传感应用重塑半导体激光器产业，手机与汽车两大终端需求旺盛
2023-07-07 07:47:07   来源：麦姆斯咨询   评论：0   点击：

半导体激光器发展的前25年主要是基础理论与科学研究的发展，而最近30多年则主要受到实际应用的巨大驱动作用，无论是在芯片的设计方面，还是在材料的生长方面，以及器件的制备方面，都取得了令人欣喜的进展。自从2017年起，以手机和汽车为代表的两大终端产品，以传感应用重塑了半导体激光器产业：VCSEL及其阵列成为苹果iPhone系列智能手机的标配，应用覆盖从基于散斑结构光的3D人脸识别到基于激光雷达扫描仪的增强现实（AR）；EEL和VCSEL成为汽车激光雷达的主要光源，应用包括高级驾驶辅助系统（ADAS）、自动驾驶（AD）、车内驾驶员和乘客监控等。

为了紧跟半导体激光器技术及应用发展趋势，满足相关领域从业人员的进修需求，麦姆斯咨询于2023年5月开设了为期三天的《第50期“见微知著”培训课程：半导体激光器及传感应用》，邀请了多位企业高管和专家学者，围绕半导体激光器核心技术、典型应用与创新趋势，进行了详细讲授并答疑解惑。

《第50期“见微知著”培训课程：半导体激光器及传感应用》学员合影

综述半导体激光芯片技术与产业态势

半导体激光芯片作为激光器的核心元件，具有非常高的技术壁垒，是引领产业变革的重要基石。本次培训课程中，江苏华兴激光科技有限公司总经理罗帅老师以线上直播的方式进行授课，从半导体激光芯片材料出发，全面讲解了外延生长关键工艺、材料表征与检测技术，以及激光芯片设计和制造技术相关知识，并探讨了半导体激光芯片材料国产化的机遇和挑战。无锡邑文电子科技有限公司副总经理叶国光老师重点阐述了半导体激光芯片设计与制造两个核心环节，以边缘发射激光器（EEL）和垂直腔面发射激光器（VCSEL）为例，剖析了它们在结构设计、制造工艺、制造设备等方面的异同点和各环节技术难点。目前国内半导体激光芯片产业基础相对薄弱，国产化之路依然严峻。尽管如此，在充满机遇和挑战的道路上，越来越多的国内半导体激光芯片厂商开始不断崛起，星火燎原之势正在蔓延，半导体激光芯片全产业链国产化进程有望持续向前迈进！

江苏华兴激光科技有限公司总经理罗帅讲授《半导体激光芯片材料》课程

无锡邑文电子科技有限公司副总经理叶国光讲授《半导体激光芯片设计与制造》课程

重点解析VCSEL核心技术与传感应用

近年来，全球半导体激光器市场规模稳步提升，尤其在3D传感和激光雷达等热门应用的驱动下，VCSEL市场规模始终保持着高速的增长势头。针对VCSEL核心技术及其在传感应用方面的前景，多位老师进行了系统化地讲授。深圳瑞识智能科技有限公司研发总监李丹勇老师首先进行了全面的综述讲解，他着重梳理了VCSEL技术要点以及3D传感系统架构，并分析了VCSEL在接近传感、SLAM导航、激光雷达等领域的应用及产业化进展。武汉仟目激光有限公司产品线总监张岩松老师分享了红光VCSEL芯片关键技术及其在健康传感应用中的独特角色，解析了血氧传感器对VCSEL的核心要求，以及红光光源在医疗领域的应用前景。电子科技大学副研究员任翱博老师围绕近红外和短波红外VCSEL及传感应用进行了详细阐述，分析了VCSEL的研究发展历程，并重点讲授了GaAs基近红外VCSEL和InP基短波红外VCSEL设计与制造。常州纵慧芯光半导体科技有限公司FAE经理张鹏飞老师主讲了汽车激光雷达应用的高功率VCSEL课程，分析了汽车激光雷达VCSEL的核心要求和关键技术，并重点讲解了备受业界青睐的多结、可寻址高功率VCSEL阵列技术及应用前景。复旦大学高级工程师邱剑老师围绕激光雷达VCSEL驱动电路主题，探讨了汽车激光雷达对VCSEL驱动电路设计的需求及解决方案，为学员们阐明了如何实现更高质量的3D图像和高频发射。浙江老鹰半导体技术有限公司市场总监芦勇老师详细解析了VCSEL封装结构设计及制造工艺，并结合多个案例的技术与应用分析，探讨了新型工艺路线和装备前景下，如何实现高效和精确的封装过程。柯泰光芯（常州）测试技术有限公司光电产品总监段力维老师系统讲授了VCSEL成品测试的关键项目和方法，并结合他对测试工具、测试方法、实现方案的独到见解，为学员们提供经验分享，包括如何选择测试方案、优化测试流程等，以有效提升测试效率。

