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国内半导体激光产业还存在哪些问题?

导读: OFweek激光网编辑在慕尼黑上海光博会期间采访了山东华光光电子股份有限公司副总经理汤庆敏,一起探讨半导体激光产业前景。

目前,国内激光产业整体水平已经有了很大程度提升,在器件及设备方面基本和国外处于同一水平。然而在上游材料及芯片方面,还有一定的差距。我国已经成为全球最主要的激光应用市场,上游材料及器件的国产化亟待解决。为此,OFweek激光网编辑在慕尼黑上海光博会期间采访了山东华光光电子股份有限公司副总经理汤庆敏,一起探讨半导体激光产业前景。

山东华光光电子股份有限公司副总经理汤庆敏

华光光电作为国内光电子领域老牌企业,请您简单回顾下公司的发展历程?有哪些代表性的事件或进展?

汤庆敏:山东华光光电子股份有限公司成立于1999年,是国内率先引进生产型MOCVD设备进行LD产品研发和生产企业,拥有国内生产规模最大的半导体激光器外延片、管芯和器件一条龙生产线,是中国大陆地区少数拥有外延材料和芯片研制、开发和生产能力企业。公司现在产品主要用于医疗美容、仪器传感、激光印刷、激光夜视照明等领域。

公司成立基于国家计委重大项目,从1999年筹建起,就一直致力于半导体发光材料的研发和生产,成功推出LED和LD产品,2002年完成国家项目,接着进行产业化运作,2007年浪潮集团注资成为大股东,给企业注入发展后劲,形成的浪潮华光成为国内知名的光电子企业;半导体激光作为未来有潜力的发展方向,2015年作为全资子公司的华光光电从浪潮华光剥离出来独立运营,目的就是集中优势精力,把具有更大潜力的半导体激光业务做大做强。主要的发展历程如下:

2002年,国家产业化前期重大关键技术项目——半导体发光器件外延工艺及管芯技术四项子课题通过国家技术鉴定和项目验收

2003年,获得山东省科技进步一等奖

2005年, LD芯片产销量位居国内第一,通过了ISO9001和ISO14001认证

2006年,获批山东省光电子工程技术研究中心

2007年,获批高新技术企业,半导体激光器技术实现重大突破,公司开始进入大功率红光激光器市场

2008年,获批山东省企业技术中心

2009年,获批山东省半导体激光器技术重点实验室,科技部863“高可靠性、低成本半导体激光器材料与器件工程化开发”项目实施

2010年,获批山东省大功率半导体激光器工程实验室

2011年,获批半导体发光材料与器件国家地方联合工程实验室

半导体激光器获山东省技术发明二等奖

2015年,完成公司股份制改造

2016年,成功登陆新三板

本次展会中,华光光电主要展示的产品有哪些?主要的优势和特色是什么?

汤庆敏:本次展会中,华光光电主要展出的产品有大中小功率各种波长的半导体激光器及应用产品,封装形式多种多样。自主知识产权的外延材料和芯片是公司的核心竞争力,可以很好地控制产品成本,从而使公司在消费类激光产品市场久负盛誉。

目前,华光光电拥有MOCVD、真空蒸发设备、器件制造设备、测试设备1000余台(套),实现了半导体激光器稳定批量生产。此外,外延生产线、芯片生产线和器件封装生产线上实现了24小时不间断运转,有效避免了工艺参数的不连续性和波动性,保证材料及器件制作的高稳定性和一致性,使产品具有低阈值电流、高转换效率、长寿命等特点,可以替代国外进口产品,赢得了客户的一致好评。LD管芯及激光器件产量和市场占有率居国内第一位。产品广泛应用于激光显示、医疗、检测、指示及照明等领域。

由于公司自主生产外延片、管芯,并具有强大的后道封装能力,可以满足客户定制化需求,最大特色能够迅速形成大规模化生产。

据了解,华光光电之前在半导体照明领域也有所涉猎,之后专注于半导体激光器(LD)产品,这种调整基于什么样的考虑?华光光电在半导体激光器领域有哪些技术积累及创新?

