訪談背景:浙江睿熙科技有限公司(以下簡(jiǎn)稱“睿熙科技”)創(chuàng)始于2017年,是一家全球技術(shù)領(lǐng)先的垂直腔面發(fā)射激光器(VCSEL)供應(yīng)商,公司產(chǎn)品定位高端市場(chǎng),依托國(guó)際一流的光電芯片設(shè)計(jì)與品質(zhì)管控能力,產(chǎn)品覆蓋消費(fèi)電子、車載、數(shù)據(jù)通信三大領(lǐng)域。麥姆斯咨詢一直關(guān)注睿熙科技的成長(zhǎng)歷程,曾分別在2018年公司創(chuàng)業(yè)伊始、2020年完成2億元A+輪融資之際對(duì)睿熙科技進(jìn)行過專訪。近些年,隨著激光雷達(dá)(LiDAR)、智能座艙、車內(nèi)光通訊等智能汽車應(yīng)用的蓬勃興起,VCSEL作為核心光源器件即將迎來第二波傳感應(yīng)用的市場(chǎng)需求浪潮。睿熙科技憑借全球稀缺的下一代多結(jié)高功率車規(guī)級(jí)VCSEL芯片技術(shù),正順勢(shì)而為積極布局智能汽車市場(chǎng)。在此背景下,麥姆斯咨詢?cè)俅尾稍L了睿熙科技首席執(zhí)行官(CEO)James Liu博士,揭秘睿熙科技的智能汽車領(lǐng)域VCSEL產(chǎn)品矩陣和市場(chǎng)規(guī)劃。
麥姆斯咨詢:James Liu博士,感謝您再次接受麥姆斯咨詢的專訪!自2020年專訪至今已過3年時(shí)間,其中也經(jīng)歷過疫情的考驗(yàn),睿熙科技在此期間取得了哪些值得關(guān)注的里程碑事件?抓住了哪些市場(chǎng)機(jī)遇?
James Liu:過去3年來,睿熙科技在VCSEL的三大落地關(guān)鍵領(lǐng)域(車載、數(shù)據(jù)通信、消費(fèi)電子)完成了芯片開發(fā)及下一代芯片技術(shù)儲(chǔ)備,VCSEL模組產(chǎn)品開發(fā)落地取得了較大進(jìn)展。
在車載應(yīng)用方面,睿熙科技憑借領(lǐng)先的多結(jié)外延設(shè)計(jì)技術(shù),已完成全場(chǎng)景的車規(guī)級(jí)VCSEL產(chǎn)品矩陣布局與技術(shù)儲(chǔ)備。其中,駕駛員和乘客監(jiān)控系統(tǒng)(DMS/OMS)模組產(chǎn)品已于2022年通過AEC-Q102車規(guī)認(rèn)證,正進(jìn)入國(guó)產(chǎn)替代落地過程;同時(shí),車規(guī)級(jí)激光雷達(dá)VCSEL芯片已與國(guó)內(nèi)頭部車企、激光雷達(dá)廠商以及車路協(xié)同方案領(lǐng)導(dǎo)廠商達(dá)成戰(zhàn)略合作,將從2024年開始,逐步釋放技術(shù)積累帶來的營(yíng)收貢獻(xiàn)。
在數(shù)據(jù)通信方面,睿熙科技基于6英寸晶圓工藝的數(shù)據(jù)通信VCSEL產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)處于第一梯隊(duì)。其中,25G數(shù)據(jù)通信芯片已經(jīng)開始量產(chǎn),56G PAM4數(shù)據(jù)通信芯片已經(jīng)完成內(nèi)部測(cè)試,并通過業(yè)界多家客戶的測(cè)試,性能處于業(yè)界領(lǐng)先水平,計(jì)劃今年開始批量出貨。112G-PAM4數(shù)據(jù)通信芯片進(jìn)入研發(fā)流片階段。過去幾年,公司重點(diǎn)投入6英寸晶圓工藝調(diào)優(yōu)與量產(chǎn)良率提升,在未來市場(chǎng)滲透率提升期將具有極大的成本優(yōu)勢(shì)。同時(shí),公司與客戶的前瞻研發(fā)團(tuán)隊(duì),正在光電集成的CPO光引擎產(chǎn)品及多波長(zhǎng)通信產(chǎn)品領(lǐng)域合作,共同定義下一代產(chǎn)品形態(tài)。
在消費(fèi)電子方面,睿熙科技已完成多品類多結(jié)VCSEL產(chǎn)品矩陣的部署,在產(chǎn)品性能、可靠性、成本、技術(shù)支持與服務(wù)等方面,均取得行業(yè)龍頭客戶的認(rèn)可。其中,近距離傳感VCSEL模組、結(jié)構(gòu)光VCSEL模組、3D飛行時(shí)間(ToF)VCSEL芯片已與行業(yè)頭部客戶達(dá)成量產(chǎn)合作,目前正在穩(wěn)定出貨中。
麥姆斯咨詢:請(qǐng)您談?wù)勏M(fèi)電子、車載、數(shù)據(jù)通信三大應(yīng)用領(lǐng)域的VCSEL市場(chǎng)現(xiàn)狀,市場(chǎng)需求端分別出現(xiàn)了哪些變化,對(duì)VCSEL提出了哪些新要求?
