天游-平台注册！上期为大家介绍砷化镓生长技术、外延技术、设备商与代工企业，本期为大家介绍芯片制备环节、半导体芯片封装形式、光泵浦源及市场格局。

　　根据宏捷2017年财报，其代工生产的GaAS晶片主要供给手机、WLAN以及光通讯零部件。整个制造过程共分为5个环节。分别是前段制程、PCM测量、后段制程、晶体切片、检验入库。

　　具体以VCSEL芯片侧向选择氧化制备工艺，其过程一般包含沉积二氧化硅，一次光刻，台面刻蚀、选择氧化、去除二氧化硅、沉积二氧化硅、二次光刻、腐蚀出光口、三次光刻、蒸镀P电极、合金、减薄衬底、蒸镀N电极等9个环节。

　　在光芯片代工领域，目前全球主要有稳懋、宏捷、寰宇、联颖、GCS（全球通信半导体）等。2017年稳懋约占72.7%的市场份额，基本形成一超多强的局面。

　　其中对比看来，稳懋体量最大，各种砷化镓和磷化铟产品均有涉及，优势明显。市场集中度已经达到一定程度，未来大概率延续目前一超多强的局面。

　　芯片的封装主要有F-mount和C-mount两种。芯片封装是将芯片直接焊接在热沉上，将芯片发光时产生的大量热散掉，以保证芯片正常工作。

　　C-mount结构为一正方形，中心有螺孔，用来固定芯片。C-mount的底座是正电极，也称为热沉，材料一般是导热率高的铜或其他高导材料。C-mount结构简单、价格适中、封装功率也适中，因此得到了广泛运用。但是由于自身材料和机构的限制，散热性相对较差，用于较高功率芯片封装时，多会将芯片烧坏。

　　F-mount的结构是长方形，体积较C-mount大，比C-mount多了一个定位孔。两个定位孔可以让芯片定位更加稳固、散热面积更大。F-mount类型封装的功率更稳定，寿命更长。F-Mount 型封装时芯片不是直接焊接在热沉上的，从图中可以看出芯片与底座之间还多了一层物质，这层物质被叫做过渡热沉。过渡热沉十分重要，首先它解决了芯片与底座材料热膨胀系数不匹配的问题；其次由于通电时芯片温度升高带来的热变形概率能有效降低；然后能减小焊料产生空洞而带来的不利情况；最后能提高焊接强度，保障封装质量。F-Mount 型封装目前用于单管功率比较大的激光器封装。

　　保护壳封装主要有TO封装和蝶形封装两类。这种封装结构一般是将COS（chip on sink）芯片用其他材料的保护罩密封起来。

　　TO封装结构小巧，内部仅有二到四根引脚，容量十分有限，做一般为三个管脚。TO型半导体激光器工作激光从管帽中间射出。TO封装加工成本低、制作简单，被广泛运用。

　　蝶形封装的壳体两侧有很多金属材料管脚，外形看上去像蝴蝶，因此称为蝶形封装。蝶形封装的尺寸较TO封装大很多，可以在内部放置敏感元件。因为蝶形封装散热能力较好，一般用于功率较大的半导体激光器。

　　单管是将激光芯片封装后形成的发光单元，激光 bar 条可以看做是多个半导体单管并排形成的激光器单条，泵浦功率更高。

　　bar条按排列形式可以分为垂直叠阵及水平阵列。水平阵列用于侧面泵浦固体激光器，要求更高的光输出功率但并不要求光束会聚，而垂直叠阵可以得到较高的输出功率。

　　国内厂商虽然掌握泵浦源制造技术，但核心激光芯片仍依赖进口。国内激光器厂商如锐科、创鑫等致力于通过实现光纤激光器原材料自制以降低成本，泵浦源等关键器件制造技术已被掌握，但中高功率半导体激光芯片仍依赖进口。此外，受限于自有产能不足，锐科激光与创鑫激光部分泵浦源仍需要对外采购。国内外泵浦源供应公司主要有中国凯普林、中国长光华芯、和美国 DILAS（Coherent）等，但境外公司采购价相对较高并且存在技术封锁，国内只有少数企业生产中高功率泵浦源符合要求。

　　不同的泵浦源的发光波长决定了其用途。光纤在 915nm 和 976nm 波段存在两个明显的特征吸收峰，915nm 波段吸收系数相对较低，吸收谱较宽；976nm 波段吸收系数是 915nm 波段的 2－3 倍，但吸收谱相对较窄。976nm 波段泵浦的光效率可达到 85％，而 915nm 波段泵浦的光效率为 75％。

　　目前国内主流的激光器厂商为 915 路线，高功率升级降本驱动 976 路线nm 波段的半导体激光器作为泵浦源，受益于 915nm波段较宽的吸收谱，激光器整机受温度影响较小，在 915nm 波段增益有源光纤的吸收效率低，为达到整机光纤激光器更高功率的输出，在技术上要求使用更高的 976nm泵浦功率和更长的有源光纤。

　　虽然 976nm 泵浦方式有更高的吸收率及光转换效率，但相比 915nm 泵浦方式在光线处理和耦合上的技术难度更大，国际上只有少数激光器厂商像德国的 IPG、美国的DILAS（Coherent）在量产工业激光器中大规模使用 976 泵浦源。