華辰芯光以IDM模式破局，鍛造AI與衛(wèi)星通信“中國(guó)芯”

近年來(lái)光通信行業(yè)連續(xù)上演驚心動(dòng)魄的“大洗牌”，原先的六家國(guó)際頭部光電廠商迅速縮減為兩大龍頭Lumentum和Coherent，業(yè)界驚訝于巨頭激烈兼并與被兼并時(shí)，在Lumentum美國(guó)公司擔(dān)任FAB部門(mén)工藝技術(shù)總監(jiān)的魏明博士（浙江華辰芯光科技有限公司聯(lián)合創(chuàng)始人兼CTO）卻從中捕捉到了一個(gè)更核心的信號(hào)——為何這兩家幸存的行業(yè)龍頭，都堅(jiān)定地選擇了同一種發(fā)展模式？選擇什么樣的芯片發(fā)展模式才能真正適合中國(guó)當(dāng)前發(fā)展階段？

2021年9月，就在中美高科技產(chǎn)業(yè)脫鉤趨勢(shì)越來(lái)越清晰的背景下，魏明博士毅然辭去優(yōu)渥的高薪工作，選擇回國(guó)創(chuàng)業(yè)。他聯(lián)合一批志同道合的老同事成立了浙江華辰芯光技術(shù)有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)“華辰芯光”）。與當(dāng)時(shí)主流光芯片初創(chuàng)公司采取的Fabless（無(wú)晶圓廠）模式不同，魏明博士團(tuán)隊(duì)決定采用最難的IDM造芯模式，將激光芯片設(shè)計(jì)、外延生長(zhǎng)、FAB制造、芯片封測(cè)、芯片可靠性開(kāi)發(fā)與測(cè)試等五大能力全部納入自主建設(shè)。令人好奇的是，華辰芯光完成FAB重資產(chǎn)投入后，在構(gòu)建起“芯片設(shè)計(jì)+FAB制造+芯片封測(cè)”產(chǎn)能矩陣后，能否讓其在AI算力、衛(wèi)星通信等新興市場(chǎng)的爆發(fā)式需求中搶占先機(jī)？為此集微網(wǎng)專(zhuān)門(mén)采訪了華辰芯光及魏明博士，對(duì)華辰芯光的技術(shù)能力和核心產(chǎn)品做了深入交流。

國(guó)際光電巨頭激烈并購(gòu)史，催生華辰芯光“IDM造芯”

摩根大通6月研報(bào)指出，國(guó)際光電行業(yè)龍頭Lumentum、Coherent已在人工智能領(lǐng)域的光芯片賽道占據(jù)有利位置，成為下一輪人工智能成長(zhǎng)周期的核心受益者。回顧自2018年以來(lái)，Lumentum先收購(gòu)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手Oclaro， 4年后一舉吞并NeoPhotonics，加強(qiáng)它在相干光通信市場(chǎng)的領(lǐng)導(dǎo)地位；與此同時(shí)，其競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手Coherent也相繼在2019年、2021年收購(gòu)了Finisar、II-VI，強(qiáng)化其在數(shù)據(jù)通信和光傳輸領(lǐng)域的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。昔日并立的六大光通信器件企業(yè)，轉(zhuǎn)瞬之間短時(shí)間內(nèi)只剩下Lumentum、Coherent兩大巨頭。

作為L(zhǎng)umentum數(shù)個(gè)FAB工廠的并購(gòu)項(xiàng)目關(guān)鍵論證和實(shí)施的重要參與者，上述FAB工廠并購(gòu)歷程使魏明博士深刻理解IDM模式對(duì)塑造一個(gè)技術(shù)持續(xù)領(lǐng)先的光通信芯片企業(yè)多么至關(guān)重要。