James Liu:就市場(chǎng)現(xiàn)狀而言,VCSEL行業(yè)前5大廠商壟斷了93%的市場(chǎng)份額,而國(guó)外雙寡頭就壟斷了80%的市場(chǎng)份額(Lumentum占據(jù)42%,II-VI占據(jù)37%),產(chǎn)業(yè)鏈正在加速垂直整合。展望未來,在全球范圍內(nèi)VCSEL市場(chǎng)未來5年復(fù)合年均增長(zhǎng)率(CAGR)排名前三的細(xì)分領(lǐng)域?qū)ㄜ囕d(97%)、數(shù)據(jù)通信(22%)和移動(dòng)消費(fèi)(16%),其中,車載應(yīng)用有望成為最大的細(xì)分市場(chǎng)。在發(fā)展更為迅速的的中國(guó)市場(chǎng),我們根據(jù)市場(chǎng)現(xiàn)狀及趨勢(shì)判斷,未來5年,這三大細(xì)分市場(chǎng)的總規(guī)模有望從10億元增長(zhǎng)至50億元,CAGR達(dá)到40%以上,市場(chǎng)空間巨大。具體來說:
車載市場(chǎng)方面,智能電動(dòng)汽車將催生包含DMS/OMS、艙外激光雷達(dá)、車載光通信、車路協(xié)同等新需求。其中,伴隨隱私安全等標(biāo)準(zhǔn)提升與座艙內(nèi)監(jiān)控、交互方式的增加,VCSEL的滲透率將逐漸提升,替代原有LED的補(bǔ)光方案。這要求VCSEL能在滿足車規(guī)認(rèn)證的條件下工作,并在成本方面接近LED。對(duì)于艙外激光雷達(dá),考慮到主機(jī)廠對(duì)激光雷達(dá)的降本需求,以VCSEL代替?zhèn)鹘y(tǒng)EEL的方案也將越來越多地被應(yīng)用。特別是在補(bǔ)盲激光雷達(dá)領(lǐng)域,全固態(tài)激光雷達(dá)采用VCSEL作為發(fā)光源已成為行業(yè)共識(shí),這要求VCSEL能夠在滿足光功率密度的情況下,在可靠性、發(fā)散角、二維(2D)可尋址驅(qū)動(dòng)控制等方面能夠更好的匹配客戶需求。在車載光通信領(lǐng)域,歐盟也正在出臺(tái)法規(guī),制定下一代車內(nèi)通信標(biāo)準(zhǔn),以光纖為傳輸介質(zhì)的近距離高速通信將漸漸為VCSEL上車提供更多的舞臺(tái)。面對(duì)車規(guī)級(jí)應(yīng)用,滿足車內(nèi)通信的可靠性需求也對(duì)VCSEL芯片提出更高要求。另外,車路協(xié)同激光雷達(dá)開始逐步量產(chǎn),預(yù)期其市場(chǎng)容量是車載用量的兩倍,主要以中距離的Flash固態(tài)激光雷達(dá)產(chǎn)品為主,VCSEL應(yīng)用方案也在逐步進(jìn)入頭部客戶的視野,同樣在光功率密度、可靠性、發(fā)散角等方面對(duì)VCSEL提出了更高要求。
數(shù)據(jù)通信市場(chǎng)方面,伴隨人工智能(AI)算力需求增加以及LPO封裝模式帶來的功耗降低,未來近距離400Gbps、800Gbps通信所需要的高速率VCSEL芯片(56G-PAM4、112G-PAM4)需求前景巨大。此類應(yīng)用,除了需要保持高速率下的性能優(yōu)勢(shì),對(duì)于產(chǎn)品性價(jià)比、可靠性方面也有高要求。
消費(fèi)類市場(chǎng)方面,3D傳感應(yīng)用場(chǎng)景將在手機(jī)端之外的領(lǐng)域不斷擴(kuò)展,需要VCSEL供應(yīng)商根據(jù)客戶的需求靈活定制產(chǎn)品。由于消費(fèi)市場(chǎng)的需求數(shù)量巨大,對(duì)于VCSEL產(chǎn)品的一致性、可靠性以及成本控制提出了更高的要求。
麥姆斯咨詢:請(qǐng)您介紹一下睿熙科技針對(duì)上述三大應(yīng)用領(lǐng)域提供的VCSEL產(chǎn)品矩陣,另外能否介紹一些典型客戶及案例?
