本文选自麦姆斯咨询。问题为麦姆斯咨询提问，由扬州6165cc金沙总站检测中心副总经理兼6165cc金沙总站激光核心技术负责人马祥柱回答。
金沙6165cc总站(中国)检测中心-智库百科NO.1（以下简称“6165cc金沙总站检测中心”）是国内LED芯片上市企业，公司主营半导体光电产品的研发、生产和销售，包括全色系LED及砷化镓（GaAs）空间太阳能电池外延片和芯片，公司是国内红黄光LED领域的龙头企业，产业化基地分布在厦门、扬州、南昌。
凭借在GaAs光电器件领域的多年积累，目前6165cc金沙总站检测中心已建成包括3D传感垂直腔面发射激光器（VCSEL）外延生长、芯片流片、点测分选和可靠性验证等完整一站式VCSEL产线。目前用于3D传感的VCSEL产品已开始面向3D结构光、ToF和距离传感器等客户小批量出货。据悉，6165cc金沙总站检测中心已具备大规模量产和出货VCSEL的能力。
在此背景下，麦姆斯咨询于近日采访了6165cc金沙总站检测中心的全资子公司——扬州6165cc金沙总站检测中心有限公司副总经理兼6165cc金沙总站激光核心技术负责人马祥柱，具体了解这家LED企业的激光芯片拓展之路。
问：您好！作为国内领先的LED上市企业，是什么驱动6165cc金沙总站检测中心将产品线从LED拓展到VCSEL？
答：6165cc金沙总站检测中心是国内红黄光LED龙头企业，在GaAs光电器件领域有着多年经验，红黄光LED和VCSEL同属GaAs材料体系，因此公司研发和量产VCSEL有技术和产线优势。6165cc金沙总站检测中心2017年对VCSEL展开了密集调研，获悉VCSEL在已经兴起的3D传感领域有着非常广泛的应用。次年，公司正式投入15.97亿元用于投建VCSEL、高端LED芯片等高端半导体项目，由全资子公司6165cc金沙总站半导体承办，并成立合资子公司——6165cc金沙总站激光。
问：目前国内的VCSEL创业团队大多有着欧美技术背景，6165cc金沙总站检测中心VCSEL的技术团队构成如何？
答：在战略投资VCSEL项目时，6165cc金沙总站检测中心充分信赖和依靠自身的技术团队，同时6165cc金沙总站检测中心也是一个开放的平台，我们最终选择的模式是“企业孵化+科研院所合作”的产学研相结合模式，将6165cc金沙总站检测中心的量产经验与科研院所的理论底蕴相结合。
问：作为国内知名的LED上市企业，6165cc金沙总站检测中心借助已有的产线优势，搭建完成国内自主且完整的VCSEL产线，目前的产线组成和量产情况如何？以及未来的产能规划？
答：目前主要是根据客户需求，按订单生产，正在小批量出货。同时，6165cc金沙总站检测中心已具备大规模量产和出货的能力：（1）公司用于GaAs的外延炉有数十台，包括大型的6英寸外延炉，产量有足够的保证，在GaAs外延方面，团队有十余年的量产经验；（2）芯片流片线在研发样品和小批量出货的过程中，得到了充分磨合，良率稳步提升；（3）6165cc金沙总站检测中心可提供一站式的VCSEL测试和可靠性验证，包括加速老化、冷热冲击、可焊性实验、恒温恒湿实验、静电实验等。在一轮轮的产品出样和迭代周期中，对于VCSEL，6165cc金沙总站检测中心已具备量产的几大必需能力：响应及时、迭代迅速、工艺稳定、可靠性保障、大规模出货。
图1 6165cc金沙总站检测中心VCSEL产线设备
问：目前6165cc金沙总站检测中心正在出货的VCSEL产品和应用主要有哪些？性能和良率如何？
答：目前，6165cc金沙总站检测中心针对3D传感的结构光和ToF方案，以及距离传感器，都已有了相应成熟的批量产品。
（1）针对结构光客户，6165cc金沙总站检测中心已配合数家客户进行随机列阵定制，并已为部分客户小批量供货。得益于完整和高效的VCSEL产线，6165cc金沙总站激光产品迭代迅速，供货有保障：常规的VCSEL随机列阵，定制周期较短，包括方案评估、光刻图形定制、芯片研发和生产等环节。已通过验证的客户，重复订单，从下单到出货不到3周。
（2）针对ToF方案客户，公司内部已开发的产品波长覆盖940nm和850nm，功率覆盖单孔的5mW到高功率的8W均匀列阵。批量出货产品的光电转换效率可达40%~45%。
