国之栋梁，铸就大国之材！《大国之材》栏目聚焦材料界学术泰斗、行业领军人物，通过大型系列纪录片、系列丛书、视频访谈、媒体报道等多种形式，见证中国材料人奋勇拼搏、砥砺前行的成长轨迹，记录中国从材料大国向材料强国迈进的发展史。
《大国之材》分为《人物篇》、《企业篇》、《行业篇》等，包括《院长来了》、《对话》等子栏目，分别从不同视角记录充满智慧的材料人的故事。
在新材料领域的创业者中，张永的经历非常简单，用他的话说：“毕业十年只打过一次工，创了一次业。”
十年间，张永只做了一件事，致力于化合物半导体外延片的研发和产业化。
化合物半导体主要是指第二代和第三代半导体材料及工艺，其中，第二代以砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)为代表，它们相对于第一代半导体材料（以硅为主），具有电子迁移率高、光电转换效率高的优点，非常适合用于制造光电和射频器件。这类材料和器件的规模化应用，带动了信息产业的快速发展，包括光通信、无线通信等等。手机的普及带动了GaAs功率放大器(PA)的稳定增长，迎来了第二代半导体材料的成熟期，无论是当下还是未来，GaAs都是射频器件、特别是手机等移动设备用PA的主要半导体材料。
而第三代化合物半导体则是以碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）为代表的宽禁带半导体，具有可见光波段的发光特性及高击穿场强、大功率特性、抗高温、抗高辐射的优点，可应用于光电器件、微波通信和大功率器件。
2009年，张永从厦门大学博士毕业，进入一家从事LED外延片、芯片、高性能砷化镓太阳能电池、Mini-LED/Micro-LED等化合物半导体器件的研发、生产与销售的企业。从研发工程师到部门经理再到技术总监、集团总工程师，张永经历了这家企业从创业到上市的全过程。
这一过程中，张永目睹了国内化合物半导体市场的崛起，加深了对化合物半导体材料发展状况的认识，深刻意识到国家发展化合物半导体产业的重要性和紧迫性。
“化合物半导体材料比较前沿，从产业链来说，它更偏上游一些，而且它的投入属于重资产型，同时需要长时间的积累，反复地试错，然后根据客户反馈，才能够形成经验积累。”张永对《大国之材》表示。
通过调研，张永了解到外延片作为芯片的核心环节之一，国内光通信和传感应用的外延片基本依赖进口，自给率不足10%。在高端产品领域国外企业根本不会单独提供外延片产品，直接影响到国内通信跟传感领域的芯片产业发展。
面对这一机遇与挑战，张永决心自主创业。2016年，张永创办全磊光电股份有限公司（以下简称“全磊光电”），专注于通信与传感领域的外延片产业化。
期待与质疑声中的第一款产品
《大国之材》：全磊光电投入研发的第一款产品是什么？开发过程中遇到了哪些难点？
张永：我们第一款用于光通信的产品是FP激光器外延片，在当时的光通信领域属于一款走量的成熟型产品。
产品的整个研发过程相对比较顺利，但在产品开发出来之后，需要跟客户有一个长时间的磨合验证期，当时国内的芯片生产厂家并不多，如何说服客户使用我们的产品成为一大难题。
当时我们算是国内第一家专注做光通信和传感用外延片的公司，国内的下游客户既欢迎又质疑。一方面，他们非常期待国内有供应商能够提供外延片产品，从而减少对国外厂商的依赖。另一方面，他们又对国内企业存在质疑，不相信我们能够做出产品。
《大国之材》：大概什么时候产品开始真正走向市场？
张永：我们的第一单在2017年的第四季度。公司从2016年的11月份成立到第一单业务成交，用了差不多一年的时间，这个过程应该说是比较快的。因为我们创办公司的理念就是：“瞄准产品而非样品”。对于做研究而言，在一百件样品中有一件是好的，那可能是重大研究成果，而对于产品来说，一百件中有一件坏的，就是重大质量事故。这样的观念深深地植入到团队每一个人的脑海中。
当然，这还得益于我们团队均来自于产业界，在产业化方面已经积累了深厚的技术经验。
△ 激光器和探测器外延片
迁址厦门 打破全磊发展天花板
《大国之材》：按发展阶段来看，全磊光电成立至今有哪些比较关键的时间节点？
