自iphone X上首次搭載3D攝像頭后，業(yè)界對(duì)VCSEL的關(guān)注度只增不減，且VCSEL相關(guān)廠(chǎng)商的數(shù)量也“直線(xiàn)攀升”。
早前，筆者從供應(yīng)鏈處獲悉，不論是結(jié)構(gòu)光方案還是TOF方案，都離不開(kāi)核心器件VCSEL，另外一方面，因終端廠(chǎng)商的積極推進(jìn)，VCSEL制造商也察覺(jué)到了商機(jī)進(jìn)而大舉進(jìn)攻這一市場(chǎng)以待分得一杯羹。
去年，蘋(píng)果將3D傳感技術(shù)首次應(yīng)用至iphone X上，雖然一經(jīng)推出后，多次被爆出銷(xiāo)量不佳，但庫(kù)克在蘋(píng)果最新發(fā)布的2018年第三財(cái)報(bào)公布后的電話(huà)會(huì)議上表示，iphone X在上一季仍然是全球最暢銷(xiāo)的機(jī)型。
雖然庫(kù)克沒(méi)有提供iphone X確切的銷(xiāo)量數(shù)字，但他曾多次表示，iphone X自2017年11月推出以來(lái)，其出貨量一直處于所有iphone機(jī)型的最高水平，iphone X是最受歡迎的iphone。
由于iphone X的成功，3D感測(cè)技術(shù)也頗受終端廠(chǎng)商追捧。今年以來(lái)，小米、OPPO、華為均搭載了3D感測(cè)技術(shù)，而今年下半年蘋(píng)果的三款新機(jī)及ipad上均搭載了這一技術(shù)。
一時(shí)之間，3D傳感技術(shù)正逐步向手機(jī)市場(chǎng)滲透，而除了結(jié)構(gòu)光這一技術(shù)方案外，TOF技術(shù)也被應(yīng)用至OPPO R17 Pro上。
對(duì)于3D感測(cè)技術(shù)在手機(jī)端的滲透率發(fā)展趨勢(shì)，近期有業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，3D感測(cè)技術(shù)的滲透模式首先應(yīng)用在前幾大品牌的旗艦機(jī)型中，它的滲透模式與指紋識(shí)別類(lèi)似，也將會(huì)從“頂部”逐步向“底部”滲透。
有意思的是，當(dāng)3D感測(cè)技術(shù)向手機(jī)端滲透，這一技術(shù)的出現(xiàn)使得光學(xué)產(chǎn)業(yè)鏈有所變動(dòng)。據(jù)了解，3D與2D成像零組件有較大差異，一方面，3D成像的光電轉(zhuǎn)換器件仍是平面?zhèn)鞲衅?，?lèi)似于可見(jiàn)光CMOS，但是3D成像是通過(guò)特殊的技術(shù)手段去計(jì)算出深度信息，如計(jì)算時(shí)間、畸變等變量。
另外一方面，為了和2D成像相分離，避免可見(jiàn)光的干擾，3D成像必須使用特殊波段的主動(dòng)式光源，而2D成像一般是記錄物體反射的可見(jiàn)光，即使在暗光情況下的補(bǔ)光燈也非常簡(jiǎn)單，并不如3D成像一樣對(duì)主動(dòng)光的散射、平行、波段等有著嚴(yán)苛的要求。
此外，兩種成像方式由于接受的波段信息不同，使用的圖像傳感器CIS也不相同，因此，3D成像產(chǎn)業(yè)鏈與傳統(tǒng)的2D成像有所差異。
不過(guò)，有調(diào)研機(jī)構(gòu)指出，手機(jī)端無(wú)論采用結(jié)構(gòu)光方案還是TOF，都離不開(kāi)核心的紅外器件，而手機(jī)3D成像模塊中，各核心元件價(jià)值占比將重構(gòu)，紅外器件相關(guān)的廠(chǎng)商將成為產(chǎn)業(yè)鏈核心，是3D成像紅利的最大受益者。
紅外光是波長(zhǎng)介乎微波與可見(jiàn)光之間的電磁波，波長(zhǎng)在760nm至1000nm之間，對(duì)應(yīng)頻率在430THz（10 12 Hz）到300GHz（10 9 Hz）。
紅外光應(yīng)用非常廣泛，在安防監(jiān)控領(lǐng)域方面，通常采用通常采用IR 850nm、940nm波段LED的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控?cái)z影機(jī)；在汽車(chē)電子領(lǐng)域，則有設(shè)置于汽車(chē)頭燈中的夜視（Night Vision）系統(tǒng)，可令駕駛視野達(dá)150至200米。
