接着聊一聊光芯片公司

2021-12-17 15:52

昨天写了一点关于光芯片公司的信息，由于一些原因删除了，刚好今天有朋友问，就重新整理一下我的一些见解。

最近几年光通信以及激光雷达市场的高速增长带来了光芯片爆发性的需求，光芯片顾名思义就是有光的芯片。

其实很久之前做PLC、AWG分路器芯片的时候，就有人建议去做硅基光电子集成技术。

但是硅材料本身是间接带隙材料，也就是说它不像化合物GaAs或者GaN或者InP、ZnO这些直接带隙材料，通过电子和空穴的复合就能发出光，再通过光学的手段，就能形成激光出来，进而传递数据。

SiO是间接带隙材料，从能带图谱可以看出，间接带隙半导体中的电子在跃迁时K值会发生变化，这意味着电子跃迁前后在K空间的位置不一样了，这样会极大的几率将能量释放给晶格，转化为声子，变成热能释放掉。
而直接带隙中的电子跃迁前后只有能量变化，而无位置变化，于是便有更大的几率将能量以光子的形式释放出来。

因此为了做好光电子集成，在硅上面做激光是一个美好的方向。

硅基激光器的主要实现方向有：1．利用倒装焊技术，将分别制作好的III－V族器件和硅基器件集成；2．在SOI晶圆上键合III－V族材料，然后再制作器件。其中，方案1在成本和器件性能上更具优势，LD通过端面耦合和硅基波导耦合，对于对准组装和相应设备严格要求对准精度＜±0．5μm。方案2则在晶圆级工艺加工上更具优势。日本PETRA、NEC和Fujitsu公司，欧洲IMEC和Ghent大学，美国Intel和UCSB分别就上述两种方式开展了对硅基激光器的研究，其中，日本和德国主要采用方案1，而IMEC和美国intel更倾向于方案2研究。

在光通信行业，对光芯片分为：有源芯片和无源芯片。这个其实也是类比半导体芯片过来的。

有源芯片就是通过电转换成光的芯片，比如激光器芯片例如下面的

光通信用到的芯片基本上都是人眼不可见的光波段，大致分类如上图。

根据功能的不同，光通信芯片可分为激光器芯片以及探测器芯片：（1）激光器芯片依据发光类型可细分为面发射与边发射激光器芯片：①面发射激光器芯片为VCSEL芯片，适用于短距场景；②边发射激光器芯片包括FP、DPF以及EML芯片，其中FP芯片适用于中短距场景，DFB以及EML芯片适用于中长距、高速率场景。EML芯片在DFB芯片的基础上增加电吸收调制器以增加激光器的输出功率、传输速率及温度稳定性等；（2）探测器芯片分为PIN（二级管探测器）和APD（雪崩二级管探测器）。二级管灵敏度相对较低，应用于中短距离的光通信传输。雪崩二级管探测器在灵敏度以及接收距离上优于二级管探测器，但成本高于二级管探测器。

光芯片产业最近几年涌现出很多上市公司。

国光电子器件制造业企业包括光迅科技、博创科技、太辰光和仕佳光子等上市公司。

光迅科技目前已经形成了从芯片到器件、模块全系列产品的垂直整合能力；

光迅科技前身是武汉邮科院的技术，中国唯一能将VCSEL芯片技术吃透，具备从芯片到器件、模块、子系统全系列产品尖端整合能力的公司。国内唯一量产10G以下DFB、APD芯片的厂商。国内唯一具备自主研发全系列PLC芯片并规模生产的厂商。掌握了PLC、AWG、LD、PD、APD、VCSEL、DFB／EML等各种类的光模块芯片技术。

光迅科技在光通信领域属于老大哥的辈分了。

博创科技覆盖无源光器件和有源光器件；

太辰光主要生产无源光器件PLC，AWG好像还在研发。

仕佳光子覆盖光芯片、器件及光纤光缆等业务。

仕佳光子我是比较熟悉的一家公司，2020年8月上市。是河南仕佳和中科院在2011年左右搞得一个项目，突破口是PLC芯片，2012年赶上日韩芯片挤压，差点挂掉，多亏鹤壁政府的鼎力支持，再加上中科院的人才输送，硬是做到全球PLC出货第一名。这几年开始盈利了，AWG芯片也在量产。今年看他们在展示激光器芯片，但是也是不是很好，估计是量产良率不高吧，更多也可能是在找客户认证，毕竟认证周期不是一班的长。

目前，光芯片公司除了光迅科技、仕佳光子外，主要的研发企业均未上市，包括青岛海信宽带多媒体技术有限公司、陕西源杰半导体科技股份有限公司、武汉敏芯半导体股份有限公司、福建中科光芯光电科技有限公司等。

宁波元芯光电子科技有限公司是一家以IDM模式自主研发、生产、测试、销售半导体激光器芯片的高科技企业，主要产品有：大范围可调谐激光器芯片、25G和10G高速直调DFB激光器芯片、传感用途的DFB激光器芯片、LiNbO3调制器等。

最近桂林的隆科技在IPO募资7．53亿元，主要用于光芯片半导体全制程工艺产业建设项目、子系统与光学器件生产建设项目及补充流动资金项目。也是做激光器芯片。

还有一个公司叫光特科技。

是一家由海归团队创办的高科技光子芯片公司。

光特科技成立于2016年，是一家由海归团队创办的高科技光子芯片公司。公司专注于高端光子芯片技术产品的研发、生产和销售服务。主要产品有III－V族化合物半导体探测器芯片、硅光子集成芯片、硅光有源器件、红外热成像芯片及智能传感器等。

光特科技总部位于浙江杭州市，并在浙江绍兴已建成一条世界先进的III－V族化合物半导体芯片生产基地。

还有上几周提到的度亘激光，oppo入局的仟目激光。

仟目激光成立于2017年11月，注册资本约140．63万元，经营范围包括激光芯片和相关光电产品的研发、生产、销售、技术服务等。公司官网介绍，仟目激光是一家从事半导体激光器生产制造的企业，可提供芯片性能设计、加工工艺、批量生产等服务。

仟目激光主要专注于激光器、垂直腔面发射、金属层、延伸部分、接触层等技术领域，共有13件专利申请，目前还处于起步阶段，整体研发实力有待提升。

光通信里面还有一个比较常见的芯片，叫铌酸锂芯片。

铌酸锂系列高速调制器芯片及器件主要应用于高速、超高速干线光纤通信网络中光信号的调制，是搭建高速光网络必不可少的器件。伴随5G网络和数据通信带动核心光网络向超高速和超远距离传输升级，按照WinterGreen Research的预测，2024年全球调制器芯片及器件市场（将增长至226亿美元）

铌酸锂作为一种电光材料，在光通信中的光调制中起着重要的作用。电光效应是指当电场施加到晶体时晶体的折射率改变的效应。由于自发极化，某些晶体具有固有的电偶极矩。当将电场施加到这种晶体时，外部电场使晶体中固有偶极矩的取向趋于一致或具有一定的主导取向。因此，必须更换晶体。即，外部电场的折射率改变了晶体的光学速率。在光通信中，利用电场改变晶体折射率的原理制造电光调制器。电光晶体位于偏振器和检偏器之间。当不施加电场时，偏振器和检偏器彼此垂直。自然光通过偏光镜后，检偏器将无法通过。施加电场时，光速体会发生变化，并且光可以穿过分析仪。通过分析器的光的强度由施加到晶体的电压的大小控制，从而达到通过控制电压来调制光的强度的目的。

有代表的上市公司是珠海光库科技。从国外收购了一个芯片公司，在珠海正在建芯片产线，预计过两年就能出产品。