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高端訪談

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

激光制造網(wǎng) 來源:新浪財經(jīng)2022-12-17 我要評論(0 )   

12月16日下午消息,由新浪財經(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)...

12月16日下午消息,由新浪財經(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)體這個新興的半導(dǎo)體賽道里的一個分支,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)的一個重要細(xì)分賽道。激光芯片為什么會在這個時點(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 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)展不是哪幾個技術(shù)獨(dú)步天下就可以的,而是要整個產(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、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)性的同時也降低了生產(chǎn)成本。我們認(rèn)為這是一款極具性價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,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)體這個新興的半導(dǎo)體賽道里的一個分支,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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激光應(yīng)用激光切割焊接清洗
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