Opto ASIC 光电专用集成电路

EPC/得尔堡科技 20260429

  • 光电传感器
  • 半导体与集成电路
  • 工业控制

Opto ASIC(光电专用集成电路),也称OEIC(光电集成电路),是将 ** 光电探测器(如 PIN / 雪崩光电二极管)与信号处理电路(TIA、放大器、比较器、数字逻辑)** 集成在同一芯片的定制化半导体器件,核心实现 “光→电 + 处理” 单芯片解决方案。

一、核心构成与原理

  • 光电探测单元

    :集成 PIN/APD 光电二极管、象限探测器或光电阵列,将光信号转为微弱电流。

  • 模拟前端

    :跨阻放大器(TIA)、低噪声放大器(LNA)、PGA、滤波与比较器,放大并调理弱信号。

  • 数字逻辑(可选)

    :判向、倍频、细分、滤波、接口(I²C/SPI/TTL),直接输出数字信号。

  • 工艺

    :基于BiCMOS/Bipolar工艺,可集成高压与低噪模拟电路,兼容标准 CMOS,无需额外工艺层。


二、关键特性

  • 高集成度

    :单芯片替代 “探测器 + 分立元件 + 接口”,体积小、重量轻、可靠性高。

  • 低噪声 / 高灵敏度

    :片内最短信号路径,寄生小、噪声低,灵敏度可达 **-55dBm@50Mbps**(SPAD)。

  • 宽温与稳定性

    :低暗电流、PN 结深度可调,适配 **-40℃~+125℃** 工业级环境。

  • 定制化

    :探测器阵列、光谱响应、增益、接口可按需求定制。


三、典型应用

  1. 光电编码器(最主流)
    • 集成光电阵列 + 信号处理,直接输出 A/B/Z 脉冲,用于伺服电机、机器人、数控机床。

    • 示例:iC‑Haus、PREMA、OIDEncoder 的增量 / 绝对值编码器 ASIC。

  2. 光通信接收机
    • 高速光纤 / 塑料光纤接收器,集成大直径 PIN+TIA,速率2.5Gbps,灵敏度 **-20dBm**。

  3. 光学存储(DVD / 蓝光)
    • 光头接收芯片,集成多象限探测器 + 放大,读取光盘信号。

  4. 工业传感与测量
    • 激光测距、位置 / 边缘检测、四象限探测器(光斑定位)、光电开关 / 光栅。

  5. CPO / 共封装光学(数据中心)
    • 光电引擎与 ASIC 共封装,突破电接口带宽瓶颈,支持100G/200G高速互连。


四、与分立式方案对比

对比项

EPC Opto‑ASIC

传统分立(探测器 + 运放 + 逻辑)

体积

3.5×4mm 单芯片

大(多器件 + PCB)

噪声 / 抗扰

优(无寄生)

差(易受 EMI 干扰)

温漂 / 稳定性

极小(工业级宽温)

大(温度变化易漂移)

抗污染

强(粉尘不敏感)

弱(灰尘易导致信号失真)

功耗

低

高(多器件损耗)

可靠性

极高(少焊点)

低(焊点多易失效)


得尔堡(Delburg)编码器对美国 EPC Opto ASIC 是技术继承迭代的关系:原生继承 EPC 第五代 Opto ASIC 全部核心技术与工艺,是目前国内唯一完全掌握并商用 EPC  Opto ASIC的编码器厂商。

一、技术传承的历史背景

1994–2023(EPC 亚洲分部期):得尔堡前身 “珠海瓦特仪表” 是美国 EPC 在亚洲唯一制造基地,全程参与 EPC Opto ASIC 从初代到第五代的芯片测试、量产、工艺本地化,掌握完整的设计文档、工艺参数、测试程序。

2023 至今(独立 + 战略合作):独立为 “珠海得尔堡科技”,与 EPC 签订永久技术授权 ,继承全部 Opto ASIC 技术,并获得 EPC持续技术支持。

二、核心技术继承(100% 同源 EPC Opto ASIC)

得尔堡 Opto ASIC完全兼容 EPC 架构,核心参数与性能一致:

芯片架构:3.5×4mm 单芯片,集成PIN 阵列 + TIA + 低噪放 + 比较器 + 数字逻辑 + 保护电路,与 EPC 第五代 Opto ASIC引脚兼容、功能等效。

工艺:定制 BiCMOS,-40℃~+125℃宽温,抗 ESD / 过压 / 反接,完全沿用 EPC 工艺标准。

核心性能(继承 EPC 标杆指标)

抗噪 / 稳定性:片内短路径,零寄生干扰,正交相位漂移≈0,无丢脉冲 / 误脉冲。

抗污染:粉尘 / 油污环境信号稳定,工业恶劣环境免维护。

分辨率 / 速度:最高65536 CPR,频率响应1MHz,适配高速伺服 / 精密定位。

抗干扰强化:自研EMI 抑制电路,适配半导体设备高压 / 强磁 / 真空工况(如离子注入机、晶圆检测平台)。

温度扩展:工作温度 **-20℃~+120℃,抗震80g**,密封IP64,适配严苛工业场景。

分辨率提升:推出65536 脉冲 / 转高端型号,单脉冲角度0.0055°,直线位移分辨率0.1~0.5μm。

定制化适配:针对半导体(MBE / 刻蚀 / 离子注入)、相控阵雷达、高端机床、工业机器人等场景,优化光谱响应、增益、接口(I²C/SPI/ 差分),提供3 年质保(行业标准 1 年)。

四、产品应用

增量式:VLT15(65536 CPR,半导体设备主力)、JRT/JZH/JZS/JRS/JYN等全系列(兼容 EPC 同型号)。

绝对式:VA36 系列(12–24 位),完全替代 P+F AVS36。

核心场景:半导体设备(离子注入机、晶圆检测)、相控阵雷达、数控机床、工业机器人、伺服电机。

五、与 EPC 原版 / 国产竞品对比

对比项

得尔堡 Opto ASIC

美国 EPC  Opto ASIC

国产普通光电 ASIC

技术来源

继承 EPC 第五代 

自主研发(第五代)

自主设计(分立架构)

集成度

单芯片(3.5×4mm)

单芯片(3.5×4mm)

多芯片 / 分立元件

抗噪 / 稳定性

优(EMI 强化)

优(标杆)

一般(寄生干扰大)

分辨率

最高 65536 CPR

最高 65536 CPR

最高 10000 CPR

温度范围

-20℃~+120℃

-40℃~+125℃

-10℃~+85℃

成本

中(国产化)

高(美国流片)

低(低端工艺)

质保

3 年

3年

1 年




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编码器生产商,专业生产增量式、绝对值编码器31年

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