张永：从大的方面来说，全磊光电有两个时间节点非常关键。我们公司刚成立时，总部设在厦门。同时，我们又在苏州工业园区设立了全资子公司，叫做苏州全磊光电。为什么这么做？因为化合物半导体外延片的生产，涉及到环评等一系列的法规要求，尤其是像砷化镓中的砷，属于国家重点管控的五类重金属之一，当时我们在厦门没有找到合适的落地地点，所以后来在苏州工业园区的落地，也就成了我们非常关键的一个时间节点。
第二个关键节点是2018年年初，全磊化合物半导体外延片产业化基地落户厦门火炬高新区。因为苏州公司场地面积较小，发展空间有限，无法满足大客户的长远需求，寻找合适的产业化基地成了公司发展的头等大事。我们走访了国内很多的工业园区，最终在厦门火炬高新区顺利落地。
因此，苏州子公司的落地是全磊光电的孕育期，厦门产业化基地的建设才真正解决了公司发展的产能瓶颈问题，不然公司可能会起了个大早，赶了个晚集。
《大国之材》：这个过程当中，产品结构有没有发生变化？
张永：有的，因为苏州公司产能较小，所以当时我们的产品更多集中在光通信领域，而随着厦门产业化基地的建成，公司产品快速丰富起来。今年除了光通信领域外，我们在传感方面也在发力，如VCSEL外延片。我们的产品链在全面铺开，产品的技术也从2.5G提升到25G，产品的序列种类也更加丰富。
《大国之材》：怎么看5G商用给整个化合物半导体行业格局带来的挑战和机遇？
张永：5G商用首先要建设较多的5G通讯网络、基站等基础设施，这需要很多的光芯片或者电芯片，所以从这个角度来说，它对化合物半导体行业的发展是有拉动作用的。另外，在5G商用的应用过程中，也会用到很多的智能终端，从手机到汽车，再到物联网、机器人等等，这些终端都需要用到很多的通信类或传感类的器件，这些终端的应用对化合物半导体产业均是利好机会。
所以5G商用之后，化合物半导体器件的用量会越来越大，而很大一部分高端核心芯片还依赖进口。在当前中美贸易战的背景下，叠加5G商用的巨大机会,我们国家对半导体领域给与了很大的投入和支持，所以对发展化合物半导体产业来说是一个非常好的机遇。
但随着竞争进入核心区，未来还会面临跟国际巨头进行技术竞争和价格竞争。
布局3D感测未来 进军 VCSEL产业链
《大国之材》：目前3D感测技术发展尚不成熟，业内在技术路线上仍然存在争议。另外，国内企业在消费电子领域VCSEL芯片量产能力尚且薄弱，您怎么看待3D感测技术未来的市场前景以及VCSEL产业发展存在的风险与机遇？
张永：我觉得VCSEL产业的未来还是非常值得期待的。我们现在关注到的热点应用是苹果的iPhoneX手机上3D Face ID的应用，这确实是一个开创性的应用。但其实在这一应用之前，VCSEL本身就已经有其他应用了，比如说短距离的光通信、工业激光加工、扫地机器人和激光雷达等等。但在手机这类消费类电子产品的应用需求更大，更受关注，未来也更加值得期待。所以长远来说，VCSEL在3D摄像方面的应用代表了一个方向，也是值得我们去发力的一个点。
《大国之材》：全磊光电什么时候开始投入VCSEL外延片的研发？
张永：公司成立初期就已经投入了研发，那时候并未推出产品，因为当时还没有相应的客户。国内的VCSE外延片、芯片、封装模组这一产业链比较薄弱，目前成熟的芯片制造厂商也较少，VCSEL产业在国内的发展需要一个培育的过程。
《大国之材》：现在一些安卓机也开始陆续有应用VCSEL，是否说明VCSEL的产业化已经逐渐走向成熟？
张永：安卓机陆续应用VCSEL对推动VCSEL产业的发展是一件很好的事情，中国拥有巨大的应用市场，具有很多优势和机会，但目前这一领域成熟的制造产业链主要集中在欧美日。国内也涌现出很多的创业团队，涵盖了设计、外延、芯片、封装、应用等领域，在短时间内形成了上下游产业链。这也是一个非常良好的开端，但走向成熟还需要一定的时间。
《大国之材》：公司现在的VCSEL外延片的产品在产业化上已经走到哪一步，我们有没有实现量产和市场投入？
张永：我们现在主要是有三大类产品，第一类是应用在数据通信的高速VCSEL外延片，这有批量的出货，另外大功率的VCSEL外延片也有小批量的出货。在手机方面的应用，因为认证阶段比较严格，认证周期也比较长，目前正在配合国内的大客户，处于认证阶段。在其他方面的距离传感应用产品，也有小批量的出货。
《大国之材》：您对公司未来的发展布局和规划是怎样的呢？
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