专访CAVPIC：以氮化硅（SiN）技术平台引领高品质半导体激光器的未来

9/11/2024，光纤在线讯，在光通信及其他应用领域，可调半导体激光器因其技术挑战和市场潜力而备受关注。在最近的CIOE展会上，我们有幸采访了凯伟佩科（海宁）光电有限公司（以下称CAVPIC），一家专注于高品质窄线宽和可调激光器的制造商。CAVPIC基于先进的低损耗氮化硅（SiN）波导及混合集成技术，正推动相干光通信、FMCW激光雷达、光纤传感等应用场景的高品质激光器产品和技术的发展。

      
CFOL配图：CAVPIC公司CTO Sami博士（左），光纤在线主编（右）

      CAVPIC得益于母公司国科光芯在氮化硅技术平台的全面布局，并于2023年参股了欧洲激光器知名公司荷兰Chilas的中国子公司，通过国科光芯在氮化硅底层技术和荷兰Chilas在激光器应用开发方面的加持，成为国科光芯硅光生态链中的重要一环。CAVPIC的主要产品是基于氮化硅技术的集成化半导体激光器和光引擎。

汇聚顶尖人才团队 开启SiN宽调谐窄线宽扫频激光器商用
      CAVPIC的技术团队汇集了业内的顶尖成员。公司的CTO 早年就职于国际知名半导体设备大厂，在硅光集成技术方面拥有着深厚的背景，是半导体激光器领域的顶尖专家。其他技术人员主要来自国科光芯的技术骨干，具有多年氮化硅硅光芯片的丰富设计经验。

      
      CAVPIC目前重点推出的产品是“宽调谐窄线宽扫频激光器”，这是一款基于硅基外腔的混合集成半导体激光器，具有最大100nm的扫描范围和最小10pm的扫描步进，是一款多用途的平台型产品，可广泛适用于光纤传感、FMCW激光雷达、相干光通信等多个领域。CAVPIC已基于荷兰Chilas的氮化硅外腔芯片技术，完成了第一代产品的系统整合并已开始小批量生产。同时，公司已完成氮化硅外腔芯片的完全自主设计和国内首轮流片，预计年底推出国产化替代产品。

      CAVPIC目前正在设计该激光器的第二代产品，基于国科光芯核心的氮化硅平台上完成异质集成薄膜铌酸锂（TFLN）的方案，将大幅提升激光器各项性能指标，以更好地满足相干光通信和FMCW激光雷达等应用需求。

看好相干光通信下沉 创新的TFLN/SiN复合波导光源
      相干光通信是光通信系统中的关键技术，它通过高阶调制技术提高传输速率，主要应用于中长距离骨干网，并且正在向城域网（100~1000km）和边缘接入网（小于100km）扩展。随着AI技术的爆发，数据中心之间（80~120km）的互联，以及数据中心内部追求更高速率（如1.6/3.2T）的数据传输，为相干光通信带来了广阔的市场前景。但相干光通信的大规模商用仍需要在整体技术和成本上的重大突破，相干光源则是其中重要的一个部分。

      CAVPIC在相干光源领域也在持续深耕。相干光源需要满足窄线宽、大功率、快速扫频、低功耗、低噪声、高集成度和低成本等多项要求，但单一的光源公司想要在技术和成本上取得突破难度非常大。而CAVPIC则可依托国科光芯在氮化硅底层技术、新工艺开发以及硅光芯片量产平台建设方面的坚实基础，同时充分发挥与荷兰Chilas在光源应用领域的紧密合作，不断提升在核心激光器外腔芯片的自主设计和开发能力以及激光器系统整合能力，可以实现新产品的快速迭代和商业化落地。此次光博会上CAVPIC也展出了其ITLA光源的样品，标志着技术原理阶段的顺利完成。同时CAVPIC已经开始薄膜铌酸锂异质集成的激光器方案设计工作，并与合作伙伴积极探讨未来相干光源的产品落地形态，力争为客户提供更高性价比的产品。

TFLN/SiN异质集成技术：引领相干光通信和FMCW激光雷达的新篇章
      目前行业内对薄膜铌酸锂技术的关注度越来越高，因其在电光调制器中的高性能表现，尤其是在与氮化硅材料结合时，能够实现更高效和低损耗的光子器件。这种结合对于数据通信、光谱学、生物医学成像和量子技术等应用领域都是有益的，已经成为行业共识。然而，这一技术目前在早期的设计开发和后期的量产工艺方面存在显著挑战，需要大量资源投入。

      幸运的是，国科光芯目前在TFLN/SiN异质集成技术上已取得的成果，有望显著提高研发和产品化效率。同时国科光芯已经在国内搭建了一个较为完善的氮化硅硅光芯片量产平台，涵盖了光通信（如800G/1.6T光芯片/光引擎产品）和光传感（包括车载和工业类FMCW激光雷达）等多个产品线，通过在硅光芯片量产环节采用一个基础平台来实现多个产品的组合，可大幅降低核心氮化硅硅光芯片的成本。结合国科光芯生态链的资源整合，从底层到应用，以及共用量产平台，CAVPIC能够向市场和客户提供快速迭代且具有高性价比的光源产品。这些综合能力的搭建也预示着公司在推动行业发展方面的潜力和决心。

      展望未来，CAVPIC将利用现有的宽调谐窄线宽扫频激光器首先在光纤传感领域打开市场局面，同时迅速布局相干光通信和FMCW激光雷达用光源产品，目标是成为国内中高端半导体激光器的领军企业。