在傳感器領(lǐng)域包括應(yīng)用于智能手機(jī)的近距離感應(yīng)器（Proximity Sensor）模組、可穿戴設(shè)備、生物感測(cè)器（Bio－Sensor）、生物識(shí)別等。預(yù)計(jì)2020年搭載紅外光感測(cè)器的行動(dòng)裝置將達(dá)4億部，應(yīng)用空間巨大。
而用于成像的發(fā)射紅外光技術(shù)主要有LED和VCSEL兩類(lèi)，但相較而言，VCSEL功耗低、效率光等優(yōu)點(diǎn)，使得其比其他紅外光源更加適合移動(dòng)智能終端。此外，最常用于制造VCSEL的材料是砷化鎵（GaAs）、砷化鋁鎵（AlGaAs）和砷化銦鎵（InGaAsN）。
砷化鎵是鎵和砷的混合物，用于制造LED，也是制造VCSEL的關(guān)鍵材料。砷化鎵最大的優(yōu)點(diǎn)是其電子遷移率非常高，電子在砷化鎵中的移動(dòng)速度比在硅中快5倍，而且，砷化鎵可以在比硅更寬的工作溫度范圍內(nèi)使用，并且具有更高的輻射硬度，目前，穩(wěn)懋半導(dǎo)體是全球砷化鎵市場(chǎng)最大的廠(chǎng)商之一，中國(guó)未有供應(yīng)砷化鎵的上市公司。
此外，筆者獲悉，VCSEL供應(yīng)鏈有五個(gè)主要組成部分，它們分別為磊晶設(shè)計(jì)、芯片生產(chǎn)過(guò)程、包裝過(guò)程、模塊和應(yīng)用、設(shè)備提供商。
其中，磊晶是在晶體襯底上沉積的結(jié)晶覆蓋層，磊晶設(shè)計(jì)市場(chǎng)主要由海外公司主導(dǎo)，包括IQE PLC、英特磊、全新、聯(lián)亞和縱慧光電。
而芯片生產(chǎn)過(guò)程包括芯片設(shè)計(jì)、芯片制造和芯片封裝，涉及芯片加工市場(chǎng)的主要公司是穩(wěn)懋半導(dǎo)體、宏捷科技、光環(huán)科技和縱慧光電。
光迅科技主要從事光學(xué)組件和子系統(tǒng)產(chǎn)品的研發(fā)、制造和銷(xiāo)售以及提供相關(guān)服務(wù)，它是國(guó)內(nèi)積極開(kāi)發(fā)VCSEL芯片產(chǎn)品的主要公司之一；三安光電主要從事LED磊晶產(chǎn)品、半導(dǎo)體芯片、復(fù)合太陽(yáng)能電池、藍(lán)寶石基板和高功率聚光太陽(yáng)能產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售。
三安光電已成功開(kāi)發(fā)出10Gbps VCSEL芯片和FP激光器，明年將推出25G DFB激光器；昂納科技也從事VCSEL芯片的研發(fā)。
除了上述幾家企業(yè)外，仟目激光的主要產(chǎn)品線(xiàn)主要用于3D傳感的大功率VCSEL芯片和大功率DFB芯片，目前通過(guò)多輪工藝的改進(jìn)，器件性能和可靠性已經(jīng)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先標(biāo)準(zhǔn)，VCSEL已進(jìn)入量產(chǎn)階段，大功率DFB芯片也已完成樣品流片。
此外，近期，乾照光電擬出資15．97億元建設(shè)VCSEL／高端LED芯片等半導(dǎo)體研發(fā)生產(chǎn)項(xiàng)目頗引人關(guān)注。據(jù)了解，該項(xiàng)目安排在2018年啟動(dòng)，2019年上半年開(kāi)工建設(shè)。
除了上述外，包裝加工行業(yè)主要由日本公司主導(dǎo)，相關(guān)公司包括索尼、日立、松下、富士通、羅姆、NEC株式會(huì)社和住友商事。參與封裝過(guò)程的臺(tái)灣企業(yè)有聯(lián)鈞、華信光電、硅品和通欣電；包裝工藝領(lǐng)域也有一些美國(guó)公司，如VIVIAI Solutions和CyOptics Inc．。
最后，VCSEL產(chǎn)業(yè)鏈的下游部分包括模塊和應(yīng)用程序，相關(guān)公司包括Trilumina、Princeton、Optronics、AMS AG、Lumentum、Finisar、I－VI、華立捷、EMCORE Corp、CyOptics Inc．和Opnext Inc。在設(shè)備提供商中，來(lái)自馬來(lái)西亞的檳杰科達(dá)是VCSEL行業(yè)提供支持的主要企業(yè)之一，其主要從事半導(dǎo)體、電信、汽車(chē)和消費(fèi)電子領(lǐng)域的自動(dòng)化技術(shù)和解決方案。