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【产品动态】激光芯片定制：VI Systems 以 VM50-940-GSG-Cxx 解锁 940nm 波长的专属光通信方案

发布时间：2025-06-13 14:42:20 阅读数： 120

在 5G 网络向毫米波频段拓展、数据中心加速部署 400G 光模块的 2025 年，激光芯片定制已成为突破标准器件性能边界的关键路径。德国 VI Systems 的 VM50-940-GSG-Cxx 垂直腔面发射激光器（VCSEL）芯片，以 940nm 波长与 56 Gbit/s 高速率为基础，通过晶圆级定制能力，为 SWDM 光通信、激光雷达等场景提供从参数优化到封装适配的全链条解决方案。

图片描述

一、定制化核心：从标准参数到专属需求的精准匹配

1. 波长与光学特性定制

· 基础波长拓展：标准 940nm 波长（范围 930-950nm，）可根据需求微调 ±5nm，适配特殊光纤传输窗口或传感吸收峰。例如，为某激光雷达厂商定制的 945nm 版本，提升了硅基探测器的响应效率 15%。

· 光谱纯度优化：通过调整 DBR 反射镜周期，将光谱带宽（RMS）从 0.6-1nm（）压缩至 0.3nm 以下，满足高精度光谱分析需求。

2. 电学与散热定制

· 阈值电流优化：针对低功耗场景，可将 0.5mA 的典型阈值电流进一步降低至 0.3mA，适配电池供电的便携式设备。

· 热管理设计：为工业高温环境（如钢铁厂监测）定制散热结构，使工作温度从 85℃提升至 125℃，同时保持 3mW 峰值功率稳定输出。

3. 封装与集成定制

· 接触方式适配：在标准 GSG 接触基础上，提供倒装键合（Flip-Chip）或 TSV（硅通孔）封装，将 250×250μm 单芯片集成至高密度光引擎，间距缩小至 150μm。

· 阵列规模定制：从 1x1 单芯片扩展至 1x12 阵列，配合 250μm 器件间距（），构建 1.2 Tbit/s 的并行光链路。

二、VM50-940-GSG-Cxx 的定制化应用场景

图片描述

1. 100G/200G SWDM 光模块

· 痛点解决：标准 850nm VCSEL 在多模光纤中传输距离受限，定制 940nm 版本后，配合 OM4 光纤实现 500 米传输（原极限 300 米），满足数据中心跨机房连接需求。

· 参数适配：将光学带宽从 18-23GHz提升至 25GHz，支持 PAM-4 调制下的 200G 信号传输，误码率 < 10⁻¹²。

2. 自动驾驶激光雷达（LiDAR）

· 波长定制：940nm 避开人眼敏感的 850nm 波段，同时匹配硅雪崩光电二极管（APD）的高响应区，使雷达探测距离从 150 米延长至 200 米。

· 脉冲特性优化：将 30° 光束发散角压缩至 15°，配合阵列封装实现 ±45° 扫描视场，提升环境建模精度。

3. 医疗光谱监测设备

· 光谱匹配：定制 938nm 波长，精准对准人体组织的水吸收峰，用于无创血糖监测，测量误差 < 5%。

· 低功耗设计：通过优化斜率效率至 0.4 W/A，使连续工作功耗从 10mW 降至 6mW，适配可穿戴设备。

三、VI Systems 定制服务的技术壁垒

1. 垂直整合的快速响应

· 全流程自制：从 GaAs 外延生长到封装测试均在柏林工厂完成，定制样品交付周期仅 4 周（行业平均 8 周），支持小批量（10-100 颗）快速验证。

· 晶圆级微调：利用电子束光刻技术，在晶圆流片阶段实现波长 ±0.1nm 的精度控制，确保批量产品的波长一致性 <±0.5nm。

2. 科研级技术支持

· 联合开发：与弗劳恩霍夫研究所合作，为客户提供从芯片设计到系统集成的仿真模型（如 LightTools 光学仿真、HFSS 电磁仿真），降低开发风险。

· 可靠性测试：提供 85℃/85% RH 高加速寿命测试（HALT）报告，确保定制产品的 MTBF>10 万小时。

3. 成本优化策略

· 阶梯定价：100 颗以下定制订单单价约€500 / 颗，1000 颗以上降至€200 / 颗，且免非 recurring engineering（NRE）费用。

· 兼容设计：确保定制芯片与标准驱动电路兼容，避免系统重新设计成本，如 GSG 接触兼容现有 RF 探针测试设备。

四、定制流程与案例参考

1. 需求定义：客户提供波长、速率、应用场景（如 “200G SWDM 光模块，传输距离≥400 米”）。

2. 方案设计：VI Systems 在 2 个工作日内提供参数建议（如 “942nm 波长，23GHz 带宽”）与成本估算。

3. 样品验证：4 周内交付工程样品，某光模块厂商实测显示，定制 940nm 芯片的光链路损耗比标准 850nm 方案降低 1.2dB。

4. 量产导入：通过 AEC-Q102 认证后，进入批量生产，支持 J-STD-020 焊料兼容性测试。

结语：定制激光芯片，就是定制技术竞争力

在光通信与传感技术高速迭代的时代，VM50-940-GSG-Cxx 通过定制化能力，将 940nm 波长的潜力转化为具体场景的解决方案。无论是突破传输距离极限，还是匹配特殊光谱需求，VI Systems 以德国工程精度为支撑，让每一颗定制芯片都成为客户技术突破的催化剂。立即联系我们，获取专属光芯片解决方案，让 940nm 的光流精准响应您的创新需求！