采用6英寸晶圆制程 仟目激光首发25Gbps数据通信VCSEL芯片

4/15/2020，光纤在线讯，仟目激光于2017年11月在武汉，由几位常年工作在业界主流激光器公司的归国博士成立。公司产品方向在VCSEL、DFB、窄线宽激光器、工业大功率激光器等多种类型，在消费电子、自动驾驶、光纤通信以及工业切割等领域均有广泛应用。公司于2018年4月即推出940nm大功率激光器，用于手机深度感知（人脸识别、景深获取）及LiDar中。2019年12年成功量产6寸晶圆25G VCSEL芯片，应用于数据中心、消费电子中。
在疫情中心的武汉，经历了77天与新冠病毒奋战的日日夜夜，终于迎来了胜利的曙光。在武汉解除封城之后，仟目也第一时间把通信VCSEL样品交给客户手上。


武汉复工后，员工陆续回到工作岗位

过去的一年中，仟目激光经历了芯片整体设计、材料体系搭建、工艺制程搭建及原型芯片试产、现在终于可以把高速量产版VCSEL芯片交付给客户。此前，仟目激光的3D传感类高功率芯片已经顺利导入业内头部客户并实现量产。对于25G VCSEL和仟目目前的3D传感类VCSEL的不同之处，仟目激光负责通信与传输事业部总负责人李博士总结区别主要有三个方面。
第一个方面，25G VCSEL芯片对信号调制速率的要求高，根据应用的场景和传输距离会划分为数据中心、5G和消费级应用（如HDMI），但是不变的是对于芯片调制速率和带宽的要求。 25G VCSEL的信号上升下降沿在20ps（皮秒）左右，相对而言，为了满足大功率3D传感的应用场景， 仟目激光杨旭博士主导开发的I-ToF VCSEL芯片的调制速率在60MHz-200MHz左右，和25G相差约100倍。而最近比较火的D-ToF VCSEL芯片是这两种类型芯片特点的结合，需要同时满足大功率和高调制速率，而仟目推出的D-ToF VCSEL，由杨博士和我联合开发。仟目能这么快推出D-ToF VCSEL，也正是因为我们在数据通信和3D传感两个领域深厚的技术积累。第二个方面，数据通信领域对VCSEL可靠性的要求极高。VCSEL需要在连续调制CW模式下连续工作至少5年不失效，最高工作温度可达85°C。按我们的老化模型推算，仟目25G VCSEL芯片寿命在极限使用条件下超过8年，在正常使用条件下超过40年,已经满足了数据通信诸多应用场景对于芯片可靠性提出的要求。第三个方面，对高速性能和高可靠性的要求，也增加了25G VCSEL在外延设计和工艺制程当中的难度。在整个芯片开发当中，需要研发人员通盘考虑各个环节之间的相互影响，精心优化各道工艺中上百个参数。其中任何一处的处理不当，都可能导致芯片性能和可靠性的劣化。我们通过大量数据，以及我们在VCSEL外延设计和工艺制程中的know-how，建立了一套结构模型，用来模拟和持续优化25G VCSEL的性能参数。


6寸晶圆实物图

此外，仟目在三维传感6寸晶圆产线上积累的丰富稳定制程的经验，也保障了仟目25G产品线从3寸线体成功向6寸线体进行了平稳迁移。仟目不仅是国内第一家提供可靠25Gbps VCSEL产品的公司，更是国内第一家使用6寸晶圆生产该款产品的公司。优秀的良率保障了稳定和可靠的供货，同时也保障了客户在大量交付时的品质。


仟目激光实物照片

2020年春节前，仟目的10G/25G VCSEL芯片已经提供给可靠性认证工厂，在仟目员工无法回到办公室的情况下，远在台湾的测试工厂仍然不停的反馈给我们可靠性最新的进展。让大家欣慰的是，针对不同批次的不同芯片的可靠性结果和一致性均非常优异，目前正在进行2000～5000小时的可靠性试验。
仟目团队深信激光器芯片的高可靠性和高性能是立足市场的根本。仟目激光团队中有多个成员在国际顶级半导体激光芯片公司有丰富的可靠性经验，一方面制定和国际对标的严苛的标准并对可靠性进行系统的验证，一方面加强质量管控保证后续量产的可靠性的持续稳定。

在武汉按下停止键、悄然封城的70多天里，仟目和无数中国优秀的企业一样依然砥砺前行；仟目的多个重点客户也均已启动了数据通信VCSEL的验证与供应商引入工作。是困局也是机遇，仟目通过整合自身和诸多供应链资源，不仅完成了D-TOF VCSEL芯片的可靠度验证，出品了10Gbps /14Gbps /25Gbps的通信激光芯片，同时也按时完成了A轮融资。仟目要感谢信任我们的每一个客户，感谢帮助和支持我们的合作伙伴和供应商、愿意同甘共苦的团队，感谢认可仟目的投资合作伙伴。
30年的风风雨雨造就了中国武汉光谷一批优秀的企业，仟目作为武汉光谷的一支新兵，正随着产品的不断推出而茁壮成长，逐渐成为国内光芯片行业的中坚力量。宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来。在经历这轮疫情天灾的考验后，守得云开见月明，仟目正以矫健而坚实的步伐迎接未来的挑战。在国产芯片实现技术和产业化自主的大趋势里，仟目愿作弄潮儿，成为国产芯片腾飞的见证人和参与者！