魏明：2013年畢業(yè)后，我加入了全球半導(dǎo)體激光器芯片和器件公司的領(lǐng)軍企業(yè)-Lumentum（前身叫JDSU）。Lumentum是全球最知名的光通信、三維傳感、高功率激光等領(lǐng)域光芯片、光器件及光子系統(tǒng)制造商，其總部和光芯片F(xiàn)AB工廠在美國硅谷，它還在加拿大、中國、英國、日本、泰國等地設(shè)有產(chǎn)品研發(fā)及制造中心。Lumentum是我國華為、中興、烽火等著名電信設(shè)備制造商及眾多知名高功率激光產(chǎn)品制造商的核心光芯片和光模組供應(yīng)商，其產(chǎn)品特點以高可靠性聞名全球。我就職于這家巨頭在硅谷的Fab廠，Lumentum在全球的產(chǎn)品中的激光芯片和探測芯片都是由硅谷這個Fab生產(chǎn)。其中僅是激光產(chǎn)品就有200多類，而每一個光芯片對應(yīng)的光組件/模塊產(chǎn)品更是不計其數(shù)。

我有幸從一位主任工程師一步步成長為高級工藝經(jīng)理、工藝技術(shù)總監(jiān)，產(chǎn)品線也由負(fù)責(zé)單一產(chǎn)品線到負(fù)責(zé)FAB全產(chǎn)線產(chǎn)品，包括高功率激光、光通信激光、3D傳感激光等光芯片以及各種光探測器、PLC 、調(diào)制鈮酸鋰等產(chǎn)品。此外，我還主導(dǎo)完成了砷化鎵晶圓和磷化銦晶圓尺寸的升級和重大技術(shù)改造，并主導(dǎo)完成國際首條也是唯一的一條4寸+砷化鎵與磷化銦混合生產(chǎn)線的建設(shè)?？梢哉f我經(jīng)歷了整個商用雷達(dá)激光器的發(fā)展，從最早全球最早商用量產(chǎn)的激光雷達(dá)Xbox Kinect中的核心部件激光器芯片的制造，到參與開發(fā)了人們熟知的蘋果手機(jī)人臉識別中的激光器芯片。

2019年，我離開Lumentum，在硅谷成立了自己的光芯片技術(shù)咨詢顧問公司，為全球客戶提供泛半導(dǎo)體FAB建設(shè)、工藝開發(fā)和管理的技術(shù)服務(wù)咨詢工作。期間在與國內(nèi)客戶接觸過程中，我發(fā)現(xiàn)國內(nèi)很多從事光芯片產(chǎn)品開發(fā)的初創(chuàng)企業(yè)，大都采用海外代工的模式（fabless），產(chǎn)品同質(zhì)化競爭嚴(yán)重。此外，我還看到國內(nèi)一些自建Fab的企業(yè)，因缺乏FAB建廠及工藝開發(fā)等實際經(jīng)驗的技術(shù)專家，無法在高端光芯片的工藝制程、產(chǎn)能、和成本等方面取得實質(zhì)性突破，嚴(yán)重制約著我國高端制造業(yè)的進(jìn)一步提升。

為了更大的發(fā)揮自己的價值，更為了使國內(nèi)高端光芯片不再受海外壟斷，我萌生了回國創(chuàng)建一家面向電信產(chǎn)品市場、高速數(shù)據(jù)通信、激光雷達(dá)等高端光芯片領(lǐng)域，并且有自己特色核心工藝的光芯片公司。

2021年年末，我果斷地選擇了回國創(chuàng)業(yè)，與幾位志同道合的前同事創(chuàng)立了華辰芯光，為國內(nèi)高端客戶開發(fā)和制造激光芯片和產(chǎn)品解決方案。

魏明：半導(dǎo)體激光器，又稱激光二極管，是用半導(dǎo)體材料（主要是砷化鎵與磷化銦體系材料）作為工作物質(zhì)的激光器，還具有體積小、重量輕、壽命長、能耗低等優(yōu)點，主要應(yīng)用在電信與數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施、消費(fèi)電子、汽車電子、工業(yè)制造、衛(wèi)星通訊、光子計算、AR/VR等多個領(lǐng)域。

