微訪談：長光華芯副董事長、常務副總經理兼CTO王俊博士

采訪背景：蘇州長光華芯光電技術股份有限公司（簡稱：長光華芯）是半導體激光行業領先的垂直整合產業鏈企業，成立于2012年3月，專注于半導體激光芯片、器件及模塊等激光行業核心元器件的研發、制造及銷售，已形成由半導體激光芯片、器件、模塊及直接半導體激光器構成的四大類、多系列產品矩陣。長光華芯產品可廣泛應用于光纖激光器、固體激光器及超快激光器等激光器泵浦源、激光智能制造裝備、科學研究、醫學美容、激光雷達（LiDAR）、3D傳感、人工智能、高速光通信等領域。2022年4月1日，長光華芯正式登陸上交所科創板，成為A股市場半導體激光芯片第一股，2022年實現營業收入3.86億元，凈利潤1.19億元。為了深入了解長光華芯在激光傳感方面的布局及進展情況，麥姆斯咨詢近期采訪了長光華芯副董事長、常務副總經理兼CTO王俊博士。

長光華芯副董事長、常務副總經理兼CTO王俊博士

麥姆斯咨詢：2023年是長光華芯成立的第十一個年頭，我們也見證著你們的快速成長。首先請您為大家介紹一下長光華芯的重要里程碑事件吧。

王俊博士：從2012年3月長光華芯成立，歷經十一年時間，經過許多奮斗者的努力和奉獻，從追趕到領跑，我們圓滿完成了從“0到1”的創新積累，又實現了從“1到10”的量產跨越，在人才、工藝、技術儲備方面逐一破局，聚集了一批包括多名國家級人才工程入選者、行業資深管理以及技術專家在內的高層次人才團隊，建成了完全自主可控的從芯片設計、MOCVD（外延）、光刻流片、解理/鍍膜、封裝測試、光纖耦合、直接半導體激光器系統等完整的工藝平臺和量產線，在芯片設計、關鍵設備、工藝技術和原材料方面實現了自主可控。

長光華芯在2014年就開始了VCSEL的工藝研發（3吋），當時就采購了量產氧化爐，2017年開始建設6吋量產線，6吋量產線為當時該行業內最大晶圓尺寸的產線，相當于是硅基半導體的12吋量產線。目前，長光華芯已擁有2吋、3吋、6吋三大半導體激光芯片晶圓垂直整合生產線，擁有邊發射激光芯片（EEL）和面發射激光芯片（VCSEL）兩大產品結構，GaN（氮化鎵）、GaAs（砷化鎵）和InP（磷化銦）三大材料體系，是全球少數研發和量產高功率半導體激光芯片的公司之一。

“十年磨一劍，礪得梅花香”。十一年科技攻關，長光華芯始終以科技為利刃，突破芯片關鍵核心技術，為中國激光芯閃耀世界而不懈奮斗。2022年，榮獲江蘇省科學技術一等獎；2023年繼續百尺竿頭，榮獲江蘇省企業技術創新獎。此外，長光華芯還獲批“國家級-姑蘇半導體激光創新中心”、“國家博士后科研工作站”、“江蘇省研究生工作站”、“江蘇省半導體激光工程技術研究中心”、“江蘇省企業技術中心”等研發機構。先后獲評國家高新技術企業、國家專精特新小巨人企業、江蘇省智能制造示范車間、江蘇省瞪羚企業等榮譽。

正如我們的企業愿景“心所往，光所至”。生命不息，追光不止，未來我們將繼續秉承“專業、用心、服務、奮斗”的企業文化和核心價值觀，砥礪前行，為實現“中國激光芯，光耀美好生活”的企業使命不懈奮斗。

麥姆斯咨詢：2022年你們成功登陸科創板，如今一年多過去了，科創板上市對長光華芯的發展帶來了哪些影響？

王俊博士：作為一家高新技術企業，科創板上市為我們提供了更好的融資渠道，讓我們擁有了更雄厚的資本，全身心投入科技創新和產業創新工作，對半導體激光芯片及高效泵浦技術、光纖耦合半導體激光器泵浦源模塊技術和大功率高可靠性半導體激光器封裝技術等激光領域前沿技術進行研究，并持續突破，今年我們相繼將高功率半導體激光芯片商用功率提升至50W，9XXnm光纖激光器泵浦源功率提升至1000W、8XXnm固體激光器泵浦源功率提升至500W，同時高效率激光雷達與3D傳感芯片產品通過IATF16949質量管理體系認證及車規級AEC-Q102認證，批量供貨，并發布了56GBd PAM4 EML光通信芯片，全面貫徹公司“一平臺，一支點，橫向擴展，縱向延伸”的發展戰略，不斷提升在國內和國際市場的核心競爭力。