他向集微網(wǎng)表示：“Lumentum、Coherent兩家光通信芯片領(lǐng)域國(guó)際知名企業(yè)都是IDM造芯模式。因?yàn)樽鳛楣馔ㄐ女a(chǎn)品關(guān)鍵零部件的激光芯片產(chǎn)業(yè)是一類(lèi)特殊的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，設(shè)計(jì)必須與FAB工藝緊密配合才能達(dá)成目的，這類(lèi)芯片對(duì)FAB制造工藝能力的要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于對(duì)設(shè)計(jì)的要求。優(yōu)秀的光通信公司都擁有與自己主流光芯片相匹配的特殊FAB工藝能力。國(guó)外巨頭的發(fā)展道路已經(jīng)證明：選擇IDM造芯模式、并垂直整合產(chǎn)業(yè)鏈下游芯片封測(cè)能力，是加速發(fā)展中國(guó)光通信產(chǎn)業(yè)唯一正確道路。華辰芯光團(tuán)隊(duì)在創(chuàng)立之初就堅(jiān)定選擇了這條‘難而正確’IDM造芯模式的道路。”

魏明博士介紹，華辰芯光的IDM模式，包括激光芯片設(shè)計(jì)、外延生長(zhǎng)、FAB制造、芯片封裝與測(cè)試、芯片可靠性開(kāi)發(fā)與認(rèn)證等全流程。該模式與行業(yè)內(nèi)常見(jiàn)的Fabless（無(wú)晶圓廠）加Foundry（代工廠）模式形成鮮明對(duì)比，在響應(yīng)速度、質(zhì)量控制、定制化能力等方面展現(xiàn)壓倒性優(yōu)勢(shì)。

據(jù)了解，半導(dǎo)體激光芯片尤其是AI所需的高可靠激光芯片，其研發(fā)是一個(gè)基于“FAB工藝超可靠、批量化制造能力超穩(wěn)定”而進(jìn)行的高強(qiáng)度持續(xù)迭代的過(guò)程。研發(fā)前期的芯片設(shè)計(jì)與FAB工藝之間溝通頻繁，非IDM模式下外延代工廠、FAB代工廠、封測(cè)代工廠等環(huán)節(jié)之間至少經(jīng)歷3次轉(zhuǎn)運(yùn)，國(guó)內(nèi)耗時(shí)3~5周，海外轉(zhuǎn)運(yùn)長(zhǎng)達(dá)1~2月，各個(gè)代工環(huán)節(jié)既不能保證可靠，也無(wú)法確保工藝穩(wěn)定，如果再疊加砷化鎵、磷化銦等脆弱材料在運(yùn)輸中易出現(xiàn)污染、裂痕等因素，會(huì)造成芯片不同批次之間差異性很大；而且針對(duì)某些特種波長(zhǎng)、特殊應(yīng)用領(lǐng)域如航空航天、人工智能、量子計(jì)算等所需的激光芯片，都需要特殊FAB工藝進(jìn)行制造，因此IDM模式的優(yōu)勢(shì)更為凸顯。

“華辰芯光可根據(jù)需求標(biāo)準(zhǔn)不同而快速調(diào)整FAB工藝，無(wú)需受Foundry代工廠工藝能力的限制，”魏博士強(qiáng)調(diào)，用于AI領(lǐng)域的光通信產(chǎn)品對(duì)半導(dǎo)體激光芯片同批次質(zhì)量控制與多批次產(chǎn)品一致性有極高的要求。華辰芯光每一步工藝均對(duì)材料、設(shè)備、參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格管控，并形成數(shù)據(jù)閉環(huán)。

因此，假設(shè)制造環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，憑借從外延生長(zhǎng)、芯片制造到封測(cè)的全流程數(shù)據(jù)庫(kù)互聯(lián)互通，華辰芯光可瞬間追溯回上游任何一個(gè)工站甚至某一批晶圓原料，迅速定位原因。擁有完全自主可控IDM模式的芯片制造能力既是高可靠半導(dǎo)體激光芯片快速迭代的根基，又是對(duì)客戶要求及時(shí)交付高質(zhì)量激光芯片的有力保障。

FAB核心技術(shù)亮點(diǎn)紛呈，筑牢半導(dǎo)體激光芯片競(jìng)爭(zhēng)壁壘

去年，華辰芯光順利完成近2億元人民幣的A++輪融資，實(shí)現(xiàn)四年完成5輪融資的佳績(jī)，這在資本“避險(xiǎn)情緒”升溫、偏愛(ài)后期的當(dāng)下實(shí)屬不易，亦從側(cè)面印證頭部投資機(jī)構(gòu)對(duì)其技術(shù)實(shí)力與發(fā)展?jié)摿Φ母叨日J(rèn)可。