在消費(fèi)電子方面，激光器最大規(guī)模的應(yīng)用主要是在三維傳感。三維傳感通過投射特殊波段的主動式光源、計算光線發(fā)射和反射時間差等方式，從而獲取物體的深度信息，實現(xiàn)了物體實時三維信息的采集。例如2017年，蘋果手機(jī)人臉識別中的激光器芯片讓三維傳感用激光器正式開啟了規(guī)?；瘧?yīng)用，隨后消費(fèi)電子與個人身份驗證出現(xiàn)在各種應(yīng)用場合。

光通信是半導(dǎo)體激光器的應(yīng)用最為廣泛的一大領(lǐng)域。光通信下游主要市場分為電信市場和數(shù)通市場。電信市場是光通信最先發(fā)力的市場，主要包括 5G 通信、光纖接入、骨干網(wǎng)等，通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)推動光通信市場需求; 數(shù)通市場是光通信增速最快的市場，主要包括云計算、大數(shù)據(jù)、大模型等，數(shù)據(jù)流量與數(shù)據(jù)交匯量的增長推動市場需求。

魏明：光芯片對制造技術(shù)的要求要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于對設(shè)計的要求，并且定制化要求較多。國際知名的頭部企業(yè)，都建設(shè)有自己完善且強(qiáng)大的產(chǎn)品開發(fā)和芯片制造能力，要想徹底解決我國光芯片領(lǐng)域“卡脖子”問題，我們必須建設(shè)一個能力強(qiáng)大的FAB工廠。

我和團(tuán)隊創(chuàng)業(yè)一開始就定下采用IDM（集成了芯片設(shè)計、芯片制造和模組封裝三大功能）的模式研制光芯片。

做光芯片用IDM模式優(yōu)勢明顯：

1. 成本低 。主要表現(xiàn)在我們團(tuán)隊有多個工藝專家，工藝良率高，尺寸大，而且產(chǎn)能同時應(yīng)用在GaAs和InP，廠房空間和能源消耗等最優(yōu)化；

2. 迭代速度快。相比較代工我們一輪流片平均是代工的1/3，如果是優(yōu)先級高的流片速度會再快一倍以上；這有助于快速推出新產(chǎn)品，以及推出成本更低的同類產(chǎn)品；

3. 產(chǎn)品性能優(yōu)。供貨持續(xù)穩(wěn)定，自主可控；

4. 建立技術(shù)壁壘。工藝壁壘是一個持續(xù)建立的過程，有了Fab，每一個新工藝的開發(fā)都會為成為公司壁壘的一塊磚。

當(dāng)然，建立一個全流程Fab并不是一件容易的事。工藝制造是一個極其復(fù)雜的過程，需要涉及到設(shè)備，工藝，廠務(wù)，安全，工業(yè)工程，生產(chǎn)，計劃，供應(yīng)鏈，培訓(xùn)等一系列功能，各個部分需要有經(jīng)驗的專家，還要需要多個部門的高效的協(xié)調(diào)和配合，其中僅是芯片制造工藝，就包括上百道工藝段的工藝制造支持，工藝開發(fā)，工藝整合，產(chǎn)品工程等能力。我們憑借自己獨特的技術(shù)、踏實的做事風(fēng)格、和誠信的口碑，吸引了全球范圍內(nèi)最優(yōu)秀的芯片專家作為合伙人，其中就包括高速光芯片設(shè)計專家、高功率產(chǎn)品設(shè)計專家、外延生長專家、窄線寬芯片工藝專家、工藝整合專家，以及供應(yīng)鏈開發(fā)專家，封測專家等，每一位都曾畢業(yè)于國際名校且在行業(yè)中有十年或者二十年以上的經(jīng)驗。我們技術(shù)團(tuán)隊?wèi){借多年的經(jīng)驗，從廠房設(shè)計，施工，設(shè)備導(dǎo)入，工藝驗證等環(huán)節(jié)，用不到一年的時間就在江蘇無錫市建設(shè)了一座4英寸和6英寸兼容的全流程的涵蓋芯片設(shè)計、外延生長、晶圓制造、芯片測試、和可靠性分析及驗證的的全鏈條激光芯片能力芯片工廠。