James Liu:我們已經(jīng)完成了上述三大應(yīng)用領(lǐng)域的全面產(chǎn)品布局,睿熙科技定位提供高品質(zhì)VCSEL,與行業(yè)龍頭客戶進(jìn)行深度合作。
睿熙科技高品質(zhì)VCSEL產(chǎn)品矩陣
(1)車載領(lǐng)域:布局全場(chǎng)景的車規(guī)級(jí)VCSEL產(chǎn)品矩陣,包含智能座艙DMS/OMS產(chǎn)品、半固態(tài)與全固態(tài)的激光雷達(dá)產(chǎn)品以及車內(nèi)高速通訊產(chǎn)品(未來)。目前,國(guó)內(nèi)前10的激光雷達(dá)企業(yè)中已有7家與我們建立合作。睿熙科技目前已獲得頭部激光雷達(dá)廠商定點(diǎn),爭(zhēng)取獲得第一供應(yīng)商地位。對(duì)于某頭部客戶,憑借新一代“重構(gòu)多結(jié)”技術(shù)芯片綜合性能(光功率密度達(dá)到3000-5000W/mm2,發(fā)散角為15-17°,具有優(yōu)異高溫特性)及可靠性優(yōu)勢(shì),公司已獲得獨(dú)家定制且成為第一供應(yīng)商。
(2)數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域:睿熙科技的數(shù)據(jù)通信VCSEL產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)處于第一梯隊(duì),憑借團(tuán)隊(duì)在此領(lǐng)域的深厚積累,具有成為國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)通信No. 1的極高潛力。目前25G芯片產(chǎn)品已通過國(guó)內(nèi)20多家主流模組廠商的性能測(cè)試。新一代PAM4產(chǎn)品開發(fā)方面,56G PAM4數(shù)據(jù)通信產(chǎn)品,模組級(jí)別重要指標(biāo)TDECQ < 1dB(行標(biāo) < 4dB)& ER = 4dB(行標(biāo)需 > 3dB),與世界頂級(jí)供應(yīng)商性能相近,預(yù)計(jì)2023年內(nèi)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn);112G PAM4數(shù)據(jù)通信產(chǎn)品也是2023年的重要迭代項(xiàng)目,目前,初版產(chǎn)品正投產(chǎn)驗(yàn)證中。
(3)消費(fèi)電子領(lǐng)域:例如3D結(jié)構(gòu)光、3D ToF等應(yīng)用的多款VCSEL產(chǎn)品正在與國(guó)內(nèi)一線廠商合作,睿熙科技是國(guó)內(nèi)第一家在線下支付領(lǐng)域量產(chǎn)結(jié)構(gòu)光VCSEL芯片的供應(yīng)商。2D線結(jié)構(gòu)光VCSEL產(chǎn)品業(yè)界領(lǐng)先,是掃地機(jī)器人龍頭企業(yè)的第一供應(yīng)商。在智能手機(jī)近距離傳感應(yīng)用方面,公司目前已成為某國(guó)內(nèi)頭部屏下傳感方案商“psensor項(xiàng)目”的首選供應(yīng)商。另外,公司開發(fā)的多結(jié)VCSEL具有目前業(yè)界最佳的光斑質(zhì)量,正與國(guó)內(nèi)外多家龍頭方案公司就dToF應(yīng)用開展獨(dú)家訂制,并已開始批量出貨。
麥姆斯咨詢:相比邊發(fā)射激光器(EEL),為什么說VCSEL是下一代全固態(tài)激光雷達(dá)光源的理想之選?
