瑞識科技汪洋：以半導體光學(xué)為基礎的消費光子時(shí)代即將來(lái)臨

一家擁有“芯片+封裝+光學(xué)集成”三大核心技術(shù)的半導體光學(xué)初創(chuàng )公司。

近年來(lái)，關(guān)于摩爾定律將失效的說(shuō)法越來(lái)越占主流，與此同時(shí)，電子學(xué)之外的光子學(xué)走到閃光燈下，“消費光子”的序幕緩緩拉開(kāi)，

光子學(xué)最引人注目的成就之一就是半導體光源技術(shù)，包括半導體激光器和半導體發(fā)光二極管（LED）。

如今，半導體光學(xué)技術(shù)更是潤物細無(wú)聲滲透到我們的生活，小到蘋(píng)果手機的3D人臉識別芯片，大到工業(yè)機器人、自動(dòng)駕駛的激光雷達。無(wú)論在傳統的通訊領(lǐng)域，還是時(shí)下最熱的人機交互、智能感知領(lǐng)域，都體現出更大的應用潛力。光，正帶來(lái)新一輪的產(chǎn)業(yè)變革。

瑞識科技便是這波浪潮中的先行者和推動(dòng)者，他們聚焦于消費類(lèi)應用的光源技術(shù)和解決方案，也是國內半導體光學(xué)領(lǐng)域中不可忽視的一支新力量。

消費光子時(shí)代來(lái)臨，打通“芯片+封裝+光學(xué)集成”

半導體創(chuàng )業(yè)的門(mén)檻一向很高，汪洋作為瑞識科技的創(chuàng )始人，早期的求學(xué)和工作經(jīng)歷讓他有足夠的技術(shù)實(shí)力和底氣做好這件事。汪洋在美國獲得半導體光電子學(xué)博士，隨后又在美國業(yè)內頂級公司工作10多年，擔任研發(fā)、生產(chǎn)和運營(yíng)方面的負責人。

圖 | 瑞識科技創(chuàng )始人汪洋

多年來(lái)，汪洋一直專(zhuān)注于半導體光芯片前沿技術(shù)研究與產(chǎn)品化落地，當談到為什么會(huì )在2018年選擇回國自己創(chuàng )業(yè)，他提到了蘋(píng)果iPhone X的發(fā)布。

iPhone X上，蘋(píng)果首次使用結構光方案做面部識別解鎖，其中關(guān)鍵的一個(gè)組件便是半導體激光器VCSEL，之后3D視覺(jué)在消費端的規?；瘧脦?dòng)了VCSEL市場(chǎng)的興起。

“2018年是一個(gè)新時(shí)代的開(kāi)始，是消費光子的時(shí)代。”汪洋看到了半導體光源技術(shù)在消費市場(chǎng)的潛力，他選擇在擁有良好硬件制造工業(yè)基礎的深圳成立了瑞識科技。

“伴隨著(zhù)人工智能、3D視覺(jué)、AR/VR的發(fā)展，先進(jìn)的半導體光學(xué)技術(shù)將不再局限于行業(yè)應用，而將與我們的日常生活息息相關(guān)。”

一方面是新的市場(chǎng)需求對光學(xué)器件提出新的挑戰，另一方面則是國內并不成熟的VCSEL技術(shù)，擺在瑞識面前的難題很多。即便如此，瑞識科技還是選擇了一條在外界看來(lái)頗為艱難的路。

“行業(yè)極少有提供完整光源解決方案的公司，大部分依靠手機模組廠(chǎng)來(lái)整合封裝，很難達到時(shí)間、成本、性能（光、熱、電）的整體優(yōu)化，對角度、波長(cháng)、光功率等有不同要求的新興應用的支持也存在諸多難題，這在一定程度上限制了VCSEL技術(shù)在行業(yè)的滲透。”

汪洋強調，新興行業(yè)應用需要簡(jiǎn)單易用、光電熱整體優(yōu)化好的光源方案（封裝好的光芯片，并裝配好光學(xué)透鏡），而不僅僅是單獨的一顆VCSEL光芯片。

所以他給瑞識科技的定位也很清晰，圍繞“芯片+封裝+光學(xué)集成”三大核心技術(shù)，提供真正好用、便宜、可量產(chǎn)的半導體光源產(chǎn)品和光學(xué)解決方案，而并非一家僅僅提供VCSEL芯片的公司。

自研VCSEL芯片，首推“高芯占比”封裝和“1.5次光學(xué)集成”

雖然瑞識科技成立時(shí)間不長(cháng)，但團隊的技術(shù)積累和產(chǎn)品化能力非常強，據了解，瑞識技術(shù)團隊目前擁有6名博士，團隊成員大部分來(lái)自業(yè)內頂級公司并擁有多年產(chǎn)業(yè)化的經(jīng)驗。

目前，他們已經(jīng)做到了自研VCSEL芯片的大規模量產(chǎn)，并在業(yè)界首次提出“高芯占比”封裝和“1.5次光學(xué)集成”技術(shù)方案。

VCSEL芯片方面，汪洋表示經(jīng)過(guò)數輪對材料設計及加工工藝的優(yōu)化，瑞識開(kāi)發(fā)出光電轉換效率（PCE）高達52%的VCSEL外延材料?；陧敿庑阅艿耐庋硬牧?，他們的VCSEL芯片性能也達到業(yè)界領(lǐng)先水平，幾乎所有芯片都有40%或以上的轉換效率，并且在25℃到50℃溫度范圍內，關(guān)鍵光電性能相當穩定。