當(dāng)前，華辰芯光不僅擁有一支兼具豐富的研發(fā)與制造經(jīng)驗(yàn)的海外專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)，他們?cè)诎雽?dǎo)體激光芯片模擬與設(shè)計(jì)、外延生長(zhǎng)、FAB制造、芯片封測(cè)、可靠性開(kāi)發(fā)與驗(yàn)證等方面擁有豐富的量產(chǎn)技術(shù)能力；還掌握獨(dú)有的高亮度邊發(fā)射激光芯片F(xiàn)AB核心工藝－-WXP激光腔面鈍化能力，這些優(yōu)勢(shì)使得華辰芯光更易在項(xiàng)目中凸顯優(yōu)勢(shì)。

技術(shù)與資本的持續(xù)合力，使華辰芯光迅速積累了多項(xiàng)具有行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的核心能力——包括WXP腔面鈍化技術(shù)、高效外延設(shè)計(jì)與生長(zhǎng)技術(shù)、6英寸砷化鎵芯片量產(chǎn)制造技術(shù)等，這些能力為芯片性能持續(xù)提升與成本控制提供了強(qiáng)大支撐。

魏明博士向集微網(wǎng)介紹，目前用在人工智能、光纖通信、衛(wèi)星通信等領(lǐng)域的高功率邊發(fā)射CW（連續(xù)波）激光芯片的腔面鍍膜技術(shù)是E2（真空解理）或用MBE（分子束外延生長(zhǎng)）、ECR（電子回旋共振）等設(shè)備進(jìn)行端面處理再加鍍膜，原理上都是通過(guò)低能離子輻射清理腔面，這些傳統(tǒng)工藝對(duì)真空度要求極高——但即使在很高的真空環(huán)境下，也難以做到解理面完全無(wú)氧化層的形成，往往導(dǎo)致激光芯片制造成本高且可靠性難以保證。

為了兼顧人工智能等領(lǐng)域?qū)叞l(fā)射CW激光芯片高可靠性和低成本的要求，華辰芯光經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐，解決大量FAB工藝問(wèn)題，形成大量的know-how，自主開(kāi)發(fā)了WXP技術(shù)，達(dá)到精準(zhǔn)調(diào)控能帶結(jié)構(gòu)和量子阱內(nèi)摻雜（QWI）形貌，同時(shí)保證穩(wěn)定的波長(zhǎng)控制。WXP原理是通過(guò)量子阱內(nèi)摻雜使得激光器發(fā)光端面能帶變寬，對(duì)激光無(wú)吸收，顯著提升損傷閾值，使激光器壽命可靠性提升至少10倍，可靠性完全滿足電信級(jí)和宇航級(jí)的要求。同時(shí)依托于WXP技術(shù)，芯片可以在大氣中解理，大幅提升了量產(chǎn)能力，單套WXP系統(tǒng)產(chǎn)能數(shù)倍于現(xiàn)有的主流工藝技術(shù)。

“華辰芯光的WXP目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)，良率比傳統(tǒng)技術(shù)提升35%以上，成本優(yōu)勢(shì)顯著。高產(chǎn)能、高良率、大尺寸是決定FAB能否成功的關(guān)鍵因素。華辰芯光也是國(guó)內(nèi)少數(shù)建成高效外延生長(zhǎng)與6英寸砷化鎵產(chǎn)線的半導(dǎo)體激光芯片公司。”魏明博士強(qiáng)調(diào)，目前公司高功率CW激光芯片設(shè)計(jì)年產(chǎn)能已達(dá)2000萬(wàn)顆，未來(lái)計(jì)劃擴(kuò)展工業(yè)激光器、消費(fèi)類(lèi)、車(chē)用激光等產(chǎn)品，將充分釋放產(chǎn)能，進(jìn)而形成“成本降低→價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力增強(qiáng)→市場(chǎng)份額擴(kuò)大→產(chǎn)能利用率提升→成本進(jìn)一步降低”的正向增強(qiáng)循環(huán)，朝著建成亞洲最大光電芯片中心的目標(biāo)邁進(jìn)。

