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VCSEL，即垂直腔面發(fā)射激光器(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser)，是半導體激光器的一種。當前以砷化鎵半導體為基礎(chǔ)材料的VCSEL居多，發(fā)射波長主要為近紅外波段。
數(shù)據(jù)通信應用是VCSEL技術(shù)的第一個批量應用。自2017年11月，蘋果發(fā)布了嵌入VCSEL的iPhone X，用于人臉識別，帶動了移動和消費領(lǐng)域成為VCSELs的最大市場，2018年該市場達到4.4億美元。
2022年，VCSEL市場與2018年相比幾乎翻了一番，達到8.4億美元。據(jù)Yole Intelligence的報告分析，從2023年開始，數(shù)據(jù)通信市場可能會奪回領(lǐng)先地位，并在接下來的五年中主導VCSEL市場。預計2027年，數(shù)據(jù)通信的VCSEL收入將達到21億美元，整個VCSEL市場將達39億美元。
Lumentum和Coherent擁有80%的VCSEL市場
自2017年以來，VCSEL生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生了巨大的變化。當時，主要由Lumentum主導市場，但其他幾個玩家在市場上有很大的份額。現(xiàn)在Lumentum和II-VI(現(xiàn)公司命名為Coherent)是最大的參與者，擁有80%的VCSEL市場。
當時，Lumentum是蘋果公司唯一合格的供應商。Finisar仍在研發(fā)中，并在努力為蘋果提供合格的產(chǎn)品。其他企業(yè)參與了其他智能手機制造商或為接近傳感器提供微小的VCSEL。然后，II-VI收購了Finisar，并購了Oclaro，完成對Coherent的收購，合并后公司命名為Coherent。通過收并購，加強了他們在光通信市場的地位，實現(xiàn)了從VCSEL設(shè)備到整個收發(fā)模塊的垂直整合。
8英寸晶圓制造和波長轉(zhuǎn)移將是下一個技術(shù)變化
自2017年以來，智能手機中的VCSEL發(fā)展不大。從4英寸晶圓制造過渡到6英寸晶圓是必要的，以滿足消費玩家的爆炸性需求。Yole預計在未來幾年，VCSEL發(fā)展會有兩個重大變化。
2022年5月，IQE展示了其首個基于鍺而非砷化鎵的8英寸晶圓。這些新晶圓可能不是為了應對VCSEL需求的突然上升，而是為了使光電子器件與CMOS技術(shù)的整合成為可能。它還提供了一個潛在的路線圖，即在長期內(nèi)實現(xiàn)12英寸晶圓制造。
第二個預計的主要變化是使用稀釋的氮化物活性層將波長從940nm轉(zhuǎn)移到1380nm。由于有機發(fā)光二極管在這個波長下是透明的，需要這種轉(zhuǎn)變來實現(xiàn)有機發(fā)光二極管(OLED)顯示器背后的VCSELs的集成。第一個應用可能是接近傳感器被放置在顯示屏下，減少iPhone手機上的凹槽尺寸。
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