“芯占比”是瑞識類(lèi)比手機行業(yè)屏占比的定義提出的。它的定義是指光芯片面積和芯片封裝后器件面積的比值，是衡量光器件封裝集成度的指標。瑞識科技獨創(chuàng )的高芯占比封裝技術(shù)，對光芯片進(jìn)行精準成型封裝，能有效縮小封裝需要的體積，并充分考慮到產(chǎn)品散熱通道的擴展和器件總體量子效率的提高，在簡(jiǎn)化光學(xué)設計的同時(shí)降低成本。該封裝技術(shù)不僅可以用于ToF光發(fā)射模組，也可以用于其它光源類(lèi)產(chǎn)品封裝。

“1.5次光學(xué)集成”方案解決的則是VCSEL方案的泛光源成本過(guò)高問(wèn)題，通常情況下，為了降低VSCEL應用的成本，業(yè)內會(huì )選擇替代方案紅外LED，但傳統的光學(xué)集成方案無(wú)法做到收攏側面光源和封裝尺寸的平衡。

所以瑞識設計了“1.5次光學(xué)集成”，提升產(chǎn)品光強分布的均勻度，通過(guò)多層光學(xué)界面配合處理LED近似朗伯型光源的光路，獲得光強分布均勻的光斑，保證光源對目標物體的均勻補光，達到了類(lèi)似VCSEL泛光源的效果。

“傳統行業(yè)對光源器件的定義已不能滿(mǎn)足人工智能時(shí)代的需求，所以我們重新設計開(kāi)發(fā)了一些新的光源技術(shù)。”汪洋說(shuō)道，“這不是簡(jiǎn)單的組裝，而是對光學(xué)、電、熱、算法整體的優(yōu)化，最終讓光學(xué)技術(shù)更快深入到新興的應用。”

基于上述技術(shù)方案，瑞識科技開(kāi)發(fā)了VCSEL光源模組VRay（VCSEL+透鏡）、高性能ToF VCSEL光源模組Tray、用于三維結構光深度計算的VCSEL點(diǎn)陣投射器SRay，以及1.5次光學(xué)集成封裝的LED光源產(chǎn)品。

目前，瑞識科技的光學(xué)集成光引擎方案已經(jīng)成功應用在3D人臉支付、人臉門(mén)禁門(mén)鎖、紅外補光、機器人視覺(jué)、激光雷達等領(lǐng)域。同時(shí)，瑞識還與合作伙伴一起，共同合作開(kāi)發(fā)完整的光傳感解決方案，賦能更多的新興應用領(lǐng)域。

國內產(chǎn)業(yè)基礎較薄弱，做好長(cháng)期抗戰準備

與電芯片不同的是，VCSEL光芯片的材料主要以化合物半導體為主，化合物半導體是以砷化鎵（GaAs）和磷化銦（InP）等為代表，包括許多其它III-V族化合物。

由于半導體材料的區別，化合物半導體產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)遠沒(méi)有硅基半導體成熟。汪洋舉了個(gè)例子，“集成電路設計圖給到臺積電，后續的生產(chǎn)工藝完全不用擔心。但化合物半導體代工廠(chǎng)完全不一樣，工程師還需要去FAB代工廠(chǎng)討論工藝怎么做，而且當前VCSEL光芯片的良率也遠遠低于硅芯片產(chǎn)品。”

這也是國內在光芯片制造上相對比較薄弱的一環(huán)，需要做好長(cháng)期“抗戰”的準備。

目前，在晶圓生長(cháng)和加工環(huán)節，瑞識也主要通過(guò)合作伙伴代工，而非IDM模式。封測方面，他們自建了的封裝測試產(chǎn)線(xiàn)，配置了專(zhuān)業(yè)的VCSEL光源的量產(chǎn)檢測設備，實(shí)現了對產(chǎn)品量產(chǎn)品質(zhì)和供應鏈管理的自主掌控。

采訪(fǎng)的尾聲，汪洋也分享了他創(chuàng )業(yè)以來(lái)的一些心得，他認為創(chuàng )業(yè)成功的關(guān)鍵不在于技術(shù)和產(chǎn)品有多好，而在于團隊尤其是創(chuàng )始人能否妥善解決那些層出不窮、生死攸關(guān)，又不可避免的一個(gè)又一個(gè)難題。

談及瑞識之后的規劃發(fā)展，汪洋表示他們會(huì )繼續夯實(shí)“芯片+封裝+光學(xué)集成”三個(gè)技術(shù)方向，堅持技術(shù)創(chuàng )新的同時(shí)做好產(chǎn)品在市場(chǎng)的落地，以開(kāi)放的態(tài)度與行業(yè)的合作伙伴共同打造技術(shù)—產(chǎn)品—場(chǎng)景—應用的有效閉環(huán)。

據悉，瑞識科技近期還入選了科沃斯蒲公英加速器專(zhuān)為AI與機器人領(lǐng)域初創(chuàng )公司打造的X加速計劃，該計劃已經(jīng)助力了60家機器人與AI企業(yè)取得突破性成長(cháng)，備受創(chuàng )始人好評。加速項目還包含仙知機器人、肇觀(guān)電子、普渡機器人、極視角、大象聲科、圖匠數據、愛(ài)數智慧等。近期X加速計劃第四期申請已經(jīng)啟動(dòng)，掃描二維碼即可報名。

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