讀創(chuàng)/深圳商報(bào)記者 劉瓊/文 白冬/圖
掃地機(jī)器人、無人物流車、光動(dòng)力療法、激光美容…..這些在生活場景中頻繁出現(xiàn)的詞匯，都離不開大功率半導(dǎo)體激光芯片。
10年前，我國大功率半導(dǎo)體激光芯片幾乎完全依賴進(jìn)口；10年后，深圳瑞波光電子有限公司（以下簡稱：瑞波光電）不僅成為該領(lǐng)域的破局者，更以其品質(zhì)和量產(chǎn)優(yōu)勢實(shí)現(xiàn)“國產(chǎn)替代”，在行業(yè)細(xì)分領(lǐng)域占據(jù)國內(nèi)30%以上的市場，并逐漸拓展至海外市場。從設(shè)計(jì)、制造工藝到封裝測試，瑞波光電成為國內(nèi)極少數(shù)全面掌握半導(dǎo)體激光芯片全套技術(shù)的引領(lǐng)者。
“10年前回國趕上好時(shí)機(jī)，深圳讓我們有回家的感覺。在這里，我們走過了組建團(tuán)隊(duì)，生產(chǎn)產(chǎn)品，驗(yàn)證量產(chǎn)以及導(dǎo)入市場的歷程?！比鸩ü怆妱?chuàng)始人胡海博士在接受讀創(chuàng)/深圳商報(bào)記者采訪時(shí)表示：“未來10年，將迎來產(chǎn)能爆發(fā)期?！?/p>
艱難破局——?dú)w國創(chuàng)業(yè)，全產(chǎn)業(yè)鏈布局
走進(jìn)瑞波光電位于深圳市龍華區(qū)大浪街道的辦公樓，陳列室內(nèi)整墻的發(fā)明專利證書頗為“壯觀”，各類型號的芯片與應(yīng)用場景一一呼應(yīng)。在創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)的介紹下，瑞波光電的發(fā)展歷程也逐漸清晰起來。
胡海是美國電氣電子工程師協(xié)會(huì)資深會(huì)員，并獲得了清華大學(xué)電子物理學(xué)士和美國哥倫比亞大學(xué)應(yīng)用物理博士學(xué)位，他曾成功參與和主持了十幾項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到世界最先進(jìn)水平的半導(dǎo)體激光器、光放大器的科研項(xiàng)目，數(shù)次親身參與和領(lǐng)導(dǎo)了半導(dǎo)體激光新產(chǎn)品的研發(fā)-設(shè)計(jì)-產(chǎn)業(yè)化的整個(gè)過程，開發(fā)出的產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用于光通信、激光顯示和工業(yè)激光市場。他還擁有美國發(fā)明專利27項(xiàng)，其中多項(xiàng)專利被業(yè)界廣泛采納應(yīng)用。
2012年，時(shí)任美國康寧公司研發(fā)總部研究員、光電部門經(jīng)理的胡海，在美國前景可期的時(shí)候，響應(yīng)國家號召，毅然選擇回國，這跟當(dāng)初國內(nèi)激光半導(dǎo)體的現(xiàn)狀相關(guān)。據(jù)胡?；貞?，2012年前后，中國大功率半導(dǎo)體激光芯片幾乎全部依賴進(jìn)口，國內(nèi)經(jīng)過數(shù)十年的研究依然無法批量制造相關(guān)芯片，只能通過特別渠道購買海外芯片，這讓國內(nèi)的激光產(chǎn)業(yè)非常被動(dòng)。胡海說：“作為制造和消費(fèi)電子使用大國，我認(rèn)為中國不僅將成為世界上最大的激光芯片使用國家，也應(yīng)該擁有自主生產(chǎn)研發(fā)大功率激光芯片的能力?！?/p>
然而，創(chuàng)業(yè)并非一路坦途。盡管胡海團(tuán)隊(duì)集結(jié)了半導(dǎo)體激光領(lǐng)域各類尖端人才，但國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的現(xiàn)狀令團(tuán)隊(duì)始料未及?！爱?dāng)時(shí)，整個(gè)行業(yè)完整配套的產(chǎn)業(yè)鏈非常欠缺，很多材料找不到現(xiàn)成的購買途徑，設(shè)備不能直接使用，需要重新選擇設(shè)備供應(yīng)商。我們被迫從零開始，自己開發(fā)材料，研究替換設(shè)備，開發(fā)檢測工具，磨合供應(yīng)鏈，這個(gè)過程花了整整一年半的時(shí)間。當(dāng)然，這也為我們?nèi)a(chǎn)業(yè)鏈布局打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。”胡海告訴記者。
實(shí)現(xiàn)“國產(chǎn)替代”——從99%失效到“一芯難求”
設(shè)施配套齊全后，團(tuán)隊(duì)躍躍欲試，但芯片研發(fā)難度成為橫亙在眼前的又一座大山?！白畛酰覀冏隽藥浊€(gè)芯片，幾乎99%的芯片都會(huì)失效?！焙Ｕf，幾乎每天都能看到測試報(bào)告上寫著芯片失效的文字，“大功率激光芯片最難的是可靠性，在經(jīng)過數(shù)萬小時(shí)的加速老化評估和客戶端的可靠度驗(yàn)證后，芯片終于經(jīng)受住了檢驗(yàn)。這樣，兩年時(shí)間又過去了。”
