摘要：VCSEL激光器是3D感應(yīng)領(lǐng)域的關(guān)鍵器件，其在iPhone 11中的應(yīng)用使得市場(chǎng)大熱。目前，VCSEL激光器的應(yīng)用正逐漸向消費(fèi)電子領(lǐng)域轉(zhuǎn)移，國(guó)內(nèi)也有比較多的企業(yè)積極布局VCSEL激光器，未來(lái)幾年其在消費(fèi)電子領(lǐng)域的應(yīng)用應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注。

VCSEL(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser)即垂直腔表面發(fā)射激光器，具有調(diào)制響應(yīng)快、光束質(zhì)量好、效率高、可集成等優(yōu)點(diǎn)，由于其單個(gè)芯片輸出功率較低，一般應(yīng)用于短距場(chǎng)景，是消費(fèi)電子傳感(3D感應(yīng)面部識(shí)別)和短距光通信的首選光源。

VCSEL領(lǐng)域市場(chǎng)廣闊，國(guó)內(nèi)企業(yè)積極布局

VCSEL應(yīng)用領(lǐng)域相當(dāng)廣泛，在光通信領(lǐng)域主要作為短距離光纖通信、光并行處理、光互聯(lián)系統(tǒng)等;在工藝及材料技術(shù)改進(jìn)后，VCSEL器件在功耗、制造成本、集成、散熱等領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)開(kāi)始顯現(xiàn)，應(yīng)用領(lǐng)域又拓展到工業(yè)照明、環(huán)境監(jiān)測(cè)、醫(yī)療設(shè)備等;自iPhoneX發(fā)布后，VCSEL作為其紅外光源引爆了3D傳感市場(chǎng)，華為、三星、小米、OPPO相繼推出搭載VCSEL 3D傳感功能的智能手機(jī)，而未來(lái)其在AR眼鏡、物聯(lián)網(wǎng)、智能駕駛傳感雷達(dá)上的應(yīng)用將使市場(chǎng)空間更具想象力。

表1 VCSEL主要應(yīng)用領(lǐng)域

（資料來(lái)源：公開(kāi)資料整理）

國(guó)內(nèi)企業(yè)布局VCSEL芯片及器件的企業(yè)超過(guò)10家，其中產(chǎn)品技術(shù)較為成熟的主要有：武漢光迅科技、江蘇華芯半導(dǎo)體、華工科技、三安光電等。武漢光迅科技是國(guó)內(nèi)光通信光模塊行業(yè)最大的公司，公司牽頭組建了“國(guó)家信息光電子創(chuàng)新中心”，并在25G VCSEL 芯片研發(fā)上取得突破性進(jìn)展。江蘇華芯成立于2015年底，是目前國(guó)內(nèi)唯一一家能夠自主完成VCSEL和藍(lán)光半導(dǎo)體激光器芯片外延及芯片工藝制造，并實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的公司。

國(guó)內(nèi)VCSEL技術(shù)實(shí)力仍然較弱

數(shù)據(jù)通信行業(yè)應(yīng)用的VCSEL常采用3英寸或4英寸晶圓制造工藝，國(guó)內(nèi)企業(yè)在這一尺寸上已經(jīng)有較為成熟的生產(chǎn)線。但難點(diǎn)在于光通信用VCSEL的壽命要求至少在4000小時(shí)以上，因此穩(wěn)定性驗(yàn)證尤為重要。穩(wěn)定性驗(yàn)證周期在半年到一年之間，企業(yè)宣稱量產(chǎn)到通過(guò)下游客戶測(cè)試之間仍有很長(zhǎng)距離。

消費(fèi)電子行業(yè)應(yīng)用的VCSEL需要6英寸晶圓制造工藝，大尺寸的晶圓生產(chǎn)線才能降低制造成本，以及生產(chǎn)大的VCSEL陣列。但國(guó)內(nèi)6英寸晶圓外延片的關(guān)鍵工藝仍有待解決，使得生產(chǎn)線整體良率偏低。

結(jié)語(yǔ)

目前，VCSEL激光器仍較多用在5G光通信、3D傳感器領(lǐng)域，但在包括消費(fèi)電子、工業(yè)、醫(yī)療、物聯(lián)網(wǎng)、智能駕駛傳感器、AR/VR等領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)顯現(xiàn)。國(guó)外的光芯片企業(yè)在積極的擴(kuò)張并購(gòu)，國(guó)內(nèi)VCSEL技術(shù)雖然與國(guó)外龍頭差距明顯，但已經(jīng)有多家企業(yè)布局并取得了不錯(cuò)的成績(jī)，VCSEL的市場(chǎng)熱度不減，行業(yè)應(yīng)受到重點(diǎn)關(guān)注。