數(shù)據(jù)顯示，華辰芯光圍繞量子阱內(nèi)摻雜技術(shù)（QWI）已經(jīng)申請(qǐng)超百項(xiàng)技術(shù)發(fā)明專(zhuān)利，這些自主創(chuàng)新的技術(shù)成果已經(jīng)構(gòu)成了華辰芯光FAB核心競(jìng)爭(zhēng)力的“護(hù)城河”，使其在低成本、高可靠半導(dǎo)體激光芯片領(lǐng)域具備長(zhǎng)期獨(dú)特的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

重塑光之動(dòng)力：驅(qū)動(dòng)AI時(shí)代的光通信基石

在全球數(shù)據(jù)洪流與AI算力爆發(fā)的雙重浪潮下，光通信網(wǎng)絡(luò)正經(jīng)歷從“連通”到“超強(qiáng)智能”的深刻變革。面對(duì)一個(gè)對(duì)光信號(hào)要求“更高功率、更快傳輸、更低功耗與成本”的嶄新時(shí)代。作為國(guó)內(nèi)稀缺的先進(jìn)激光芯片研發(fā)與制造商，華辰芯光不僅為傳統(tǒng)光通信與衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)鍛造了“可靠心臟”，更前瞻性地布局和卡位于兩大未來(lái)增長(zhǎng)極：AI算力集群的超高速互連與“硅光時(shí)代”的光信號(hào)動(dòng)力集成，致力于成為下一代光網(wǎng)絡(luò)底座的基石型供應(yīng)商。

1.賦能AI算力與全光互聯(lián)：?jiǎn)文?80nm泵浦激光芯片，從電信基石到算力引擎的核心動(dòng)力

魏明博士表述：“當(dāng)前AI算力發(fā)展對(duì)光通信產(chǎn)品的需求正呈現(xiàn)‘更高、更快、更省’的發(fā)展趨勢(shì)，AI數(shù)據(jù)中心內(nèi)部及數(shù)據(jù)中心之間（DCI）的流量迎來(lái)爆炸式增長(zhǎng)，推動(dòng)800G光模塊全球規(guī)模部署，1.6T模塊加速落地，3.2T技術(shù)進(jìn)入研發(fā)視野，以支撐萬(wàn)卡乃至十萬(wàn)卡級(jí)GPU集群的互聯(lián)需求。”

因此，這一進(jìn)程對(duì)底層光網(wǎng)絡(luò)提出了前所未有的要求——更高密度的波長(zhǎng)傳輸、更靈活的光層調(diào)度，以及決定性的光功率預(yù)算。此時(shí)以980nm單模泵浦激光器為“心臟”的摻鉺光纖放大器（EDFA），其核心價(jià)值從傳統(tǒng)電信基礎(chǔ)設(shè)施，全面擴(kuò)展至支撐AI算力的新型光互聯(lián)體系：

在DCI與城域全光網(wǎng)中：為承載海量AI數(shù)據(jù)流，現(xiàn)代DCI與城域網(wǎng)正普遍采用DWDM（密集波分復(fù)用）技術(shù)與全光交換（OXC/ROADM）架構(gòu)。DWDM系統(tǒng)依賴(lài)EDFA技術(shù)可放大數(shù)十甚至上百個(gè)波長(zhǎng)信道，以極高效率擴(kuò)展帶寬；而全光網(wǎng)中的每個(gè)光交叉連接點(diǎn)都需EDFA精確補(bǔ)償光開(kāi)關(guān)帶來(lái)的損耗，確保信號(hào)可無(wú)損調(diào)度。EDFA已成為構(gòu)建高速、扁平化、低時(shí)延“算力輸送光網(wǎng)”不可或缺的物理層引擎。

