基芯片,,光電芯片主要是基于化合物半導(dǎo)體的制程工藝。隨著光電半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展,,光芯片作為產(chǎn)業(yè)鏈上游核心元器件,,目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于通信、工業(yè),、消費(fèi)等眾多領(lǐng)域,。

  硅基芯片相對來說發(fā)展較早,,技術(shù)也比較成熟,主要用途是集成電路,,也就是內(nèi)含集成電路的硅片,體積很小,,常常是計(jì)算機(jī)或其他電子設(shè)備的一部分,。

  硅基芯片是第一代半導(dǎo)體,目前仍然占據(jù)半導(dǎo)體市場九成以上的份額,。不過硅基芯片已逼近1nm,,幾乎是工藝極限,制造工藝研發(fā)難度越來越大,。大家如果關(guān)注新聞,,會了解到臺積電的3nm工藝似乎再次延期,這從蘋果今年下半年的A16處理器沒能用上3nm工藝可以看出來,。此外,,對于存儲芯片等來說,10nm級別也已基本達(dá)到極限,,否則耐用性就成問題,。

  在這些技術(shù)發(fā)展客觀規(guī)律的制約下,全球半導(dǎo)體行業(yè)著手研發(fā)新的芯片材料,,業(yè)界將砷化鎵(GaAs)和磷化銦(InP)等化合物定義為第二代半導(dǎo)體,,這類半導(dǎo)體主要用于制造高性能毫米波器件、發(fā)光器件等的材料,;第三代材料則是以碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)等化合物為代表,,GaN也是可見光發(fā)光器件的基材。

  激光芯片就是以多化合物材料為主體,,從技術(shù)迭代上講,,屬于第二代以及第三代半導(dǎo)體器件。激光芯片屬于模擬器件,,相比于集成電路領(lǐng)域的硅基半導(dǎo)體器件,,目前的產(chǎn)品尚未要求高精密制程工藝,技術(shù)發(fā)展上還有很大空間,。隨著應(yīng)用的拓展和市場的興起,,激光芯片技術(shù)還會進(jìn)一步迭代,催生更多應(yīng)用和更大的市場空間,。

  也因此,,業(yè)界把21世紀(jì)稱作“光子世紀(jì)”。激光芯片是5G光通訊,、“萬物互聯(lián)”時(shí)代,、中光通訊,、數(shù)字通訊、IOT,、智能傳感,、智能制造和智慧城市等眾多領(lǐng)域的核心基礎(chǔ)器件,涵蓋通信用高速率激光芯片,、工業(yè)用高功率激光芯片,、手機(jī)和AR/VR傳感識別用激光芯片、以及智能汽車上車用激光雷達(dá)發(fā)射芯片等等,。目前,,激光芯片在這些應(yīng)用領(lǐng)域的市場份額還沒有硅基電芯片大,但這些都是未來有望實(shí)現(xiàn)爆發(fā)性增長的新領(lǐng)域,。

  根據(jù) Gartner 數(shù)據(jù),,2021 年全球光芯片(含 CCD、CIS,、LED,、光子探測器、光耦合器,、 激光芯片等)市場規(guī)模達(dá) 414 億美元,,預(yù)計(jì) 2025 年市場規(guī)模有望達(dá) 561 億美元,其中激光芯片市場將超過百億美元,,其牽引的激光模組和系統(tǒng)市場會近萬億美元級別,。

  中國激光芯片的發(fā)展機(jī)遇

  進(jìn)口替代星辰大海,國產(chǎn)化漸次突破,。我們講產(chǎn)業(yè)的發(fā)展不是哪幾個(gè)技術(shù)獨(dú)步天下就可以的,,而是要整個(gè)產(chǎn)業(yè)上下游協(xié)同共進(jìn)。在中下游的激光器及相關(guān)設(shè)備國產(chǎn)化進(jìn)展持續(xù)推進(jìn)背景下,,激光芯片國產(chǎn)化進(jìn)程已經(jīng)逐漸步入快車道,。

