半导体激光器|长光华芯：如何下好半导体激光器国产化这盘大棋？( 二 )

长光华芯已建成半导体激光器完整的工艺平台和量产线
麦姆斯咨询：VCSEL器件所用衬底如GaAs（砷化镓）、InP（磷化铟）等，属于III-V族化合物的半导体材料，是目前国内大力发展的半导体基础产业。请评价当前VCSEL所用III-V族化合物衬底的国产自主能力，并展望未来需求。吴真林：在产业配套及协调合作方面，长光华芯致力于VCSEL芯片生产、封装和测试的全产业链国产化。在上游化合物衬底方面，与国内厂商建立合作关系，并努力帮助他们提升材料性价比，GaAs衬底国内厂商技术能力迅速提升，已经大大缩小了与国外厂商的差距，实现了国产化替代。不仅在材料方面，还有设备方面推进国产化和自动化，比如引入国产激光切割机、分选机、测试机、老化机台等。我们本来就是以“中国激光芯，光耀美好生活”为企业使命，不仅努力实现芯片的国产化，也非常重视供应链的国产化，未来在推进产业链的全国产化方面我们会一直不遗余力。麦姆斯咨询：今年上半年，受安卓智能手机3D摄像头渗透率低的影响，面向3D传感应用的VCSEL出货量低于预期。对此，您有何看法？吴真林：一方面，受疫情影响，对刷脸应用产生较大冲击，导致下游客户项目暂停或延后；也因为疫情原因，人们出行减少，对手机3D刷脸等应用需求略有降温。但从长期来看，随着信息化和生活模式的变化，不仅在刷脸支付，还有智能门锁、智能闸机、AR/VR（增强现实和虚拟现实）等很多应用于替代密码指纹身份信息录入和人工智能的场景，我坚信未来3D传感应用定将生机无限。另一方面，国产高端手机头部企业受中美贸易冲击，今年的出货量低于预期，而国内多家知名品牌公司的中高端手机对3D传感功能的配套意愿暂时不强烈，其主要原因是成本问题。但我相信不管是VCSEL芯片，还有齐套器件（如光学元件、探测器和封装）都会加快国产化、低成本的渗透。不仅因为这几年国内供应链能力已经提高且成熟至具备批量供货的能力，还因为终端用户一直都在持续投入研发和做评估导入准备。3D传感成为标配功能只是时间问题，我相信在2022年热度就会开始回归！在VCSEL成本方面，我们有天然的优势，我们从外延、晶圆制造到测试封装，率先全部实现了国产化。在长光华芯建成FAB晶圆产线之前，绝大部分VCSEL品牌公司都采用FAB流片外包代工的方式，不仅交付周期很长而且成本相对较高，而随着我们长光华芯新厂房新线的建设完成，我们将会给行业带来全新的价格、更快速的交付和技术支持！最后，市场上新技术迭代较快，国内外有高端手机终端公司在多结、分区寻址等应用上有新的创意，在3D传感方面国内很多公司一直都在布局未来的技术、产品和应用，所以这种应用是一直存在的，并且应用场景还在不断扩大。随着新技术应用的开发推广，后续应用场景会更加丰富，长光华芯坚定看好3D传感技术在消费类电子领域应用绝对会是将来主要发展趋势！麦姆斯咨询：如果要实现屏下3D摄像头，在VCSEL层面需要做哪些革新？吴真林：首先屏下摄像头最主要需解决光源穿透手机屏的技术革新，所以需要在VCSEL的外延方面针对新的波长选用新的材料，同时在VCSEL的加工工艺方面采用新的结构。长光华芯在进行特殊波段VCSEL的研制计划，主要目标场景就是屏下3D检测，在外延和器件设计、材料和工艺上为下一步的工艺改革已经做了一些准备。产品选择不同波长，除发射端外，还要考虑接收端的配套性，因此屏下3D摄像头要实现商业化，接收端的匹配性和技术成熟度也需要配套。