光芯片賽道“井噴”！國產(chǎn)廠商如何搶灘登陸？

隨著5G、大數(shù)據(jù)、AI等技術的快速發(fā)展，全球云和數(shù)據(jù)中心流量飛速增長，對光模塊及其上游光芯片提出更高要求。為滿足超大容量的數(shù)據(jù)交換和通信，長光華芯緊跟市場需求，開展高端通信光芯片科研攻關和量產(chǎn)能力構建，推出系列更高速率、更低功耗產(chǎn)品，為日益加劇的速率、算力競爭帶來源頭解決方案！

在本次第25屆CIOE光博會上，維科網(wǎng)·激光采訪到長光華芯副總經(jīng)理吳真林先生，他為我們詳細介紹了長光華芯如何以“芯”為基，引領中國高端通信產(chǎn)業(yè)邁向更高峰？

維科網(wǎng)·激光：本次CIOE光博會上，長光華芯針對光通信領域展出了包括EML、VCSEL、DFB、PD在內(nèi)的多款新品，特請問您對于光通信產(chǎn)品的布局是如何規(guī)劃的？

吳真林：長光華芯自2012年成立之初，就基于構建一站式的IDM量產(chǎn)和工藝平臺，同時具備2.5GFP的量產(chǎn)出貨能力。特別是在過去幾年里面，我們做了戰(zhàn)略的調(diào)整，做了很多高端關鍵技術的突破和量產(chǎn)能力的建設。我們先后攻克了基于砷化鎵材料體系的VCSEL芯片、攻克了基于磷化銦材料體系的DFB和EML芯片、以及配套的單模和多模PD芯片等，我們在通信光芯片領域從學習、到追趕、到平齊行業(yè)TOP水平。

吳真林：近年來，我們在光通信領域?qū)崿F(xiàn)了從學習追趕至與行業(yè)并駕齊驅(qū)的飛躍，這得益于與下游客戶的緊密合作。特別是在AI技術的引領下，近年來光模塊，尤其是數(shù)據(jù)中心領域，經(jīng)歷了爆發(fā)式增長，為市場帶來了巨大機遇。光通信市場展現(xiàn)出廣闊的發(fā)展前景，因此，長光華芯將其作為戰(zhàn)略布局的重點賽道。接下來，長光華芯將：

在光通信領域持續(xù)加強產(chǎn)能建設和客戶對接，為客戶提供國產(chǎn)替代光芯片解決方案，解決國內(nèi)下游客戶對海外高端芯片依賴，特別是供貨短缺和空缺的情況；

加快出海的進度，加強出海的力度，與國際頭部客戶推進展開戰(zhàn)略合作；

持續(xù)加強研發(fā)投入，進一步強化團隊和投入資源，積極開發(fā)前沿下一代產(chǎn)品，并爭取與行業(yè)TOP1產(chǎn)品水平和進度平齊；

當前國內(nèi)行業(yè)發(fā)展為國產(chǎn)半導體激光芯片帶來了契機，同時也伴隨著諸多挑戰(zhàn)。在此過程中，我們倡導構建一種價值共創(chuàng)、圈鏈共生的健康生態(tài)體系。若能成功共建此生態(tài)，將有助于破解高端光芯片供應瓶頸。做長期主義者，長光華芯未來5年計劃成為光通信中國半導體激光芯片的領導者，引領行業(yè)發(fā)展。

維科網(wǎng)·激光：根據(jù)最新市場數(shù)據(jù)，全球VCSEL市場預計將從2024年的13億美元增長到2029年的19億美元。當前，VCSEL在光通信行業(yè)的應用日益廣泛，不僅限于傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心短距離高速傳輸光模塊，還擴展到5G光通信、無線通信、消費電子3D傳感、智能穿戴設備等多個領域。長光華芯是基于怎樣的市場洞察和技術趨勢，決定布局這一領域？

吳真林：AI成為全球算力的核心增長點，未來3~5年將驅(qū)動云廠家持續(xù)深度投資，大量數(shù)據(jù)中心設備更新和新數(shù)據(jù)中心建設如火如荼，而光模塊作為算力集群網(wǎng)絡光互聯(lián)的關鍵部件，市場需求量快速拉升，且光模塊升級更迭時間縮短一半，對底層光芯片的迭代速度也提出更高要求。

