一、行業技術水平及特點
(1)光晶元的特性需要設計與製造的緊密結合
光學晶元採用III-V族半導體材料,需要晶元設計與晶圓製造之間相互反饋和驗證,以實現高效能指標和高可靠性。 光學晶元特性的實現和完善依賴於獨特的設計結構,根據晶圓製造工藝的測試反饋,改進晶元設計結構,優化製造工藝,對生產工藝、人員培訓、生產工藝制定和實施等都有極高的要求。
然而,光晶元製造涉及的過程較長,相關技術、經驗和管理體系需要長期積累,這對光晶元的商業化製造能力提出了嚴格的要求,提高了製造准入門檻。
公司致力於晶圓生產工藝基礎環節的開發,涵蓋晶元設計、晶圓外延到晶元測試的全流程,搭建獨具特色的晶圓工藝生產平台,建立完善的包括工藝技術資源庫積累、生產及質量管理體系、生產工藝規範與實施等體系, 培訓考核體系等,在光晶元製造和生產方面形成行業優勢。
(2)光晶元行業IDM模式有利於生產過程獨立可控
光學晶元的生產工藝很多,包括MOCVD外延生長、光柵工藝、光波導製造、金屬化工藝、端部鍍膜、自動晶元測試、晶元高頻測試、可靠性測試與驗證等。 一方面,IDM模式可以及時響應各種市場需求,靈活調整產品設計、生產環節和生產線生產計畫的工藝引數,無需因規格變化而重新購買合適的大型自動化裝置。
另一方面,IDM模式可以有效地排查問題的原因,並準確指出產品設計、生產過程或測試等問題點。 此外,IDM模式可以有效保護產品設計、結構和工藝的智財權。 公司具備光晶元結構設計開發能力,全流程自主製造和晶元測試技術,形成完整的IDM模式。 通過IDM模型,公司可以把握從設計改造到製造的垂直生產鏈的各個環節,從而有效控制生產良率、週期交付、產品迭代和風險控制。
(3)光晶元的設計和生產需要兼顧光學效能和電效能
光晶元的設計與生產追求電學和光轉換效率的提公升,涵蓋廣泛的專業領域。 在雷射晶元方面,需要有效控制半導體材料中的電流通道,將電載流子引入有源發光區進行電光轉換,同時要求高效完成電光轉換,最後考慮光在雷射晶元中的傳輸路徑和行為, 從而平滑地閃光,避免雜訊干擾。
相關專業領域涵蓋半導體材料、半導體製造、二極體、雷射諧振、光波導等電光領域,覆蓋面廣而深,需要匯聚相關專業領域的人才。 公司核心團隊擁有多年的設計開發經驗,注重相關領域人才的交叉培養和現場整合,在行業內具有相對的專業技術優勢。
(4)光晶元產品的可靠性驗證專案種類繁多,耗時長
光晶元的終端應用客戶主要是運營商和網際網絡廠商,在滿足產品效能的前提下,更注重產品的可靠性和長期穩定性。 光晶元的應用場景可能涉及室外高溫、高濕、低溫等惡劣應用場景,可靠性驗證的專案指標多樣且耗時長,如高溫大電流長期(5000小時)老化試驗、高低溫溫度迴圈驗證、高溫高濕環境驗證等, 等,確保產品在惡劣環境下長時間執行不失效。
光學晶元設計定稿後,需要通過高溫老化進行驗證,週期通常在二到四分之三以上。 當市場需求迫切時,光晶元廠商需要提前推出可靠性驗證方案,以保證及時供需。 採用IDM模式,如果原型樣品匯入可靠性驗證後出現故障情況,公司可以高效調研設計、製造或測試環節,準確定位改進點,快速開展二、三樣品光晶元的迭代開發,有效提高可靠性驗證專案的實施效率。
2. 專案概況。
隨著資料互動流量的快速增長和5G網路的普及,通訊行業對晶元傳輸速率的要求不斷提高,高速50G光晶元迎來了廣闊的發展空間。 目前,50G光晶元主要由國外廠商組成,國產化程度很低。 專案計畫總投資1293563萬元,將在公司自有土地上建立一條50G光晶元生產線,搶占市場先機,打造國產50G光晶元品牌,推動高效能光晶元國產替代。
