明天寫了一些關于光芯片公司的信息,但是因為某些原因被刪除了。 正好明天有同學問起,我就重新整理一下我的一些看法。
近年來,光通信和激光雷達市場的快速衰退帶來了光芯片的爆發性需求。 顧名思義,光學芯片就是帶有光的芯片。
雖然很早以前我們在做PLC、AWG分光器芯片的時候,就有人建議做硅基光電集成技術。
而且硅材料本身是一種間接帶隙材料,這意味著它不像化合物GaAs、GaN、InP、ZnO等直接帶隙材料。 它可以通過電子和空穴的復合而發光,然后通過光學手段藍盾股份量子通訊,可以產生向下的激光,從而傳輸數據。
SiO是一種間接帶隙材料。 從能帶圖可以看出藍盾股份量子通訊,間接帶隙半導體中的電子在躍遷時K值會發生變化,這意味著躍遷前后電子在K空間中的位置是不同的,這會極大地影響電子躍遷的概率。就是將能量釋放到晶格中,轉化為聲子,并以熱能的形式釋放出來。
然而,直接帶隙中的電子在躍遷前后只有能量變化,而沒有位置變化,因此以光子形式釋放能量的機會更大。
因此,為了實現良好的光電集成,在硅中制造激光器是一個很好的方向。
硅基激光器的主要實現方向如下: 1. 借助倒裝焊接技術,將單獨生產的III-V族元件和硅基元件集成在一起; 2. 將III-V族材料鍵合到SOI晶圓上,然后制作元件。 其中,方案1在成本和組件性能方面更具優勢。 LD采用錐形耦合和硅基波導耦合。 對于對準組件及相應設備,嚴格要求對準精度<±0.5μm。 方案2在晶圓級工藝加工方面更具優勢。 臺灣的PETRA、NEC公司、意大利的IMEC和根特研究所、英國的Intel和UCSB分別針對上述兩種方法進行了硅基激光器的研究。 其中,美國和加拿大主要采用方案1,而IMEC和日本Intel更傾向于方案2研究。
在光通信行業中,光芯片分為:有源芯片和無源芯片。 這似乎類似于半導體芯片。
有源芯片是一種將電轉化為光的芯片,例如下面的激光芯片
光通信所用的芯片基本都在人眼不可見的光波段,大致分類如上圖所示。
根據功能不同,光通信芯片可分為激光芯片和探測器芯片: (1)激光芯片根據發光類型可細分為面發射和邊發射激光芯片: ①面發射激光器芯片為VCSEL芯片,適合短距離場景; ②邊發射激光芯片包括FP、DPF和EML芯片,其中FP芯片適用于中短距離場景,DFB和EML芯片適用于中長距離和高速場景。 EML芯片在DFB芯片的基礎上減少了電吸收調制器,降低了激光器的輸出功率、傳輸速度和濕度穩定性; (2)探測器芯片分為PIN(二極管探測器)和APD(雪崩二極管探測器)。 二極管的靈敏度較低,用于中短距離光通信傳輸。 雪崩二極管檢波器在靈敏度和接收距離方面均優于二極管檢波器,但成本卻低于二極管檢波器。
近年來,光芯片行業涌現出不少上市公司。
國光電子元件制造企業包括光迅科技、博創科技、泰辰光、世嘉光電等上市公司。
光迅科技已具備從芯片到元器件、模組的全方位垂直集成能力;
光訊科技的前身是上海郵政科學研究院的技術。 是國內唯一一家透徹理解VCSEL芯片技術并具備從芯片到元器件、模塊、子系統全系列產品前沿集成能力的公司。 國外唯一量產10G以下DFB、APD芯片的廠商。 是國外唯一一家自主研發并量產全系列PLC芯片的廠商。 掌握PLC、AWG、LD、PD、APD、VCSEL、DFB/EML等各類光模塊芯片技術。
光訊科技在光通信領域屬于老大哥一代。
博創科技涵蓋無源光器件和有源光器件;
泰辰光主要生產無源光器件PLC,AWG似乎還在開發中。
