VCSEL激光器从通信走向消费，未来市场广阔

摘要：VCSEL激光器是3D感应领域的关键器件，其在iPhone 11中的应用使得市场大热。目前，VCSEL激光器的应用正逐渐向消费电子领域转移，国内也有比较多的企业积极布局VCSEL激光器，未来几年其在消费电子领域的应用应该重点关注。

VCSEL(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser)即垂直腔表面发射激光器，具有调制响应快、光束质量好、效率高、可集成等优点，由于其单个芯片输出功率较低，一般应用于短距场景，是消费电子传感(3D感应面部识别)和短距光通信的首选光源。

VCSEL领域市场广阔，国内企业积极布局

VCSEL应用领域相当广泛，在光通信领域主要作为短距离光纤通信、光并行处理、光互联系统等;在工艺及材料技术改进后，VCSEL器件在功耗、制造成本、集成、散热等领域的优势开始显现，应用领域又拓展到工业照明、环境监测、医疗设备等;自iPhoneX发布后，VCSEL作为其红外光源引爆了3D传感市场，华为、三星、小米、OPPO相继推出搭载VCSEL 3D传感功能的智能手机，而未来其在AR眼镜、物联网、智能驾驶传感雷达上的应用将使市场空间更具想象力。

表1 VCSEL主要应用领域

（资料来源：公开资料整理）

国内企业布局VCSEL芯片及器件的企业超过10家，其中产品技术较为成熟的主要有：武汉光迅科技、江苏华芯半导体、华工科技、三安光电等。武汉光迅科技是国内光通信光模块行业最大的公司，公司牵头组建了“国家信息光电子创新中心”，并在25G VCSEL 芯片研发上取得突破性进展。江苏华芯成立于2015年底，是目前国内唯一一家能够自主完成VCSEL和蓝光半导体激光器芯片外延及芯片工艺制造，并实现量产的公司。

国内VCSEL技术实力仍然较弱

数据通信行业应用的VCSEL常采用3英寸或4英寸晶圆制造工艺，国内企业在这一尺寸上已经有较为成熟的生产线。但难点在于光通信用VCSEL的寿命要求至少在4000小时以上，因此稳定性验证尤为重要。稳定性验证周期在半年到一年之间，企业宣称量产到通过下游客户测试之间仍有很长距离。

消费电子行业应用的VCSEL需要6英寸晶圆制造工艺，大尺寸的晶圆生产线才能降低制造成本，以及生产大的VCSEL阵列。但国内6英寸晶圆外延片的关键工艺仍有待解决，使得生产线整体良率偏低。

结语

目前，VCSEL激光器仍较多用在5G光通信、3D传感器领域，但在包括消费电子、工业、医疗、物联网、智能驾驶传感器、AR/VR等领域的应用已经显现。国外的光芯片企业在积极的扩张并购，国内VCSEL技术虽然与国外龙头差距明显，但已经有多家企业布局并取得了不错的成绩，VCSEL的市场热度不减，行业应受到重点关注。