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、數據中心等新基建的快速發(fā)展為雙千兆網絡建設提供推進助力。雙千兆網絡需要依托更高速光網絡，而光纖通訊技術產業(yè)則是實現高速光網絡的唯一力量，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產生根本性影響。

  近日，訊石光通訊網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線，完整的光學性能以及可靠性測試能力。產品主要應用于高速光通信與消費類電子產品。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和數據中心需求的帶動，將為VCSEL、DFB、EML等光芯片需求帶來強大驅動力。

  瞄準高速光通訊需求提供高競爭力VCSEL產品

  當前，5G和數據中心等光網絡應用正向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十年從業(yè)經驗，他認為要實現高可靠的光芯片產品，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)和生產體系，在規(guī)劃方面已經投入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產品競爭力?；趦炔垦邪l(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品，VCSEL激光器芯片在5G、數據中心短距離場景存有海量市場需求。據Lightcounting預測，2021-2025年數據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激光器芯片產線。

  激光器芯片國產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。

  長瑞光電總經理 蕭越

  美國光通訊資深專家，現任長瑞光電總經理蕭越先生曾表示，當前激光器芯片技術發(fā)展呈國產化加速替代趨勢。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)。

  從產業(yè)歷史來看，我國光通訊產業(yè)鏈長期呈現上游薄弱和中下游產業(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，但是國內企業(yè)目前普遍掌握10G速率及以下的VCSEL芯片的量產技術，25G VCSEL芯片高度依賴進口，國產化率仍然較低。

  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，自主生產保證時間周期和制程細節(jié)以及可靠性測試，為保障產品最終質量奠定基礎。

  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光芯片產品方面的壟斷現狀，加快突破光通訊產業(yè)共性瓶頸，更為迫切需要核心芯片多元化供應的國內光模塊企業(yè)提供理想的解決方案，為加速即將到來的下一代光網絡創(chuàng)造更高價值。