我們立志成為強盛的具有可持續增長力的優質上市公司，最大限度地實現客戶、員工、股東與社會的共贏！未來，我們也將持續秉持公司“一平臺，一支點，橫向擴展，縱向延伸”的發展戰略，依托蘇州半導體激光創新研究院平臺，以高功率半導體激光芯片優勢為支點，橫向擴展3D傳感VCSEL和激光雷達芯片、高速光通信芯片、激光照明、激光顯示等方向和領域，縱向延伸器件、模塊、直接半導體激光器系統，攻關關鍵核心技術，逐步實現半導體激光芯片的國產化及進口替代，助力實現自主可控、創新協同、供應鏈互通的新一代中國激光產業生態鏈。

麥姆斯咨詢：入局激光芯片行業多年，給您的最深感受是什么？基于VCSEL的激光傳感行業的發展進度符合您的預期嗎？

王俊博士：最深的感受是中國激光芯片的技術和產業發展太快了。2010年前，全球激光器龍頭企業已基本形成垂直產業鏈，實現激光芯片、激光器的自制，彼時我國工業市場100-1500W以上的光纖激光器進口依賴度仍高達85%，半導體泵浦源與高端半導體激光芯片的進口依賴度接近100%，我國跟國外在技術上存在巨大差距。十年追趕，今天中國的高功率半導體激光芯片已實現國產化替代，技術指標比肩國際一流水平，同時創建了器件、光纖耦合模塊、激光器及光電系統完整的自主的激光產業鏈條，應用領域不斷滲透，從單純的激光制造，延伸到激光傳感、激光醫療、激光顯示、激光通信多個領域。

VCSEL作為3D傳感和激光雷達系統的核心器件，主要的應用市場仍以數據通信鏈路和消費電子為主，預計未來5年價值將翻一番，到2027年價值接近40億美元。現在，激光雷達爭相上車，車頂、車頭、車身側面及機艙蓋等不一而足，推動了激光雷達用VCSEL的發展。從激光雷達的發展來看，由于整體性價比還比較低，滲透率并不高。未來，要實現激光雷達的快速發展，達到更高的滲透率，需要跟隨人工智能（AI）的發展和車載平臺算力的提升，持續挖掘激光雷達本身的硬件能力，同時不斷降低激光雷達成本。

麥姆斯咨詢：從消費電子到汽車電子，不同的激光傳感應用對VCSEL的要求有何主要差異？

王俊博士：從消費電子到汽車電子應用，對VCSEL的要求差異還是非常大的。消費電子VCSEL通常不會要求過高的功率，用于短距離測距、接近傳感應用通常為毫瓦級別，用于常規深度相機的應用2~3W即可滿足需求，而一些工業相機方面應用由于工作距離稍遠，通常使用2結、3結的VCSEL芯片即可滿足需求，而且為了減小“紅暴現象”，通常會使用940nm波段的激光芯片；正常消費類電子對VCSEL的要求除了光效之外，不會有太多其他的苛刻要求。

汽車內部電子系統類似于DMS（駕駛員監控系統）和OMS（乘客檢測系統）等，對VCSEL的要求與消費電子幾乎沒有太大的區別，不過要滿足多項關于汽車產品相關標準的要求。

而在汽車外部電子系統也就是激光雷達這一方面，對于VCSEL的要求完全不同，除了嚴苛的車規體系要求之外，更多的是產品性能方面的需求，相比較于3D傳感應用與汽車車內應用的VCSEL，汽車外部電子系統會要求VCSEL具有高短脈沖功率、更高的效率、更高的功率密度、更小的發散角等，以實現更遠的探測距離和更高的探測精度。

