近年來，關(guān)于摩爾定律將失效的說法越來越占主流，與此同時，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，
光子學(xué)最引人注目的成就之一就是半導(dǎo)體光源技術(shù)，包括半導(dǎo)體激光器和半導(dǎo)體發(fā)光二極管（LED）。
如今，半導(dǎo)體光學(xué)技術(shù)更是潤物細(xì)無聲滲透到我們的生活，小到蘋果手機的3D人臉識別芯片，大到工業(yè)機器人、自動駕駛的激光雷達(dá)。無論在傳統(tǒng)的通訊領(lǐng)域，還是時下最熱的人機交互、智能感知領(lǐng)域，都體現(xiàn)出更大的應(yīng)用潛力。光，正帶來新一輪的產(chǎn)業(yè)變革。
瑞識科技便是這波浪潮中的先行者和推動者，他們聚焦于消費類應(yīng)用的光源技術(shù)和解決方案，也是國內(nèi)半導(dǎo)體光學(xué)領(lǐng)域中不可忽視的一支新力量。
消費光子時代來臨，打通“芯片+封裝+光學(xué)集成”
半導(dǎo)體創(chuàng)業(yè)的門檻一向很高，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)實力和底氣做好這件事。汪洋在美國獲得半導(dǎo)體光電子學(xué)博士，隨后又在美國業(yè)內(nèi)頂級公司工作10多年，擔(dān)任研發(fā)、生產(chǎn)和運營方面的負(fù)責(zé)人。
圖 | 瑞識科技創(chuàng)始人汪洋
多年來，汪洋一直專注于半導(dǎo)體光芯片前沿技術(shù)研究與產(chǎn)品化落地，當(dāng)談到為什么會在2018年選擇回國自己創(chuàng)業(yè)，他提到了蘋果iPhone X的發(fā)布。
iPhone X上，蘋果首次使用結(jié)構(gòu)光方案做面部識別解鎖，其中關(guān)鍵的一個組件便是半導(dǎo)體激光器VCSEL，之后3D視覺在消費端的規(guī)模化應(yīng)用帶動了VCSEL市場的興起。
“2018年是一個新時代的開始，是消費光子的時代。”汪洋看到了半導(dǎo)體光源技術(shù)在消費市場的潛力，他選擇在擁有良好硬件制造工業(yè)基礎(chǔ)的深圳成立了瑞識科技。
“伴隨著人工智能、3D視覺、AR/VR的發(fā)展，先進的半導(dǎo)體光學(xué)技術(shù)將不再局限于行業(yè)應(yīng)用，而將與我們的日常生活息息相關(guān)。”
一方面是新的市場需求對光學(xué)器件提出新的挑戰(zhàn)，另一方面則是國內(nèi)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來整合封裝，很難達(dá)到時間、成本、性能（光、熱、電）的整體優(yōu)化，對角度、波長、光功率等有不同要求的新興應(yīng)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(diào)，新興行業(yè)應(yīng)用需要簡單易用、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(dǎo)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間不長，但團隊的技術(shù)積累和產(chǎn)品化能力非常強，據(jù)了解，瑞識技術(shù)團隊目前擁有6名博士，團隊成員大部分來自業(yè)內(nèi)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(guī)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)過數(shù)輪對材料設(shè)計及加工工藝的優(yōu)化，瑞識開發(fā)出光電轉(zhuǎn)換效率（PCE）高達(dá)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(dá)到業(yè)界領(lǐng)先水平，幾乎所有芯片都有40%或以上的轉(zhuǎn)換效率，并且在25℃到50℃溫度范圍內(nèi)，關(guān)鍵光電性能相當(dāng)穩(wěn)定。
“芯占比”是瑞識類比手機行業(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(biāo)。瑞識科技獨創(chuàng)的高芯占比封裝技術(shù)，對光芯片進行精準(zhǔn)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，在簡化光學(xué)設(shè)計的同時降低成本。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高問題，通常情況下，為了降低VSCEL應(yīng)用的成本，業(yè)內(nèi)會選擇替代方案紅外LED，但傳統(tǒng)的光學(xué)集成方案無法做到收攏側(cè)面光源和封裝尺寸的平衡。
所以瑞識設(shè)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(biāo)物體的均勻補光，達(dá)到了類似VCSEL泛光源的效果。
“傳統(tǒng)行業(yè)對光源器件的定義已不能滿足人工智能時代的需求，所以我們重新設(shè)計開發(fā)了一些新的光源技術(shù)。”汪洋說道，“這不是簡單的組裝，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(yīng)用。”