James Liu:VCSEL在光功率密度方面已經(jīng)高達(dá)3000~5000W/m2等級(jí),與EEL相比,在實(shí)際使用中已經(jīng)沒有明顯劣勢(shì)。同時(shí),VCSEL產(chǎn)品不論是在未來2D可尋址的芯片整合(更容易)、整機(jī)封裝(更容易)、工藝難度(更低),還是在價(jià)格成本(更低)方面,都顯著優(yōu)于EEL,更有利于下一代全固態(tài)激光雷達(dá)光源的落地實(shí)現(xiàn)。
麥姆斯咨詢:多結(jié)高功率VCSEL芯片是實(shí)現(xiàn)高性能全固態(tài)中遠(yuǎn)程激光雷達(dá)的底層關(guān)鍵元器件,隨著汽車激光雷達(dá)市場(chǎng)的需求增長(zhǎng),成為全球VCSEL領(lǐng)先廠商的重點(diǎn)布局產(chǎn)品。請(qǐng)問睿熙科技的多結(jié)高功率VCSEL芯片有哪何優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)?另外布局了哪些核心專利?
James Liu:睿熙科技的多結(jié)高功率VCSEL芯片,具有高功率密度激光輸出、小發(fā)散角的優(yōu)勢(shì),同時(shí)保有高可靠性優(yōu)勢(shì)。
睿熙科技的多結(jié)高功率VCSEL外延設(shè)計(jì),不同于國(guó)內(nèi)其他廠商的設(shè)計(jì)技術(shù)路線。睿熙科技的技術(shù)路線,采用單氧化層設(shè)計(jì),更接近于國(guó)外VCSEL大廠Lumentum。相對(duì)來說,重構(gòu)多結(jié)的外延設(shè)計(jì),內(nèi)部技術(shù)確實(shí)有很多訣竅(know-how),睿熙科技也是從2021年開始切換技術(shù)路線,并在近2年的持續(xù)迭代中,成功開發(fā)出與世界一流大廠相近的重構(gòu)多結(jié)外延設(shè)計(jì),并通過客戶驗(yàn)證,能夠承受激光雷達(dá)更高的功率密度輸出。
由于材料應(yīng)力的變化及氧化工藝過程中產(chǎn)生的晶體缺陷,激光雷達(dá)VCSEL芯片較容易發(fā)生產(chǎn)品失效的位置是水氧化層。國(guó)內(nèi)其他廠商大多采用多層水氧化層設(shè)計(jì)方案以實(shí)現(xiàn)多結(jié)高功率VCSEL。睿熙科技設(shè)計(jì)的“單層”水氧化層設(shè)計(jì)方案,更能有效降低激光雷達(dá)產(chǎn)品發(fā)生失效的機(jī)率,同時(shí)更能夠在不損失光功率情況下,保持低發(fā)散角的優(yōu)勢(shì)。
此外,睿熙科技的重構(gòu)多結(jié)外延設(shè)計(jì),大幅簡(jiǎn)化了生產(chǎn)步驟,提高了產(chǎn)品良率,從而有效降低代工廠及后續(xù)制程工廠的生產(chǎn)成本。這對(duì)于全固態(tài)中遠(yuǎn)程激光雷達(dá)產(chǎn)品落地,更是一大優(yōu)勢(shì)。
針對(duì)睿熙科技的重構(gòu)多結(jié)外延設(shè)計(jì),在外延設(shè)計(jì)有效控制“單層”水氧化層外延設(shè)計(jì)、有效降低發(fā)散角,以及制程代工廠降低VCSEL失效機(jī)率等多方面,我司都已有相關(guān)的專利布局。
麥姆斯咨詢:多結(jié)高功率VCSEL在制造方面有哪些難點(diǎn)或挑戰(zhàn)?睿熙科技在供應(yīng)鏈管控和保質(zhì)降本方面做了哪些工作?
