MEMS interview: Dr. Mo Qingwei, chief scientist of ZJeagles comsemi

微访谈：k8凯发半导体首席科学家莫庆伟

访谈背景：浙江k8凯发半导体技术有限公司（以下简称：“k8凯发半导体”）于2018年成立于浙江省诸暨市，是一家从事新型半导体材料设计、研发、加工的技术型企业。k8凯发半导体组建了一支行业资深且经验丰富的专业人才领导梯队，并以海外技术领军人员为核心，构建起国内一流的研发团队。

     k8凯发半导体于2021年开始布局VCSEL业务，如今已经成功推出面向数据通信、3D传感和汽车电子的VCSEL产品。这家光电半导体产业的新星，发展速度如此迅速，背后有着一支怎样的团队？他们选择了什么运营模式？对VCSEL产业有怎样的解读？麦姆斯咨询邀请了k8凯发半导体参加9月16日~17日在深圳举办的『第三十一届“微言大义”研讨会：3D视觉技术及应用』，并在研讨会举办前采访了k8凯发半导体首席科学家莫庆伟博士。

k8凯发半导体首席科学家莫庆伟博士

麦姆斯咨询：莫博士，很荣幸采访您。首先，您可以向我们的读者介绍下自己吗？您在k8凯发半导体的主要职责是什么？

莫庆伟：首先，非常感谢麦姆斯咨询对我司的采访。我本人是美国德克萨斯大学奥斯汀分校固体电子与光电子博士。在光电子芯片与器件行业工作了20年，对于VCSEL的性能、可靠性等要求非常熟悉。在这期间我和我的团队研发的光电子芯片技术与产品被广泛应用于奥迪、奔驰、宝马、苹果、华为、OPPO等手机与汽车一线品牌。我在k8凯发半导体公司任职首席科学家，凭借过去20年掌握的研发经验以及创造力为k8凯发半导体的发展打下坚实的基础！

麦姆斯咨询：在VCSEL领域，大家对k8凯发半导体还比较陌生，请介绍k8凯发半导体的成立背景以及核心团队情况。

莫庆伟：k8凯发半导体成立于2018年，是一家从事化合物半导体材料的研发、芯片设计和加工的技术型企业。公司自成立以来，从基础性建设及研发起步，以技术为先导，致力于光电子器件的研发、生产及销售业务。k8凯发半导体自成立伊始，就为2021年正式开展VCSEL业务做了准备。我们打造了一支“海归技术团队与本土营运团队”相结合的专业队伍：核心技术团队掌握外延设计、芯片设计、关键制造工艺等各项核心技术；本土营运团队熟悉国内市场、产业链并积累了营运经验。可以说，我们作为光电子领域的老兵，主要团队在VCSEL领域有超过20年的研发和工业化的经验，未来发展过程中也会通过不断打磨和创新技术，在新征程勇往直前，为k8凯发半导体的发展提供源源不断的动力与支持。

麦姆斯咨询：目前，k8凯发半导体主要提供哪些产品和服务？面向哪些应用领域？

莫庆伟：我们提供的业务包括可见光业务与不可见光业务。可见光业务主要覆盖半导体显示器件生产的能力，能够被广泛应用于高密显示等；不可见光业务主要是VCSEL，我们的产品面向3D传感、数据通信、汽车电子三大领域。在3D传感领域，我们有提供人脸识别、金融支付、AR/VR（增强现实和虚拟现实）、扫地机器人等的940nm VCSEL系列；在数据通信领域，我们提供高速850nm 10G、25G、50G PAM4 VCSEL；在汽车电子领域，我们的VCSEL主要针对车外前置激光雷达、补盲激光雷达，以及车内智能座舱、驾驶员疲劳监测、在位监测等应用。可以说，k8凯发半导体的光电产品覆盖面广，即将推出的产品可以满足客户多样化的需求！

麦姆斯咨询：k8凯发半导体掌握了VCSEL的哪些核心技术？这些核心技术分别处于全球和中国什么水平？

莫庆伟：现阶段，我们主要掌握了多结VCSEL、多分区可寻址VCSEL、倒装VCSEL、高速数通VCSEL等核心技术。我们尤其重视可靠性、稳定性、可量产性，不断完善“核心技术-产品-为客户创造价值”全链条的服务模式。