制造工藝是芯片產(chǎn)業(yè)的核心和基礎(chǔ)。目前我們團(tuán)隊已經(jīng)有多項專有核心技術(shù)。

其中在電信級應(yīng)用方面，我們已經(jīng)開發(fā)并量產(chǎn)了解決高亮度壽命的激光芯片腔面鈍化核心工藝-WXP技術(shù)。這項技術(shù)運(yùn)用量子阱摻雜原理，將激光腔面的能帶帶寬發(fā)光區(qū)域變大，折射率變小，在形成波導(dǎo)區(qū)的同時還能將發(fā)光區(qū)的能帶變寬從而降低腔面吸收，大大提升激光芯片的損傷閾值極限。采用WXP工藝處理的高功率激光芯片，可是將芯片使用壽命從現(xiàn)在的1萬小時左右提升到10萬小時以上，是電信產(chǎn)品泵浦激光芯片的核心制造工藝。

魏明：成立兩年以來，我和團(tuán)隊結(jié)合國內(nèi)市場和資深優(yōu)勢，在工業(yè)加工、數(shù)據(jù)通信、電信、激光雷達(dá)等市場，研發(fā)了數(shù)款有明顯競爭優(yōu)勢的明星產(chǎn)品。

在數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域：我們開發(fā)出了面向人工智能大模型應(yīng)用場景的單波100G VCSEL PAM4芯片。隨著人工智能的火爆，英偉達(dá) AI 系統(tǒng)的新設(shè)計需要更多光學(xué)器件，未來兩年英偉達(dá)網(wǎng)絡(luò)的部署可能需要近千萬個400G SR4和800G SR8 光模塊，所配套的芯片主要是100G PAM4 VCSEL產(chǎn)品，目前國內(nèi)廠家主要以100G、200G中低速率的光模塊居多，所用的光芯片大多為速率較低的10G或25G光芯片。800G光模塊所用芯片被海外企業(yè)壟斷。我們經(jīng)過數(shù)輪產(chǎn)品迭代，推出了性能可與海外頭部友商相媲美的單波100G PAM4 VCSEL產(chǎn)品，并且開始向國內(nèi)光模塊廠商進(jìn)行現(xiàn)場測試。同時我們也開始布局研發(fā)面向未來人工智能應(yīng)用場景的新一代單波200G VCSEL芯片。

在電信領(lǐng)域：隨著近年來數(shù)據(jù)存儲(Datacom)和光通信（Telecom）市場的飛速發(fā)展，對980nm單模半導(dǎo)體泵浦激光器產(chǎn)生了巨大的需求。尤其是對于長距離、大容量傳輸?shù)年懙丶昂Ｑ蠊歉晒饩W(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)用，對980nm單模半導(dǎo)體泵浦激光器提出了更高的可靠性要求。其中，海底光纖傳輸在我們的互聯(lián)世界中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，超過 99% 的互聯(lián)網(wǎng)流量至少經(jīng)過一次海底傳輸。任何維修的主要成本和挑戰(zhàn)都要求有足夠的冗余來實現(xiàn)極高的可靠性，僅是每次出船維護(hù)動輒就是數(shù)百萬美元，所以使用在海底的光放大器一般要求使用壽命25年以上。而目前中國電信領(lǐng)域所用的高端光芯片，國產(chǎn)替代產(chǎn)品仍處于起步階段。

我們依靠自己獨有的高可靠性的WXP技術(shù)，目前正在開發(fā)應(yīng)用于電信領(lǐng)域中繼放大產(chǎn)品的單模980nm/1480nm激光芯片和模塊產(chǎn)品，預(yù)計2024年第三季度該系列產(chǎn)品將推向市場。該產(chǎn)品一旦實現(xiàn)自出量產(chǎn)，將使我國在光纖通訊的傳輸領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)上下游產(chǎn)業(yè)鏈的完整性，打破國外壟斷，同時還能提升我國高端芯片研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化能力，確保我國在5G/6G通信、數(shù)據(jù)存儲等核心領(lǐng)域立于不敗地位。