James Liu:多結(jié)高功率VCSEL的技術(shù)難點(diǎn)之一在于外延及工藝的掌控性與穩(wěn)定性。多層水氧化層多結(jié)外延在成長(zhǎng)階段,如何有效且精準(zhǔn)控制各個(gè)水氧化層的厚度及外延質(zhì)量是一大“關(guān)卡”。同時(shí),除了水氧化工藝本身的控制性及均勻性之外,前步刻蝕工藝的深度也會(huì)直接影響水氧化結(jié)果,進(jìn)而影響光電性能,縮小工藝之間的容錯(cuò)性窗口。上述兩大難點(diǎn)將大幅降低芯片量產(chǎn)良率,進(jìn)而增加生產(chǎn)成本。
相對(duì)而言,睿熙科技的重構(gòu)多結(jié)外延設(shè)計(jì)可有效控制并降低外延及工藝生產(chǎn)成本,與代工廠間是互利互惠的結(jié)果,同時(shí)也能有效降低激光雷達(dá)產(chǎn)品發(fā)生失效的機(jī)率,更能夠保持住低發(fā)散角的優(yōu)勢(shì)(不損失光功率情況下)。
麥姆斯咨詢:下一代全固態(tài)激光雷達(dá)提出了1D/2D可尋址分區(qū)掃描需求,睿熙科技在1D/2D可尋址VCSEL陣列方面有哪些布局?
James Liu:1D可尋址方案主要核心是分區(qū)點(diǎn)亮,每個(gè)區(qū)域?qū)?yīng)場(chǎng)景中的某一條橫、豎區(qū)域。睿熙科技已有成熟的供應(yīng)鏈準(zhǔn)備,現(xiàn)階段同時(shí)有幾款1D可尋址產(chǎn)品開發(fā)。值得一提的是,針對(duì)每區(qū)間距100微米以下的VCSEL芯片設(shè)計(jì),睿熙科技也有相對(duì)應(yīng)的技術(shù)開發(fā)可符合客戶需求,只是在后端模塊封裝階段,對(duì)于走線、焊盤、打線、驅(qū)動(dòng)布置等仍然有技術(shù)難點(diǎn)需要克服。
2D可尋址主要是在兩個(gè)方向上做分區(qū),以電尋址掃描的方式實(shí)現(xiàn)全場(chǎng)景覆蓋和掃描。根據(jù)設(shè)計(jì)又可分為“全隨機(jī)”及“偽隨機(jī)”可尋址。“全隨機(jī)”是每區(qū)獨(dú)立走線、獨(dú)立焊盤,所以可獨(dú)立控制,但也因此,隨著分區(qū)數(shù)量增加,對(duì)應(yīng)焊盤數(shù)量也增加,將大幅增加芯片面積及成本。而“偽隨機(jī)”的設(shè)計(jì)則可大幅減少焊盤數(shù)量,如下圖中顯示的是8×8的64區(qū)示意圖,“偽隨機(jī)”只需有16個(gè)焊盤及驅(qū)動(dòng)即可,并不像1D可尋址或全隨機(jī)設(shè)計(jì),64個(gè)分區(qū)就要匹配64個(gè)通路。此外,“偽隨機(jī)”2D芯片會(huì)將所有的陽極和陰極都放在同一個(gè)平面上,方便驅(qū)動(dòng)連接,增加靈活性,缺點(diǎn)是工藝制程較多,且需要搭配外延設(shè)計(jì),在掃描應(yīng)用上也略較“全隨機(jī)”受限。
不論“全隨機(jī)”或“偽隨機(jī)”2D可尋址,睿熙科技也都有相對(duì)應(yīng)的外延及工藝技術(shù),可針對(duì)客戶需求訂制開發(fā),并且對(duì)于“偽隨機(jī)”2D可尋址通道間漏電導(dǎo)致串?dāng)_問題的改善以及減少邊緣區(qū)域與中心區(qū)域因阻值造成光電性能差異部分,都已經(jīng)有相關(guān)的專利布局。
“全隨機(jī)”2D可尋址示意圖
“偽隨機(jī)”2D可尋址示意圖,只需要16路驅(qū)動(dòng)(8路陽極和8路陰極)即可實(shí)現(xiàn)64區(qū)可尋址掃描
麥姆斯咨詢:VCSEL進(jìn)入智能汽車供應(yīng)鏈需要面對(duì)很高的車規(guī)認(rèn)證“門檻”,睿熙科技在這方面有何進(jìn)展?如何確保車載VCSEL產(chǎn)品的品質(zhì)和可靠性?