在高速光模塊與鏈路中：AI集群內(nèi)部及數(shù)據(jù)中心間的互聯(lián)距離正被拉長(zhǎng)，更高速率（如1.6T/3.2T）的復(fù)雜調(diào)制信號(hào)面臨嚴(yán)峻的功率衰減。集成化、可插拔的EDFA光放大器方案，正作為“功率加油站”被直接部署于光模塊或鏈路中，直接延伸高速信號(hào)的有效傳輸距離，保障系統(tǒng)穩(wěn)定性。這標(biāo)志著EDFA正從機(jī)架設(shè)備向器件級(jí)、模塊級(jí)深度演進(jìn)。這一趨勢(shì)不僅驅(qū)動(dòng)了光模塊的升級(jí)，更本質(zhì)上是全光網(wǎng)理念與技術(shù)向數(shù)據(jù)中心與算力中心腹地的延伸。海外科技巨頭（如Meta、Google、AWS）為優(yōu)化其算力網(wǎng)絡(luò)，已在積極布局相關(guān)集成化光放大方案。

魏明博士說(shuō)：“華辰芯光依托全球領(lǐng)先的WXP腔面鈍化技術(shù)與自主可控的6英寸產(chǎn)線，所提供的‘電信級(jí)’高可靠、長(zhǎng)壽命980nm單模泵浦激光芯片，正是構(gòu)建此類(lèi)用于DCI、城域全光網(wǎng)，以及未來(lái)高速互連系統(tǒng)的高性能、緊湊型EDFA的理想泵浦激光芯片。華辰芯光不僅在守護(hù)傳統(tǒng)DWDM骨干線與全球全光網(wǎng)的大動(dòng)脈，更在為AI時(shí)代算力集群的高速神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與高效互聯(lián)的全光底座注入穩(wěn)定、強(qiáng)大、可擴(kuò)展的中國(guó)‘芯’動(dòng)力。”

2.引領(lǐng)硅光革命：?jiǎn)文?80nm激光芯片為“片上光網(wǎng)絡(luò)”注入核心動(dòng)力

硅光技術(shù)被視為突破電互連“功耗墻”與“帶寬墻”、實(shí)現(xiàn)下一代CPO（共封裝光學(xué)）的關(guān)鍵路徑。然而，硅光芯片的高集成度與片上光路損耗，成為其性能進(jìn)一步提升的瓶頸。將光放大功能與硅光芯片高效集成，已成為行業(yè)公認(rèn)的技術(shù)方向。

這為EDFA帶來(lái)了革命性的形態(tài)演變需求——從獨(dú)立的機(jī)架式設(shè)備，邁向微型化、可插拔乃至“片上集成”，其核心依然是高功率、高效率、高可靠性的單模980nm泵浦激光芯片。華辰芯光在980nm泵浦激光器領(lǐng)域深厚的電信級(jí)技術(shù)積累，正是攻克這一前沿挑戰(zhàn)的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。其技術(shù)平臺(tái)具備向更低噪聲、更高效率、更小尺寸的專(zhuān)用泵浦源延伸的強(qiáng)大能力，旨在為硅光模塊和未來(lái)CPO系統(tǒng)解決最關(guān)鍵的功率預(yù)算難題，成為“硅上激光”時(shí)代不可或缺的動(dòng)力伙伴。

3.夯實(shí)傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)：雙輪驅(qū)動(dòng)，構(gòu)建全域覆蓋能力

在引領(lǐng)前沿的同時(shí)，華辰芯光持續(xù)鞏固并升級(jí)在兩大傳統(tǒng)核心市場(chǎng)的領(lǐng)導(dǎo)地位。

電信網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域：在光纖通信的“信號(hào)高速公路”——骨干網(wǎng)與城域網(wǎng)中，華辰芯光的980nm單模泵浦激光芯片作為EDFA的“心臟”，直接決定光纖網(wǎng)絡(luò)的傳輸距離、帶寬和穩(wěn)定性。得益于全球領(lǐng)先的WXP腔面鈍化技術(shù)，980nm產(chǎn)品不僅滿足電信級(jí)應(yīng)用對(duì)器件壽命的苛刻要求，還徹底解決 光傳輸領(lǐng)域“卡脖子”風(fēng)險(xiǎn)。華辰芯光持續(xù)為全球光網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)容（C+L波段擴(kuò)展）與升級(jí)（向400G/800G演進(jìn)）提供可靠動(dòng)力。

衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域：在構(gòu)建天地一體化網(wǎng)絡(luò)的太空戰(zhàn)場(chǎng)，華辰芯光的980nm單模泵浦激光芯片是低軌衛(wèi)星間建立高速激光鏈路（星間鏈路）的核心光源。低軌衛(wèi)星之間需建立高速激光鏈路（星間鏈路）組網(wǎng)，980nm單模泵浦激光芯片可將電能轉(zhuǎn)換成高功率激光，承載衛(wèi)星間海量數(shù)據(jù)傳遞。其卓越的空間環(huán)境適應(yīng)性與超長(zhǎng)壽命，得益于同樣的WXP鈍化技術(shù)，結(jié)合規(guī)模化制造優(yōu)勢(shì)，精準(zhǔn)匹配了全球巨型星座計(jì)劃對(duì)穩(wěn)定、可靠、低成本海量供應(yīng)的極致要求。

談及未來(lái)目標(biāo)，魏明博士說(shuō)：“技術(shù)方面，我們的工藝平臺(tái)在建立初始就是保證6英寸砷化鎵和4英寸磷化銦的兼容性，目前隨著砷化鎵的FAB工藝能力已經(jīng)完全成熟，在此平臺(tái)基礎(chǔ)上持續(xù)升級(jí)即可突破基于磷化銦及其他三五族化合物半導(dǎo)體的FAB工藝平臺(tái)技術(shù)，加之華辰芯光團(tuán)隊(duì)有數(shù)個(gè)國(guó)際頂尖磷化銦技術(shù)人才，公司最終目標(biāo)是將逐步實(shí)現(xiàn)‘6英寸砷化鎵和4英寸磷化銦混合無(wú)接觸FAB制造能力’的愿景；同時(shí)在產(chǎn)能開(kāi)發(fā)方面，伴隨新基地全面投產(chǎn)，公司年產(chǎn)能將擴(kuò)充至1億顆芯片，為全球AI基礎(chǔ)建設(shè)、衛(wèi)星通信、軍事防務(wù)、激光雷達(dá)、量子計(jì)算等產(chǎn)業(yè)發(fā)展貢獻(xiàn)更多‘芯’力量。”

通過(guò)此次深入走訪，集微網(wǎng)清晰地看到，華辰芯光所選擇的IDM路徑，絕非簡(jiǎn)單的重資產(chǎn)投入，而是基于對(duì)激光芯片產(chǎn)業(yè)規(guī)律的深刻洞察所構(gòu)建的一套體系化能力。從國(guó)際巨頭的并購(gòu)史中汲取經(jīng)驗(yàn)，以前瞻性布局卡位AI算力網(wǎng)絡(luò)與硅光集成革命，再用自主可控的WXP技術(shù)、6英寸產(chǎn)線構(gòu)筑起堅(jiān)實(shí)的“護(hù)城河”——華辰芯光正試圖走通一條中國(guó)高端激光芯片的快速發(fā)展之路。

這家公司正站在一個(gè)歷史性的交匯點(diǎn)上。他們以經(jīng)過(guò)全球電信市場(chǎng)二十年驗(yàn)證的、支撐著骨干網(wǎng)與城域網(wǎng)“大動(dòng)脈”的頂尖激光芯片技術(shù)為根基，同時(shí)將鋒芒指向AI算力網(wǎng)絡(luò)與硅光集成這兩個(gè)最具潛力的未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)，并將其高可靠性能力拓展至構(gòu)建衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)“太空走廊”的尖端領(lǐng)域。華辰芯光的愿景，已不僅僅是成為一家穩(wěn)定的硬科技企業(yè)，更致力于成為驅(qū)動(dòng)從全球數(shù)字地面網(wǎng)絡(luò)到巨型衛(wèi)星星座、從現(xiàn)實(shí)互聯(lián)到未來(lái)智能化浪潮的底層光動(dòng)力核心源泉。