VCSEL激光器每年或有二三十亿颗的市场缺口

　　ICCSZ讯 前阵子，iPhone 8或将使用VCSEL激光器，问鼎AR应用顶尖水平的新闻，将VCSEL激光器重新引入了人们的视野。之所以说“重新”，是因为它曾在光通信应用市场里“发光发热”，被广泛关注，而这次，它的关注源自消费电子领域。

　　VCSEL激光器是什么?它很厉害吗?它的市场大吗?

　　这么说吧，每年全世界消费10多亿部智能手机，如果每部手机嵌入2-3颗VCSEL激光器，那么每年就是二三十亿颗的市场规模。如今，全球VCSEL的总收入已接近8亿美元，预计到2020年该值会增长到21亿美元。　　

　　什么是VCSEL激光器

　　VCSEL激光器全名为垂直共振腔表面放射激光器(Vertical Cavity Surface Emitting Laser,VCSEL),简称面射型激光器。它以砷化镓半导体材料为基础研制，是一种半导体激光器。其激光垂直于顶面射出，与激光由边缘射出的边射型激光有所不同。

　　因此相较于边射型激光器，VCSEL激光器具有低阈值电流、稳定单波长工作、可高频调制、容易二维集成、没有腔面阈值损伤等优点，在半导体激光器中占有很重要的地位。

　　边发射激光器和面发射激光器VCSEL

　　VCSEL激光器能做什么

　　VCSEL基本原理就是传递空间三维信息，三维识别、手势识别、虹膜识别、无人驾驶激光雷达等许多我们熟悉的应用，都是通过它得以实现的。

　　虽然目前VCSEL激光器在消费电子领域的市场才刚刚起步，但是它在光通信、光互连、激光引信、激光显示、光信号处理以及芯片级原子钟等领域，早已获得了广泛的应用。

　　除此之外，它在近红外波段的军用领域起着主导作用，例如用于周边和边境安全的高功率照明、透过烟雾和爆炸进行成像以及远程监视等。

　　VCSEL激光器市场有多大

　　BCC Research公司的分析师认为，目前全球VCSEL的总收入已接近8亿美元，预计到2020年该值会增长到21亿美元。VCSEL的应用主要由短距离光纤数据传输链路的部署所主导，这部分市场大约占据了VCSEL市场近一半的份额。

　　但是VCSEL自身的一些发展，包括实现更高的效率、更长的发射波长(大多数商用VCSEL的工作波长在800 nm附近)以及可调谐性，将会为VCSEL创建更加多元化的应用市场。

　　低能量光存储、服务器及高容量数据中心中的快速交换对VCSEL的需求不断增加;超高密度磁存储、工业加热(也许这一点有些令人吃惊)包括油漆固化和商业印刷店对VCSEL的需求也在增长;在消费电子产品中的手势识别和3D传感技术应用中，VCSEL将会获得持续更广泛的应用。

　　此外，预计医疗领域的医学诊断和治疗应用也是VCSEL的市场增长点，例如，在光学神经刺激和计算机X线摄影成像应用中，VCSEL比LED更具出色的电效率，这一优势将使其更多地应用在近程传感中。随着手势识别、数据存储等一些新应用的快速增多及逐渐普及，VCSEL的年度销售额将有望在未来的几年中快速增长。

　　国内外产业化现状如何

　　目前，致力于移动端设计的VCSEL芯片生产公司全球只有七八家，例如Finsar、Lumentum、Princeton Optronics、Heptagon、ⅡⅥ等公司，且大部分在美国，它们在移动端VCSEL处于前沿的研发角色。

　　而报道中也称，为iPhone 8提供VCSEL激光器的生产商是Finsar公司、Lumentum公司和II-VI公司三家。

　　相比之下，光通讯领域中，国内光通讯器件厂商光迅科技已有VCSEL商业化产品推出，但是在消费电子领域，国内尚无一家拥有VCSEL芯片量产能力的企业。

　　科研领域中，中科院长春光机所在VCSEL的研究处于世界前沿地位。2014年5月长春光机所在国内首次研制出碱金属原子光学传感技术专用的795 nm和894 nm VCSEL激光器，可作为核心光源用于芯片级原子钟、原子磁力计、原子陀螺仪等碱金属原子传感器。

795 nm VCSEL 芯片(左)TO46封装器件(右)

　　除此之外，还有吉林大学、长春理工大学、北京邮电大学、西南交通大学、厦门大学、华中科技大学、中科院半导体所、中科院物理所等高校及科研院所均对VCSEL开展了不同层次的研究。

　　业内人士预测，垂直腔面发射激光器在今年下半年将迎来第一个转折点。面对未来每年可能二三十亿颗的市场缺口，尚无一量产企业的我们，如何能与国外企业竞争，分得一杯羹?

　　如果在VCSEL应用全面爆发时，别人已经在吃肉了，而我们连口汤都喝不上，岂不哀哉!

作者：李洪丹