按照目前长光华芯的研发进展，发射端的芯片问题已不是瓶颈，我们已与国内多家做屏下摄像头方案公司做技术交流及合作，这项技术也是值得我们关注的应用方向。麦姆斯咨询：面向数据通信领域，你们布局了哪些VCSEL产品？客户进展如何？吴真林：数据通信是VCSEL很重要也是目前发展最普及的一个市场。针对这一应用，长光华芯在25G及更高带宽的高速光通信VCSEL产品会按募投规划进行技术开发和工程化工艺开发，目前正在准备阶段，同时我们有战略客户的重要牵引，这一领域将是长光华芯未来的重要市场。麦姆斯咨询：展望未来五年，您最看好VCSEL的哪些应用市场？吴真林：相比EEL，VCSEL具有单纵模、低温漂系数、易于二维集成等特性，同时在稳定性和批量制造方面也具备不可比拟的优势，波长范围和产品形态也是非常丰富，未来在激光雷达、医疗医美、安防照明、距离传感和测试等领域具有广泛应用。展望未来，数据通信和消费级激光雷达、传感应用市场空间十分广阔，未来几年在工业、物联网、信息化、人工智能方面将成为主赛道。在高速光通信领域，向更高速率、更高性能方向发展一定是VCSEL重要开拓方向之一；在3D传感方面，如智能门锁、手机、屏下指纹、刷脸支付等方面的应用空间很大；激光雷达方面，如汽车激光雷达、商用机器人、工业机器人、无人机距离探测、空间遥感等，VCSEL将在这些领域发挥不可替代的作用，特别是随着其性能、功率、可靠性、成本方面的优势进一步凸显，在这些应用市场将替代传统EEL市场。除了上述应用，VCSEL还在医美、照明、安防、接近传感、工业视觉等方面有很多应用，值得我们开发和拓展，需要我们行业内上下游企业一起努力，去开发和拓展更广阔的应用场景，一起把新贵应用平民化、普及化，为我们的生活增光添彩！麦姆斯咨询：汽车VCSEL业务是长光华芯业务蓝图中的重要板块，汽车的车内外应用也被认为是VCSEL市场的下一个引爆点。请谈谈对汽车VCSEL市场的看法和预测，并请分享贵司在该业务板块的核心竞争力。吴真林：汽车激光雷达应用分为车内和车外。DMS（驾驶员监控系统）和OMS（乘客监控系统方案）已经较成熟，主要看各车厂在应用配套方面的选择，各大整车厂以及车内方案公司可以进一步开拓VCSEL应用优势，实现规模化配套，这将是未来车辆管理特别是隐私管理和安全管理方面不可或缺的重要手段。在欧洲，已经开始要求2022年在汽车出厂时必须配备DMS系统，国内多家汽车厂也已经在配套导入。车外应用主要是距离探测、自动泊车、自动变道等ADAS功能。这些应用离不开激光雷达、传统摄像头、毫米波雷达，这几种产品各自发挥优势，成为智能驾驶未来几年发展不可或缺的重要部件。激光雷达在目标轮廓测量、角度测量、光照稳定性、通用障碍物检出等方面都具有极佳的能力，随着全球自动驾驶升级，激光雷达前装市场有望提前全面铺开。长光华芯从2020年开始对接汽车方面的客户，并在技术要求方面对标一线公司，为客户开发符合要求的产品，已实现了部分客户的产品级配套意向。这是我们未来发展非常重要的一个核心领域，也是我们将继续投入资源去建立核心竞争力的板块。麦姆斯咨询：多结、可寻址VCSEL技术是当前VCSEL主流技术路线。长光华芯为该技术做了哪些技术储备和产能准备？目前进展如何？吴真林：在多结VCSEL方面我们进行了外延结构优化，长光华芯可以基于用户需求，对多结VCSEL器件在阈值、效率、最佳工作点等各方面优化，自主地进行设计调节。