深圳瑞识智能科技有限公司研发总监李丹勇讲授《VCSEL技术及光传感应用综述》课程

武汉仟目激光有限公司产品线总监张岩松讲授《短波长（650-680 nm）红光VCSEL芯片及健康传感应用》课程

电子科技大学副研究员任翱博讲授《近红外和短波红外VCSEL及传感应用》课程

常州纵慧芯光半导体科技有限公司FAE经理张鹏飞讲授《汽车激光雷达应用的高功率VCSEL》课程

复旦大学高级工程师邱剑讲授《激光雷达VCSEL驱动电路》课程

浙江老鹰半导体技术有限公司市场总监芦勇讲授《激光雷达与3D传感应用的VCSEL封装技术》课程

柯泰光芯（常州）测试技术有限公司光电产品总监段力维讲授《激光雷达与3D传感应用的VCSEL成品测试》课程

讲解其他半导体激光器（EEL、HCSEL、窄线宽激光器）技术与传感应用

EEL与VCSEL相比，具有高功率密度和高脉冲峰值功率的特点，适合应用于长距离测距的汽车前视主激光雷达。水平腔面发射激光器（HCSEL）则结合了EEL高功率输出和VCSEL更适合大规模量产的优势，可满足更多特定需求。针对EEL、HCSEL核心技术及其面向激光雷达与3D传感领域的应用，两位老师分别进行了讲解。苏州长光华芯光电技术股份有限公司产品经理谭少阳老师主讲了关于EEL的课程，他概述了EEL的原理及特点，分析了EEL在设计、外延、制造和测试等方面的核心问题，并探讨了随着激光雷达技术的日益成熟，EEL未来有望获得大规模应用和取得突破的方向。深圳市柠檬光子科技有限公司董事长兼总经理肖岩老师主讲了HCSEL的课程，他解析了HCSEL芯片设计与制造过程的关键要点，探讨了它们在不同应用场景中的适用性，并展望了HCSEL线扫描雷达用于中近距离补盲雷达的应用前景。针对窄线宽半导体激光器，中国科学院长春光学精密机械与物理研究所副研究员陈超老师为学员们进行了细致讲解。激光窄线宽意味着高相干性，具有“锋利”光谱（窄线宽）的激光器，是激光技术领域的一把“利刃”。陈老师重点讲解了窄线宽半导体激光器的原理和实现方案，并结合多个典型传感应用案例，分析了其商业化进程及未来趋势。

苏州长光华芯光电技术股份有限公司产品经理谭少阳讲授《激光雷达与3D传感应用的边缘发射激光器（EEL）》课程

深圳市柠檬光子科技有限公司董事长兼总经理肖岩讲授《激光雷达与3D传感应用的水平腔面发射激光器（HCSEL）》课程

中国科学院长春光学精密机械与物理研究所副研究员陈超讲授《面向传感应用的窄线宽半导体激光器》课程

系统分析MEMS激光束扫描（LBS）技术及传感与显示应用

MEMS激光束扫描系统利用MEMS微镜操纵激光器发出的激光束，将可见光或红外图像投射到所需的视野上，可应用于激光雷达和增强现实（AR）显示等领域。针对该主题，中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所研究员沈文江老师悉心进行了讲授，他从MEMS激光束扫描技术原理出发，详细解析了MEMS激光束扫描关键元器件——MEMS微镜的设计与制造核心知识，以及MEMS激光束扫描模组设计要点，并分析了该技术在激光雷达、3D传感以及AR HUD、AR近眼显示、微投影等领域的应用场景和市场机遇。

中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所研究员沈文江讲授《MEMS激光束扫描（LBS）技术及传感与显示应用》课程

“培训课程+展览展示”相互联动

在本次培训课程中，深圳市速普仪器有限公司、苏州美图半导体技术有限公司、苏州研材微纳科技有限公司参与了产品展览展示，包括各种材料、制造和测试设备。培训期间，老师们与学员们纷纷前往展区参观、互动交流，共同探讨技术问题并洽谈合作机会。

培训课程展区一隅