几家初创公司看到了在欧洲打造下一代超快激光器的巨大机遇,这种激光器是高端芯片制造中的关键部件。2026年6月,欧盟委员会提出立法和战略,以增强欧洲在半导体和人工智能生态系统中的竞争力和独立性。目前,一家初创公司将于10月在立陶宛破土动工建设工厂。
“主权对我们来说不是一个抽象的政策词汇——它已经成为我们能够获得资金、合作伙伴和关注的原因。”德国RayVen Laser公司首席执行官塞莉亚·米隆表示。欧盟提出的“芯片法案2.0”将支持更广泛的计算机芯片供应链——包括设计、材料和加工设备(如超快激光器)等环节。米隆表示,这一转变意味着大量公共资金能够流向像她这样的小型初创企业。
独立市场研究显示,全球超快激光市场规模在2025年约为24亿美元,年增长率约为20%,预计到2030年代初将超过100亿美元。报告指出,半导体微型化和先进封装是主要驱动因素,此外精密制造和医疗应用也起到推动作用。
飞秒新秀
超快激光器能够发射极短的飞秒至皮秒级高能光脉冲,是先进材料加工领域最有价值的工具之一。它们能够实现高精度加工,而不会对周围材料造成热损伤。超快激光加工对于实现更快数据传输的先进芯片元件至关重要。例如,被称为“中介层”的部件——即帮助连接先进半导体封装中堆叠芯粒的布线层——需要用激光钻出微小的孔洞,即“玻璃通孔”,随后制造商用铜填充这些孔洞以传导电信号。“这就像是在玻璃上进行3D打印技术,”立陶宛激光初创公司Litlit的首席执行官兼联合创始人尼古拉尤斯·加夫里利纳斯说。其他应用还包括印刷电路板探针卡和晶圆切割。
10月,Litlit将在立陶宛维尔纽斯开设一家新工厂,目标年产量高达3000台飞秒激光器,这将使其跻身全球产能前列。加夫里利纳斯表示,当需求高于平常水平时,“市场参与者会寻找不那么成熟的公司。对于Litlit这样的年轻公司来说,这是一个绝佳的机会。”虽然学术界的飞秒激光购买者能够容忍昂贵复杂的设计,但工业界需要的是紧凑、坚固、无需维护并能在工厂环境中可靠运行的激光器。
2014年,加夫里利纳斯和他的联合创始人申请了一项专利,该方法仅使用几段光纤就能生成极其稳定的一微米波长激光脉冲。通过这种稳定的初始脉冲,噪声调制变得简单直接。该架构实现了20%的电光转换效率,纯基波波长被输送到高能量光束中。在过去十年中,公司将这一理念发展成为紧凑的模块化技术,并发明了可持续的生产工艺。“从复杂走向稳定,是一项成熟技术的标志,”加夫里利纳斯说,Litlit的技术已经达到了这一阶段。
“有些公司找上我们,做的事情从来都不在我们的考虑范围之内。”本杰明·鲁丁
与此同时,米隆的公司RayVen Laser选择了另一个机遇:尚未被广泛商业化的两微米波长超快激光器。米隆解释说,在这一波长下,硅的透明度远高于传统波长。光束不再只是烧蚀表面,而是可以聚焦并在硅内部形成结构。这为半导体行业开辟了新的制造选项——这些工艺要么更高效,要么所需步骤更少,要么此前根本无法实现。这包括背面加工、深层表面结构化,以及使三维芯片各层之间能够互相通信的硅通孔。目前实现这些工艺的技术需要用到大量化学品和水。仅用激光就能完成,更简单、更具成本效益,且产生的废料更少。
RayVen目前正在小批量试点规模上建设并验证其前两条产品线,而非大规模量产。早期客户和合作伙伴包括需要激光源进行材料加工实验的研究机构、大学实验室和工业研发团队。4月份新一轮欧盟资金的注入,推动该公司进一步向半导体加工领域扩张。他们目前正与两所合作大学共同建设演示系统。
