| 2021-12-20 | (点此查看)

随着5G的普及,VCSEL将会开发出更多应用场景,需求量也会水涨船高。从整个VCSEL产业来看,国内企业要想在VCSEL领域实现新突破,需要进一步打通材料、设计、制造、封测等产业链环节。

近年来,从数据通信到智能手机,从智能家居到自动驾驶,VCSEL应用不断“开疆拓土”,有望成为下一波科技浪潮的主流光源。随着5G的普及,VCSEL将会开发出更多应用场景,需求量也会水涨船高。从整个VCSEL产业来看,国内企业要想在VCSEL领域实现新突破,需要进一步打通材料、设计、制造、封测等产业链环节。


为满足VCSEL及半导体光源领域从业人员的进修需求,2021年11月19日至21日,麦姆斯咨询特开设专题培训课程——《第38期“见微知著”培训课程:VCSEL技术及应用》,邀请了多位国内VCSEL头部企业技术专家和高校学者,为学员们悉心传授VCSEL核心技术与关键环节,共同把脉VCSEL未来发展趋势。


瑞识科技(深圳)有限公司 联合创始人兼副总经理 贺永祥

课程一:VCSEL技术及产业综述

老师:瑞识科技(深圳)有限公司 联合创始人兼副总经理 贺永祥


从光通信到光传感,VCSEL技术及产业正在快速发展。贺永祥老师拥有二十余年的半导体光芯片研发和生产经验,对VCSEL技术和市场有着深刻的认知和理解。在《VCSEL技术及产业综述》课程中,他从半导体激光器入手,详细讲解了VCSEL基本知识、核心技术、产品应用及市场趋势。针对如何利用VCSEL实现光传感系统优化,贺永祥老师指出,关键要以具体应用场景需求为出发点,将VCSEL的优势与光传感系统各部分进行闭环优化,并加强与产业链各部分的协同,致力于走出一条“芯片+封装+光学集成”全产业链发展路线。从技术到应用,瑞识科技认为掌握完全自主的芯片设计和光学整合优化等核心技术,将是国内VCSEL企业打破国外核心半导体光器件行业垄断的关键路径。


江苏华兴激光科技有限公司 总经理 罗帅

课程二:半导体激光芯片材料

老师:江苏华兴激光科技有限公司 总经理 罗帅


芯片材料是半导体产业的基石,随着技术与应用的驱动,半导体激光器正朝向发射波长更短、发射功率更大、尺寸更小、寿命更长的方向发展。在《半导体激光芯片材料》课程中,罗帅老师从半导体激光芯片材料入手,详细讲解了材料外延技术(MOCVD、MOMBE)及相关工艺设备,并结合QCL量子级联激光器、超晶格探测器、GaAs功率放大器等,对各类外延材料、技术和工艺差异做了详尽的对比分析。接着,罗帅老师分享了激光芯片设计、微纳光刻技术和材料检测技术相关知识,并结合多款产品案例,向学员展示了华兴激光在外延材料制备领域的最新进展。当下,芯片行业更新换代速度非常快,尤其在高端半导体芯片材料领域,国内厂商要继续加强产业协同,合力推动半导体芯片材料全产业链国产化的目标。


浙江睿熙科技有限公司 联合创始人兼副总经理 汪辰杲

课程三:VCSEL设计

老师:浙江睿熙科技有限公司 联合创始人兼副总经理 汪辰杲


VCSEL设计领域天然就带着一堵“高墙”,它综合了半导体材料、激光物理、半导体制造工艺、高速射频电子和光学技术等学科。由于VCSEL芯片结构复杂,可靠性失效模式多,因此对VCSEL设计提出了极高的要求。在《VCSEL设计》课程中,汪辰杲老师从VCSEL工作原理及设计理论出发,以崭新的视角为学员讲解VCSEL总体结构和核心部分的设计,针对不同的形态、出光口、波长、功率和3D传感方案,深入分析了VCSEL的设计差异,并就相关设计难点,为学员提供实战经验与解决思路。谈及国内外VCSEL产业发展趋势,汪辰杲老师以3D传感应用为例,分析了不同VCSEL产品的技术路线与产业布局。当前,3D视觉终端领域处于蓬勃发展的时期,国内各大厂商在抢抓布局的同时,要注重在产业链细分领域做精做深,进而打赢整体战。


常州纵慧芯光半导体科技有限公司 联合创始人兼亚太区首席执行官 陈晓迟

课程四:汽车激光雷达应用的高功率VCSEL

老师:常州纵慧芯光半导体科技有限公司 联合创始人兼亚太区首席执行官 陈晓迟


随着国内汽车行业“电动化、智能化”的趋势加快,车载激光雷达已成为自动驾驶的必备装置,采用VCSEL阵列的激光雷达将自动驾驶推升至一个新的台阶,伴随此趋势,VCSEL也将迎来更高功率要求的汽车应用机遇。在《汽车激光雷达应用的高功率VCSEL》课程中,陈晓迟老师对车载激光雷达VCSEL的核心要求、技术现状及判断激光器优劣势的关键条件(光功率密度、波长、尺寸、成本)做了详细梳理,并从技术层面和发展趋势方面,对多结、可寻址VCSEL阵列开展了深度剖析。随着VCSEL技术不断迭代、成本下探且不断满足车规级要求,汽车雷达生态圈将呈现新的面貌,VCSEL在汽车应用市场必将呈现爆发式增长趋势。