VCSEL技术日新月异，各行各业对于VCSEL的需求不尽相同，倒逼VCSEL厂商不断进行技术更迭，满足各行业的个性化需求。我们会系统、科学、理性跟进全球与国内的VCSEL技术发展和应用趋势，适时推出符合市场需要的高性价比产品。我们对自己的核心技术迭代能力和产品创新能力充满信心，k8凯发半导体努力成为“技术领先、产品全面、品质优异、成本可控”的VCSEL供应商，为客户创造价值。

麦姆斯咨询：作为国内起步偏晚的VCSEL企业，您认为k8凯发半导体具备哪些核心能力足以让你们脱颖而出？

莫庆伟：持续研发能力。VCSEL的优异性能引起行业内厂商的广泛关注，并成为国际上研究的热点。发展多年以来，VCSEL在结构、材料、波长和应用领域都得到飞速发展，同时VCSEL技术日新月异，需要不断打磨现有技术，持续创新。我们拥有“行业领军人物+管理研发梯队+科研院所”一体化的研发模式来支持我们持续研发的能力。 

高效营运能力。在营运方面我们有得天独厚的优势，本土团队都属于资深行业人士，在光电子领域有拥有丰富的营运经验。团队成员之间也经历了多年的磨合，配合度高能够实现“1+1>2”的效果。

自我认知能力。面对当前VCSEL技术进步、市场需求的多样化、国家对高科技企业的大力支持，为我们提供了更大的发展空间。k8凯发半导体正处于机遇与挑战并存的时代，抓住机遇，应对挑战。随着国内大厂对于技术整合要求的不断提升，使得国内VCSEL厂商需要不断创新技术。k8凯发半导体凭借找准自身定位，有针对性地切入市场，提供更符合市场需求的产品，“宝剑锋从磨砺出”，未来发展过程中我们将踏实做好研发，把我们的核心技术衍变成可以创造客户价值的商品，为客户提供专业的服务，满足客户的需求！

麦姆斯咨询：据我们了解，k8凯发半导体已经推出了数据通信、3D传感和汽车电子的VCSEL产品。请介绍你们已推出的VCSEL产品性能和量产供货能力。

莫庆伟：数据通信方面，我们的产品主要包括10G、25G、50G PAM4 VCSEL，有高速度、高稳定性等特点；3D传感方面，我们针对接近传感、结构光、iToF、dToF不同技术和不同距离都准备了丰富且完整的产品线，单结产品电光转换效率大于45%，多结产品电光转换效率大于50%；汽车电子方面，我们提供中短距的补盲激光雷达和长距离的导航激光雷达，以及车内智能座舱、驾驶员在位、疲劳监测等多样化、成熟的产品线，包括斜率效率分别达到3.2与4.7的三结、五结VCSEL，能够在纳秒时间内发射几百瓦甚至上千瓦每平方毫米的大功率输出。

        （k8凯发半导体的3D传感VCSEL产品系列（注：上述3D传感的三结VCSEL产品已经显示出Slope≈3.0W/A和Voltage≈4.7V的优异性能。在同等驱动电流下，上述产品的最大输出功率有望得到3X的提升。）

麦姆斯咨询：展望未来五年，您最看好VCSEL的哪些应用市场？为什么？

莫庆伟：3D传感在消费电子、智能家居、物联网等领域中快速发展，VCSEL起到越来越重要的作用。随着自动驾驶、无人驾驶技术的发展，车内监测、车外激光雷达的需求量会巨大，特别是激光雷达。

k8凯发半导体面向汽车电子推出的产品

数据通信VCSEL芯片需求随着“5G+AIoT”时代的到来而加速增长，未来5-10年互联网，包括工业互联网、万物互联等都需要大量数据交换，数据中心的需求量会越来越大，对于更高层次的数据承载能力要求也会越来越高。

