【导读】Yole预测，在消费者应用驱动下，全球VCSEL市场将从2022年的9.78亿美元增长到2028年的14亿美元，年复合增长率为6%。
未来五年VCSEL市场增长仍依赖智能手机应用
在过去，VCSEL市场是由数据通信应用驱动的，这是VCSEL的第一个大批量应用。然而，在2017年11月，苹果发布了iPhone X，它通过VCSEL进行面部识别，从而实现身份识别。这改变了游戏规则，2018年，移动和消费市场成为VCSEL的第一个市场，价值达到4.4亿美元。其他智能手机制造商最初也追随了这一趋势，但几年后就不再使用VCSEL，转而使用屏下指纹传感器。苹果仍然是仅有的几个采用VCSEL的公司之一。与2018年相比，2022年移动和消费应用的VCSEL市场增长了80%。现在，平板电脑、AR/VR头显、真空机器人和智能门锁中都能找到VCSEL。
数据通信应用的VCSEL收入预计将在2028年达到2.32亿美元，2022年至2028年的复合年增长率为11%。对高带宽和低延迟通信的需求正在推动数据中心的发展。这与由于使用互联网进行社交网络和视频流而增加的带宽需求有关。其他市场也在蓬勃发展：汽车应用在激光雷达中使用VCSEL，工业应用在智能支付模块中使用VCSEL，尤其是在中国。
VCSEL市场：双寡头垄断
自2017年以来，VCSEL生态系统发生了巨大变化。当时存在寡头垄断，Lumentum是最大的玩家，而其他几个玩家也拥有可观的市场份额。现在VCSEL生态系统是一个双寡头垄断。Coherent占据41%的市场份额，Lumentum占据37%的市场份额;这两家公司现在是最大的玩家，合计占全球VCSEL市场的近80%的份额。那么，这期间发生了什么?当时，Lumentum是苹果唯一合格的供应商。Finisar仍在研发中，并努力为苹果提供合格的产品。其他玩家与其他智能手机制造商合作，或为接近传感器提供小型VCSEL。随后，Coherent收购了Finisar。Lumentum的市场份额被Coherent夺走，而索尼直到最近才获得苹果iPhone后置激光雷达VCSEL供应商的资格。
与此同时，这些领导者还通过并购加强他们在光通信市场的地位，并从VCSEL器件垂直整合到收发器模块。Ams-Osram(欧司朗)将在激光雷达或车内传感等汽车应用领域拥有一席地位，因为它在该市场的历史地位。Trumpf在开发长波长和更高性能VCSEL方面取得了可喜的成果。他们将在VCSEL的主要市场发挥作用：数据通信和消费者。Broadcom仍然是VCSEL的重要参与者，但主要涉及数据通信应用。
VCSEL发展：支持下一代智能手机
在技术方面，主要关注点之一是从940nm VCSEL过渡到1380nm VCSEL，以在显示器下集成传感器。为了实现这一点，业界设想了多种制造方法。稀释氮化物的使用，从GaAs(砷化镓)到InP(磷化铟)材料的转变，以及基于GaAs和InP材料融合的混合方法。这些方法中的每一种都需要大量的研发，但最近，Trumpf使用基于仅InP有源区的晶片融合方法得出了有希望的结果。
苹果公司试图在其iPhone 14 Pro版本中使用基于InP-EEL的接近传感器，但接近传感器的成本是基于GaAs-VCSEL的接近传感器成本的十倍多，而且该模块的制造和组装更具挑战性。在iPhone 15中，苹果公司回归了基于GaAs VCSEL的接近传感器。
尽管锗有潜力取代GaAs作为衬底，但从6英寸制造过渡到8英寸制造仍未实现。采用8英寸取决于一种应用的出现，该应用需要6英寸晶圆无法满足的大容量，此外还需要新设备和可能的新基板。目前还没有这样的应用。
其他技术进步与减少VCSEL占用空间有关，同时保持输出功率和/或增加新功能：使用背面发射VCSEL在VCSEL上添加微光学，使用具有两个光栅方向的偏振复用，例如，在同一设备上组合泛光照明器和点投影仪。
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