2017年，在回國5年后，瑞波光電終于成功解決了芯片量產(chǎn)所面臨的不良率和不可靠性問題，成為國內(nèi)極少數(shù)的全面掌握半導(dǎo)體激光芯片設(shè)計(jì)、外延材料設(shè)計(jì)、制造工藝和封裝測試等全套技術(shù)的企業(yè)。2018年，瑞波光電被評為“中國最具投資價(jià)值企業(yè)50強(qiáng)”，獲深創(chuàng)投等機(jī)構(gòu)6500萬元投資。2020年，瑞波光電被評為“廣東省專精特新中小企業(yè)”。截至2020年，瑞波光電承擔(dān)了國家863項(xiàng)重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目，預(yù)研項(xiàng)目超過21項(xiàng)；累計(jì)提交了77件知識產(chǎn)權(quán)申請，已授權(quán)達(dá)41件，其中發(fā)明14件，實(shí)用新型22件，軟著5件。
令人驚喜的是，瑞波光電為自用而研發(fā)的檢測設(shè)備也結(jié)出碩果。“我們的檢測設(shè)備已全部實(shí)現(xiàn)測試自動(dòng)化，具有操作快、效率高、性價(jià)比高等優(yōu)勢，深受國內(nèi)外相關(guān)企業(yè)歡迎?！焙＝榻B，瑞波光電出產(chǎn)的檢測設(shè)備價(jià)格只有國外設(shè)備的1/4到1/3，具備性能好且價(jià)格低廉的特點(diǎn)。目前，這些設(shè)備主要的客戶群體地區(qū)是國內(nèi)大陸，同時(shí)還出口到中國臺(tái)灣、新加坡等地。
如今，瑞波光電在國內(nèi)部分細(xì)分市場占有率已超過30%，同時(shí)在車載激光雷達(dá)市場也獲得批量應(yīng)用，改寫了大功率半導(dǎo)體激光芯片曾經(jīng)完全依賴進(jìn)口的歷史。在工業(yè)加工和智能制造領(lǐng)域，瑞波光電產(chǎn)品的國產(chǎn)808納米、880納米、940納米芯片已經(jīng)逐步接近和達(dá)到國外同級水平，正逐漸供應(yīng)給國內(nèi)知名設(shè)備廠商，進(jìn)口替換效應(yīng)明顯；采用瑞波808納米和1470納米芯片的激光理療儀和美容儀，在消費(fèi)升級趨勢下已經(jīng)下沉到個(gè)人和家庭這個(gè)龐大的市場。在激光顯示和照明市場，瑞波光電正在量產(chǎn)國內(nèi)首批大功率638納米和670納米紅光芯片。
目前，瑞波光電是國內(nèi)唯一能提供638納米-1700納米全波段的大功率半導(dǎo)體激光芯片的供應(yīng)商。其研制成功的多個(gè)系列產(chǎn)品已形成量產(chǎn)并成功應(yīng)用到智能制造、無人駕駛、機(jī)器人、3D傳感、新型顯示、醫(yī)療美容、科研等行業(yè)。各行業(yè)爆發(fā)性增長的需求，令瑞波光電的產(chǎn)品供不應(yīng)求，在市場上可謂“一芯難求”。
開啟增長“快車道”——促推中國激光產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展
“當(dāng)下，國產(chǎn)大功率半導(dǎo)體激光芯片正從科研試產(chǎn)轉(zhuǎn)移到大規(guī)模量產(chǎn)階段?！焙ＵJ(rèn)為，當(dāng)前，產(chǎn)品的產(chǎn)能是影響企業(yè)爆發(fā)和搶占市場份額的重要指標(biāo)，龐大、快速增長的市場需要國產(chǎn)芯片廠商及時(shí)擴(kuò)充產(chǎn)能來填補(bǔ)。
市場的高需求，令瑞波光電開啟了產(chǎn)能增長的快車道。為了進(jìn)一步提升產(chǎn)能，胡海團(tuán)隊(duì)將公司搬至龍華區(qū)大浪街道德泰科技工業(yè)園?！皝淼酱罄酥?，芯片制造和封裝廠房面積增大，產(chǎn)能提升了10倍。”胡海說，面積6500平方米的廠房，含1000平方米百級潔凈室，2500平方米千級潔凈室，1500平方米萬級潔凈室，年產(chǎn)激光芯片1000萬顆，流片晶圓5000片?！鞍凑漳壳暗陌l(fā)展速度，今年產(chǎn)值相比去年將實(shí)現(xiàn)翻倍增長?！?/p>
國產(chǎn)大功率半導(dǎo)體激光芯片產(chǎn)業(yè)的快速成長也將極大地帶動(dòng)上下游產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。深圳聚集著數(shù)百家激光企業(yè)，以大族激光、光韻達(dá)、創(chuàng)鑫激光、JPT、光峰光電、恒天偉焱、速騰科技等企業(yè)為代表的不同應(yīng)用廠商正占據(jù)國內(nèi)半壁江山，出口激光產(chǎn)品占據(jù)全國激光產(chǎn)品出口額的30%以上。
“作為產(chǎn)業(yè)鏈極為重要的一環(huán)，激光芯片的產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化將大大帶動(dòng)和促進(jìn)深圳乃至中國激光產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展?！痹诤？磥?，走過10年的瑞波光電，正站在新的起點(diǎn)，即將迎來激光應(yīng)用的爆發(fā)期。而深圳作為激光制造等高端制造業(yè)代表城市，將帶動(dòng)和引領(lǐng)國產(chǎn)激光產(chǎn)品走向更為廣闊的世界舞臺(tái)。