基于上述技術(shù)方案，瑞識科技開發(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(jié)構(gòu)光深度計算的VCSEL點陣投射器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(yīng)用在3D人臉支付、人臉門禁門鎖、紅外補光、機器人視覺、激光雷達(dá)等領(lǐng)域。同時，瑞識還與合作伙伴一起，共同合作開發(fā)完整的光傳感解決方案，賦能更多的新興應(yīng)用領(lǐng)域。
國內(nèi)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)較薄弱，做好長期抗戰(zhàn)準(zhǔn)備
與電芯片不同的是，VCSEL光芯片的材料主要以化合物半導(dǎo)體為主，化合物半導(dǎo)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(dǎo)體材料的區(qū)別，化合物半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)遠(yuǎn)沒有硅基半導(dǎo)體成熟。汪洋舉了個例子，“集成電路設(shè)計圖給到臺積電，后續(xù)的生產(chǎn)工藝完全不用擔(dān)心。但化合物半導(dǎo)體代工廠完全不一樣，工程師還需要去FAB代工廠討論工藝怎么做，而且當(dāng)前VCSEL光芯片的良率也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于硅芯片產(chǎn)品。”
這也是國內(nèi)在光芯片制造上相對比較薄弱的一環(huán)，需要做好長期“抗戰(zhàn)”的準(zhǔn)備。
目前，在晶圓生長和加工環(huán)節(jié)，瑞識也主要通過合作伙伴代工，而非IDM模式。封測方面，他們自建了的封裝測試產(chǎn)線，配置了專業(yè)的VCSEL光源的量產(chǎn)檢測設(shè)備，實現(xiàn)了對產(chǎn)品量產(chǎn)品質(zhì)和供應(yīng)鏈管理的自主掌控。
采訪的尾聲，汪洋也分享了他創(chuàng)業(yè)以來的一些心得，他認(rèn)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)，又不可避免的一個又一個難題。
談及瑞識之后的規(guī)劃發(fā)展，汪洋表示他們會繼續(xù)夯實“芯片+封裝+光學(xué)集成”三個技術(shù)方向，堅持技術(shù)創(chuàng)新的同時做好產(chǎn)品在市場的落地，以開放的態(tài)度與行業(yè)的合作伙伴共同打造技術(shù)—產(chǎn)品—場景—應(yīng)用的有效閉環(huán)。
據(jù)悉，瑞識科技近期還入選了科沃斯蒲公英加速器專為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，備受創(chuàng)始人好評。加速項目還包含仙知機器人、肇觀電子、普渡機器人、極視角、大象聲科、圖匠數(shù)據(jù)、愛數(shù)智慧等。8月29日-8月31日，由發(fā)改委、科技部、工信部、國家網(wǎng)信辦、中國科學(xué)院、中國工程院和上海市政府共同主辦的“2019世界人工智能大會”在上海世博中心、上海世博展覽館召開。
在以“芯技術(shù)、芯架構(gòu)、芯安全”為主題的AI引擎“芯”未來峰會，嘉楠科技CEO張楠賡參與 “高峰對話”圓桌論壇，表示他對中國芯片行業(yè)的思考。并在大會期間接受了網(wǎng)易智能專訪。
在論壇現(xiàn)場，張楠賡從供給端和需求端兩方面發(fā)布了自己對中國芯片行業(yè)的理解，他認(rèn)為，從供給端看，中國已經(jīng)成為芯片代工的核心樞紐，臺積電、中芯國際等本土芯片代工巨頭已經(jīng)崛起，而且隨著工藝制程的不斷突破和分工環(huán)節(jié)的細(xì)化，國內(nèi)的芯片制造業(yè)已經(jīng)形成非常完善的供給體系。
此外，在中國芯片市場的需求端，他支出中國是全球最大的芯片市場，每年進口芯片的金額達(dá)到千億美金級別。
張楠賡告訴網(wǎng)易智能，他們除了在今年WAIC展出的勘智K210邊緣側(cè)AI芯產(chǎn)品之外，還計劃于今年年底推出第二代芯片K510，該芯片的算力將是一代芯片的5-10倍，并且將從市場需求出發(fā)，從應(yīng)用場景落地。未來會保持一年更新一代的頻率，并且在明年年底區(qū)分高低端產(chǎn)品線。
對于芯片公司而言，怎么大規(guī)模出貨從而將市場鏈條走通是必須面對的問題，對此，張楠賡表示，首先芯片不是按場景去推芯片，不是一個場景一顆芯片，而是一個芯片對應(yīng)一片場景，所以它在很多不同場景都可用并且具備潛力。
其次，在商業(yè)模式方面，他認(rèn)為不能只盯著硬件唯一的商業(yè)模式，那是死路一條，端側(cè)市場其實還處于一個不成熟的階段，他舉出了例子智能門鎖的例子，本身嘉楠芯片做好了，想賣芯片，剩下的交給別人，但去了智能門鎖廠才發(fā)現(xiàn)，他們更像五金廠，他們只能繼續(xù)完成剩下的工序，做智能樓宇的時候也遇到了相同的問題。
所以，張楠賡認(rèn)為深耕AI必須去拓展不同的商業(yè)模式，他們不僅僅是一家賣芯片的公司，而另一方面，還需要開放合作，下一步，嘉楠科技計劃以合作的姿態(tài)籌備進軍新零售領(lǐng)域，今年打基礎(chǔ)，明天上業(yè)務(wù)，芯片和算法自己做，云部署和開超市交給更專業(yè)的人。另外，張楠賡分析到，“零售行業(yè)太傳統(tǒng)，利潤特別低，你需要讓他們相信你，讓他感受到這件事是有用的嗎，是可以提升營業(yè)額的，還最好是不要錢的”。
他認(rèn)為這個市場很不容易，但正因為不簡單，所以意味著機會。
張楠賡告訴網(wǎng)易智能，他的長期目標(biāo)是希望是通過智能計算改善人類生活，提高整個社會運行效率和改善人類生活，他還對中國芯片充滿信心，“用不了五年，整個芯片產(chǎn)業(yè)鏈就得看中國，我堅信不疑”。