如今國內各個VCSEL芯片廠商都已經取得了部分成果，但如何繼續提升這三個指標和車規級可靠性仍然是目前業內各個激光雷達芯片廠商一直在努力的目標。

麥姆斯咨詢：在消費電子3D傳感方面，長光華芯主推飛行時間ToF系列VCSEL，請您詳細介紹該系列產品特點，以及典型客戶及應用案例。

王俊博士：長光華芯在3D消費電子傳感方面主要推出了低功率毫瓦級的距離傳感芯片、中功率2W、3W的ToF光源芯片以及定制化的結構光芯片，也在布局適應更多場景的3結VCSEL產品，這一系列的產品特點就是高效率，平均效率在42%~45%，以及更高的可靠性與產品壽命。

低功率距離傳感芯片常規功率在10~15mW左右，常規用在TWS（True Wireless Stereo）耳機、智能避障、激光測距等應用領域。

中功率ToF光源芯片目前主要推2W、3W芯片，目前廣泛應用在深度相機、智能識別、機器人應用領域，目前也在和一些封裝企業以及算法企業進行深度合作產品驗證中，逐步批量出貨。

結構光系列芯片需要根據客戶要求定制，通常應用在手機支付、智能門鎖方面，目前部分機器人以及工業相機也有應用。

麥姆斯咨詢：在汽車電子激光雷達方面，長光華芯主推激光雷達LR系列VCSEL，也請您詳細介紹該系列產品特點。

王俊博士：隨著激光雷達技術的發展，VCSEL陣列光源，由于其低制造成本、小溫漂系數、易于二維集成的優勢，越來越受到激光雷達應用市場的關注。激光雷達是一種利用激光成像技術進行精準距離量測的技術，被認為是智能駕駛、3D傳感等領域最重要的探測技術之一。隨著探測距離的增加，點云（Point Cloud）密度隨之降低，分辨率也會受到限制。為了實現遠距離3D掃屏的重建，就需要具有更高功率密度、更低發散角的高質量激光光束。多結VCSEL是獲得高功率密度的關鍵技術。

在多結VCSEL技術自主可控方面，長光華芯開發了自有技術，提升了光場、量子耦合效率，提升了增益。這些技術已經申請了相關的國內和國際專利。在隧道結方面，長光華芯采用自研技術提高了隧道結的隧穿電流，并申請了獨家技術專利。

目前長光華芯的VCSEL產品主要包含兩大類：主激光雷達VCSEL芯片及補盲激光雷達VCSEL芯片。主激光雷達產品有三類，一類是100W以下低功率芯片，另一類是100W到1000W的905nm高功率激光雷達芯片，第三類是可尋址激光雷達芯片。在補盲激光雷達方面，VCSEL波長覆蓋905-940nm，功率在30-60W之間。

事實上，VCSEL真正上車，產線要通過相關質量認證，產品也要通過AEC-Q認證。目前，長光華芯產品通過了AEC-Q102認證，其認證最高結溫可達130°，在ESD方面也有比較明顯的優勢，人體充放電模型最高可承受6000V，充放電條件下可實現1500V靜電防護。

此外，長光華芯可以隨客戶需求進行定制服務。VCSEL可根據不同項目做不同設計方案的靈活應用優勢，給激光雷達方案商和終端應用帶來了無窮的設計想象空間，將大大有益于激光雷達的百花齊放式落地。

麥姆斯咨詢：基于“多結、可尋址VCSEL+遠距離SPADIS”的純固態激光雷達方案有望成為汽車自動駕駛領域新一代革命性技術，您的觀點如何？在該方案的VCSEL方面，業界還需要解決哪些問題？

王俊博士：我也是這么認為的，未來更高峰值功率、可尋址性、熱穩定性和窄波長范圍的VCSEL為全固態短程、中程和遠程激光雷達系統開辟了新的潛力。當然，這一應用趨勢對配套的VCSEL芯片提出了更高的要求，即要求VCSEL芯片有更低的發散角、更高峰值功率、更高的可靠性。具體技術方面，VCSEL必須解決結數提升帶來的外延生長良率降低、可尋址技術帶來的晶圓工藝良率受損的問題。此外，在自主可控且高效快速的生產交付方面也是重中之重，早期海外公司實現了多結VCSEL的產業化應用，也布局了相關的一些專利，如何繞開專利限制，實現穩定可靠的國產化車規級VCSEL芯片的生產制造，一直是業內共同面臨的難題。在成本方面，VCSEL的低成本優勢依賴于良率的提升，要求在器件設計及工藝方面留有足夠的空間，這也是一個新挑戰。