在工業(yè)加工領(lǐng)域：我們依靠自己的核心設(shè)計和關(guān)鍵工藝，開發(fā)出了多款高功率激光器芯片。受益WXP工藝技術(shù)，高功率系列產(chǎn)品都具有高可靠性高亮度的特性，還因為獨特的工藝將芯片成本大大降低。此外，通過各種結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)，實現(xiàn)了高量子效率、低電阻和低熱阻、低腔內(nèi)損耗和高可靠性，小發(fā)散角高亮度，極高的光功率密度導(dǎo)致的腔面光學(xué)災(zāi)變損傷（COMD）以及極高的電流密度導(dǎo)致的材料光學(xué)災(zāi)變損傷（COBD）。這種高功率激光芯片是高端光纖激光器最核心的零部件，需求量巨大，主要用于激光光纖通訊、工業(yè)造船、汽車制造、激光雕刻、激光打標(biāo)、激光切割、金屬非金屬鉆孔/切割/焊接、醫(yī)療器械儀器設(shè)備等。

在激光雷達(dá)領(lǐng)域：目前激光雷達(dá)廠商主要使用波長為9xxnm、1550nm的激光發(fā)射器，1550nm的方案光線因為不易損傷人眼，擁有更遠(yuǎn)的探測距離和更高的檢測靈敏度而被認(rèn)為是激光雷達(dá)200米以上的遠(yuǎn)距離方案。經(jīng)過了消費(fèi)類三維傳感的火爆，國內(nèi)在9xx波長的雷達(dá)布局已經(jīng)比較成熟，而作為激光遠(yuǎn)距離雷達(dá)的波長為1550nm受制于缺少1550nm半導(dǎo)體激光器芯片的原因，國產(chǎn)激光雷達(dá)企業(yè)鮮有涉足，國外頭部激光雷達(dá)公司Aurora、Aeva、Luminar等已經(jīng)開發(fā)使用1550nm激光產(chǎn)品，并且他們的產(chǎn)品都已經(jīng)實現(xiàn)了中遠(yuǎn)距離激光雷達(dá)的小型化以及成本的大幅改善，并有望在車載大范圍應(yīng)用。

我們目前已經(jīng)推出了面向衛(wèi)星通信、汽車無人駕駛等ToF1550nm激光雷達(dá)產(chǎn)品用的高可靠的泵浦激光芯片，突破了海外壟斷。此外，我們也在布局未來終極車載固態(tài)雷達(dá)方案-FMCW激光雷達(dá)光源芯片，研發(fā)一款高集成的可調(diào)窄線寬可調(diào)諧激光器，為車載雷達(dá)大規(guī)模使用做準(zhǔn)備?？烧{(diào)窄線寬可調(diào)諧激光器的波長是通過將激勵電流導(dǎo)向諧振腔的不同部位來改變的。目前我們的1550nm窄線寬可調(diào)激光片是由兩個布拉格光柵、一個增益模塊和一個對波長作細(xì)調(diào)的位相模塊集成于一體的整合發(fā)射器芯片，所有這些部件均集成在一個InP芯片上。一旦該產(chǎn)品進(jìn)入量產(chǎn)階段，可以大幅降低我國FMCW激光雷達(dá)的制造成本，為我國激光雷產(chǎn)品領(lǐng)先世界做好供應(yīng)鏈的一環(huán)。

魏明：我們團(tuán)隊也在不斷為未來布局開發(fā)新產(chǎn)品，包括硅光產(chǎn)品等一系列高端光芯片產(chǎn)品，更高速遠(yuǎn)距離的通信芯片等，來滿足日益增長的光器件需求，力爭在不遠(yuǎn)的將來超越海外龍頭，先成為亞洲領(lǐng)先。

造芯路上任重道遠(yuǎn)，我始終堅信只有一批對芯片熱愛、踏實肯干、長久堅持的隊伍才能做一個長青的企業(yè)，而人才是根本，我希望能集中我國最優(yōu)秀的、志同道合的人才加入我們，同時和國內(nèi)優(yōu)秀企業(yè)形成合力，做好光電行業(yè)生態(tài)，為中國的光電芯片事業(yè)做出重大貢獻(xiàn)。