新浪科技訊 12月16日下午消息，由新浪財經客戶端、新浪科技聯合主辦的“2022科技風云榜”線上年度盛典今日開幕。檸檬光子創始人兼首席執行官肖巖指出，激光芯片行業作為化合物半導體這個新興的半導體賽道里的一個分支，隨著光學應用的快速發展，將會成為高速增長的明日之星。
光芯片是光電子領域核心元器件，相對于傳統的硅基芯片——第一代半導體，光電芯片主要是基于化合物半導體的制程工藝，屬于第二和第三代半導體。雖然，目前，以硅基芯片為主的第一代半導體仍占據半導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，制造工藝研發難度越來越大。
因此，在這些技術發展客觀規律的制約下，全球半導體行業著手研發新的芯片材料，尋找第二、第三代半導體。而激光芯片是以多化合物材料為主體，從技術迭代上講，屬于第二代以及第三代半導體器件。
據肖巖介紹，激光芯片屬于模擬器件，相比于集成電路領域的硅基半導體器件，目前的產品尚未要求高精密制程工藝，技術發展上還有很大空間。雖然，目前激光芯片在這些應用領域的市場份額還沒有硅基電芯片大，但這是未來有望實現爆發性增長的新領域。
肖巖看到，隨著政府、資本和創業者對激光芯片產業的持續投入，國產激光芯片，無論從設計還是制造，自主可控并不遙遠。我國有著巨大的應用市場，在市場的孕育下，相信我國出現國際領先的激光芯片企業未來可期。
以下為演講實錄：
《激光芯片：化合物半導體新興產業中的明日之星》
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體行業的一個重要細分賽道。激光芯片為什么會在這個時點快速發展？中國光電芯片的機遇和挑戰又有哪些？我以檸檬光子創業四年來的實踐經驗和發展中思考，來給出一些答案。
從三代導體演進，看光電芯片發展前景
光芯片是光電子領域核心元器件，相對于傳統的硅基芯片，光電芯片主要是基于化合物半導體的制程工藝。隨著光電半導體產業的蓬勃發展，光芯片作為產業鏈上游核心元器件，目前已經廣泛應用于通信、工業、消費等眾多領域。
硅基芯片相對來說發展較早，技術也比較成熟，主要用途是集成電路，也就是內含集成電路的硅片，體積很小，常常是計算機或其他電子設備的一部分。
硅基芯片是第一代半導體，目前仍然占據半導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，制造工藝研發難度越來越大。大家如果關注新聞，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級別也已基本達到極限，否則耐用性就成問題。
在這些技術發展客觀規律的制約下，全球半導體行業著手研發新的芯片材料，業界將砷化鎵（GaAs）和磷化銦（InP）等化合物定義為第二代半導體，這類半導體主要用于制造高性能毫米波器件、發光器件等的材料；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，從技術迭代上講，屬于第二代以及第三代半導體器件。激光芯片屬于模擬器件，相比于集成電路領域的硅基半導體器件，目前的產品尚未要求高精密制程工藝，技術發展上還有很大空間。隨著應用的拓展和市場的興起，激光芯片技術還會進一步迭代，催生更多應用和更大的市場空間。
也因此，業界把21世紀稱作“光子世紀”。激光芯片是5G光通訊、“萬物互聯”時代、中光通訊、數字通訊、IOT、智能傳感、智能制造和智慧城市等眾多領域的核心基礎器件，涵蓋通信用高速率激光芯片、工業用高功率激光芯片、手機和AR/VR傳感識別用激光芯片、以及智能汽車上車用激光雷達發射芯片等等。目前，激光芯片在這些應用領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現爆發性增長的新領域。
根據 Gartner 數據，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）市場規模達 414 億美元，預計 2025 年市場規模有望達 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市場會近萬億美元級別。
中國激光芯片的發展機遇
進口替代星辰大海，國產化漸次突破。我們講產業的發展不是哪幾個技術獨步天下就可以的，而是要整個產業上下游協同共進。在中下游的激光器及相關設備國產化進展持續推進背景下，激光芯片國產化進程已經逐漸步入快車道。
我們在2018年創辦了檸檬光子，愿景是打造一站式半導體激光芯片及光源解決方案，成為令人尊敬的生態合作伙伴。四年來，檸檬光子的VCSEL、EEL及獨家的HCSEL芯片從芯片設計、外延生長、晶圓制造等環節都獨立自主可控，并實現批量化交付，已經應用在頭部激光器件方案及應用客戶，性能絲毫不輸于國外廠家。面向傳感類應用的VCSEL已經全面進入量產狀態，基于VCSEL的激光投射點光源和線光源模組已經在頭部機器人客戶落地量產；面向工業應用的大功率EEL產品性能也達到了國際同類產品水平，獲得了頭部客戶的認可，逐步進入穩定量產出貨階段；檸檬光子獨家的HCSEL芯片及模組也在今年逐步進入量產，應用于傳感類和工業類產品中。
我們獨家研發的“HCSEL”芯片制成的線激光模組，憑借其優異的光場銳利度和均勻度，在較小的封裝尺寸內，實現了理想的線光斑。光學整型難度的降低，意味著在提高量產性的同時也降低了生產成本。我們認為這是一款極具性價比的線掃描激光雷達終極光源解決方案。未來，檸檬光子依托自主的芯片技術平臺，產品線還會向通信類產品擴展。
芯片是我國科技產業的短板之一，激光芯片同樣也是激光產業中的薄弱環節。激光芯片國產化雖起步較晚，但進展速度還是比較快的。目前的行業現實是，我國半導體產業鏈發展還不是很完善，同時，激光芯片的工藝制程并不受到高精密制程設備的限制。所以我認為發展的重點在產業鏈的兩端，一個是上游芯片技術的進一步突破創新，催生新應用的出現；另一個是光學應用在更多大場景下的落地，帶動產業鏈發展。檸檬光子正是在致力于這兩個領域的深耕。隨著政府、資本和創業者對激光芯片產業的持續投入，國產激光芯片，無論從設計還是制造，自主可控并不遙遠。我國有著巨大的應用市場，在市場的孕育下，相信我國出現國際領先的激光芯片企業也是未來可期。
一枝獨秀不是春，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發展的大潮中，避免同質化競爭，以高質量發展為目標，共同推進技術創新，創造更大更優質的市場。激光芯片行業作為化合物半導體這個新興的半導體賽道里的一個分支，隨著光學應用的快速發展，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的intel。
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