James Liu:睿熙科技車載OMS/DMS應(yīng)用的VCSEL投射器產(chǎn)品,激光雷達(dá)半固態(tài)/固態(tài)1D可尋址多款VCSEL芯片已通過車規(guī)AEC-Q102認(rèn)證。目前,睿熙科技在每一款新產(chǎn)品的研發(fā)設(shè)計(jì)、樣品驗(yàn)證、試生產(chǎn)直到量產(chǎn)導(dǎo)入過程中,都進(jìn)行了高標(biāo)準(zhǔn)的功能性能、可靠性、模擬壽命以及售后失效模式的監(jiān)測(cè)驗(yàn)證管控,以保證每一顆睿熙科技VCSEL芯片的高質(zhì)量與高可靠性。例如,我們針對(duì)一款ToF VCSEL芯片進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)半年的Wafer Quality壽命測(cè)試監(jiān)控,模擬芯片全生命周期使用后的PCE指標(biāo)和光功率,結(jié)果指標(biāo)始終保持在±2%的波動(dòng)范圍內(nèi)。我們還針對(duì)三款VCSEL芯片(包括車載應(yīng)用芯片)進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)1000H的高溫性能測(cè)試,光功率的衰減率保持在0.8%以內(nèi),在5000H的高溫性能測(cè)試后,芯片光功率的衰減率還能保持在6.7%以內(nèi),達(dá)到了世界領(lǐng)先水平。
一款ToF VCSEL芯片長(zhǎng)達(dá)半年的Wafer?Quality壽命測(cè)試監(jiān)控
三款VCSEL芯片的1000H高溫性能測(cè)試
麥姆斯咨詢:VCSEL產(chǎn)業(yè)IDM模式的門檻較高(需要大量資金投入),睿熙科技最初采用的是Fabless模式,現(xiàn)在逐步發(fā)展并探索構(gòu)建了具有芯片設(shè)計(jì)、制造、封測(cè)與品控核心壁壘的“虛擬IDM”模式?!疤摂MIDM”有何優(yōu)勢(shì)和意義?
James Liu:VCSEL產(chǎn)業(yè)IDM模式的門檻較高,全流程的芯片設(shè)計(jì)和制造對(duì)于國(guó)內(nèi)企業(yè)來說仍舊是一筆巨大的支出,因此,國(guó)內(nèi)有IDM模式的企業(yè)甚少,更遑論IDM模式的模擬芯片企業(yè)。隨著IDM、Foundry、Fabless三大模式的發(fā)展,睿熙科技從中探索出新的芯片制造模式。
因?yàn)閭鹘y(tǒng)IDM投資成本高、工藝調(diào)優(yōu)難,虛擬IDM(Virtual IDM)現(xiàn)成為睿熙科技采取的新模式,且具有輕資產(chǎn)、響應(yīng)快,帶來高品質(zhì)的優(yōu)點(diǎn),三種主要模式的對(duì)比圖如下:
虛擬IDM模式的優(yōu)勢(shì)
睿熙科技不僅專注于芯片設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),還擁有自主的工藝平臺(tái)與工藝技術(shù)。雖然產(chǎn)線本身不屬于我們,但我們可基于代工廠的產(chǎn)線資源進(jìn)行晶圓制造工藝專利的開發(fā)與優(yōu)化,代工廠再按照其制造工藝進(jìn)行生產(chǎn)。這讓虛擬IDM有能力拓展高端產(chǎn)品,與相對(duì)低毛利的Fabless實(shí)現(xiàn)差異化競(jìng)爭(zhēng)。由于睿熙科技相較于其他Fabless供應(yīng)商,擁有較強(qiáng)的工藝制造/設(shè)計(jì)工藝流程的能力,同時(shí)可以進(jìn)一步建議代工廠開發(fā)先進(jìn)制程,這讓睿熙科技能夠采取虛擬IDM模式,有更大的底氣。
由于睿熙科技能夠采取虛擬IDM模式,國(guó)際市場(chǎng)供需鏈將不受影響,很好地避免了成本花費(fèi) (人力資源/固定成本花費(fèi)),更有利于讓睿熙科技與代工廠成為互利共生的合作伙伴。
麥姆斯咨詢:我們關(guān)注到睿熙科技不僅僅做VCSEL芯片,還沿著“光芯片→光模組→光引擎”路徑發(fā)展,不斷提升產(chǎn)品價(jià)值和服務(wù)能力,您可以介紹幾個(gè)典型案例嗎?
