长光华芯:技以载道,匠心筑梦

科技   2025-01-22 17:02   上海  


编者按

纵然2024年,挑战依旧,举步维艰,激光人迎难而上,积极探索,在各自的领域都取得了不俗的成绩,打开了新的局面。
在岁末年初之际,我们特别策划“2024年的他们”激光企业年度盘点栏目,通过媒体视角,回顾和再现激光企业在2024年的谋篇布局的思想和发展亮点,以飨读者。

本期让我们一起看看长光华芯2024年的耕耘与收获。

半导体激光芯片已经实现从国外垄断到国产替代的进程转换。在这场马拉松中,长光华芯作为中国半导体激光芯片领域的领军企业,始终坚定自身使命,压力之下不曾却步,深耕技术创新前沿,不断突破性能天花板,展现出追光逐电的前进姿态。2024年,长光华芯用实绩诠释了何为在逆境中成长,在挑战中飞跃。

跑出加速度

长光华芯的匠心精神

激光芯片通常需要高额的研发投入和漫长的研发周期。即便产品成功投入市场,也很难长期独占鳌头,需要不断的创新和研发以维持竞争力。长光华芯深谙这一市场法则,以技术先行的理念,在2024年跑出加速度,不断刷新着半导体激光芯片的新纪录。

2024年2月,长光华芯在超高功率单管芯片的研制技术上取得突破性进展,其研制出的双结单管芯片,室温连续功率超过132 W(芯片条宽500 μm),工作效率高达62%,创下单管芯片功率最高水平纪录,标志着百瓦级单管芯片时代的到来。

长光华芯研发的双结单管芯片

在高功率和窄谱宽激光器方面,长光华芯攻克了光栅设计和材料生长等多个技术难点,开发出780 nm宽条分布反馈(DFB)激光器,室温连续输出功率超过10 W,创下了780 nm波段DFB激光器的最高纪录。高功率窄谱宽激光器的应用前景无疑是广阔的。从科学仪器到工业生产,再到医疗设备,它们将助力多个领域实现技术跨越。

公司在核心产品VESCL芯片方面,攻克了低损耗多结VCSEL结构,将面发射芯片效率从20年前的61%提升至74%,打破了近20年来VCSEL效率发展停滞不前的局面。

此外,针对单横模VCSEL功率和效率上限难以突破这一问题,长光华芯王俊教授研究团队提出了一种基于多结VCSEL扩展纵向增益以提升单模VCSEL功率的方法,并构建了多结VCSEL的模式分析模型,解决了单模功率难以突破10 mW左右水平的难题,在直流驱动下实现了20.2 mW的单基横模激光输出,发散角为9.8° (1/e2)和5.1° (FWHM),功率转换效率达42%,其功率值接近现有单模功率记录的两倍,是迄今为止单颗VCSEL的最高单模功率。

取得种种技术超级突破的背后,是长光华芯对研发能力和人才队伍建设的高度重视。2024年前三季度,长光华芯投入研发资金9426.2万元,占前三季度总营收的46.5%(公司前三季度营业收入为2.03亿元)。尽管市场表现不如人意,长光华芯预测2024年将亏损9135.70万元,但长光华芯从未降低过对技术创新和产品品质的要求,依旧大力投入研发。

就在2024年9月,长光华芯先进化合物半导体光电子平台项目正式封顶,将于2025年正式投产。顺利投产后,势必会增强长光华芯对抗市场竞争的能力,加速产品开发周期,从而降低开发成本。

长光华芯先进化合物半导体光电子平台项目封顶现场

走出舒适圈

长光华芯的多点布局

长光华芯作为国内少数实现研发和量产高功率半导体激光芯片的公司之一,生产的高功率半导体激光芯片、器件及模块等产品已广泛应用于工业激光领域。

但随着工业激光市场的竞争加剧,长光华芯早些年便将应用市场转向光通信、医疗健康等领域,并在2024年着重发力,重点布局。

瞄准AI算力未来的发展潜力,长光华芯于2024年最新推出100G PAM4 VCSEL(该产品在带宽、RIN等关键特性方面媲美国际顶尖水平)、100 mW CW DFB大功率光通信激光芯片,正是当前炙手可热的400G/800G/1.6T 超算数据中心互连光模块的核心器件,瞄准了新的市场风向,长光华芯在高毛利产品方面形成新的竞争力,有望在2025年实现光通信产品营收的突破。

长光华芯董事长闵大勇曾公开表示,根据激光市场的应用前景,未来长光华芯的业务触角将延伸至医疗领域,这是多元化发展的必经之路。根据BCC Research的数据,2023年全球医疗激光器市场规模有望达16亿美元,2028年市场规模将成长到33亿美元,2023-2028年CAGR(复合增长率)达15.2%。面对又一风口,长光华芯正在悄然布局。2024年11月,长光华芯迈瑞医疗就其在医疗等领域的产品与布局进行了深入探讨。双方在“激光+医疗”的应用前景和市场预期方面达成高度一致,为长光华芯大肆进军医疗领域奠定了坚实的基础。

迈瑞医疗董事长李西廷一行到访长光华芯


     结语

身为中国激光芯片第一股,却不沉于成就,持续技术攻关;虽然业绩略有下滑,却仍旧不减研发投入,努力夯实内功;虽然激光行业挑战加剧,却能适时审时度势,破局攻关。长光华芯将核心技术作为自己的内核和根本之源,技以载道,匠心筑梦。
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