把握3D传感发展机遇,纵慧光电“点亮”中国芯

摘要: 麦姆斯咨询:纵慧光电主要以生产VCSEL为主营业务(650nm到1000nm波段),应用领域为数据中心光模组、生物医疗、工业控制、汽车电子以及消费电子等。

12-09 06:15 首页 MEMS

微访谈:纵慧光电联合创始人和亚太区CEO陈晓迟


采访背景:纵慧光电科技有限公司(Vertilite Inc.)是一家跨国经营以及创新的光电半导体高科技公司,公司致力于为全球客户提供高功率以及高频率VCSEL的解决方案,公司总部位于硅谷核心区域的森尼维尔市。纵慧光电主要以生产VCSEL为主营业务(650nm到1000nm波段),应用领域为数据中心光模组、生物医疗、工业控制、汽车电子以及消费电子等。团队成员拥有丰富的美国工业界研发、量产及售后经验:从VCSEL的光学、电学、外延设计到芯片的测试、可靠性、应用。此前,VCSEL相关技术及供应能力主要掌握在海外厂商手中,为了详细了解具有“中国血统”的新兴VCSEL厂商情况,麦姆斯咨询采访了纵慧光电联合创始人和亚太区CEO陈晓迟先生。


麦姆斯咨询:纵慧光电总部于2016年1月在硅谷成立,并在同年获得数千万元的投资,是一家非常年轻且“魅力十足”的企业。您能介绍下纵慧光电的发展情况、主要产品和服务吗?


陈晓迟:纵慧光电尽管是一家年轻的企业,但是在VCSEL技术的研究已有几十年经验的积累,并且具备非常丰富的工业界量产经验,所以我们在一年多的时间里面做出了具备高效率、高性能、高可靠性的VCSEL芯片产品,涵盖了850纳米和940纳米这两个在消费电子领域被广泛应用的波段。同时,我们还进一步将我们的产品线从芯片扩展到投射模组,以满足不同客户的需求。如今,我们的产品性能已得到客户的充分认可,我们公司也引起了华尔街的关注,在道琼斯公司发布的Barron关于3D传感行业调查中介绍了四家支持3D传感应用的VCSEL厂家,纵慧光电就是其中之一。



我们的产品主要分为两部分:高功率VCSEL激光器和高频率VCSEL激光器。高功率VCSEL产品主要是应用在消费电子领域,用于3D深度信息获取;高频率VCSEL产品主要应用于数据中心领域,用于数据的高速传输。


应用于3D深度传感的VCSEL


应用于数据中心的VCSEL


纵慧光电不但有成熟的标准VCSEL产品,也可以结合用户需求提供定制产品。我们不但能够提供裸芯片,也可以提供多种封装样式的产品和模组,例如用于飞行时间(ToF)深度传感的扩散片(diffuser)模组产品,物联网、安防照明方面的TO、PLCC封装等,以及便于测试的热沉产品等。


客户定制的ToF发射模组


纵慧光电的VCSEL封装技术


麦姆斯咨询:2016年,VCSEL仅占据整个红外光源市场的21%,到2022年其市场份额将快速增长到48%。您如何理解VCSEL市场发展如此迅猛的原因?


陈晓迟:VCSEL市场迅猛发展主要有两方面的原因,其一是因为现在3D传感技术和产业链逐渐成熟,普通的2D拍照已不能满足消费者的需求,3D应用是技术发展的必然,今天正好处于3D技术革命突破期,所以市场有很大的爆发;另一方面是因为VCSEL产品自身优异的性能,VCSEL相对于传统LED、EEL等产品具备明显的优势。在消费市场应用爆发期,LED、EEL不能很好地满足技术的需求,所以VCSEL的应用越来越广泛,市场份额迅速增大。


麦姆斯咨询:请您比较下LED、VCSEL、EEL三种红外光源的优劣势。


陈晓迟:通过下面的对比表能够很清楚地看到这三种光源的优劣势,我再重点说三点:(1)VCSEL的温漂是0.07nm/℃,而EEL和LED光源的温漂达到0.3nm/℃;(2)VCSEL光学特性较好,具备圆形光斑,而LED光斑角度大,EEL的光斑是椭圆形,非常不利于做光学处理;(3)VCSEL的体积非常小,是面发射光源,非常容易做阵列集成。


各种红外光源对比表


麦姆斯咨询:ToF方案VCSEL和结构光方案中的VCSEL有什么不同?


陈晓迟:ToF解决方案中的VCSEL是规则的阵列,结构光方案中的VCSEL是随机阵列,光斑点阵的分布与算法设定有关,所以在结构光应用中,每一个图案(Pattern)的分布都是唯一的,不存在标准的随机阵列。


纵慧光电生产的规则VCSEL阵列


麦姆斯咨询:VCSEL技术壁垒非常高,在中国还处于起步阶段,您认为与国外差距有多大?纵慧光电的VCSEL技术优势是什么?你们如何打破这层牢固的技术壁垒?又有哪些核心知识产权布局?