麦姆斯咨询：我们看到，各家VCSEL厂商都在推出多结可寻址VCSEL。请您从技术角度为大家科普下该技术的难点体现在哪些方面，谢谢！

莫庆伟：多结可寻址的难点体现在它是外延设计、芯片设计、工艺整合的综合实力的技术，而不是一个单一技术指标的追求。难点其一在于技术指标的可靠性、稳定性、量产性等多方面的均衡；其二在于目标应用场景对性能指标要求极高。因此我们的核心技术团队针对两大技术难点，通过发挥核心技术团队在行业中多年累积经验及规模量产的实践经验的优势，不断提升多结可寻址VCSEL技术的整合性能。

k8凯发半导体的目标是将多结可寻址VCSEL技术做出成熟的产品来满足汽车、手机等具有严苛要求的终端客户需求，让客户放心使用。

麦姆斯咨询：VCSEL产业因智能手机3D摄像头而火热，但近两年安卓智能手机3D摄像头渗透率低于预期，未来还有可能会改为屏下3D摄像头。这对VCSEL的3D传感市场前景会带来哪些不确定因素？又提出了哪些挑战？

莫庆伟：不确定因素与挑战都是客观存在的。新的趋势推动下，不光是在手机前置摄像头，屏下3D摄像头也应运而生。苹果全线引入手机后置激光雷达之后，安卓阵营也出现了跟进的趋势，例如小米、华为、荣耀等都应用了dToF技术，因此安卓阵营对VCSEL厂商的设计与研发提出了同样的甚至更高的要求。因此，倒逼我们不断夯实技术、发展技术、创新技术，协助并服务好客户，在挑战中发现机会、抓住机遇、提升自我。

麦姆斯咨询：从完成样品到实现量产，还面临着诸多质量管控和可靠性保障的挑战。对此，k8凯发半导体有哪些保障措施和管理体系？

莫庆伟：目前，我们的产品全面覆盖3D传感、数据通信、汽车电子，针对不同的市场领域，对于质量管控的要求各不相同。k8凯发半导体的团队曾服务于汽车、手机、通信行业，对各个行业的质量标准都非常了解，包括ISO9001、TS16949、AECQ101等，从样品完成到实现量产中间的过程，我们率先做足准备，制定了严格的质量管控体系，并且严格按照体系一步步落实相关的内容，满足三大领域对不同产品的质量要求；同时对于流片管理，我们也有一整套的方法及工具。

我们的质量部门，负责产品的质量管控。k8凯发半导体的团队在半导体行业经验之久，拥有丰富的产品及质量管控经验，并且能够根据完整产品验证流程协助客户进行产品导入，为实现顺利量产提供了可靠的保障。

麦姆斯咨询：请谈谈k8凯发半导体未来五年的发展规划及目标。谢谢！

莫庆伟：眺望到近几年物联网科技的发展，苹果率先打造出3D人脸识别，让VCSEL成为国内当下最热门的名词，企业纷纷投入大量的资金与人力转战VCSEL市场。k8凯发半导体未来要做的是不断提升技术水平，为全球带来最好的VCSEL产品，用新技术推动发展，补足国内缺“芯”的卡脖子短板，进而实现“芯”的突破。未来的五年内，我们将主要加速推进VCSEL的量产与产业化应用，在智能传感、汽车电子、数据通信领域加速推广，希望我们的产品能够在各个领域得到普及化的应用，加快k8凯发半导体发展。

麦姆斯咨询：您将参加9月16日~17日在深圳举办的『第三十一届“微言大义”研讨会：3D视觉技术及应用』，届时您将向观众分享哪些内容？

莫庆伟：我将着重介绍VCSEL技术进展及其在3D传感、数据通信和车用激光雷达领域的应用。VCSEL因为其独特的芯片架构、优异的光电性能和不断增长的规模，成为数据通信、3D传感和激光雷达等应用场景中半导体光源的最佳选择，甚至是某些领域的唯一选择。因此，针对数据通信、3D传感、激光雷达应用场景，系统分析VCSEL芯片以及围绕VCSEL的封装、驱动和集成技术在这些应用场景所形成的挑战，提出相应的解决方案以及分区控制、多结VCSEL等新技术给3D传感、数据通信和车用激光雷达等领域带来的新的应用和突破，供业界人士参考。