明天写了一些关于光芯片公司的信息,但是因为某些原因被删除了。 正好明天有同学问起,我就重新整理一下我的一些看法。
近年来,光通信和激光雷达市场的快速衰退带来了光芯片的爆发性需求。 顾名思义,光学芯片就是带有光的芯片。
虽然很早以前我们在做PLC、AWG分光器芯片的时候,就有人建议做硅基光电集成技术。
而且硅材料本身是一种间接带隙材料,这意味着它不像化合物GaAs、GaN、InP、ZnO等直接带隙材料。 它可以通过电子和空穴的复合而发光,然后通过光学手段蓝盾股份量子通讯,可以产生向下的激光,从而传输数据。
SiO是一种间接带隙材料。 从能带图可以看出蓝盾股份量子通讯,间接带隙半导体中的电子在跃迁时K值会发生变化,这意味着跃迁前后电子在K空间中的位置是不同的,这会极大地影响电子跃迁的概率。就是将能量释放到晶格中,转化为声子,并以热能的形式释放出来。
然而,直接带隙中的电子在跃迁前后只有能量变化,而没有位置变化,因此以光子形式释放能量的机会更大。
因此,为了实现良好的光电集成,在硅中制造激光器是一个很好的方向。
硅基激光器的主要实现方向如下: 1. 借助倒装焊接技术,将单独生产的III-V族元件和硅基元件集成在一起; 2. 将III-V族材料键合到SOI晶圆上,然后制作元件。 其中,方案1在成本和组件性能方面更具优势。 LD采用锥形耦合和硅基波导耦合。 对于对准组件及相应设备,严格要求对准精度<±0.5μm。 方案2在晶圆级工艺加工方面更具优势。 台湾的PETRA、NEC公司、意大利的IMEC和根特研究所、英国的Intel和UCSB分别针对上述两种方法进行了硅基激光器的研究。 其中,美国和加拿大主要采用方案1,而IMEC和日本Intel更倾向于方案2研究。
在光通信行业中,光芯片分为:有源芯片和无源芯片。 这似乎类似于半导体芯片。
有源芯片是一种将电转化为光的芯片,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见的光波段,大致分类如上图所示。
根据功能不同,光通信芯片可分为激光芯片和探测器芯片: (1)激光芯片根据发光类型可细分为面发射和边发射激光芯片: ①面发射激光器芯片为VCSEL芯片,适合短距离场景; ②边发射激光芯片包括FP、DPF和EML芯片,其中FP芯片适用于中短距离场景,DFB和EML芯片适用于中长距离和高速场景。 EML芯片在DFB芯片的基础上减少了电吸收调制器,降低了激光器的输出功率、传输速度和湿度稳定性; (2)探测器芯片分为PIN(二极管探测器)和APD(雪崩二极管探测器)。 二极管的灵敏度较低,用于中短距离光通信传输。 雪崩二极管检波器在灵敏度和接收距离方面均优于二极管检波器,但成本却低于二极管检波器。
近年来,光芯片行业涌现出不少上市公司。
国光电子元件制造企业包括光迅科技、博创科技、泰辰光、世嘉光电等上市公司。
光迅科技已具备从芯片到元器件、模组的全方位垂直集成能力;
光讯科技的前身是上海邮政科学研究院的技术。 是国内唯一一家透彻理解VCSEL芯片技术并具备从芯片到元器件、模块、子系统全系列产品前沿集成能力的公司。 国外唯一量产10G以下DFB、APD芯片的厂商。 是国外唯一一家自主研发并量产全系列PLC芯片的厂商。 掌握PLC、AWG、LD、PD、APD、VCSEL、DFB/EML等各类光模块芯片技术。
光讯科技在光通信领域属于老大哥一代。
博创科技涵盖无源光器件和有源光器件;
泰辰光主要生产无源光器件PLC,AWG似乎还在开发中。
世嘉光电涵盖光芯片、器件、光缆等业务。
世嘉光电是我熟悉的一家公司。 2020年8月上市,是2011年左右广东世嘉和中科院的一个项目,突破点是PLC芯片。 2012年,赶上韩国芯片挤压,险些丧命。 幸运的是,在新乡市政府的全力支持和中科院的人才供给下,成为全球PLC出货量第一。 这几年已经开始盈利,AWG芯片也开始量产。 明年,我看到他们展示激光芯片,但效果不是很好。 恐怕量产良率不高。 他们也可能正在寻求客户认证,尽管认证周期没有一班那么长。
目前,光芯片企业不仅有光讯科技、世佳光电,还有主要研发企业未上市,包括上海海尔宽带多媒体技术有限公司、陕西元杰半导体科技有限公司、武汉民芯等。半导体有限公司、福建中科光芯光电科技有限公司等
上海源芯光电科技有限公司是一家基于IDM模式自主研发、生产、测试和销售半导体激光芯片的高新技术企业。 其主要产品包括:大规模可调谐激光器芯片、25G和10G高速直调谐DFB激光器芯片、传输DFB激光器芯片、敏感应用调制器等。
近日,南宁德龙科技IPO募资7.53万元,主要用于光芯片半导体全工艺流程产业建设项目、子系统及光器件生产建设项目以及补充流动资金项目。 它还生产激光芯片。
还有一家公司叫广特科技。
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立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。 主要产品包括III-V族化合物半导体探测器芯片、硅光子集成芯片、硅光子有源器件、红外热成像芯片和智能传感器。
光特科技总部位于山东省济南市,并在杭州建设了全球领先的III-V族化合物半导体芯片生产基地。
还有前几周提到的杜根激光,还有OPPO的千目激光。
千目激光成立于2017年11月,注册资本约140.63亿元。 经营范围包括激光芯片及相关光电产品的研发、生产、销售及技术服务。 据公司官网介绍,千目激光是一家从事半导体激光器生产制造的公司。 可提供芯片性能设计、加工工艺、量产等服务。
千目激光主要专注于激光器、垂直腔面发射、金属层、延伸、接触层等技术领域。 共申请专利13项。 尚处于起步阶段,整体研发实力有待提高。
光通信中还有一种比较常见的芯片,称为承载芯片。
系列高速调制器芯片及器件主要用于高速和超高速干线光纤通信网络中光信号的调制。 它们是构建高速光网络的重要组件。 随着5G网络和数据通信推动核心光网络向超高速和超长距离传输升级,据预测,2024年全球调制器芯片及组件市场(将降至226亿港元)
载流子作为一种电光材料,在光通信中的光调制中发挥着重要作用。 电光效应是指当向晶体施加电场时,晶体的折射率发生变化的效应。 由于自发极化,单个晶体具有固有的电偶极矩。 当对这些晶体施加电场时,外部电场使晶体中的本征偶极矩的取向趋于一致或具有一定的主导取向。 为此,必须更换晶体。 也就是说,外部电场的折射率改变了晶体的光速。 在光通信中,电光调制器是利用电场改变晶体折射率的原理制造的。 电光晶体位于起偏器和检偏器之间。 当没有施加电场时,起偏器和检偏器彼此垂直。 自然光通过偏光镜后,检偏器将很难通过。 当施加电场时,对光速的感知会发生变化,但光可以穿过轮廓仪。 通过轮廓仪的光线硬度由施加在晶体上的电流大小来控制,从而达到通过控制电流来调制光线硬度的目的。
具有代表性的上市公司是深圳光酷科技。 竞标美国一家芯片公司,正在深圳建设芯片生产线,预计三年内投产。