在半導體領域，中國的國產(chǎn)化替代正在逐步推進，盡管目前自給率仍然較低，但在政策的推動下，國產(chǎn)化替代的意識已經(jīng)覺醒，戰(zhàn)略驅(qū)動下國產(chǎn)化率逐步提升。

VCSEL技術在新興領域如汽車LiDAR系統(tǒng)、AR/VR設備中的應用前景廣闊。同時，AI的火爆，帶來高端光模塊海量需求，我們發(fā)布的100G PAM4 VCSEL/PD，迭代升級的70mW DFB，100mW DFB， 100G PAM4 EML CoC等多款光芯片新品，將全面覆蓋0~2km，單波100Gbps的短距互連光模塊光芯片解決方案。

在國家政策的支持下，半導體產(chǎn)業(yè)尤其是高端芯片制造業(yè)得到了大量的投資和關注，這為我們提供了發(fā)展的良好環(huán)境。

維科網(wǎng)·激光：長光華芯幾年前開展了“一平臺、一支點、橫向擴展、縱向延伸”的發(fā)展戰(zhàn)略，我們看到近兩年貴公司在光通信領域有不錯的進展，貴公司為什么有這個能力和基礎，歷程？

吳真林：長光華芯作為一家基于一站式IDM全流程工藝平臺的企業(yè)，我們有砷化鎵、磷化銦、氮化鎵、碳化硅四大材料體系，邊發(fā)和面發(fā)兩大產(chǎn)品結構，以及2吋、3吋、6吋，多條先進的生產(chǎn)線。同時，我們擁有強大的核心技術團隊，博士高級職稱20余人，碩士40余人，研發(fā)人員近200人；多位技術及管理骨干來自于海內(nèi)外行業(yè)頂尖公司，并且長光華芯也先后承擔了多個重大項目。

基于上述雄厚的研發(fā)團隊、IDM工藝平臺、光通信領域多年的積累等諸多優(yōu)勢，長光華芯有信心，同時也有能力，在光通信領域逐步做到國內(nèi)領先，并代表國內(nèi)通信光芯片產(chǎn)業(yè)參與全球競爭。

維科網(wǎng)·激光：長光華芯本次展會重點發(fā)布了行業(yè)內(nèi)明星產(chǎn)品100G PAM4 VCSEL產(chǎn)品，請問你們突破了哪些關鍵技術和難點？

吳真林：100G VCSEL技術難度大，對設計和工藝的挑戰(zhàn)進一步提高。設計上需要考慮芯片量子阱設計余量，DBR高反射鏡的設計和優(yōu)化，還有針對PAM4場景需要的大帶寬、平坦的頻率響應、低相對強度噪聲（RIN）和窄光譜寬度等，工藝上需要解決精準控制mesa刻蝕深度和氧化工藝，以及低應力介質(zhì)膜系開發(fā)等難題。

實際上，在今年一季度，長光華芯就已完成該產(chǎn)品的性能開發(fā)，并耗時逾半年進行相關的可靠性驗證，特別是在公司核心客戶及行業(yè)頭部客戶中收獲了高度評價后，方將此成果推向市場正式發(fā)布。對于我們研發(fā)團隊而言，此番挑戰(zhàn)堪稱前所未有。所幸，歷經(jīng)長期不懈努力，我們成功實現(xiàn)了產(chǎn)品從技術研發(fā)到α、β測試，再到小批量及大規(guī)模生產(chǎn)的全面能力構建。盡管當前市場上宣稱掌握100G PAM4 VCSEL技術的企業(yè)眾多，長光華芯卻獨樹一幟，將可靠性深度融入產(chǎn)品開發(fā)每一環(huán)節(jié)。我堅信，面對這一領域的爆發(fā)式增長，我們定能貢獻自身力量。

