这家企业VCSEL出货量破10亿里程碑 VCSEL火起来了吗？

这家企业VCSEL出货量破10亿里程碑

受到消费类智能手机中引入接近传感和3D人脸识别技术等趋势的推动，市场对VCSEL（垂直表面发射激光器）技术的需求近两年出现了显著增长。

垂直表面发射激光器（Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser，简称VCSEL，又译垂直共振腔面射型激光）是一种半导体激光器，就像名字所说的，其激光垂直于顶面射出。

▲垂直腔面发射激光器

VCSEL具有体积小、圆形输出光斑、单纵模输出、阈值电流小、价格低廉、易集成为大面积阵列等优点，广泛应用与光通信、光互连、光存储等领域。并且目前与多模光纤的耦合效率竟能大于90％，效率非常高。传感器与数据传输是VCSEL的最大应用，在这些方面，VCSEL相比LED有更优越的性能。

位于德国乌尔姆的Philips Photonics公司，是荷兰埃因霍温皇家飞利浦（Royal Philips）公司的全资子公司，致力于为数据通信、消费类和工业应用提供垂直腔面发射激光器（VCSEL）技术，据麦姆斯咨询报道，Philips Photonics近日达成了第十亿颗VCSEL出货里程碑。

Philips Photonics公司的前身ULM Photonics成立于2000年，并于2006年被荷兰皇家飞利浦收购，这家位于德国乌尔姆的工厂发展非常迅速。2008年，在中国上海建立了亚太市场基地。2014年，推出了4英寸VCSEL自动化生产线。2016年，开始为智能手机大规模出货VCSEL器件。Philips Photonics公司在2018年初完成了最近的一次扩建，产能实现了翻番。现在，该公司计划在未来18个月内在乌尔姆工厂再次扩大产能。

集成微透镜的VCSEL阵列扫描电镜（SEM）照片，作为对比，左上方的VCSEL阵列没有集成微透镜

2017年9月，Philips Photonics 宣布成功完成了“VIDaP”项目（VCSEL照明、数据通信和功率应用试验线），该项目由德国联邦教育与研究部（BMBF）和欧盟联合支持2300万欧元，并在欧洲ECSEL计划的组织下进行。自2014年立项以来，该项目专注于VCSEL的高度自动化制造，以使VCSEL生产达到LED产业同样的成熟水平。在该项目之前，VCSEL只能小批量生产，大部分都是非自动化流程。现在，Philips及其联盟合作伙伴已成功证明VCSEL可以跟其他大批量半导体元件一样进行标准化制造。将有助于解锁新解决方案的市场潜力，如高速数据传输、3D识别、激光雷达（LiDAR）等光学传感器和数字化工业热处理，同时显著降低数据中心和热工业处理中的传感器尺寸和能耗。

Philips Photonics高功率应用的VCSEL阵列技术，VCSEL阵列由数千个在GaAs晶圆上用半导体工艺制造的微型激光器组成

Philips Photonics公司总经理Joseph Pankert说，“我们看到了消费电子行业非常强烈的市场需求，并且预计未来几年这种情况都会持续下去，因为将会有越来越多的制造商在他们的新款智能手机中应用人脸识别技术。”

2017年和2023年VCSEL市场预测

根据Yole近期发布的《VCSEL技术、产业和市场趋势》报告，由于消费类应用的急剧增长，VCSEL市场规模预计将从2017年的3.3亿美元到2023年增长至35亿美元。

与此同时，另一家企业Lumileds日前宣布，其开发的套件LUXEON IR Domed和LUXEON IR Compact LED可完美替代工作频率高达40MH的TOF应用的VCSEL技术。

红外光源的高频运行正在快速引起人们的兴趣，它们可用于汽车、工业和消费类细分领域中各种飞行时间（TOF）应用。由于这些应用的要求日新月异，因此人们主要考虑采用VCSEL。但VCSEL技术也有其缺点，包括大批量供货、需要护目措施，以及高成本。

为证明这一点，Lumileds和Melexis的工程设计团队开发了一个评估套件，可使客户以高达40MHz的高频运行LUXEON IR LED。LUXEON IR LED的固有特性可实现TOF运行所需的干净且可重复的响应曲线。

来自Lumileds和Melexis的工程师已展示了高达40MHz的LUXEON IR LED的运行，从而支持940nm和850nm、范围为3米的飞行时间应用。

Lumileds CPAT EMEA总监Erno Fancsali说：“Lumileds开发的照明器评估套件可将光脉冲的上升和下降时间缩减至6ns，这比其他类似LED设备缩短了1/4。凭借可与基于VCSEL解决方案相媲美的精度和范围，该照明器卡支持基于LED的TOF系统，同时可降低整体系统成本。”

Lumileds LUXEON IR系列高级产品经理Wouter Schrama说：“LUXEON IR LED 的高频运行实现这一突破，支持新的 TOF 应用，这些应用先前受到成本或眼睛保护的约束。此开发将有助于使更广泛的产品具有低成本且保护眼睛的距离测量功能，这些产品包括驾驶员监测系统、物流导航、手势识别系统和无人机。根据要求可提供 60°、90° 和 150° 视角以及850nm和940nm的Lumileds LED照明器。”

来源：麦姆斯咨询、香根草基地，综合整理。