  我們在2018年創(chuàng)辦了檸檬光子,愿景是打造一站式半導(dǎo)體激光芯片及光源解決方案,,成為令人尊敬的生態(tài)合作伙伴,。四年來,檸檬光子的VCSEL,、EEL及獨(dú)家的HCSEL芯片從芯片設(shè)計(jì),、外延生長、晶圓制造等環(huán)節(jié)都獨(dú)立自主可控,,并實(shí)現(xiàn)批量化交付,,已經(jīng)應(yīng)用在頭部激光器件方案及應(yīng)用客戶,性能絲毫不輸于國外廠家,。面向傳感類應(yīng)用的VCSEL已經(jīng)全面進(jìn)入量產(chǎn)狀態(tài),,基于VCSEL的激光投射點(diǎn)光源和線光源模組已經(jīng)在頭部機(jī)器人客戶落地量產(chǎn),;面向工業(yè)應(yīng)用的大功率EEL產(chǎn)品性能也達(dá)到了國際同類產(chǎn)品水平,獲得了頭部客戶的認(rèn)可,,逐步進(jìn)入穩(wěn)定量產(chǎn)出貨階段,;檸檬光子獨(dú)家的HCSEL芯片及模組也在今年逐步進(jìn)入量產(chǎn),應(yīng)用于傳感類和工業(yè)類產(chǎn)品中,。

  我們獨(dú)家研發(fā)的“HCSEL”芯片制成的線激光模組,,憑借其優(yōu)異的光場銳利度和均勻度,在較小的封裝尺寸內(nèi),,實(shí)現(xiàn)了理想的線光斑。光學(xué)整型難度的降低,,意味著在提高量產(chǎn)性的同時(shí)也降低了生產(chǎn)成本,。我們認(rèn)為這是一款極具性價(jià)比的線掃描激光雷達(dá)終極光源解決方案。未來,,檸檬光子依托自主的芯片技術(shù)平臺,,產(chǎn)品線還會向通信類產(chǎn)品擴(kuò)展。

  芯片是我國科技產(chǎn)業(yè)的短板之一,,激光芯片同樣也是激光產(chǎn)業(yè)中的薄弱環(huán)節(jié),。激光芯片國產(chǎn)化雖起步較晚,但進(jìn)展速度還是比較快的,。目前的行業(yè)現(xiàn)實(shí)是,,我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展還不是很完善,同時(shí),,激光芯片的工藝制程并不受到高精密制程設(shè)備的限制,。所以我認(rèn)為發(fā)展的重點(diǎn)在產(chǎn)業(yè)鏈的兩端,一個(gè)是上游芯片技術(shù)的進(jìn)一步突破創(chuàng)新,,催生新應(yīng)用的出現(xiàn),;另一個(gè)是光學(xué)應(yīng)用在更多大場景下的落地,帶動產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展,。檸檬光子正是在致力于這兩個(gè)領(lǐng)域的深耕,。隨著政府、資本和創(chuàng)業(yè)者對激光芯片產(chǎn)業(yè)的持續(xù)投入,,國產(chǎn)激光芯片,,無論從設(shè)計(jì)還是制造,自主可控并不遙遠(yuǎn),。我國有著巨大的應(yīng)用市場,,在市場的孕育下,相信我國出現(xiàn)國際領(lǐng)先的激光芯片企業(yè)也是未來可期,。

  一枝獨(dú)秀不是春,,百花齊放春滿園,,我們希望更多激光芯片的公司參與到行業(yè)發(fā)展的大潮中,避免同質(zhì)化競爭,,以高質(zhì)量發(fā)展為目標(biāo),,共同推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新,創(chuàng)造更大更優(yōu)質(zhì)的市場,。激光芯片行業(yè)作為化合物半導(dǎo)體這個(gè)新興的半導(dǎo)體賽道里的一個(gè)分支,,隨著光學(xué)應(yīng)用的快速發(fā)展,將會成為高速增長的明日之星,。我們希望把檸檬光子打造成為激光行業(yè)的intel,。



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