維科網(wǎng)·激光：這款產(chǎn)品有什么優(yōu)勢和不錯的進展？

吳真林：隨著基于超算智算AI/ML的超大規(guī)模云計算領域?qū)Χ嗤ǖ栏咚贁?shù)據(jù)傳輸?shù)男枨蟛粩嘣黾?，單通?00Gbps及以上的數(shù)據(jù)速率是至關重要的。

VCSEL技術可以提供高速數(shù)據(jù)傳輸，可應用于先進的光數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)。對于長達100米的互連距離，在SR模塊的功耗、成本和生產(chǎn)率方面，VCSEL是最佳解決方案。

長光華芯可以提供VCSEL和PD作為配對解決方案，這個產(chǎn)品是為滿足超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的要求專門設計的，采用垂直集成6英寸砷化鎵技術平臺制造，100G VCSEL PAM4調(diào)制。它可滿足數(shù)據(jù)中心所需的最高數(shù)據(jù)速率，芯片在高溫老化、濕熱存儲、濕熱工作、溫度循環(huán)等方面均具備優(yōu)異可靠性能，同時提供更寬的溫度范圍、更高的產(chǎn)品穩(wěn)定性可靠性和更長的使用壽命。

我們的VCSEL產(chǎn)品具有較高的帶寬, 較低的RIN和平坦的頻率響應，而且可靠性較好，目前已經(jīng)小批量給客戶送樣。已有客戶反饋測試結果已滿足400G SR4和800G SR8 100米傳輸需求，評價很好。

維科網(wǎng)·激光：今年以來，AI浪潮引爆了高速光模塊的市場，也拉動了對光電探測器大批量的需求上漲，對產(chǎn)能提出了新的要求。長光華芯本次帶來的100G PAM4 PD與市面上的產(chǎn)品相比有哪些差異化優(yōu)勢？面對當前行業(yè)的激烈競爭與成本壓力，后續(xù)長光華芯將會做出哪些新的規(guī)劃？

吳真林：自始至終，長光華芯都致力于提供發(fā)射芯片和接收芯片配對齊套方案。我們的100G PAM4 PD芯片產(chǎn)品具有高帶寬，高響應度，低暗電流，大光敏面，高可靠性等明顯特點，面對行業(yè)的競爭壓力，后續(xù)長光華芯會著力與下一代新產(chǎn)品的開發(fā)，聚焦于為客戶提供領先的和差異化的解決方案?？傮w而言，該產(chǎn)品在客戶處已獲得良好驗證，我們有信心積極響應當前快速發(fā)展的市場需求，并及時提供樣品。

維科網(wǎng)·激光：此前，DFB的光通信市場基本都是依靠進口，以日本和美國芯片為主，另外還有少部分臺灣的低速率芯片。對于國內(nèi)企業(yè)來說，替代的機會非常大，關鍵是要做出性能和可靠性達標的芯片。長光華芯基于什么考量選擇切入這一細分賽道？這個產(chǎn)品有什么優(yōu)勢和進展？

吳真林：從市場層面看，Lightcounting數(shù)據(jù)機構預測到26年硅光模塊市場空間達到60億美元；從技術層面看，硅光會初步從1驅(qū)2,1驅(qū)4向1驅(qū)8演進，對DFB光源的需求也是往更大功率的方向演進。

所以我們根據(jù)客戶需求的趨勢，結合長光華芯10余年邊發(fā)射激光芯片在光場和結構設計及鈍化鍍膜等芯片核心制程的經(jīng)驗優(yōu)勢，選擇切入這一細分賽道。

100mW DFB對于客戶CoC封裝能力和耦合工藝控制比較友好，能夠提升客戶制程良率的同時降低加工成本，并且模塊輸出功率高，對系統(tǒng)更加友好，也更加容易滿足DR+的應用。

當前，100mW DFB需要在長腔長上提升芯片的電光轉換效率，解決在大電流，高發(fā)熱環(huán)境下產(chǎn)品可靠性問題，關鍵在于廠商對外延生長和工藝的控制，這正是國內(nèi)友商停留在70mW水平的主要瓶頸。長光華芯憑借在高功率激光器領域的長期量產(chǎn)經(jīng)驗，結合DR技術的未來趨勢，決定推進100mW產(chǎn)品的開發(fā)，以更精準地滿足客戶需求。

