激光器应用趋势一片光明

(本文为2018年1月19日讯石光通信年度会议上演讲速记)

演讲人:三安(美国)总经理 郑文

我来到三安,董事长问了我两个问题。1)光通讯是不是永远存在?我不敢说永远,但是长久都存在。2)光通讯是不是用MOCVD?我说是的,现在还没看到硅可以发光。

这是一个长久的产业,同时还可以用到三安目前的核心力量,所以三安就决定去做了。

2017年光通信行业(电信市场)确实是比较黑暗,未来2018年会更好。我们也看到一些新创立的一些用途,比如说3Dsensing,还有AR。基本上这些都要用到光的感应,所以我们认为光的领域还有很多应用。

因为苹果手机出来了,VCSEL变得很火。VCSEL和LED非常像,原理很简单,但是做起来很难。FP激光器给大家感觉很低端,但是FP还是有存在价值,比如现在的PON应用,还有未来的Lidar,需要用到1550nm波长。5G未来也需要用到DFB或者EML,就是在FP上增加Grating。

VCSEL的激光器有很好的特性,因为光斑很窄很圆,而且功率很高。LED是很宽的一个光源。还有边发射激光器,光斑不是圆的。当然现在也有技术把它变得更圆更小。

如何从LED跨进去做VCSEL和EEL激光器呢,在三安内部我们也认为是一个很大的挑战,虽然大家觉得三安在LED领先,FP或者DFB、VCSEL也应该没问题。但我们认为隔行如隔山,需要用不同的态度来对待。

LED确实和VCSEL比较像,VCSEL因为制程比较复杂,它的成本比较高,EEL是完全不同的制程。LED和VCSEL都可以在芯片上测试,但是EEL需要切成bar镀膜以后才能测试,所以成本自然会很高。当然有一些设计可以在芯片上测,但确实是有很大的区别。

另外在封装上来说,LED封装比较简易。功率上来说LED比较差,最高的是EEL激光器。可靠性来说EEL也是非常大的挑战。从功耗上来说,EEL也更好。

什么样的制造链最有效率?

业界不外乎两种做法:纵向的整合,横向的整合。我们之前公司SAE很早以前和海信合并就是横向的整合的例子。更多的做法就是纵向整合,最大的好处就是利润都集中在一起。

但是纵向整合的可能问题:

只是自用,规模效应不够大

个别制造环节出现自产价格不如外购

芯片,封装,Bosa个别环节竞争力不如等

内部产品非市场最优性能优秀的产品

内部产品无法在每个供应周期取得优势

产能饱和度

从产业上下游来看,外延到模块的区别是挺大的。固定资产投资在外延是比较大的,不要说MOCVD一台就几百万美金,土建、设备、后台支持投资也不小。同时规模也很重要,现在新型的MOCVD 30几片Wafer一个炉子,如果需求没有,就像汽车长期不开,就很难保证稳定生产。此外MOCVD的人才在国内也很缺乏。

芯片前端还需要硅片制程和III-V工艺,以及人才和设施都需要。芯片后端和前端很类似,更注重III-V工艺和可靠性。封装的固定资产要求低一些,更加注重经营比如生产效率、ESD以及光耦合的核心问题。最后模块的话,我认为是需要非常有效的经营模式,包括客服和供应链的管理。所以大家可以看到外延到模块都有不同的专业性需求。

做封装的良率99.5%算是很低了,但是芯片的良率达到30%就很高了。所以这两块会有比较大的落差。同时生产管理、库存管理等都会有区别。

Finisar是龙头,产业也是从头到尾都有,产品类型很广,它也收购了很多公司。市值是25亿美金左右,可惜盈利能力差了一些。

Acacia算是盈利能力特别高的,它是一个硅集成DSP的公司,没有自己的制造,基本是外协。再看Macom,IIVI和IQE,盈利还可以,没有Acacia这么高。

在中国的格局方面,我们的盈利比美国公司好。海信和光迅是纵向集成的公司,产品也很广。旭创的盈利能力很高效,Landmark的盈利也很高。

为什么中国厂商盈利能力强,实际上每家公司都很专注。从外延到模块要求都不一样,如果能够把每个环节做到极致,那么就能做到盈利。但我们发现在芯片和外延专注的公司特别少,所以我们选择了这个环节。

看看光通信的历史,我们现在处在的市场离当时的泡沫还很远。

对于产业链来说,我们的想法是,例如华为的模式,高端的制造自己做,中端做一部分来控制供应链,低端会让出去。

2015年三安集成成立,我们计划是在2018年达到3万片/月的产能。我们以III-V族为主的工艺,里面包含4大块,其中光通讯是一块。

我们的目标是支持中国芯片战略,希望推广光通信应用领域。我们感觉现在的成本还是很高,如果我们可以把成本继续做低,那么很多其他应用都会起来。

从光谱上面看,三安的LED光源已经到了700nm左右。从700到1610就需要不同的材料,如VCSEL,FP和DFB等等。因此从光谱来看也需要不同材料的布局。

三安提供的平台就是外延、芯片、标准的器件。光通信这块我们现有的产品就是PD/APD。我们也会开始外延的服务,比如VCSEL、FP、DFB,都在我们短期的计划里面。

我们希望发挥我们的核心竞争力,现在我们拥有超过400台MOCVD,应该是世界上最大的MOCVD企业。我们有业界最先进的设备做我们的后盾,同时我们有短周期价格低等优势。

我们的半导体设备有标准的8寸设备线,常见的就有高精度曝光机、ICP。比较不常见的比如高速Ebeam我们也有。在失效分析上面,我们有FIB、TEM(业界比较高阶)、SEM等设备。

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