米隆表示,她在多个层面都观察到了需求的增长:客户兴趣不断上升,这一波长在科学会议上受到越来越多的关注,光子集成电路制造和共封装光学领域也涌现出新的制造需求。
更多数据,更多激光
也有人持怀疑态度。位于波尔多的超快激光巨头Amplitude Laser联合创始人、现独立顾问埃里克·莫泰表示,他怀疑欧洲的科技主权行动能否对本土飞秒激光公司产生多大影响。微加工总体而言是一个重要领域,但它包含许多利基应用,超出了主要厂商的关注范围,他说。然而,电信和数据通信行业对飞秒激光有着明确的市场需求——新兴企业需要展示出应对超大产量的能力。莫泰认为“欧盟公司在这方面有着良好的创新潜力”。
瑞士的Menhir Photonics便是其中一家。他们专注于微型、高精度的1.5微米波长飞秒激光器。“我们的激光器就像是同步电信系统的节拍器,”Menhir首席技术官本杰明·鲁丁解释道。例如,在6G系统的高数据带宽需求下,手机基站之间的精确同步变得愈发重要。这项技术在量子技术、精密微波生成以及AI数据中心的高速光交换中同样具有价值。“有些公司找上我们,做的事情从来都不在我们的考虑范围之内,”鲁丁说。例如,他正与一家为安全传输提供数据中心收发器的公司合作。
鲁丁表示,目前没有其他公司生产的超快激光器具备与Menhir产品相同的规格组合。增益开关激光二极管在电信领域可以实现类似功能,但噪声性能更差,带宽也更小。与使用超快激光进行量子物理研究的传统学术市场相比,数据通信和电信领域对成熟度、可靠性和低价格有着更高要求。“我们的初衷一直是将激光器微型化并实现全自动化生产,以打入这一市场,”他说。
受数字基础设施需求增长的推动,Menhir于去年8月在苏黎世启用了一座先进生产设施。该设施正在开发全自动装配机器,用于生产仅几平方厘米大小的激光模块。他们计划在2026年底前完成首个原型,2027年底前实现全面自动化,并在2028年前实现每年生产数万台紧凑型激光单元。“主权这个话题正变得越来越重要。我们意识到自己对中国的依赖程度有多深,”鲁丁说。
欧洲光子产业联合会(EPIC)主任卡洛斯·李同样持谨慎态度,他指出“主权”多少是个烟雾弹。即便欧洲确实建立了半导体制造工厂,仍然需要从其他地方采购制造设备——而激光源在其中只是很小的一部分。“你要么百分之百独立,要么就不是。如果你连组装机器的螺丝刀都没有,就谈不上独立,”李说。但他也表示,即便欧盟芯片法案及其后续政策未能让欧洲实现更多独立,只要它们能帮助产业发展,这些政策依然是有益的。“真正的驱动力是市场,而不是主权。”
Q&A
Q1:超快激光在芯片制造中有什么作用?
A:超快激光能发射极短的飞秒到皮秒级高能光脉冲,可实现高精度材料加工而不损伤周围材料,被用于芯片互连层的通孔钻孔、印刷电路板探针卡制造和晶圆切割等先进封装工艺。
Q2:欧盟“芯片法案2.0”对超快激光初创企业有什么影响?
A:欧盟提出的“芯片法案2.0”旨在支持包括设计、材料和加工设备在内的整个半导体供应链,这使得大量公共资金能够流向像RayVen Laser这样的小型初创企业,为其提供了此前难以获得的资金、合作伙伴和关注度。
Q3:Menhir Photonics的超快激光有什么特点?
A:Menhir Photonics专注于微型化、高精度的1.5微米波长飞秒激光器,其激光可作为同步电信系统的“节拍器”,广泛应用于6G基站同步、量子技术、精密微波生成以及AI数据中心的高速光交换等领域。
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