維科網(wǎng)·激光：作為半導體光芯片及光器件領域的領先企業(yè)，本次長光華芯在CIOE上針對光通迅領域推出的三大系列產(chǎn)品猶如領跑公司光通訊業(yè)務發(fā)展的“三駕馬車”，在未來幾年內(nèi)，又有何發(fā)展規(guī)劃？您如何看待光通訊市場的未來趨勢？

吳真林：光通信領域是長光華芯橫向拓展、縱向延伸發(fā)展戰(zhàn)略中極為重要的核心賽道。未來我們在該領域?qū)⒊掷m(xù)加強研發(fā)投入，進一步強化團隊和投入資源，積極開發(fā)前沿下一代產(chǎn)品，并爭取與行業(yè)TOP1產(chǎn)品水平和進度平齊。同時，我們也會持續(xù)加強產(chǎn)能建設，為客戶提供國產(chǎn)替代光芯片解決方案，解決國內(nèi)下游客戶對海外高端芯片依賴，特別是供貨短缺和空缺的情況。

目前，1.6T方案的推出、光芯片技術的顯著升級，以及全光交換機等新型設備的研發(fā)和應用，都預示著光通信技術未來將持續(xù)向更高速率和更大容量發(fā)展。同時，全光網(wǎng)也是未來網(wǎng)絡發(fā)展的重要方向，其建設將進一步提升光通信技術的地位。隨著OXC（光交叉連接）技術向更高維度的演進，以及新型光纖的不斷優(yōu)化，全光網(wǎng)的建設和發(fā)展將帶動光通信行業(yè)的增長。而隨著技術進步和市場競爭的加劇，光通信產(chǎn)業(yè)鏈的上下游企業(yè)將更加緊密地合作，共同推動行業(yè)的發(fā)展。國產(chǎn)化替代速度將加快，行業(yè)內(nèi)的并購和重組也將加速，進一步整合產(chǎn)業(yè)鏈資源，提升整個行業(yè)的競爭力。

維科網(wǎng)·激光：您覺得光芯片行業(yè)的發(fā)展有哪些不變的主線？行業(yè)變革背后的主要驅(qū)動力是什么？

吳真林：隨著光通信技術的不斷演進，光芯片行業(yè)持續(xù)向著更高速率、更高集成度和更低功耗和更低成本方向發(fā)展。在全球供應鏈重構和國際貿(mào)易摩擦的背景下，中國光芯片產(chǎn)業(yè)的國產(chǎn)化替代進程加速，國內(nèi)企業(yè)正通過技術創(chuàng)新和工藝改進，逐步實現(xiàn)從低端到高端光芯片的國產(chǎn)化，減少對外依賴。

光芯片作為光通信系統(tǒng)中的核心元件，其發(fā)展受到下游市場如數(shù)據(jù)中心、5G通信、消費電子等領域需求的直接推動。隨著5G網(wǎng)絡的大規(guī)模部署和數(shù)據(jù)中心的快速增長，對高速光模塊和光芯片的需求持續(xù)增長。行業(yè)的發(fā)展需要上下游企業(yè)的緊密合作和產(chǎn)業(yè)鏈的整合。從襯底材料、芯片制造到光模塊封裝，各環(huán)節(jié)的協(xié)同發(fā)展對提升整個產(chǎn)業(yè)鏈的競爭力至關重要。

政府對光電子產(chǎn)業(yè)的扶持政策和投資增加，為光芯片行業(yè)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化提供了良好的外部環(huán)境。在中國，政策的推動作用尤為明顯，政府對關鍵技術和核心零部件的國產(chǎn)化給予了重點支持。

