VCSEL激光器每年或有二三十億顆的市場缺口

　　ICCSZ訊 前陣子，iPhone 8或將使用VCSEL激光器，問鼎AR應用頂尖水平的新聞，將VCSEL激光器重新引入了人們的視野。之所以說“重新”，是因為它曾在光通信應用市場里“發光發熱”，被廣泛關注，而這次，它的關注源自消費電子領域。

　　VCSEL激光器是什么?它很厲害嗎?它的市場大嗎?

　　這么說吧，每年全世界消費10多億部智能手機，如果每部手機嵌入2-3顆VCSEL激光器，那么每年就是二三十億顆的市場規模。如今，全球VCSEL的總收入已接近8億美元，預計到2020年該值會增長到21億美元。　　

　　什么是VCSEL激光器

　　VCSEL激光器全名為垂直共振腔表面放射激光器(Vertical Cavity Surface Emitting Laser,VCSEL),簡稱面射型激光器。它以砷化鎵半導體材料為基礎研制，是一種半導體激光器。其激光垂直于頂面射出，與激光由邊緣射出的邊射型激光有所不同。

　　因此相較于邊射型激光器，VCSEL激光器具有低閾值電流、穩定單波長工作、可高頻調制、容易二維集成、沒有腔面閾值損傷等優點，在半導體激光器中占有很重要的地位。

　　邊發射激光器和面發射激光器VCSEL

　　VCSEL激光器能做什么

　　VCSEL基本原理就是傳遞空間三維信息，三維識別、手勢識別、虹膜識別、無人駕駛激光雷達等許多我們熟悉的應用，都是通過它得以實現的。

　　雖然目前VCSEL激光器在消費電子領域的市場才剛剛起步，但是它在光通信、光互連、激光引信、激光顯示、光信號處理以及芯片級原子鐘等領域，早已獲得了廣泛的應用。

　　除此之外，它在近紅外波段的軍用領域起著主導作用，例如用于周邊和邊境安全的高功率照明、透過煙霧和爆炸進行成像以及遠程監視等。

　　VCSEL激光器市場有多大

　　BCC Research公司的分析師認為，目前全球VCSEL的總收入已接近8億美元，預計到2020年該值會增長到21億美元。VCSEL的應用主要由短距離光纖數據傳輸鏈路的部署所主導，這部分市場大約占據了VCSEL市場近一半的份額。

　　但是VCSEL自身的一些發展，包括實現更高的效率、更長的發射波長(大多數商用VCSEL的工作波長在800 nm附近)以及可調諧性，將會為VCSEL創建更加多元化的應用市場。

　　低能量光存儲、服務器及高容量數據中心中的快速交換對VCSEL的需求不斷增加;超高密度磁存儲、工業加熱(也許這一點有些令人吃驚)包括油漆固化和商業印刷店對VCSEL的需求也在增長;在消費電子產品中的手勢識別和3D傳感技術應用中，VCSEL將會獲得持續更廣泛的應用。

　　此外，預計醫療領域的醫學診斷和治療應用也是VCSEL的市場增長點，例如，在光學神經刺激和計算機X線攝影成像應用中，VCSEL比LED更具出色的電效率，這一優勢將使其更多地應用在近程傳感中。隨著手勢識別、數據存儲等一些新應用的快速增多及逐漸普及，VCSEL的年度銷售額將有望在未來的幾年中快速增長。

　　國內外產業化現狀如何

　　目前，致力于移動端設計的VCSEL芯片生產公司全球只有七八家，例如Finsar、Lumentum、Princeton Optronics、Heptagon、ⅡⅥ等公司，且大部分在美國，它們在移動端VCSEL處于前沿的研發角色。

　　而報道中也稱，為iPhone 8提供VCSEL激光器的生產商是Finsar公司、Lumentum公司和II-VI公司三家。

　　相比之下，光通訊領域中，國內光通訊器件廠商光迅科技已有VCSEL商業化產品推出，但是在消費電子領域，國內尚無一家擁有VCSEL芯片量產能力的企業。

　　科研領域中，中科院長春光機所在VCSEL的研究處于世界前沿地位。2014年5月長春光機所在國內首次研制出堿金屬原子光學傳感技術專用的795 nm和894 nm VCSEL激光器，可作為核心光源用于芯片級原子鐘、原子磁力計、原子陀螺儀等堿金屬原子傳感器。

795 nm VCSEL 芯片(左)TO46封裝器件(右)

　　除此之外，還有吉林大學、長春理工大學、北京郵電大學、西南交通大學、廈門大學、華中科技大學、中科院半導體所、中科院物理所等高校及科研院所均對VCSEL開展了不同層次的研究。

　　業內人士預測，垂直腔面發射激光器在今年下半年將迎來第一個轉折點。面對未來每年可能二三十億顆的市場缺口，尚無一量產企業的我們，如何能與國外企業競爭，分得一杯羹?

　　如果在VCSEL應用全面爆發時，別人已經在吃肉了，而我們連口湯都喝不上，豈不哀哉!

作者：李洪丹