激光芯片是光纖通訊、數據傳輸的關鍵部件。激光芯片在實際使用時，需要監(jiān)控輸出功率，以保證傳輸信號眼圖質量。邊發(fā)射激光芯片是光纖通訊、數據傳輸的關鍵部件。由于光釬傳輸低損耗、低色散需要，通訊用半導體激光芯片以激射波長為1.3-1，55微米的磷化銦基激光芯片為主流產品。該激光芯片有掩埋(Buried Heterostucture，BH)、脊波導(Ridge Waveguide，RW)兩種。其中，分布反饋激光芯片(Distributed Feedback Brag，DFB)因為其單縱模特性，傳輸距離更遠，應用更為廣泛。

激光芯片行業(yè)作為化合物半導體這個新興的半導體賽道里的一個分支，隨著光學應用的快速發(fā)展，將會成為高速增長的明日之星。

光芯片是光電子領域核心元器件，相對于傳統(tǒng)的硅基芯片——第一代半導體，光電芯片主要是基于化合物半導體的制程工藝，屬于第二和第三代半導體。雖然，目前，以硅基芯片為主的第一代半導體仍占據半導體市場九成以上的份額，不過硅基芯片已逼近1nm，幾乎是工藝極限，制造工藝研發(fā)難度越來越大。

因此，在這些技術發(fā)展客觀規(guī)律的制約下，全球半導體行業(yè)著手研發(fā)新的芯片材料，尋找第二、第三代半導體。而激光芯片是以多化合物材料為主體，從技術迭代上講，屬于第二代以及第三代半導體器件。

據肖巖介紹，激光芯片屬于模擬器件，相比于集成電路領域的硅基半導體器件，目前的產品尚未要求高精密制程工藝，技術發(fā)展上還有很大空間。雖然，目前激光芯片在這些應用領域的市場份額還沒有硅基電芯片大，但這是未來有望實現(xiàn)爆發(fā)性增長的新領域。

肖巖看到，隨著政府、資本和創(chuàng)業(yè)者對激光芯片產業(yè)的持續(xù)投入，國產激光芯片，無論從設計還是制造，自主可控并不遙遠。我國有著巨大的應用市場，在市場的孕育下，相信我國出現(xiàn)國際領先的激光芯片企業(yè)未來可期。

中國高功率半導體激光芯片產業(yè)也在黨的引領下，克服艱難險阻，始終突破自我、追求卓越，迎來了發(fā)展的黃金期。

市場黃金發(fā)展期，機遇和挑戰(zhàn)并存。當前，國家的產業(yè)政策支持為長光華芯光電技術股份有限公司(以下簡稱“長光華芯”)的發(fā)展提供了良好的政策環(huán)境;下游產業(yè)的發(fā)展需求為長光華芯的發(fā)展提供了直接支撐。

但是當今世界正經歷新一輪科技革命和產業(yè)變革，全球創(chuàng)新版圖正在重構，國際競爭日趨激烈，高功率半導體激光芯片產業(yè)成為全球競爭的焦點。長光華芯半導體激光芯片產業(yè)雖取得許多成就，但依然面臨許多“瓶頸”技術難題。關鍵核心技術一旦受制于人，就無法實現(xiàn)半導體激光芯片產業(yè)和國家的可持續(xù)發(fā)展。為此，長光華芯以黨建統(tǒng)領產業(yè)發(fā)展，秉承科技強國的信念，堅持黨委在經營管理中的政治核心和領導核心作用，不忘初心，砥礪前行。

光通信指的是以光纖為載體傳輸光信號的大容量數據傳輸方式，通過光芯片和傳輸介質實現(xiàn)對光的控制。20 世紀 60 年代，激光器芯片技術和低損耗光纖技術出現(xiàn)，激光器芯片材料和結構不斷發(fā)展，逐步實現(xiàn)對激光運行波長、色散問題、光譜展寬等的控制。

經過結構設計、組件集成和生產工藝的改進，目前 EML 激光器芯片大規(guī)模商用的最高速率已達到 100G，DFB 和 VCSEL 激光器芯片大規(guī)模商用的最高速率已達到 50G。在不斷滿足高帶寬、高速率要求的同時，光芯片的應用逐漸從光通信拓展至包括醫(yī)療、消費電子和車載激光雷達等更廣闊的應用領域。

①歐美日國家光芯片行業(yè)起步較早、技術領先

光芯片主要使用光電子技術，海外在近代光電子技術起步較早、積累較多，歐美日等發(fā)達國家陸續(xù)將光子集成產業(yè)列入國家發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃，其中，美國建立“國家光子集成制造創(chuàng)新研究所”，打造光子集成器件研發(fā)制備平臺;歐盟實施“地平線 2020”計劃，集中部署光電子集成研究項目;日本實施“先端研究開發(fā)計劃”，部署光電子融合系統(tǒng)技術開發(fā)項目。海外光芯片公司擁有先發(fā)優(yōu)勢，通過積累核心技術及生產工藝，逐步實現(xiàn)產業(yè)閉環(huán)，建立起較高的行業(yè)壁壘。