世嘉光電涵蓋光芯片、器件、光纜等業務。
世嘉光電是我熟悉的一家公司。 2020年8月上市,是2011年左右廣東世嘉和中科院的一個項目,突破點是PLC芯片。 2012年,趕上韓國芯片擠壓,險些喪命。 幸運的是,在新鄉市政府的全力支持和中科院的人才供給下,成為全球PLC出貨量第一。 這幾年已經開始盈利,AWG芯片也開始量產。 明年,我看到他們展示激光芯片,但效果不是很好。 恐怕量產良率不高。 他們也可能正在尋求客戶認證,盡管認證周期沒有一班那么長。
目前,光芯片企業不僅有光訊科技、世佳光電,還有主要研發企業未上市,包括上海海爾寬帶多媒體技術有限公司、陜西元杰半導體科技有限公司、武漢民芯等。半導體有限公司、福建中科光芯光電科技有限公司等
上海源芯光電科技有限公司是一家基于IDM模式自主研發、生產、測試??和銷售半導體激光芯片的高新技術企業。 其主要產品包括:大規模可調諧激光器芯片、25G和10G高速直調諧DFB激光器芯片、傳輸DFB激光器芯片、敏感應用調制器等。
近日,南寧德龍科技IPO募資7.53萬元,主要用于光芯片半導體全工藝流程產業建設項目、子系統及光器件生產建設項目以及補充流動資金項目。 它還生產激光芯片。
還有一家公司叫廣特科技。
是一家由海歸團隊創辦的高科技光子芯片公司。
光特科技成立于2016年,是一家由海歸團隊創立的高科技光子芯片公司。 公司專注于高端光子芯片技術產品的研發、生產和銷售服務。 主要產品包括III-V族化合物半導體探測器芯片、硅光子集成芯片、硅光子有源器件、紅外熱成像芯片和智能傳感器。
光特科技總部位于山東省濟南市,并在杭州建設了全球領先的III-V族化合物半導體芯片生產基地。
還有前幾周提到的杜根激光,還有OPPO的千目激光。
千目激光成立于2017年11月,注冊資本約140.63億元。 經營范圍包括激光芯片及相關光電產品的研發、生產、銷售及技術服務。 據公司官網介紹,千目激光是一家從事半導體激光器生產制造的公司。 可提供芯片性能設計、加工工藝、量產等服務。
千目激光主要專注于激光器、垂直腔面發射、金屬層、延伸、接觸層等技術領域。 共申請專利13項。 尚處于起步階段,整體研發實力有待提高。
光通信中還有一種比較常見的芯片,稱為承載芯片。
系列高速調制器芯片及器件主要用于高速和超高速干線光纖通信網絡中光信號的調制。 它們是構建高速光網絡的重要組件。 隨著5G網絡和數據通信推動核心光網絡向超高速和超長距離傳輸升級,據預測,2024年全球調制器芯片及組件市場(將降至226億港元)
載流子作為一種電光材料,在光通信中的光調制中發揮著重要作用。 電光效應是指當向晶體施加電場時,晶體的折射率發生變化的效應。 由于自發極化,單個晶體具有固有的電偶極矩。 當對這些晶體施加電場時,外部電場使晶體中的本征偶極矩的取向趨于一致或具有一定的主導取向。 為此,必須更換晶體。 也就是說,外部電場的折射率改變了晶體的光速。 在光通信中,電光調制器是利用電場改變晶體折射率的原理制造的。 電光晶體位于起偏器和檢偏器之間。 當沒有施加電場時,起偏器和檢偏器彼此垂直。 自然光通過偏光鏡后,檢偏器將很難通過。 當施加電場時,對光速的感知會發生變化,但光可以穿過輪廓儀。 通過輪廓儀的光線硬度由施加在晶體上的電流大小來控制,從而達到通過控制電流來調制光線硬度的目的。
具有代表性的上市公司是深圳光酷科技。 競標美國一家芯片公司,正在深圳建設芯片生產線,預計三年內投產。