苏州长光华芯光电技术股份有限公司 VCSEL事业部产品经理 刘恒

课程五:VCSEL外延及芯片制造工艺

老师:苏州长光华芯光电技术股份有限公司 VCSEL事业部产品经理 刘恒


VCSEL产业链对VCSEL制备技术的依赖程度很高,其中,外延生长是VCSEL制备工艺的核心环节,其工艺水平对产品性能有着决定性的影响。在《VCSEL外延及芯片制造工艺》课程中,刘恒老师从VCSEL外延结构、生长流程、关键设备和材料、晶圆级测试、可靠性控制、外延片测试等方面讲解了VCSEL制备过程的要点和难点,并针对如何提升VCSEL性能,详述了外延生长过程中的几大关键核心技术:高准确度的厚度及组分DBR的生长、腔膜对准技术、高性能隧道结掺杂技术、高增益应力量子阱生长技术。刘恒老师指出,通过不断的制造技术攻关,将使产品性能得到大幅提升,未来,在实现VCSEL高产能、高良率的同时,成本优势也会逐渐显现出来。


浙江老鹰半导体技术有限公司 首席科学家 莫庆伟

课程六:VCSEL封装

老师:浙江老鹰半导体技术有限公司 首席科学家 莫庆伟


在半导体IC产业发展历程中,诞生了巨量的封装技术与形式,其中很多被借用或者启发了近一二十年的LED和VCSEL封装产业。在《VCSEL封装》课程中,莫庆伟老师为学员梳理了VCSEL封装结构和工艺,同时,结合VCSEL封装典型案例,对比了包括iPhone、Mi8、Find X、RX17 Pro、Mate 20 Pro、S10和Note 10等多款智能手机中的VCSEL封装结构,为学员详细剖析了各种封装工艺和技术差异,解析了从芯片到系统到解决方案背后的逻辑,以及从性能、成本、技术等角度综合考虑的封装方案和具体技术路线。展望未来,VCSEL封装技术的发展将取决于两大驱动力:一是系统层面功能更强大,体积更小巧;二是VCSEL芯片自我进化发展的内驱力,将催生出更多新的封装技术,驱动集成、多分区VCSEL、3D封装等形式将为具体应用带来更多可能性。


无锡矽瑞微电子股份有限公司 副董事长 喻明凡

课程七:低功率、连续波VCSEL驱动电路

老师:无锡矽瑞微电子股份有限公司 副董事长 喻明凡、


基于脉冲的ToF技术系统通常依赖于在非常短的时间窗口发射高能量光脉冲,与dToF所需的短脉冲激光驱动不同,iToF需要连续波激光驱动。在《低功率、连续波VCSEL驱动电路》课程中,喻明凡老师首先讲解了ToF VCSEL驱动电路设计原理及设计方法,接着以C6000-脉冲式TOF驱动器为例,从ADC性能、待机功耗、温度检测、电流上升时间、光功率、等关键性能参数方面,与市场上其它热门VCSEL驱动电路做了详细的对比分析。谈及下一代VCSEL驱动电路,喻明凡老师认为未来发展趋势和产品特点将聚焦在以下几个方面:高速接口与低速接口,大功率、高耐压,更快、更稳定的电流上升速度,集成补偿功能,集成电源管理芯片。为了解决更多复杂的应用需求,ToF驱动电路将会不断进化,而且功能会更加多样化。


柯泰测试技术有限公司 光电产品总监 段力维

课程八:VCSEL成品测试

老师:柯泰测试技术有限公司 光电产品总监 段力维


在VCSEL测试领域,各大芯片厂商、模组厂商、方案提供商、系统厂商和仪器供应商、集成商都各自遇到了不同的挑战,其中共同的问题是如何实现“速度快”、“精度高”。在《VCSEL成品测试》课程中,段力维老师首先针对LED与VCSEL测试、单点VCSEL与阵列VCSEL测试、dToF VCSEL与iToF VCSEL测试,分别进行了对比分析。同时,结合对测试工具、测试方法、实现方案的独到见解,段力维老师从VCSEL测试方法、流程的典型关键问题出发,为学员提出了具体化的解决方案。针对速度与精度的选择与平衡,段力维老师也从性价比、侧重指标等方面提供了经验之谈。通过提升选择方案、优化测试流程、开展多通道并行测试等途径,不断提升测试效率,将有效推动VCSEL测试向更快的“速度”进军。


复旦大学 高级工程师 邱剑

课程九:高功率、窄脉宽VCSEL驱动电路

老师:复旦大学 高级工程师 邱剑


激光雷达是智能驾驶不可或缺的眼睛,车规级高功率脉冲VCSEL作为激光雷达的核心器件,发挥着重要作用。在《高功率、窄脉宽VCSEL驱动电路》课程中,邱剑老师结合汽车激光雷达需求,从半导体激光器的工作原理和器件特性出发,分析了驱动电路设计的要点,并给出了初步的设计方案。针对高功率、窄脉冲VCSEL驱动电路的设计理念、参数测量与验证方法,邱剑老师做了详细讲述,并指出,VCSEL短脉冲驱动将对人眼安全、系统效率、探测精度和可调制性更友好。展望未来,随着激光雷达技术日趋成熟、成本逐步下降,将为自动驾驶行业开辟广阔的发展空间。


虽然本次培训课程因为新冠疫情影响改为线上举行,但是在各位老师的悉心传授与学员的潜心学习中,本期活动依然获得大家的肯定与支持!秉承专业精神与进取精神,麦姆斯咨询将继续加强业内优质资源整合,不断为MEMS和传感器产业提供更前沿的知识、更有效的沟通、更优质的课程!



近期课程

第46期“见微知著”培训课程:声学MEMS与传感器

声学MEMS与传感器是指采用以MEMS为代表的微纳制造技术实现声学应用的传感器、执行器及微系统,例如MEMS麦克风、MEMS扬声器、压电式微机械超声换能器(PMUT)、电容式微机械超声换能器(CMUT)等。


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