汤庆敏:华光光电基于国家重点项目,其项目包括LED和LD两项内容,所以在以后的几年中,两项产品并行发展,由于LD在制作工艺和应用领域与LED有较大差异,作为半导体激光产品最近几年发展迅速,应用领域拓宽,华光光电将半导体激光业务独立出来,是为了使其业务更好的拓展,利于该业务迅速成长。

在半导体激光方面,华光光电拥有17年的GaAs材料生长及激光芯片、器件生产经验,具有从材料外延、芯片制作到器件封装完整的产业链。与股东单位山东大学的国家晶体材料重点实验室合作密切,对波导层设计、量子阱结构和量子效率模拟方面进行研究,使山东华光具备了外延材料、芯片、激光器件的设计与生产技术。此外,公司拥有10多年的激光装备及器件的生产经验,对生产稳定性控制有很深入的研究,具有多条激光器产品的外延片、管芯及封装生产线。高质量的外延材料、芯片和器件生产技术以及完整的集成生产线使华光光电成为目前国内唯一的具有激光器外延生产、管芯工艺生产、器件封装生产、激光应用产品开发和激光器产品评测一条龙配套能力的企业。

其中,激光显示用TM偏振大功率808nm激光器、高功率808nm非对称无铝应变量子阱激光器、650nm应变量子阱激光器外延材料、808无铝应变量子阱激光器外延材料等成果经省科技厅鉴定,技术水平达到国际先进水平。此外,公司完成了光纤耦合输出激光器的研发,该产品已经应用于红外监控、激光医疗等领域。近期我公司在大功率红激光、单芯12瓦封装、千瓦级叠阵封装取得重大技术进步,为企业发展注入后劲。

近几年,光纤激光器材料加工应用发展迅速,工业激光器成长较快。对此,华光光电有没有相应的布局?公司产品未来的发展方向是什么?

汤庆敏:随着智能制造的兴起,半导体激光加工得到很好的发展机会,与之配套的光纤激光器有他独特的优点得到生产厂家的倾慕,国内外外应用广泛。

我国光纤激光器产业化起步比较晚,早期国内光纤激光器几乎全部从海外进口,目前国内做工业光纤激光器的公司大约有十几家,大多数是自2010年以后由海外回国的学子创建。一半以上还有国内顶尖研究所的背景。但是由于海归人士各自为战的创业模式,他们均只带回了某一项或几项技术和工艺,而无法独自将整个光纤激光器制造的产业链带回,因此在创业初期几乎所有的公司都不同程度地依赖进口的关键零部件,有的干脆以组装进口为切入口,先占领应用市场。

华光光电作为具有自主知识产权的外延芯片和封装能的规模厂家,可以在做好消费类激光应用的同时,逐步介入该核心光源的研发和生产,实现核心部件国产化,为智能制造做出应有的贡献。目前核心光源的研发已取得阶段性成果。

在半导体激光器领域,国内企业在上游材料及芯片方面长期受制于人。据您了解,这种现象是否出现改观?您认为半导体激光器未来发展前景如何?

汤庆敏:半导体激光器基础材料和芯片在国内最早起于研究所和高校,主要从事理论研究和试验,基础材料和设备工艺受制于国外控制,产业化进步较慢,近几年得到很大改观,但与国外还有很大差距,国内通过对基础技术开始攻关,并取得不少业绩,相信不久材料和芯片国产化就会变成现实。

目前,半导体激光器的应用才刚刚开始,半导体激光广泛应用于娱乐显示、仪器仪表、医疗美容、激光加工,在照明领域也将取代传统照明,可以说,半导体激光是继硅器件、LED之后又一影响世界性的技术应用,必将渗透到我们生活的各个方面,未来发展前景无量。

在企业运营方面,华光光电积极引入资本资源,实现企业发展和布局,并于2016年成功登陆新三板。2017年公司发展有哪些新的规划?

汤庆敏:华光光电正在进行产业规模和技术升级,2016年成功登陆新三板,并开始接受IPO相关机构的辅导,走产业、资本双轮驱动道路,加大技术投入,同时有效地引进高端技术及人才,加快企业进步,实现大规模生产,扩大产品的品种,半导体激光器拓展到大功率激光器制造,建成国内最大的半导体激光器外延材料、管芯和器件的产业化基地。为中国半导体激光产业的大发展共同贡献力量。将华光光电打造成半导体激光行业的领军企业,成为世界光电产业的重要组成部分。

责任编辑:TD
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