二、專案實施的必要性
(一)搶占市場先機,實現科研成果產業化
光模組的小型化、低成本、高速化是產品迭代的主要方向。 隨著400G光模組的商用和800G光模組的設計驗證和測試階段,資料中心市場光晶元需求的迭代過程正在加速,高速光晶元的應用場景也在不斷拓展。 根據Omdia對資料中心和電信市場雷射晶元的研究,高速光晶元市場的增長率將遠高於中低速率光晶元。 目前,國產50G及以上的高速光晶元亟待開發,相關領域勢在必行。
(二)推進高階光晶元國產化和替代化程序
目前,國內企業主要集中在2家5G光晶元產品的生產製造,10G和25G中高速光晶元正在逐步實現量產,而50G及以上高階光晶元的生產仍主要集中在美國和日本企業,內需極度依賴進口。 近年來,國際形勢的變化在一定程度上制約了我國通訊業的建設和通訊業廠商的發展。 隨著光通訊產業的發展,在光晶元領域的戰略地位將進一步凸顯。 該專案生產的50G光晶元將有助於打破高階光晶元的國際進口依賴,促進實現國產替代,促進我國通訊建設和產業發展。
(三)豐富產品結構,鞏固行業領先地位
高速、大頻寬光通訊市場應用的快速迭代,進一步擴大了高速光晶元的市場需求。 受最先進摩擦的影響,搶占高速光晶元市場已成為國內光晶元企業競爭的焦點,行業龍頭企業正在積極探索和布局高速光晶元產品,力爭突破技術瓶頸,早日實現商業化應用。 “50G光晶元產業化建設專案”的實施,將助力公司拓展下游市場,豐富產品品類,優化產品結構,進一步鞏固行業領先地位。
3、專案實施的可行性
(一)國家政策大力支援,為專案實施提供制度保障
針對晶元產業面臨的“卡脖子”問題,國家出台了一系列扶持政策。 2024年8月,《關於促進新時代積體電路產業和軟體產業高質量發展若干政策的通知》發布,對財稅、投融資、研發、進出口等方面進行了規定,致力於優化產業發展環境,深化產業國際合作, 提公升產業創新能力和發展質量。
“十四五”規劃將科技自力更生、自強作為國家發展的戰略支撐,晶元產業發展也在其中得到強調; 2024年3月,工信部印發《雙千兆網路協同發展行動計畫(2021-2024年)》,提出做強產業鏈、補鏈,著力提公升核心晶元、網路裝置、模組、器件等研發製造水平。 在晶元逐步實現自給自足的過程中,發展高階晶元具有重要意義,將受益於國家政策。
(2)核心技術和IDM模式,為專案實施提供技術支援
在行業深耕的多年中,公司取得了“2“5G-10G-25G”及更高速率光晶元的突破得到了客戶的高度認可,積累了包括兩大技術平台、八大核心技術在內的豐富經驗,可為專案的順利實施提供充足的技術支援。
此外,公司建立的IDM模型可以幫助縮短產品開發周期,實現光晶元的自主可控生產,快速響應動態市場需求,有效控制生產良率、週期交付、產品迭代和風險控制等,為專案實施提供有力支撐。
四、專案投資概況
該項目的總投資預算為12,93563萬元,其中建設費用3762元25萬元,裝置購置費用6763元 0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000004萬元,其他工程費30098萬元,基礎準備費56836萬元,1000萬流動資金000,000元。
五、專案實施進度
本專案建設週期為2年。 根據規劃,專案主要包括方案設計、施工工程、裝置採購安裝、工程驗收、試生產運營五個階段。