James Liu:在消費(fèi)電子領(lǐng)域,睿熙科技有眾多VCSEL產(chǎn)品通過模組出貨,直接供給終端客戶。比如掃地機(jī)器人的2D線結(jié)構(gòu)光方案與3D iToF方案,目前睿熙科技均使用自主開發(fā)的VCSEL芯片搭配自有工藝的光學(xué)模組出貨,分別成為兩大頭部客戶的第一大供應(yīng)商。此外,在汽車智能座艙領(lǐng)域,睿熙科技在2022年就有車載OMS/DMS模組產(chǎn)品通過AEC-Q102的車規(guī)級(jí)認(rèn)證,預(yù)計(jì)2023年量產(chǎn)上車。
在光引擎方面(光芯片+電芯片集成),睿熙科技自建電路設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì),與國(guó)內(nèi)頭部模組廠商共同開發(fā)光引擎(例如手機(jī)移動(dòng)端用3D ToF收發(fā)模組、車載端激光雷達(dá)用VCSEL芯片與驅(qū)動(dòng)電路集成方案),未來睿熙科技將與合作伙伴一道,進(jìn)一步發(fā)揮光芯片與電芯片的集成化優(yōu)勢(shì),為客戶提供創(chuàng)新價(jià)值。
麥姆斯咨詢:在集成化應(yīng)用方面,睿熙科技布局了哪些關(guān)鍵技術(shù)和專利?例如集成光學(xué)技術(shù)。
James Liu:睿熙科技同時(shí)也持續(xù)積累倒裝(背出光)及微透鏡技術(shù)。
背出光倒裝VCSEL芯片將陽極和陰極制作于同一面,具有較佳的集成能力,并可降低因打線所引發(fā)的寄生電感,同時(shí)提供良好的散熱能力而獲得更高的光電性能。睿熙科技已有背出光樣品,工藝技術(shù)基本定型,處于性能持續(xù)迭代優(yōu)化階段,未來依據(jù)市場(chǎng)及客戶需求,可隨時(shí)切入產(chǎn)品開發(fā)應(yīng)用。
微透鏡內(nèi)部樣品為正出光VCSEL芯片整合微透鏡方案,已驗(yàn)證VCSEL出光發(fā)散角可控,但因正出光發(fā)光孔面積有限,無法有效大范圍調(diào)控光束,預(yù)期需要在背出光VCSEL芯片上才有較大的應(yīng)用空間。微透鏡技術(shù)將與VCSEL工藝一同在代工廠制作,不但可有效控制良率,還可省去對(duì)應(yīng)光學(xué)器件的成本,并降低整體模塊的體積。
整體來說,睿熙科技的集成技術(shù)路線先以倒裝技術(shù)為主,后續(xù)將再經(jīng)過技術(shù)積累及光學(xué)仿真切入微透鏡技術(shù)。背出光搭配可尋址等復(fù)合技術(shù)整合已經(jīng)有相關(guān)的專利布局。
麥姆斯咨詢:目前,國(guó)內(nèi)從VCSEL設(shè)計(jì)到GaAs外延及晶圓制造,再到模組/系統(tǒng)應(yīng)用等各個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)日臻成熟。您如何看待現(xiàn)在的國(guó)內(nèi)VCSEL生態(tài)環(huán)境及競(jìng)爭(zhēng)格局?睿熙科技如何確保領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)?
James Liu:近年來,國(guó)內(nèi)VCSEL生態(tài)取得了可喜的進(jìn)展,除了VCSEL設(shè)計(jì)廠商外,國(guó)內(nèi)也有多家VCSEL關(guān)聯(lián)企業(yè)在GaAs平臺(tái)的6英寸晶圓材料、外延生長(zhǎng)、芯片代工等產(chǎn)業(yè)鏈上下游布局發(fā)展。但從行業(yè)聚集度來看,VCSEL產(chǎn)業(yè)鏈上游仍主要由海外/中國(guó)臺(tái)灣廠商主導(dǎo),中游基本被海外大廠壟斷。從產(chǎn)業(yè)終局的角度來看,國(guó)內(nèi)VCSEL廠商也會(huì)形成金字塔梯隊(duì),而在金字塔頂端的VCSEL廠商不會(huì)超過3家。正如1990年代,美國(guó)光通信泡沫時(shí)代VCSEL廠商有100多家,而最終僅剩金字塔頂尖的3家。這場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的入場(chǎng)券是產(chǎn)品性能,而最終的決勝因素在于芯片包括可靠性在內(nèi)的品質(zhì)與成本控制。