海外光芯片公司普遍具有從光芯片、光收發(fā)組件、光模塊全產業(yè)鏈覆蓋能力。除了襯底需要對外采購，海外領先光芯片企業(yè)可自行完成芯片設計、晶圓外延等關鍵工序，可量產 25G 及以上速率光芯片。此外，海外領先光芯片企業(yè)在高端通信激光器領域已經廣泛布局，在可調諧激光器、超窄線寬激光器、大功率激光器等領域也已有深厚積累。

②國內光芯片以國產替代為目標，政策支持促進產業(yè)發(fā)展

國內的光芯片生產商普遍具有除晶圓外延環(huán)節(jié)之外的后端加工能力，而光芯片核心的外延技術并不成熟，高端的外延片需向國際外延廠進行采購，限制了高端光芯片的發(fā)展。以激光器芯片為例，我國能夠規(guī)模量產 10G 及以下中低速率激光器芯片，但 25G 激光器芯片僅少部分廠商實現(xiàn)批量發(fā)貨，25G 以上速率激光器芯片大部分廠商仍在研發(fā)或小規(guī)模試產階段。整體來看高速率光芯片嚴重依賴進口，與國外產業(yè)領先水平存在一定差距。

我國政府在光電子技術產業(yè)進行重點政策布局，2017 年中國電子元件行業(yè)協(xié)會發(fā)布《中國光電子器件產業(yè)技術發(fā)展路線圖(2018-2022 年)》，明確 2022年 25G 及以上速率 DFB 激光器芯片國產化率超過 60%，實現(xiàn)高端光芯片逐步國產替代的目標。國務院印發(fā)“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產業(yè)發(fā)展規(guī)劃，要求做強信息技術核心產業(yè)，推動光通信器件的保障能力。

工業(yè)加工、激光雷達、激光顯示、醫(yī)療美容、軍工科研……高功率激光器芯片廣泛應用于人們的日常生活中。作為一家專業(yè)從事高端半導體激光器芯片及相關產品研發(fā)、生產的高科技企業(yè)，陜西投資集團有限公司(以下簡稱陜投集團)旗下西安立芯光電科技有限公司(以下簡稱立芯光電)自2012年成立以來，一直致力于高端半導體激光器芯片的研發(fā)與生產，是全球少數幾家研發(fā)和量產高功率半導體激光器芯片的公司，擁有從半導體激光芯片的設計、材料、制造工藝到封裝、測試等全套核心技術，經過10年的蓬勃發(fā)展，立芯光電已成為國內半導體激光器芯片行業(yè)翹楚。

取得市場行業(yè)主要競爭力的背后，離不開立芯光電優(yōu)秀科研人員的不懈努力與進取，作為主力軍的“半導體芯片外延材料創(chuàng)新團隊”依托立芯光電，組成了一支實力雄厚的科研隊伍。該團隊于2019年3月入選“2018陜西省科學技術獎”二等獎，獲陜西省政府嘉獎。2020年入選“科改示范企業(yè)”，獲得西安硬科技企業(yè)之星、潛在獨角獸、“西安未來之星TOP100”稱號。

突破“卡脖子”技術，使中國半導體光電技術和產業(yè)躍上新臺階

銳意進取、創(chuàng)新前行、不斷突破，團隊中每一位工程師都至關重要。

據了解，“半導體芯片外延材料創(chuàng)新團隊”是多學科交叉隊伍，匯集了半導體物理、光電子器件、化學工程、材料學、封裝技術、質量控制等方面的優(yōu)秀人才，在西安立芯光電科技有限公司董事長李波的帶領下，科研團隊經過無數個日夜的攻克，打破了國外產品及技術壟斷，成功開發(fā)研制了國產高功率半導體激光芯片，產業(yè)化產品涵蓋8XXnm系列18款、9XXnm系列13款,這些芯片憑借優(yōu)質的性能不僅得到國內客戶的肯定和信賴，還獲得國外友商的點贊，在全球經濟受到新冠肺炎疫情沖擊的情況下，立芯光電的出貨量依然保持著翻番的勢頭，產品供不應求。

立芯光電始終將提高關鍵核心技術創(chuàng)新能力作為企業(yè)發(fā)展的核心理念，短短幾年結出累累碩果。截至目前，已經擁有自主研發(fā)的34項專利技術，形成了穩(wěn)固的專利“護城河”。