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VCSEL：数据通信将重获领先优势
2022/10/27 6:59:09 材料来源：
在流媒体服务和视频通话日益普及的推动下，VCSEL在数据通信市场的销售量将很快超过消费电子行业的销售量。作者：Richard Stevenson，《
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在我们的行业中，一个特定器件的销售常规是从一个应用发展到另一个应用。以LED为例。它的第一个杀手级应用来自于手机屏幕和键盘的背光，然后，更大的屏幕——手提电脑、笔记本电脑和电视——的背光带来了收入的大幅增长，当这种光源取代白炽灯和荧光灯时，销售额再次爆发。
然而，VCSEL却处于一个非常不同的轨道上。根据Yole Intelligence（Yole集团的一部分）的说法，由于这类激光器在智能手机中的部署，数据通信将很快重新成为该器件收入的最大应用，在此之前，大部分销售额来自消费电子领域。法国市场分析师预测，数据通信市场的VCSEL销售将在未来五年内以22%的复合年增长率（CAGR）增长，到2027年将达到21亿美元。相比之下，消费电子行业的收入将以16%的复合年增长率增长，达到17亿美元。
在智能手机中部署VCSEL可以追溯到2018年秋季推出的iPhone X。这款开创性的机型将VCSEL用于点阵投影仪，另外还用于泛光照明器。
“然后我们看到安卓玩家，如华为，小米等，将3D识别引入智能手机，”Yole Intelligence光电和传感部门高级技术和市场分析师Pierrick Boulay解释道。
根据Bouley的说法，苹果与其竞争对手之间的一个关键区别是它采用VCSEL的方式。苹果公司使用结构光的方式，而其竞争对手则采用了飞行时间技术来避免任何潜在的知识产权问题。
这些安卓手机制造商现在倾向于放弃VCSEL，因为他们推出了接入5G网络的新机型。最新的通信标准正在影响智能手机有限的预算，用于处理和提供5G信号的组件导致与射频前端相关的材料费用显著增加。有些东西必须给到，而VCSEL正在被丢弃，取而代之的是提供类似用户体验的软件。
苹果的智能手机现在集成了一个用于接近传感器的小型VCSEL，以及一对用于面部识别的VCSEL——一个提供泛光照明器，另一个提供点状投影仪。随着这家科技巨头的智能手机出货量稳定，以及芯片价格的必然下降，预计这一特定应用的VCSEL销售将保持稳定。
但是，由于VCSEL在其他产品中的部署，消费电子行业的销售额仍将增加。“我最近被告知，最新的苹果手表正在内部嵌入VCSEL，”Boulay评论道，他说这种激光器也可能用于笔记本电脑以提供识别。
最初，Lumentum为苹果提供了其智能手机的所有VCSEL。但为了有第二个来源以降低供应链风险，苹果鼓励Finisar成为VCSEL供应商，承诺订单总额为3.9亿美元。这家美国制造商抓住了这个机会，在此期间，其VCSEL生产业务已被II-VI收购，随后并入Accceric，后者现在拥有与Lumentum相似的市场份额（见下图）。
虽然Lumentum和 Coherent主导了消费电子领域的VCSEL销售，但它们在数据通信市场中却没有同样的控制力，Boulay将其描述为“真正的分散”。其他竞争销售的公司包括通快、索尼和博通，以及首尔半导体，它最初将自己定位为LED供应商，后来扩大了其光电产品系列。
Boulay表示，VCSEL在数据通信市场的销售快速增长是由大量数据消耗的应用（如亚马逊）推动的。“还有视频游戏，在线购物和具有更多视频内容的社交网络：Instagram，WhatsApp等。”
几年前，VCSEL的下一个杀手级应用似乎是自动驾驶汽车的激光雷达。但现在看起来不太可能，Boulay警告说。
几年前的Uber事故确实阻止了出租车的发展。如今，激光雷达在ADAS车辆中的集成仅限于高端车辆，这意味着低产量。
对于自动驾驶汽车市场，VCSEL的制造商不得不与提供光纤激光器和边缘发射激光器的制造商竞争。后者走在前面，市场份额约为70-75%。然而，它可能会受到VCSEL发展的影响，这些VCSEL在反射镜之间具有多个结以增强输出。高功率与小尺寸相结合，导致中国的一些公司开发激光雷达系统，将VCSEL与具有高灵敏度的探测器（如单光子雪崩光电二极管和硅光电倍增管）结合起来。
VCSEL和边缘发射器制造商的另一个潜在战场是未来基于OLED的智能手机。这些模型具有卓越的美感，要么实现了较小的凹槽，要么根本没有凹槽。如果它们采用激光，则需要在1400nm左右运行，以确保其发射对有机材料透明。该光源的两个主要候选者是InP边缘发射激光器和稀氮化物VCSEL。
后者的销售额不太可能在未来五年内对VCSEL总收入做出太大贡献，总收入预计将攀升至39亿美元。这是一个非常健康的数字，对于该器件的制造商以及支持其努力的基材、材料来源和生长工具的生产商来说，这是个好消息。
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