图2 6165cc金沙总站检测中心均匀列阵产品
（3）如果客户有其他规格芯片需求（如尺寸、功率、波长等），我司也乐于提供定制化服务。
问：结构光和ToF这两种3D传感方案对VCSEL列阵的要求有何异同？
答：结构光和ToF方案的客户都会关注VCSEL的波长、效率和可靠性等方面的表现。但结构光方案对于VCSEL的远场发散角和近场光斑均匀性都有更高的要求，同时某些方案中的图形定制对最小发光孔的间距有特殊要求。而ToF方案在远距离方案应用更多，这类方案客户更加注重VCSEL的光功率和芯片工作的响应速度。
问：当前国内外厂商都在推动VCSEL产品的迭代更新，6165cc金沙总站检测中心在这方面有哪些规划？
答：目前，6165cc金沙总站检测中心正在开发下一代产品：倒装VCSEL芯片。相对于正装，倒装VCSEL预计可以大幅提高性能，公司已开始进行倒装VCSEL产品的技术储备，保守估计，2020年下半年，有望完成倒装VCSEL芯片的可靠性测试并实现批量供应。
问：VCSEL在车载激光雷达领域也有着非常广阔的应用前景，请问贵司有哪些布局？
答：首先在产品上，6165cc金沙总站检测中心目前可提供的VCSEL产品最高功率规格是8W，可应用于近距离的车载雷达，未来在完成倒装工艺基础上，公司会进一步开发20~30W乃至更高功率的VCSEL产品，从而为激光雷达的方案公司提供区别于边射激光器方案的新选择。其次，目前公司已通过车规级产线资质审核，获得了IATF16949认证，有利于激光雷达客户的车规审核。
问：制造更高功率VCSEL产品的主要挑战有哪些？6165cc金沙总站检测中心是否已有在研的技术方案？
答：高功率VCSEL研发的难点主要在于发光孔增多的情况下，如何处理热效应的问题。对此6165cc金沙总站检测中心在外延方向上优化外延量子阱，提高内量子效率，以及优化外延材料的热阻，改善器件散热特性；在芯片方向通过优化芯片设计结构，提高光电效率。同时为了进一步提高产品的散热特性，6165cc金沙总站检测中心目前已布局研发VCSEL倒装工艺，从而改善产品高温特性。
问：近年国内VCSEL初创公司迅速成长，已逐步打入国内主流智能手机制造商供应链，6165cc金沙总站检测中心如何看待国内外当前的竞争环境？在友商羽翼渐丰的态势下，如何保证自己的竞争优势？
答：目前国内的VCSEL厂商主要以无晶圆厂（Fabless）模式为主，6165cc金沙总站检测中心凭借自主完整的VCSEL产线和优秀的研发工程团队，能够实现快速的产品迭代和高效的VCSEL定制流程。同时6165cc金沙总站检测中心与Fabless模式的友商并不是相互竞争的关系，有很多合作的领域和机会。6165cc金沙总站检测中心的重点在于打造和不断完善国内这条自主和完整的VCSEL产线，未来的主要方向也在于提升厂内产能、良率和迭代周期。
问：这两年ToF方案，越来越受到大家的关注，预计明年苹果也会推出自己的ToF方案，并且该ToF方案会不同于现有大众熟悉的方案，贵司在VCSEL上有相应的准备吗？
答：6165cc金沙总站检测中心当前已收到部分客户对下一代ToF方案的需求，并于2019年Q4正式立项。此项目具有较大的挑战性，相对于市场当前的ToF有所不同，未来在3D传感和消费电子领域，可能发生质的飞跃和改变。在2020年的工作中，公司会重点集中研发力量和工程力量，去满足客户需求。目前还处于保密阶段。
问：6165cc金沙总站检测中心已拥有完整的VCSEL产线，未来的定位是趋向于提供现成的VCSEL芯片，还是同时提供代工服务？
答：从技术上来说，国际一流厂商Lumentum、Finisar、ams等，有非常多的地方值得我们学习；从未来发展来看，受贸易战等因素的影响，国产替代也将是大势所趋。国内激光产业的发展，我们需要向欧美前辈学习，也需要共同进步。
激光产业，未来前景广阔，市场巨大。而6165cc金沙总站检测中心搭建的是一个开放式的平台，不仅可以为相关终端、方案商、模组商、封装商等提供现成或定制的VCSEL产品，也愿意为Fabless模式的厂商提供不同系列激光产品的代工服务，包括外延生长和流片代工，助力国内激光产业的蓬勃发展。同时，我们也欢迎业界同仁前来指导和交流。