除了傳統(tǒng)的通信領域，光芯片還在激光雷達、3D傳感、醫(yī)療檢測等新興領域得到應用，這些新興市場的開拓為光芯片行業(yè)帶來了新的增長點。

維科網(wǎng)·激光：您認為目前光芯片行業(yè)發(fā)展正處在一個什么階段？國內(nèi)光芯片行業(yè)的競爭態(tài)勢和競爭焦點是怎樣的？

吳真林：當前，光芯片領域在國內(nèi)正經(jīng)歷著蓬勃發(fā)展的階段，眾多芯片企業(yè)如雨后春筍般涌現(xiàn)，積極響應市場需求。目前，該行業(yè)呈現(xiàn)出三大趨勢：一是高端芯片的國產(chǎn)化替代進程加速；二是國內(nèi)光通信產(chǎn)業(yè)正逐步從低端向高端轉型，各企業(yè)加大人力與資金投入，積極研發(fā)新產(chǎn)品；三是下游光模塊廠商與OTT廠家為上游光器件及器件公司提供了更多試錯與項目匹配的機會。

由于AI需求爆發(fā)式的增加而導致國內(nèi)外市場出現(xiàn)不同程度的缺貨，這對于國產(chǎn)芯片來說是一個機會，也是對國產(chǎn)芯片的一個檢驗，特別是在高端芯片(100G Vcsel/100mW DFB光源/EML)領域，通過這次檢驗的公司會迎來機會，技術積累不夠和產(chǎn)品布局不夠全面的公司很有可能會因此出局，所以這可能也是一個光芯片行業(yè)重新洗牌的關鍵節(jié)點。目前國內(nèi)光芯片行業(yè)聚焦于硅光方案的70mW DFB光源和加速開發(fā)100G Vcsel，這兩款產(chǎn)品長光華芯都處于一個比較領先的狀態(tài)。

光通信行業(yè)，從早期美日壟斷高端光模塊，到現(xiàn)在國產(chǎn)光模塊占領絕對市場份額，是行業(yè)同仁們一起努力的結果。但底層技術含量更高的光芯片當前主流還是美日系居多，比如100G PAM4 VCSEL和100mW DFB等產(chǎn)品，國內(nèi)鳳毛麟角。

以長光華芯為代表的國內(nèi)半導體光芯片企業(yè)，從2012年開始布局，2017年戰(zhàn)略橫向擴展，2018年完善豐富產(chǎn)線，2019年形成完整團隊，2022年量產(chǎn)10G EML，2023年100G PAM4 EML 批量出貨并發(fā)布100mW DFB，2024年重點完成了100G PAM4 VCSEL的可靠性和客戶驗證，并根據(jù)市場需求迭代了部分產(chǎn)品，我們會繼續(xù)持續(xù)開發(fā)迭代，請期待來年我們單波200G產(chǎn)品的推出。同時我們也希望國內(nèi)光芯片行業(yè)的競爭能朝更高性能，更高可靠性的方向發(fā)展。

維科網(wǎng)·激光：長光華芯對于本次展出的高端芯片產(chǎn)品有什么樣的發(fā)展期待和規(guī)劃？

吳真林：本次高端VCSEL光芯片的發(fā)布意味著長光華芯已經(jīng)成為EML、DFB、VCSEL、PD、APD等產(chǎn)品為基礎的，主要服務于短距互連光模塊的一站式光芯片解決方案提供者，我相信也代表國產(chǎn)化光芯片的水平能在全球行業(yè)占一席之地了。

產(chǎn)品有了，產(chǎn)能有了，也希望市場方面給下游客戶給予更多機會，當前一方面客戶缺高端光芯片，一方面我們國產(chǎn)化的芯片導入機會和導入周期比較慢，這是自相矛盾的。但我們也看到這個行業(yè)國產(chǎn)化替代的規(guī)律與這么多高科技產(chǎn)品當年實現(xiàn)國產(chǎn)化是同樣情況，再加上我們也已經(jīng)得到國內(nèi)外多家OTT廠家的關注，得到了國內(nèi)多家光模塊廠驗證和量產(chǎn)的機會，我相信在這智算AI時代，以長光華芯為代表的國產(chǎn)光芯片的曙光已經(jīng)出現(xiàn)，心所往光所至，我們共同擁抱和努力，也借此機會再次感謝產(chǎn)業(yè)界各位前輩和客戶的大力幫助與信任，相信長光華芯沒錯的！

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