若要談起近期最夯的零組件，VCSEL（垂直腔面發(fā)射激光器）絕對是名列前茅。隨著iPhone X亮相，3D感測模塊成為新一代iPhone最受矚目的變革，連帶使得3D感測模塊中的核心零組件VCSEL成為焦點(diǎn)。而蘋果對于VCSEL這項(xiàng)關(guān)鍵零組件的重視程度顯而易見，甚至為了讓激光芯片廠商Finisar能繼續(xù)VCSEL的研發(fā)工作，進(jìn)而出資Finisar，蘋果的舉措掀起了市場對于VCSEL的討論與競逐。
在蘋果光加持下的VCSEL，儼然是全球的技術(shù)新星，然而實(shí)際上，VCSEL并非新技術(shù)，它在 1980年代被提出后，早在1996年就已商業(yè)化。這項(xiàng)因?yàn)樘O果而再度回春、重回鎂光燈下的技術(shù)，屬于紅外線激光技術(shù)的一種。
紅外線激光與VCSEL技術(shù)解析
先來看看紅外激光技術(shù)發(fā)展，相較于紅外線LED，紅外線激光擁有共振腔設(shè)計(jì)，光發(fā)散角度小、光電轉(zhuǎn)換效率高與數(shù)據(jù)傳輸速度快等優(yōu)點(diǎn)。由于紅外線激光在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，多采用脈沖光，因此并不會(huì)對人眼造成傷害，隨著技術(shù)提升，紅外線激光產(chǎn)品逐漸導(dǎo)入感測組件之中，其應(yīng)用市場也從工業(yè)用市場轉(zhuǎn)向商業(yè)與消費(fèi)者市場。
在紅外線激光技術(shù)當(dāng)中，又區(qū)分為VCSEL 面射型激光、EEL 邊射型激光。其中，VCSEL面射型激光具有低臨界電流的潛力、發(fā)光光束具有圓形對稱特性、高效率光電轉(zhuǎn)換與高指向性光源等優(yōu)勢。
VCSEL應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)及消費(fèi)性電子，未來車用市場潛力無窮
隨著近年來VCSEL逐漸應(yīng)用于消費(fèi)性市場，目前VCSEL面射型激光市場應(yīng)用已包含距離感測、自動(dòng)對焦、3D感測 (結(jié)構(gòu)光與飛時(shí)測距)、虹膜辨識(shí)與空氣與水質(zhì)檢測。其中，3D感測的應(yīng)用場域又含括了居家自動(dòng)化、機(jī)器人、穿戴式裝置、計(jì)算機(jī)、游戲、電視、汽車、生物辨識(shí)及便攜式電子產(chǎn)品。
此外，VCSEL具有可消除光斑 (Speckle)、發(fā)光光束具有圓形對稱的均勻化、搭配透鏡易做到發(fā)光角度的控制的特色，也可為車用夜視照明提供高分辨率畫質(zhì)，成為此應(yīng)用的最佳光源產(chǎn)品。除了在消費(fèi)性市場的應(yīng)用潛力，VCSEL未來在車用的應(yīng)用潛力，也是產(chǎn)業(yè)矚目焦點(diǎn)。
3D感測市場長期發(fā)展建構(gòu)在算法與供應(yīng)鏈結(jié)盟整合方案能力
集邦咨詢LED研究中心（LEDinside）整理出目前VCSEL的產(chǎn)業(yè)鏈信息，以一窺VCSEL供應(yīng)狀況。上游的紅外線激光芯片相關(guān)廠商包含IQE、II-VI、晶電、華立捷、穩(wěn)懋、宏捷科、Lumentum、Finisar、Princeton Optronics、NeoPhotonics、Philips Photonics、OSRAM OS等。
因iPhone X的搭載而炙手可熱，VCSEL需求量大幅增加，然而，從技術(shù)層面來看，VCSEL必須有極佳的信賴性表現(xiàn)，紅外線激光產(chǎn)品對溫度相當(dāng)敏感，只要溫度一上升，將會(huì)出現(xiàn)大幅度的光衰，產(chǎn)品壽命與質(zhì)量信賴性成為產(chǎn)品良率最大的關(guān)鍵因素，因而，搭載于手機(jī)上的VCSEL產(chǎn)品目前就面臨了因產(chǎn)品良率問題而導(dǎo)致產(chǎn)能不足的狀況。
展望VCSEL 2018年的發(fā)展，除了iPhone可望全面采用VCSEL之外，目前各手機(jī)品牌陣營已經(jīng)展開供應(yīng)鏈結(jié)盟與合作，但如何突破算法的專利障礙，以及第三方應(yīng)用程序的發(fā)展?fàn)顩r，甚至是整體3D感測模塊性價(jià)比能否有效提升，都將牽動(dòng)著VCSEL廠商明年布局與發(fā)展。
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