作者 | 郭辉
西安奇芯光电科技有限公司（下称“奇芯光电”）在目前国内的半导体产业中，显得有些“特立独行”。
在众所周知的半导体产业链分工协作的背景下，奇芯光电与国内其他芯片公司不同的是，他们不仅同时具备材料研发、芯片设计、晶圆流片、封装测试和智能设备制造等多环节能力，还纵向整合了光子芯片、器件、模块及子系统的全流程研发与生产。
全产业链的投入布局，意味着需要庞大且持续的资金投入，同时还要面临更高的创新风险，对企业经营也形成一定考验。
对应到奇芯光电2014年成立至今的十年发展历程可以看到，他们整整经历了6轮融资。在2022年宣布完成Pre-IPO轮次融资后，但其后的两年时间里，这家公司实际上也并未按照计划顺利申报上市。
不过在产业周期和市场环境的多重挑战下，正如奇芯光电董事长程东所说，硅光集成是一个国家的半导体产业发展必做之事，中国需要建立自己的光子集成生态。同时，将光与电二者的特长各自发挥，可以实现通过光电集成来突破半导体摩尔定律的极限，抓住产业变革的机遇。
近期，《科创板日报》专访了奇芯光电CTO徐之光，对奇芯光电独具特色的业务模式、企业上市进展，以及他们对产业未来的思考，进行了深入交流。
硅光集成技术，正在成为半导体行业突破摩尔定律限制，应对AI大算力需求的一大重要方向。就在今年，英特尔、IBM、思科等芯片巨头，继续在硅光集成的技术线路上驰骋。
在今年7月举行的光纤通信大会上，英特尔硅光集成解决方案团队，分享了由英特尔打造的OCI（光学计算互连）芯粒，能够与英特尔的CPU实现封装并进行数据运算。据介绍，英特尔面向数据中心和高性能计算（HPC）应用打造的OCI芯粒，实现了光学I/O共封装，可在最长100米的光纤上单向支持64个32Gbps通道，有望满足AI基础设施日益增长的对更高带宽、更低功耗和更长传输距离的需求。
IBM则在今年12月宣布，其开发的新一代光电共封装 (CPO) 工艺，通过光学技术实现了数据中心内部的光速连接。IBM展示的可实现高速光学连接的光电共封装原型，能够降低规模化应用生成式AI的成本，并提高AI模型训练速度。与传统的电线相比，使用光电共封装技术训练大型语言模型的速度快近五倍，标准大语言模型的训练时间可从三个月缩短到三周。此外在光电共封装技术的加持下，还将大幅提高数据中心能效。
思科方面，近年在硅光路线上则以行业整合动作为主。自2012年起至今， 思科陆续完成对Lightwire、Luxtera、Acacia等业内知名光子集成企业的收购。
有行业研究显示，尽管光子和电子都是基于硅材料的半导体工艺，但目前硅光还无法完全复用当前的CMOS工艺及Fab产线，需要定制硅光工艺，不作修改的微电子工艺平台无法制备出高性能的硅光子器件，甚至在材料端也需要形成自主创新。
因此可以看到，由于硅光集成需要几乎全产业链的研发和投入，高昂的费用使得国际半导体大厂在这条技术路线上走得更为靠前。
国内目前进行类似全产业链投入的光子企业，几乎只有奇芯光电一家。奇芯光电CTO徐之光接受《科创板日报》记者专访表示，从2014年成立至今，他们对标的企业，正是英特尔、IBM跟思科这样的国际芯片巨头。
据了解，在材料环节，奇芯光电成功研发出了全球唯一可量产的硅基改性材料，并以此为基础，构建了多材料三维异质集成新材料体系，也凭借全新材料形成光器件产品低功耗、高集成度的优势。不仅如此，为了配合自身产业化需求，奇芯光电还专门自主研发了测试和生产环节的装备。
奇芯光电之所以选择IDM的业务模式，徐之光向《科创板日报》记者表示，原因其一是最大程度保护公司自身的知识产权。“半导体材料技术的专利申请跟侵权取证，不像设计等环节那么容易，所以我们在晶圆生产工艺、封装、测试环节，都基于芯片设计跟材料设计，去进行垂直整合”。
其二，据其介绍，IDM模式也能加速产品的开发进度。“MPW（多项目晶圆）的流片模式，对硅光产品而言，需要6到9个月的周期，这对产品开发和技术迭代而言周期都太久了，并且当关键的指标和性能发现有问题之后，MPW模式无法去更深层次地定位问题原因。”
其三，“全产业链整合也将支撑公司更加长远的发展”。徐之光表示，如果公司只进行一些芯片产品的设计，而将制造和材料环节外包或通过其他合作实现，短期内或许能够快速盈利，但公司也考虑到后续可能的成长空间将会较为有限。
徐之光表示，奇芯光电业务模式的核心挑战在于，由于整体的业务链较长，对公司而言要控制的流程变量以及需要控制调配的资源较多，当然对于公司的投入以及管理能力要求都比较高。
谈及与国内部分光芯片企业的业务区别，徐之光告诉《科创板日报》记者，“硅光集成的底层还是要靠光芯片来实现，但通常意义上讲的光芯片，其功能和类型会比较单一。硅光集成的最终载体是芯片，但功能会更加复杂、齐全。”
奇芯光电首席工程师徐之光表示，奇芯光电要做的是将波分复用、偏振复用、分光、延迟等无源功能，与调制、接收及解调等有源功能同时集成到同一个芯片上，这也是他们和常规光芯片公司的主要区别。
光芯片支持的速率越高，对芯片性能——尤其是损耗和集成度要求更高。徐之光表示，奇芯光电在这两个指标方面，能够形成优势，原因在于公司具备独特的材料体系。
据徐之光介绍，该公司自研硅基改性材料，损耗可以低到0.01dB/厘米，是常规硅光材料的四十分之一到一百四十分之一，意味着传输距离会是传统硅光材料体系产品的四十倍到一百四十倍。另外，材料折射率差的指标，也达到10%到25%之间的片上可调水平，制造的芯片产品尺寸能够做到非常小。“二者优势都是硅材料跟二氧化硅材料不具备的，将代表高速光通信的未来，也是800G/1.6T产品将能够占据市场的核心原因。”
据了解，奇芯光电此前已量产400G/800G CWDM4芯片/组件，并且在与客户进行1.6T应用的产品开发。
徐之光表示，人工智能正在加速光模块代际升级的频率，大幅缩短升级周期，从今年开始，他们正在与相关领域的下游客户合作，共同扩产满足需求。同时，激光雷达是光传感领域增长最为快速的方向，也是奇芯光电正在做的应用方向之一，目前其正在与头部客户合作开发用于下一代激光的雷达技术方案。
从2014年至今，奇芯光电共完成6轮融资，其资方包括中科创星、深投控、中兴合创、国开科创、达晨财智和西安财金等。在2022年8月，奇芯光电完成了高达4.2亿元规模的Pre-IPO轮融资，并在今年11月拿到西安财金的股权投资。
关于最新的上市筹备进度，奇芯光电方面向《科创板日报》记者表示，公司最新计划在2026年申报科创板IPO，并且公司已启动股改。
