瑞波光电半导体激光芯片综合性能测试装备开发通过验收

时间:2018-06-29 11:07来源:光粒网作者:yeyan 点击:
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摘要:目前,中国每年的芯片进口额约为2200亿美元。据普华永道会计师事务所称,在全球销售的芯片当中有59%被中国购买,但国内制造商仅占到这个行业全球销售收入的16.2%。最近美国宣布对中兴通讯进行长达7年的制裁警醒我们,必须减少对进口芯片的依赖,因为薄弱的芯片行业可能会削弱国家安全,并阻碍正在蓬勃发展的科技行业。

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  目前,中国每年的芯片进口额约为2200亿美元。据普华永道会计师事务所称,在全球销售的芯片当中有59%被中国购买,但国内制造商仅占到这个行业全球销售收入的16.2%。最近美国宣布对中兴通讯进行长达7年的制裁警醒我们,必须减少对进口芯片的依赖,因为薄弱的芯片行业可能会削弱国家安全,并阻碍正在蓬勃发展的科技行业。

 

  《中国制造2025》的报告里面提出要求,到2020年中国芯片自给率要达到40%,2025年要达到50%,“十三五”以来,随着中国制造2025、互联网+等国家战略出台和新一代信息技术迅猛发展,我国光电子器件产业也迎来了获得了重大发展机遇,但相关基础研发薄弱、产业创新能力不强、产业链发展不均衡情况依然存在,核心高端光电子器件(例如激光芯片)水平相对滞后已成为制约产业发展的瓶颈。

 

  近年来,随着激光技术的快速发展,国内外市场对激光产业上游芯片产品的需求量剧增,国际商业市场上对半导体激光芯片(不含封装好的模块)的年需求超过20 亿美元,国内市场对激光芯片的年需求超过20 亿人民币。然而国内开发的激光芯片产品不能满足国内市场需求,大部分高功率及光通信用芯片几乎完全依赖进口。一方面由于芯片关键生产技术掌握在国外部分企业手中,国内生产技术与国际相比存在一定差距;另一方面,芯片生产过程中缺乏对未封装的芯片进行检测的先进技术,无法保证芯片产品的批量化生产。

 

  目前,大功率半导体激光芯片主要是由西方发达国家的几家公司所垄断,如美国的lumentum、nLight、IPG、Coherent,德国的Dilas、Jenoptic、Osram等。国内激光芯片高涨的市场需求,推动国内芯片生产技术的发展,各科研院所及部分激光企业不断对芯片生产工艺进行研究创新,逐步缩小与世界先进水平的差距。随着芯片技术的进步,芯片生产工艺水平提高,产品的集成度也越来越高。为了确保功能和成品率的有效测试,半导体激光芯片生产企业及封装厂商都在寻求高精度、低测试成本的方法,并积极开发高自动化、高集成的测试设备。国内相关测试设备基本为空白,少有的设备制造商生产的此类设备为手工操作,机械化程度低,效率低下。国内科研院所及企业所需求的自动化测试设备基本全部依靠进口,以致芯片的检测成为众多芯片生产企业的产能瓶颈。进口的设备虽基本能够满足国内企业芯片产品的测试需要,但由于国外的专业设备公司对激光芯片的制造流程和工艺并不熟悉,因此生产的设备使用起来非常不便;进口的设备还具有价格昂贵,测试功能单一的特点,目前海外大型激光芯片制造公司在测量手段方面投入非常大的人力和资源,通过自行开发测试设备,可满足其科研和生产的需要,但是由于不同的公司要保护商业秘密彼此间没有配合,其测试设备缺乏行业标准而且不对外销售,国外并没有形成成熟的激光芯片测试设备产业。因此,在整个行业的层面上来看,迫切需要通用型的检测设备,对芯片的重要技术参数实现全方面的、快速和准确的检测与分析。

 

  深圳瑞波光电子有限公司作为国内极少数专注于高端半导体激光器芯片开发的新创企业,经过多年的艰辛研发和可靠性测试,已经成功开发出808nm、880nm、9××nm、905nm、1470nm等单管和Bar条产品,并开始批量生产走向市场,实现了进口替代。

 

  此外,瑞波光电基于在芯片设计、制造、测试的技术沉淀,为了更好的满足半导体激光器生产厂家在表征测试、老化及可靠性测试等方面的需求,从实际用户的使用者角度,针对半导体激光器制作过程的关键环节开发出了成系列、自动化程度高的表征测试设备,积累了丰富的设备开发经验。

 

  在此大背景下,为了解决芯片综合测试难题,瑞波光电于2015年向深圳市科技创新委员会申报了研制“半导体激光芯片综合性能测试装备”的科技计划项目(编号CXZZ20150401154444740),计划研制半导体激光芯片综合性能测试设备,涵盖了激光芯片巴条测试机的所有测试能力,而且自动化程度更高、速度更快、功能齐备、性能优良、价格合理,可实现对未切割、未封装的半导体激光芯片裸巴条自动的、全方位的测试,而且增加高低温度下的测量和光谱SMSR的测量,同时增加对不良芯片打标的功能。

 

  经过2年的开发,深圳科技创新委员会组织专家于2017年12月25日对项目进行了验收。并于2018年04月25日发布了关于2018年第1批科技计划项目验收结果的公示,结果显示瑞波光电开发的半导体激光芯片综合性能测试设备成功通过验收。

 

 

  瑞波光电开发的Bar条综合性能测试机

 

  瑞波光电开发的Bar条综合性能测试机实现了如下关键指标:

 

   对未封装的裸巴条上的独立管芯做全面表征测试

 

   在特殊设计的脉冲电流或者CW模式下取得PIV曲线、光谱特性和远场特性,能有效反映封装后单个管芯的光电特性

 

   高速测量能力: 500数据点PIV只需要1秒, 自动化程度高

 

   电流范围宽:标准电流范围0-5A(可配置到0-0.5A, 0-10A)

 

   电流波形选择宽: 5微秒脉冲宽度到连续电流

 

   电压范围宽:最大驱动电压达到20V

 

   功率范围大:标准功率检测范围0-5W(可配置到0-0.5W, 0-20W)

 

   波长范围宽: 适应于测试GaN、GaAs、InP等材料体系的激光裸巴条,波长范围400-1700nm

 

  专家表示,这款设备的成功开发,不仅可以促进激光芯片的批量化生产,更加有利于建立深圳乃至中国半导体激光芯片测试装备的标准化和产业化。

 

  深圳瑞波光电子有限公司总经理胡海博士表示,这是一款设计与开发拥有完全自主知识产权、用于全面检测和分析光芯片综合性能的自动化测试设备,除了瑞波自用外,目前已经开始大批量供应给激光器企业和科研单位,获得广泛的市场好评。

【光粒网综合报道】( 责任编辑:yeyan )
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