麥姆斯咨詢：對于自動駕駛來說，DMS（駕駛員監控系統）和OMS（乘客監控系統方案）也不可或缺，因為駕駛員在某些L3級狀況下仍需要負責駕駛。請您介紹長光華芯在車內激光傳感的布局情況。

王俊博士：DMS（Drive Monitoring System）屬于早期座艙監控主要功能。乘客監控系統（OMS，Occupancy Monitoring System）是DMS系統的延伸，可以通過監測座艙內乘客的感知數據來進一步提升汽車的安全性能，此類應用對于VCSEL來說都是消費電子級別的應用，目前此系列長光華芯都有穩定的高性能產品并已經批量出貨，持續推進產品在車內激光傳感以及車外雷達傳感應用方面的齊套建設。

麥姆斯咨詢：長光華芯在VCSEL設計、外延、制造、封測等方面如何提升產品性能及可靠性，以及加快新產品研發？

王俊博士：長光華芯是國內首家具備VCSEL芯片量產化制造能力的IDM公司，一直致力于高性能VCSEL芯片的設計、研發、生產及銷售，先后攻克器件設計、外延生長、芯片制造等多項技術，一以貫之對產品生產工藝制程保持高標準、嚴要求，實現了6吋VCSEL產線的高良率生產。我們的多結外延結構擁有美國專利，在Photonics West的一份報告顯示：我們的多結VCSEL性能指標處于業內領先水平，在國際會議上，已報告超高效率（70%以上的）多結VCSEL。

在新產品研發方面，長光華芯很久之前，就已經實現微透鏡工藝的研發，通過在芯片形成的微透鏡結構，能極大地縮小芯片的發散角，以及與微透鏡配套的其它技術工藝也將實現更好的貼裝集成和散熱，未來也要根據工藝的成熟度以及外部市場應用需求來決定此技術的產品市場化的后續安排。

麥姆斯咨詢：目前，長光華芯的VCSEL整體產能狀況如何？未來重點發展方向是什么？

王俊博士：長光華芯是全球少數幾家具備器件設計、材料生長以及芯片制造、模組封裝等完整的IDM產線的半導體激光器企業。在材料生長方面，公司具備MCVD和MBE相關能力，目前MCVD近二十余臺，Fab產線能力為每月5000片6英吋晶圓。這是目前全球最先進的、規模最大的激光芯片產線之一。

長光華芯在6結平臺上實現了多款VCSEL產品的開發，產線通過了16949認證，產品通過了AEC-Q認證，更高功率密度和效率的多結技術正在不斷突破。

在VCSEL激光雷達芯片方面，長光華芯不僅具有基礎優勢，也擁有成本優勢。其VCSEL產品主要覆蓋4個方向：3D傳感、激光雷達、醫療及機器視覺。在VCSEL領域，目前芯片出貨量已達百萬顆，主要是3D傳感；激光雷達方面，已實現小批量出貨。

未來，長光華芯將繼續為成為一家領先的集成激光雷達光源方案提供商而不懈努力，以市場為導向，以客戶為中心，充分發揮IDM公司優勢，全面服務后端客戶，向市場提供技術領先、品質可靠的產品。

麥姆斯咨詢：請您介紹下蘇州半導體激光創新研究院的定位及建設情況。

王俊博士：蘇州半導體激光創新研究院由蘇州高新區與長光華芯聯合共建，是我們長光華芯“一平臺、一支點、橫向擴展、縱向延伸”發展戰略非常重要的一部分，作為研究及創新平臺，充分利用長光華芯公司現有的國際頂尖的芯片研發和制造工藝平臺，設置了幾大研究方向，包括高功率半導體激光芯片、激光雷達與3D傳感芯片、光通訊芯片、激光顯示與照明等。

2022年8月18日，作為蘇州市重要的產業布局，太湖光子中心落地太湖科學城功能片區，向著全球知名光子創新中心目標進發，打造千億級光子產業創新集群。蘇州長光華芯半導體激光創新研究院是太湖光子中心的核心成員和重要載體，致力于培育和引進一批半導體激光相關高層次人才和產業化項目。一方面，研究院利用長光華芯半導體激光器芯片技術的領先性和輻射能力，吸引全球頂尖人才，匯聚相關高端產業，構建可持續發展的領先的研發平臺，打造具有國際影響力的半導體激光器芯片及相關領域創新高地和產業基地。另一方面，長光華芯以研究院為平臺，聚集內外部創新資源，圍繞半導體激光芯片及應用，打造可持續領先的研發能力和新方向拓展能力，堅持踐行“中國激光芯，光耀美好生活”的企業使命。兩者相輔相成，全面推動中國光子產業鏈、創新鏈及應用領域鏈條健全。

