II-VI：如此火热的VCSEL市场，还仅处于早期阶段
2019-08-29 15:05:17 来源：麦姆斯咨询 评论：0 点击：
近日，Yole固态照明技术与市场分析师Pierrick Boulay近日采访了贰陆（II-VI）企业传播与品牌发展副总裁Mark Lourie。
微访谈：II-VI企业传播与品牌发展副总裁Mark Lourie
据麦姆斯咨询报道，自iPhone X于2017年发布以来，越来越多的智能手机开始搭载采用垂直腔面发射激光器（VCSEL）的3D传感模块。并且，前置3D成像还仅是第一步，智能手机制造商已在逐步发布后置3D传感模块的新产品，通过景深效果增强人像摄影。当然，后置3D传感应用远不限于此，它们还可以用于增强现实（AR）等应用。
苹果和安卓生态系统应用VCSEL的3D传感模块趋势
图片来源：《VCSEL市场与技术趋势-2019版》
Yole在其最新发布的《VCSEL市场与技术趋势-2019版》报告中，对VCSEL的主要应用进行了全面分析，尤其对消费类和汽车应用进行了深入探讨。这份报告还详细介绍了VCSEL的主要规格，VCSEL制造工艺详解，以及各类VCSEL的成本对比分析。
智能手机上的VCSEL总成本变化情况
在此背景下，Yole固态照明技术与市场分析师Pierrick Boulay近日采访了贰陆（II-VI）企业传播与品牌发展副总裁Mark Lourie。以下为访谈内容。
II-VI企业传播与品牌发展副总裁Mark Lourie
Pierrick Boulay（以下简称PB）：您好！首先请您介绍一下自己，您在II-VI的职责以及II-VI的经营业务。
Mark Lourie（以下简称ML）：我是Mark Lourie，司职II-VI企业传播与品牌发展副总裁。II-VI是工程材料和光电器件领域的市场领导者。我们服务于三个核心终端市场：光通信、材料加工以及航空航天和国防。我们还利用II-VI的技术平台服务于持续增长的新市场，包括汽车和消费电子终端市场。
PB：过去十年VCSEL是如何发展的，未来十年在应用、技术、价格、性能和制造方面我们可以有哪些期待？
ML：大约30年前，VCSEL首次在实验室通过了验证。第一批商用VCSEL器件于1996年左右上市。VCSEL最初是为数据通信应用而开发的，到了2010年，它们又扩展到了工业传感、激光打印和光学鼠标应用。近年，VCSEL开始拓展至许多其它应用领域，例如摄像头自动对焦、接近传感等。
此外，还有一些并不广为人知的应用，例如黑莓（Blackberry）智能手机的拇指菜单导航键，以及部分梅赛德斯-奔驰汽车的方向盘等。就II-VI的VCSEL而言，我们在消费电子和汽车市场已经有相当长的服务历史。
PB：您如何看待3D传感应用的兴起和繁荣，及其对VCSEL产业/技术的影响？
ML：在3D传感出现之前，4英寸晶圆的VCSEL制造产能就足够了。VCSEL由于其相对于晶圆平面的垂直结构，能够实现4~12单元的一维阵列，通过光学带状光纤并行传输数据。当3D传感到来时，第一次推动了对相对大尺寸二维VCSEL阵列的应用需求。
3D传感的典型设计需要每颗芯片100个VCSEL的量级，以便扩大所需要的光输出功率，实现诸如人脸识别等应用。因此，3D传感应用推动了全新的VCSEL制造基础设施，以实现6英寸晶圆工艺。
因此，单以晶圆数量或芯片出货量来描述市场增长还不够。在这里，我们谈论的是“晶圆面积出货量”，过去10年来，这一数字增长了几个数量级，在制造技术方面提出了巨大飞跃。
推动VCSEL市场增长的驱动因素
图片来源：《VCSEL市场与技术趋势-2019版》
PB：与VCSEL制造工艺相关的主要挑战是什么？如何克服这些挑战？
ML：事实上，需要注意的是，每家VCSEL供应商都倾向于采用自己开发的专有工艺。因此，它们都会面临自己独特的挑战。每一次突破都会加强公司的知识产权（IP），从而变相提高了市场进入门槛。近两年之前，II-VI便已经开始批量生产3D传感应用的VCSEL阵列。
在这之前，我们克服了大部分挑战，还有些问题是在量产爬坡过程中得到了解决。II-VI正是基于这些技术突破和专有技术，为消费电子领域的新机遇提供更高效的设计。
PB：VCSEL晶圆制造正从4英寸转向6英寸，一些厂商甚至已经在调研8英寸的可行性。您认为这有可能吗？主要挑战会是什么？向更大尺寸晶圆迁移的动因是什么？
ML：制造技术必须匹配目标市场的规模和资金要求。转向6英寸是必要的，因为全球范围内旧的4英寸激光二极管制造基础设施，都无法经济地制造满足大规模要求的VCSEL芯片。因此，产业建立了6英寸VCSEL制造基础设施，以满足消费电子应用的3D传感市场需求。
如今，只有少数几家垂直集成6英寸VCSEL制造商有能力稳定地大批量制造专为3D传感而设计的高可靠、大型多发射器VCSEL芯片。随着市场需求的增加，供应商数量可能会增加，但新厂商将面临陡峭的学习曲线和来自老牌成熟供应商的激烈竞争。
仅3D传感市场可能还不足以支持过渡到8英寸的经济效益。需要多个接近3D传感应用规模的市场，才能支撑投资8英寸的合理性，不过，现在来看，这些市场还不够明朗。
PB：3D传感是目前VCSEL在智能手机中的主要应用，在工业和汽车应用中也有望实现。您预计工业和汽车领域的应用何时会起量？与智能手机中的VCSEL相比，主要区别有哪些？
ML：正如我刚才提到的，VCSEL已经在汽车市场上有应用，例如方向盘。VCSEL还将与边发射激光二极管及各种其它技术，在众多其它汽车应用中展开竞争，包括车内和外部扫描应用。
但是，每种新用例通常都需要专门针对需求做定制化设计，而且，即使将这些汽车应用一起计算，我们也并不认为这些汽车应用需求，会增长到消费类应用所预期的规模。此外，汽车行业的设计周期更长。尽管如此，这些汽车应用仍将受益于为消费电子VCSEL打造的6英寸制造平台所带来的规模经济。
PB：您对VCSEL未来五年的应用有何期待？
ML：在应用方面，趋势已经很明显了，已经发布的消费类设备嵌入VCSEL的越来越多，包括各品牌的智能手机，以及今年刚刚发布的新款增强现实（AR）头戴设备等。可以肯定的是，对于快速增长的VCSEL市场，我们还处于早期阶段。
延伸阅读：