睿熙科技擁有車載、數(shù)據(jù)通信、消費(fèi)三大應(yīng)用領(lǐng)域的完整芯片設(shè)計(jì)能力與量產(chǎn)落地經(jīng)驗(yàn),目前是全球范圍內(nèi)真正意義上唯一一家覆蓋手機(jī)/XR、智能汽車、AI服務(wù)器三大高端產(chǎn)品場(chǎng)景的國(guó)產(chǎn)VCSEL供應(yīng)商,并且與這三大領(lǐng)域的龍頭客戶都有深度合作。睿熙科技的核心競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在以下3方面:
首先,我們的團(tuán)隊(duì)在VCSEL領(lǐng)域擁有二十多年經(jīng)驗(yàn),積累了深厚的品質(zhì)和可靠性管控能力,在過去幾年累計(jì)千萬級(jí)芯片的出貨量中做到了芯片的零失效。
其次,睿熙科技采用獨(dú)具優(yōu)勢(shì)的“虛擬IDM”模式,確??蛻臬@得高品質(zhì)產(chǎn)品,以及有競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格,這對(duì)于目前VCSEL市場(chǎng)發(fā)展階段是更合適的選擇。VCSEL是偏模擬芯片的概念,對(duì)品質(zhì)控制、迭代要求比較高,睿熙科技憑借“虛擬IDM”模式,能夠全程把控設(shè)計(jì)、制造、封測(cè)、中間制造工藝。我們?cè)诖S有購置自己的機(jī)臺(tái),當(dāng)?shù)財(cái)?shù)據(jù)會(huì)實(shí)時(shí)上傳,可進(jìn)一步加快產(chǎn)品迭代與問題溯源。
此外,睿熙科技的供應(yīng)鏈體系有深厚的基礎(chǔ),在供應(yīng)鏈端梯次布局。睿熙科技在中國(guó)臺(tái)灣有常駐團(tuán)隊(duì),全球VCSEL領(lǐng)域Top 1/Top 2代工廠由公司創(chuàng)始人兼首席科學(xué)家聯(lián)系搭建,并保持多年良好的合作關(guān)系??紤]到國(guó)產(chǎn)替代和自主可控,睿熙科技2020年初開始同國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的VCSEL代工伙伴合作,工廠工藝由睿熙科技的臺(tái)灣團(tuán)隊(duì)一起協(xié)助建立完善,目前已實(shí)現(xiàn)了消費(fèi)電子VCSEL芯片的規(guī)模量產(chǎn)。不過,國(guó)內(nèi)對(duì)于車載等高端芯片的6英寸VCSEL的大規(guī)模代工量產(chǎn)能力大約還需要4-6年時(shí)間才能成熟。隨著VCSEL應(yīng)用的爆發(fā),未來睿熙科技會(huì)考慮進(jìn)一步整合并購芯片關(guān)鍵代工環(huán)節(jié),完成對(duì)部分高端產(chǎn)品線的IDM閉環(huán)。
麥姆斯咨詢:最后,請(qǐng)您暢談?lì)N蹩萍嫉南乱粋€(gè)目標(biāo)里程碑或規(guī)劃設(shè)想。
James Liu:正如我們公司的愿景——“成為全球光芯片行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者”,睿熙科技的下一個(gè)里程碑是在國(guó)產(chǎn)芯片滲透率不到1%的高端VCSEL芯片領(lǐng)域(如車載VCSEL芯片、112G-PAM4 VCSEL芯片、手機(jī)用高端dToF VCSEL芯片等)獲得超過10%的份額,并且逐漸將VCSEL設(shè)計(jì)能力、工藝能力轉(zhuǎn)移到國(guó)內(nèi),逐步構(gòu)建起高價(jià)值VCSEL模組的制造能力。
我們認(rèn)為VCSEL行業(yè)與10多年前的LED行業(yè)、光伏電池行業(yè)非常相似,大規(guī)模的需求爆發(fā)正在醞釀之中,產(chǎn)業(yè)正在從歐美向亞洲(中國(guó))加速轉(zhuǎn)移。目前高端國(guó)產(chǎn)VCSEL芯片的份額不到1%,在十年后,或許國(guó)產(chǎn)VCSEL的滲透率能超過80%。所以在通過“虛擬IDM”模式磨合了車載、數(shù)通、消費(fèi)的高端VCSEL設(shè)計(jì)能力與工藝能力之后,睿熙科技將進(jìn)一步布局制造能力,與同行一道,為中國(guó)高端光芯片的崛起及全球一流光電人才的培育貢獻(xiàn)力量。