量子激光芯片国产替代再进一步：昆元量子发布三款新品
8月29日，昆元量子在杭州举办“量子传感与探测技术论坛暨昆元量子产品发布会”，正式推出面向量子精密测量领域的三款半导体激光芯片，包括795nm/894nm高温窄线宽VCSEL、795nm DFB窄线宽激光器，以及780nm/795nm/1018nm增益芯片。这是国内少数实现量产的量子专用激光芯片产品，相关芯片已在下游客户端完成系统级验证并进入小批量供货阶段。
在量子精密测量系统中，半导体激光芯片是激发量子态的核心光源，其性能直接决定原子钟、磁力计、重力仪等终端设备的精度与稳定性。长期以来，这一领域的高端芯片依赖进口，供应链安全问题突出。昆元量子此次发布的产品，可视为国产替代在量子光源环节的一次突破。
从“能用”到“好用”：攻克长期稳定性与寿命两大痛点
量子精密测量专用激光芯片与普通工业级激光芯片的核心差异在于，前者对长时间工作的频率稳定性和功率稳定性要求高，关键参数指标多达13个，指标体系复杂、研制难度大。
昆元量子经过与上下游客户的对接，将研发重点集中在长期可靠性和芯片寿命提升两个方向。目前发布的几款芯片都已经在客户端完成了系统应用和验证。
此次发布的三款产品可面向不同应用场景。795nm/894nm高温窄线宽VCSEL是CPT原子钟和原子磁强计的核心光源，可在70-90℃高温下长期工作，线宽≤100MHz，边模抑制比≥20dB，具备低阈值、小体积、圆形光斑等特点，可提供裸芯片、TO46封装和无磁封装多种形式。795nm DFB窄线宽激光器面向原子磁力计、铷原子冷却、原子钟和量子陀螺仪等领域，单管输出功率大于120mW，线宽小于2MHz，无跳模调谐范围超过±20GHz，工作寿命超过10000小时。780nm/795nm/1018nm增益芯片则作为外腔半导体激光器的核心增益元件，提供宽带可调谐、低增益纹波和高外腔输出功率的相干光源，其中1018nm产品光谱调谐范围达150nm，外腔锁模后输出大于80mW。
坚持IDM全链条
与微电子领域常见的Fabless（设计）与Foundry（制造）分离模式不同，昆元量子选择了IDM（垂直整合制造）模式，覆盖从芯片设计、外延生长、晶圆制造到封装测试的全链条。
这一选择背后的逻辑是：微电子关注的是电信号，只需要区分0和1，相对纯粹。而光电子是力、热、光、电一体的整体性设计，只设计好不代表能通过工艺实现，脱离设计单纯流片也难以达到预期性能。只有全链条的迭代优化和相互匹配，才能实现系统级的芯片性能提升。
在产能布局上，昆元量子目前已经拥有一条封装测试产线，同时正在规划二期产线，用于芯片材料外延和晶圆流片制造。二期投产后，公司将在杭州具备从设计、外延、晶圆制造、封装测试到模块应用耦合的全链条生产能力。
原子钟率先起量
在量子精密测量的三大应用方向——原子钟、磁力计、重力仪/加速度计中，原子钟是目前商业化进展最快、体量最大的领域。
原子钟目前已有多个重要应用方向在验证和上量中：一是电力系统的电网实时电价交易和精准授时，“今年开始小规模验证和上量，明年可能会有几十万台左右的采购量”；二是电信网络，以华为为代表的通信设备商正在国内5G、6G基站中尝试加入精准授时原子钟部件；三是金融领域，量化交易对时间同步精度的要求持续提升。
在三款发布产品中，高温窄线宽VCSEL是进展最快的一款，该产品可用于芯片级原子钟，能够替代高端晶振，应用在电力电网和5G/6G通信基站上。
除了量子精密测量，昆元量子的半导体激光芯片技术也在向AI光互联和机器人激光雷达两大热门领域延伸。在AI领域，公司正在布局面向高速光模块的高功率激光芯片；在机器人领域，半导体激光芯片是激光雷达的核心发光部件。
光子晶体下一代技术与矩阵化产品布局
关于下一代产品规划，昆元量子主要有三个方向：一是在现有发布产品基础上继续提升寿命和稳定性，与客户联合优化；二是引入光子晶体结构实现光电联合调控；三是锚定能迅速上量的产品方向，短期主要精力集中在原子钟芯片和磁强计等市场较为确定的领域。
