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)用使得市場大熱。目前，VCSEL激光器的應(yīng)用正逐漸向消費電子領(lǐng)域轉(zhuǎn)移，國內(nèi)也有比較多的企業(yè)積極布局VCSEL激光器，未來幾年其在消費電子領(lǐng)域的應(yīng)用應(yīng)該重點關(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，由于其單個芯片輸出功率較低，一般應(yīng)用于短距場景，是消費電子傳感(3D感應(yīng)面部識別)和短距光通信的首選光源。

VCSEL領(lǐng)域市場廣闊，國內(nèi)企業(yè)積極布局

VCSEL應(yīng)用領(lǐng)域相當廣泛，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)改進后，VCSEL器件在功耗、制造成本、集成、散熱等領(lǐng)域的優(yōu)勢開始顯現(xiàn)，應(yīng)用領(lǐng)域又拓展到工業(yè)照明、環(huán)境監(jiān)測、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，華為、三星、小米、OPPO相繼推出搭載VCSEL 3D傳感功能的智能手機，而未來其在AR眼鏡、物聯(lián)網(wǎng)、智能駕駛傳感雷達上的應(yīng)用將使市場空間更具想象力。

表1 VCSEL主要應(yīng)用領(lǐng)域

（資料來源：公開資料整理）

國內(nèi)企業(yè)布局VCSEL芯片及器件的企業(yè)超過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。武漢光迅科技是國內(nèi)光通信光模塊行業(yè)最大的公司，公司牽頭組建了“國家信息光電子創(chuàng)新中心”，并在25G VCSEL 芯片研發(fā)上取得突破性進展。江蘇華芯成立于2015年底，是目前國內(nèi)唯一一家能夠自主完成VCSEL和藍光半導(dǎo)體激光器芯片外延及芯片工藝制造，并實現(xiàn)量產(chǎn)的公司。

國內(nèi)VCSEL技術(shù)實力仍然較弱

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。但難點在于光通信用VCSEL的壽命要求至少在4000小時以上，因此穩(wěn)定性驗證尤為重要。穩(wěn)定性驗證周期在半年到一年之間，企業(yè)宣稱量產(chǎn)到通過下游客戶測試之間仍有很長距離。

消費電子行業(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

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)。國外的光芯片企業(yè)在積極的擴張并購，國內(nèi)VCSEL技術(shù)雖然與國外龍頭差距明顯，但已經(jīng)有多家企業(yè)布局并取得了不錯的成績，VCSEL的市場熱度不減，行業(yè)應(yīng)受到重點關(guān)注。