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(huì)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(duì)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(chǎng)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(chǎng)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(duì)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(chǎng)，在市場(chǎng)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(huì)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(duì)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(duì)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(chǎng)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(huì)了解到臺(tái)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(duì)于存儲(chǔ)芯片等來說，10nm級(jí)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(chǎng)的興起，激光芯片技術(shù)還會(huì)進(jìn)一步迭代，催生更多應(yīng)用和更大的市場(chǎng)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(shí)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(chǎng)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(cè)器、光耦合器、 激光芯片等）市場(chǎng)規(guī)模達(dá) 414 億美元，預(yù)計(jì) 2025 年市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá) 561 億美元，其中激光芯片市場(chǎng)將超過百億美元，其牽引的激光模組和系統(tǒng)市場(chǎng)會(huì)近萬億美元級(jí)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?cè)?018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(chǎng)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(tái)，產(chǎn)品線還會(huì)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(chǎng)景下的落地，帶動(dòng)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(duì)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(chǎng)，在市場(chǎng)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(jìng)爭(zhēng)，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(chǎng)。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(huì)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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