麥姆斯咨詢：有消息表明，國際領先VCSEL廠商正在研發短波紅外VCSEL，以滿足手機屏下3D傳感的需求，請問您如何看待短波紅外VCSEL市場？長光華芯是否有相關預研工作？

王俊博士：短波紅外是為了能夠完美解決目前為止大家都很頭痛的手機屏“齊劉海”的問題，一旦此應用被普及，將會帶來一波新的VCSEL熱潮。這一個波長的改變將會對整個VCSEL產業鏈以及技術方面有很大的影響，目前短紅外VCSEL的產品化技術路線還在探索中，既有基于砷化鎵（GaAs）材料體系的創新，也有基于磷化銦（InP）的新技術研發。長光華芯一直以來對短波紅外VCSEL領域保持關注，憑借公司砷化鎵（GaAs）及磷化銦（InP）材料技術能力，開展了一定的預研工作。未來，隨著技術及應用的成熟，我們也會第一時間加大投入，跟進市場趨勢。

麥姆斯咨詢：近期，意法半導體FlightSense系列ToF測距傳感器VL53L8在發射和接收窗口中都采用了新型超構透鏡（Metalens）。長光華芯是否在超構透鏡方面進行了前沿探索？未來有望推出集成超構透鏡的VCSEL發射模組嗎？

王俊博士：首先，超構材料的概念是1999年由美國德州大學的Rodger M. Walser教授提出的，指的是通過人工結構實現超常特性的一類新型材料，具有天然材料中所沒有的光學、聲學、機械或射頻特性。超構透鏡的出現可以使手機、相機、監控等終端設備變得更小、更薄、更輕。

目前長光華芯也關注到了超構透鏡的進展及在產業化方面的應用，也進行了一些前期的技術儲備。未來，公司會緊密跟蹤包含超構透鏡在內的表面微結構技術，根據市場需求及自身戰略需求，開展相關產品的開發。

麥姆斯咨詢：請您介紹一下公司未來發展的戰略？

王俊博士：長光華芯聚焦半導體激光行業，始終專注于半導體激光芯片、器件及模塊等激光行業核心元器件的研發、制造及銷售，緊跟下游市場發展趨勢，不斷創新生產工藝，布局產品線，形成了由半導體激光芯片、器件、模塊及直接半導體激光器系統構成的四大類、多系列產品矩陣。

未來，長光華芯將持續加深與激光產業鏈上下游單位的合作，并始終堅持以應用為牽引，基礎創新，集成（聯合）創新，向著更強、更亮、更多顏色（波段）、更低成本的半導體激光芯片進階，包括在高功率工業激光芯片、激光雷達和3D傳感芯片、光通信芯片，以及部分第三代化合物半導體芯片如可見光芯片等。我們的目標是，在激光芯片領域綜合實力和創新能力進入全球第一陣營，代表國家參與全球競爭，在國際舞臺代表中國力量。

我們秉承“一平臺、一支點、橫向擴展、縱向延伸”發展戰略原則不動搖，保持對半導體激光芯片的持續研發投入，不斷強化技術創新，并且緊跟下游市場發展趨勢，努力打造和強化自主研發的核心能力，擔當引領行業發展的“先鋒隊”。

麥姆斯咨詢：2023年9月“光博會”期間，您將首次登上“微言大義”研討會的舞臺，發表“面向激光雷達的半導體激光器的技術及產業化”主題演講，在此您可以先給透露一些亮點給我們的讀者嗎？

王俊博士：長光華芯在高性能多結VCSEL、1D/2D可尋址VCSEL等技術方向開展了研發及產品開發，取得了眾多突破。在多結VCSEL方面，公司實現6結及8結VCSEL的產品化量產準備（已通過16949車規體系和AECQ-102的產品質量認證），器件發散角達到了18°以下。我們的多結VCSEL的最高電光轉化效率達70%以上，在1D及2D VCSEL方面，公司多款1D產品完成流片，實現向頭部用戶送樣。同時更先進技術如前面交流提到的微透鏡及更先進的VCSEL技術研究我們也在進行。

審核編輯：彭菁