自从激光和光纤发明以后,光的应用层出不穷,而且随着技术的发展,应用范围在越来越宽。目前大致分为几大类应用:
第一个应用是传统的工业激光加工。我们熟知的是其广泛用于消费电子的各类加工,未来在向高功率和精细化加工的方向发展,高功率的光纤激光器甚至可以替代原来的机床切割钢板,紫外激光器可以加工柔性OLED等精密昂贵的材料;
第二个应用是光通信市场。光通信市场又可以细分为电信市场和数据中心市场,通信技术的每一次革命都带动了光通信向更大流量更高速率的方向前进,而数据中心更是随着数据量的爆发不断扩容;
第三个应用是消费电子。以苹果手机搭载的前置人脸识别摄像头为代表,未来除了人脸识别摄像头模块会在支付或者安防等其他场景不断渗透外,后置的TOF摄像头能为物体提供3D的图像;
第四个应用是医疗,有我们平常接触的光子嫩肤、飞秒激光去除近视眼等技术为人类带来了福音;
第五个应用是激光雷达。在自动驾驶中激光雷达用于探测周围事物,产生点云数据把信息回传到自动驾驶大脑做出决策;最后还有一个应用是国防军工,有一些激光制导导弹和激光炮等新型武器。
分析整个光产业链,中国有庞大的下游市场,消费电子的生产制造集中在中国,华为、中兴是世界领先的光通信设备商;我们在中游也有大族激光这样优秀的设备集成商,有中际旭创这样优秀的光模块提供商;唯独在上游光芯片领域,我们的国产化率相当低。笔者统计了一下目前国内传输速率在25Gb/s以上速率的光芯片国产化率只有3%,消费类VECSEL芯片的国产化率小于10%,激光bar条国产化率小于5%,高功率光纤激光器的光芯片国产化率小于10%,仅仅在低速低功率光芯片领域能够完成国产化。
笔者分析了下原因,主要是以下原因:
光芯片除了消费电子VECSEL芯片用量大形成一定专业化分工外,全球来看基本都是IDM模式,因为细分品类多,单个品类市场规模不算大,这样除了芯片的设计能力,关键的外延和生产工艺也变得极为关键,无形中使得芯片生产要克服的技术难关很多,相比于Fabless企业需要的投资体量也更大;
光芯片行业国内起步晚,高端人才基本都在国外,光芯片工艺生产的主要设备也都在海外;
国内企业的芯片可靠性测试不过关,往往设计出比较好的参数,难以转化为质量过硬的产品。
下游客户的国产替代意识不强,缺乏给芯片企业试错的机会。
往后看,笔者认为中国光芯片行业大有可为。
首先,一方面资本对重资产的技术企业态度这两年发生比较大的变化,只要有好的技术团队并不愁钱,另一方面国内公司都在用资本去海外收购技术资产,国内如光迅科技、剑桥科技等都收购了海外的芯片公司来补充自身技术实力;
其次,海外高端人才在回流,甚至看到很多国外专业人才加盟到国内公司;
另外,目前中游的激烈竞争倒逼着企业降本,IPG和锐科激光为代表的国内光纤激光器厂商这两年持续打价格战,本身毛利率下降很快,降本的动力很足,国产芯片的成本比国外芯片有着巨大的优势;
最后,中美贸易战的影响很多关键领域的产品,国内诸如华为为代表的企业都产生了自主可控和保证供应链安全的意识,会给国内芯片企业更多的机会。
未来几年,随着激光行业本身的下游场景快速发展和国产替代加速,国产光芯片应该能在世界之林争一席之地。
芯片的产生不可或缺的就是湿法清洗设备了,国内湿法设备厂商华林科纳,主要从事半导体、太阳能、FPD领域湿制程设备的设计、研发、生产及销售;目前已形成湿槽式清洗、单片刻蚀、干燥甩干系列、供液系统、电(化学)镀五大系列产品; 广泛应用于半导体材料加工、集成电路、光伏产品、LED、MEMS以及分立器件等行业和领域。
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