陈晓迟:国外商用VCSEL已经有二十年的发展,并且早已实现量产,国内起步相对较晚,基本还处于实验室研究阶段。


对于VCSEL,纵慧光电的优势在于不但拥有世界领先的学术研究,还具备非常丰富的工业界量产经验。我们不只是一家VCSEL芯片设计公司,纵慧光电还具备外延生长能力,在VCSEL制成供应链中外延生长能力是非常重要的一个环节,直接关系到最终芯片的性能和可靠性,也影响到VCSEL产品的量产能力。


纵慧光电在VCSEL关键技术方面已申请很多核心专利,比如控制光束发散角、VCSEL远场分布优化方法、散热设计等多方面核心技术等。


麦姆斯咨询:请继续介绍下你们研发团队的情况。


陈晓迟:纵慧光电在美国硅谷设立研发中心,可以使用从MOCVD外延生长到最终封装测试一整条中试线。


纵慧光电拥有雄厚的研发实力,目前有9名世界名校博士,我们不但具备世界先进的高水平的学术研究能力,还有丰富的工业界量产经验,并拥有世界上性能最好VCSEL设计生产经验,具备全波段光电芯片的外延生长经验。


麦姆斯咨询:纵慧光电的VCSEL产品目前处于什么阶段?预计什么时候开始量产供货?产品量产方面的难题主要有哪些?你们又是如何解决的?


陈晓迟:纵慧光电VCSEL产品目前已实现量产,现在就已经具备了量产供货能力。产品从前期研发到最终量产会遇到多个难题,如产品的良率控制,产品的性能参数达到设计标准,可靠性达到要求等。尽管纵慧光电的成立时间较短,但是在VCSEL的研发和量产方面具备丰富的经验,纵慧团队中其中4位创始人都是来自斯坦福大学,师从美国工程院院士James Harris,Harris教授在此领域已有几十年的研发经验,我们团队中还具备工业界量产经验的工程师,量产中遇到的问题,均已得到解决,现在就可以量产供货。


麦姆斯咨询:纵慧光电在美国的总部硅谷已拥有从MOCVD外延生长到最终测试的中试线,并将在2017年下半年在中国建立MOCVD外延生产基地,能谈一下新旧两个生产基地的具体情况和规划吗?


陈晓迟:美国总部硅谷的中试线主要是早期用来做产品研发使用,采用的是2寸、3寸砷化镓晶圆工艺,2017年下半年在中国建立的MOCVD外延生产基地将直接采用目前最大的的6寸砷化镓晶圆工艺,纵慧光电将成为中国第一个拥有6寸外延片生长和芯片设计量产技术的团队!按照规划在2018年上半年我们将能够开始批量生产自己的6寸外延片。


纵慧光电的MOCVD外延生长技术


麦姆斯咨询:在VCSEL领域,您如何看待IDM与Fabless两种模式?


陈晓迟:IDM厂商是拥有从设计,到制造、封装测试以及投向消费市场的一条龙企业,拥有完整的产业链,投入成本比较大;Fabless厂商主要是做设计,对于制造和封测环节将采用外协代工的模式,这种模式企业投入成本比较少,相对比较灵活。


纵慧光电将采用“类IDM模式”,或称“Fab-lite模式”,在芯片供应链体系中将生产制造环节中核心的外延生长部分掌握在自己手中,独立建设生产线,而对于其它工艺和封装部分,采用外协方式。这样即保持了Fabless模式的灵活性和低成本,又拥有核心技术的独立研发,保障量产供货的能力。


麦姆斯咨询:您如何看待中国的VCSEL市场?纵慧光电在中国的市场重心将放在哪些领域?


陈晓迟:随着3D成像技术在消费电子领域的成熟,消费类VCSEL将出现爆发性增长。按照市场预测,苹果iPhone 8将采用3D传感技术,届时国内安卓系列手机市场必将跟进,中国是全球最大的手机消费市场,所以说消费类VCSEL在中国将得到广泛的应用。另一个不可忽视的VCSEL市场是在光通信领域,这是一个成熟且仍然稳步增长的市场。随着数据中心数量的增长,此领域VCSEL市场的年复合增长率达20%。


因此,纵慧光电在中国市场重心将放在两个方面,其一是在消费电子领域,其二是光通信领域。


麦姆斯咨询:您能谈谈纵慧光电未来几年的发展规划吗?


陈晓迟:从市场分类来看,短期内,纵慧光电将抓住时机,瞄准消费电子领域的庞大市场,实现大规模销售增长;长期规划,纵慧光电将会进军光通信领域。


从产品分类来看,纵慧光电会将产品线逐步往下游延伸,从芯片延伸到模组,以满足各类客户的需求。


麦姆斯咨询:纵慧光电将于9月11日参加『“微言大义”研讨会:3D摄像头技术及应用』,届时将会和大家分享哪些方面的心得,可以提前剧透吗?谢谢。


陈晓迟:非常感谢麦姆咨询给予这样的机会,届时我将向各位观众介绍纵慧光电的公司情况,纵慧光电VCSEL产品的性能指标,以及纵慧光电在3D传感技术应用的进展情况,谢谢!


延伸阅读:


“微言大义”研讨会:3D摄像头技术及应用:www.MEMSeminar.com


相关报告:


《3D成像和传感-2017版》


《CMOS图像传感器产业现状-2017版》


《红外LED和激光器技术、应用和产业趋势》


《垂直腔面发射激光器(VCSEL)市场-2017版》


《英特尔RealSense 3D摄像头与意法半导体红外激光发射器》


《联想Phab 2 Pro三维飞行时间(ToF)摄像头》


《Melexis汽车级飞行时间(ToF)图像传感器:MLX75023》


《德州仪器工业级飞行时间(ToF)图像传感器:OPT8241》


《意法半导体飞行时间(ToF)测距传感器 - 苹果iPhone 7 Plus》



首页 - MEMS 的更多文章: