專訪長瑞光電研發(fā)副總許聰基先生：25G VCSEL助力我國光通訊突破高端芯片瓶頸

  ICC訊 2021是我國十四五規(guī)劃開局之年，5G、數(shù)據(jù)中心等新基建的快速發(fā)展為雙千兆網(wǎng)絡建設提供推進助力。雙千兆網(wǎng)絡需要依托更高速光網(wǎng)絡，而光纖通訊技術產(chǎn)業(yè)則是實現(xiàn)高速光網(wǎng)絡的唯一力量，尤其是高速光器件和光電芯片的迭代發(fā)展將對下一代的高速光通互聯(lián)產(chǎn)生根本性影響。

  近日，訊石光通訊網(wǎng)拜訪了高速光芯片制造商蘇州長瑞光電有限公司(簡稱長瑞光電)，公司主要從事III-V族半導體激光器芯片的研發(fā)和制造，擁有自主的晶圓到流片的生產(chǎn)線，完整的光學性能以及可靠性測試能力。產(chǎn)品主要應用于高速光通信與消費類電子產(chǎn)品。長瑞光電研發(fā)副總許聰基先生接受訊石采訪，他表示光通訊受到新基建帶來的5G和數(shù)據(jù)中心需求的帶動，將為VCSEL、DFB、EML等光芯片需求帶來強大驅(qū)動力。

  瞄準高速光通訊需求提供高競爭力VCSEL產(chǎn)品

  當前，5G和數(shù)據(jù)中心等光網(wǎng)絡應用正向25G/100G/200G/400G乃至更高速率發(fā)展，單通道的25G、50G和100G芯片需求正在快速起量。面對市場趨勢發(fā)展，據(jù)許總介紹，長瑞光電于2018年進行業(yè)務重組，目前主要致力于VCSEL光芯片的研制，目前產(chǎn)品主要為針對高速光模塊應用的850-nm多模25 Gb/s和50 Gb/s 系列VCSEL芯片。此外，公司還為各類HDMI光纖電纜及消費電子應用領域的客戶提供定制化的VCSEL芯片設計與制造服務。

  許總在化合物半導體領域擁有數(shù)十年從業(yè)經(jīng)驗，他認為要實現(xiàn)高可靠的光芯片產(chǎn)品，需要依托優(yōu)秀的研發(fā)人員、先進的工藝設備、完善的測試工序以及把控外延材料的一致性。據(jù)介紹，目前公司員工100余人，研發(fā)團隊占整體40%，隨著新廠房的遷入和投用，目前已有10000平方米的總廠房面積，包括車間面積5000平方米，以及投入重大資金建設先進一流的研發(fā)實驗室。

  公司致力于打造垂直整合的光芯片研發(fā)和生產(chǎn)體系，在規(guī)劃方面已經(jīng)投入VCSEL外延片生長項目，并具備VCSEL外延設計、芯片設計和芯片測試能力，有效保障VCSEL產(chǎn)品競爭力。基于內(nèi)部研發(fā)設施，公司可以自主完成絕大部分的性能測試，例如VCSEL直流特性、交流性能測量以及老化測試(Burn in)。

  長瑞光電以光通訊高速VCSEL光芯片作為切入市場的主力產(chǎn)品，VCSEL激光器芯片在5G、數(shù)據(jù)中心短距離場景存有海量市場需求。據(jù)Lightcounting預測，2021-2025年數(shù)據(jù)中心光模塊市場需求增長將達68億美元，復合增長率將超過10%。同時，為應對更多的傳輸距離要求，長瑞光電將計劃開發(fā)SWDM短波長和新型DFB激光芯片產(chǎn)品，預計于今年底完成初階段的芯片樣品供客戶驗證，并建設一條DFB激光器芯片產(chǎn)線。

  激光器芯片國產(chǎn)化加速垂直整合保證核心競爭力

  在光電子領域，激光器芯片具有極高的技術壁壘和復雜的工藝流程，不僅是光模塊核心元器件，在占據(jù)光模塊BOM成本結構的最大部分，更是故障發(fā)生最大來源。

  長瑞光電總經(jīng)理 蕭越

  美國光通訊資深專家，現(xiàn)任長瑞光電總經(jīng)理蕭越先生曾表示，當前激光器芯片技術發(fā)展呈國產(chǎn)化加速替代趨勢。越高速、高端的光模塊，其芯片成本占比越高。目前國內(nèi)高端芯片嚴重依賴于美日公司，同時由于中美關系的不確定性，光模塊的供應鏈管理面臨巨大挑戰(zhàn)。

  從產(chǎn)業(yè)歷史來看，我國光通訊產(chǎn)業(yè)鏈長期呈現(xiàn)上游薄弱和中下游產(chǎn)業(yè)強勢的局面，以上游VCSEL光芯片為例，盡管我國在25G及以上更高速率VCSEL芯片的需求量巨大，但是國內(nèi)企業(yè)目前普遍掌握10G速率及以下的VCSEL芯片的量產(chǎn)技術，25G VCSEL芯片高度依賴進口，國產(chǎn)化率仍然較低。

  訊石認為，IDM垂直整合模式對于化合物半導體產(chǎn)業(yè)具有積極意義，因為各類VCSEL芯片初創(chuàng)企業(yè)大多采用Fabless模式，外延生長和流片加工嚴重依賴美國、日本、中國臺灣等國家和地區(qū)，缺乏完整、穩(wěn)定的光芯片加工工藝線以及高素質(zhì)的工藝人才隊伍難以形成完備的標準化光通信器件研發(fā)體系,導致光通訊在缺芯這一產(chǎn)業(yè)共性問題上突出，高速光芯片已成為制約我國下一代光通訊發(fā)展的關鍵瓶頸之一。

  長瑞光電暨研發(fā)負責人許聰基先生(中)

  因此，IDM垂直整合正是長瑞光電的核心優(yōu)勢，如許總建言，長瑞光電專注在光通訊高速VCSEL研發(fā)與制造，依托自己的生產(chǎn)線并持續(xù)改造提升，用高競爭力25G VCSEL打開市場。與外協(xié)代工制造的差異在于研發(fā)過程循環(huán)迭代的時間，自主生產(chǎn)保證時間周期和制程細節(jié)以及可靠性測試，為保障產(chǎn)品最終質(zhì)量奠定基礎。

  長瑞光電光芯片研發(fā)項目的實施不僅有助于打破國外巨頭在高端 VCSEL光芯片產(chǎn)品方面的壟斷現(xiàn)狀，加快突破光通訊產(chǎn)業(yè)共性瓶頸，更為迫切需要核心芯片多元化供應的國內(nèi)光模塊企業(yè)提供理想的解決方案，為加速即將到來的下一代光網(wǎng)絡創(chuàng)造更高價值。