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半导体激光器市场的发展:高功率化&小型化

2008-03-27 14:22
蓝林笑生
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        夏普举办了有关蓝紫色半导体激光器及红色半导体激光器的技术说明会,介绍了市场状况、产量的推移以及为实现半导体激光器高功率化及模块小型化而采取的措施等。

        关于半导体激光器市场,夏普预计今后DVD刻录机采用的高功率红色半导体激光器、蓝光影碟机配备的低功率蓝紫色半导体激光器以及刻录机使用的高功率蓝紫色半导体激光器都将实现大幅增长。蓝紫色半导体激光器方面,预计2008年低功率产品的全球市场规模将达到200万个。高功率品方面,由于蓝光光盘支持机型等自07年圣诞节商战开始形成市场,预计市场规模将达到220万个。预计2010年低功率产品的市场规模将超过每年1亿个,2012年高功率产品将超过每年1亿个。

夏普BD技术说明会:半导体模块小型化

        高功率红色半导体激光器的世界市场到09年有望超过每年3亿个。今后,不仅是DVD刻录机,蓝光影碟机或刻录机预计也将增加,在蓝光光盘支持机型的推动下,高功率红色半导体激光器的世界市场到2013年将超过每年4亿个。

        为应对上述市场的扩大,夏普将扩大半导体激光器的生产规模。蓝紫色半导体激光器方面,计划到08年4月将生产规模由07年7月的月产50万个(低功率产品和高功率产品合计)增至月产70万个。高功率红色半导体激光器方面,计划到08年度将生产规模由07年度的月产500万个(厚1.8mm的封装品)增至700万个(厚1.8mm的封装品)。

● 蓝紫色激光器的开发目标是400mW

        在扩大生产能力的同时,夏普还将推进半导体激光器的高功率化和小型化。在蓝紫色半导体激光器方面,已于08年2月发布了脉冲振荡时光输出功率为250mW的型号(计划同年4月开始量产)。该激光器支持可以4~6倍速刻录双层光盘的光驱。计划09年前后供货可以支持8倍速以上刻录双层光盘的光驱的、300mW级的蓝紫色半导体激光器。

夏普BD技术说明会:半导体模块小型化  夏普BD技术说明会:半导体模块小型化
3.3mm和5.6mm的蓝光激光头

        另外,夏普计划2009年下半年发布350mW级,2010年前后发布400mW级的型号。“将根据倍速相关规格的发展动向,推进半导体激光器的高功率化以及产品供货”(夏普电子部件业务本部化合物半导体系统业务部副部长种谷元隆)。计划面向四层光盘的高速刻录等功能,补充300mW以上的型号。为实现高功率化,将改进激光出射面的形成技术、结晶成长技术、Ridge形成技术。估计上述三项技术中,即使高功率条件下也不产生劣化的光出射面形成技术是最重要的。

        除高功率化外,夏普还将致力于蓝紫色半导体激光器及模块的小型化。该公司将补充台式电脑及刻录机用蓝光光驱(即半高型光驱)使用的直径5.6mm的CAN封装和笔记本电脑光驱(即Slim Drive光驱)使用的直径3.3mm的CAN封装。08年2月发布的250mW产品也将准备3.3mm封装,“这是业界目前的最小直径”(夏普)。预计PC光驱市场上,09年Slim Drive的供货量将超过半高型光驱,因此预计今后小型封装的需求将日益扩大。

夏普BD技术说明会:半导体模块小型化

        即便是小型化,要想实现比直径3.3mm更小的尺寸已经相当困难。红色半导体激光器采用的是1.8mm厚的超薄引脚封装(Lead Frame Package),但这种封装很难用于蓝紫色半导体激光器,“近期不采用引脚封装”(夏普种谷)。其原因在于封装内的气密性。蓝紫色半导体激光器的发光波长较短,因此会分解空气中的漂浮物。因此,空气进入封装内的话,物质的分解将更加明显,会造成污染,比如碳等附着在半导体激光器及芯片等上面。这样,会导致光输出功率减弱,寿命简短。而采用CAN封装,由于可以确保气密性,因此不会产生上述污染。

夏普BD技术说明会:半导体模块小型化

● 红色激光器输出功率暂停在400mW

        关于红色半导体激光器,08年4月将开始量产供货脉冲振荡时光输出功率为400mW的型号。使用该激光器,可以20倍速刻录双层光盘。夏普表示,“光输出功率400mW将是一种最终形态”(夏普种谷)。目前倍速规格已达到16倍速,至于更高的倍速,光驱厂商等正在考虑能够单独支持。只要未出现挑战20倍速以上的光驱厂商,光输出功率将不会达到400mW以上。

        400mW产品的尺寸方面,共振器长度为2mm左右,芯片宽度为0.1mm左右。激光的出射面水平方向为2μm,垂直方向为1μm。

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