自iphone X上首次搭載3D攝像頭后，業(yè)界對VCSEL的關(guān)注度只增不減，且VCSEL相關(guān)廠商的數(shù)量也“直線攀升”。
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，都離不開核心器件VCSEL，另外一方面，因終端廠商的積極推進(jìn)，VCSEL制造商也察覺到了商機(jī)進(jìn)而大舉進(jìn)攻這一市場以待分得一杯羹。
iPhoneX帶火3D傳感技術(shù)
去年，蘋果將3D傳感技術(shù)首次應(yīng)用至iphone X上，雖然一經(jīng)推出后，多次被爆出銷量不佳，但庫克在蘋果最新發(fā)布的2018年第三財(cái)報(bào)公布后的電話會議上表示，iphone X在上一季仍然是全球最暢銷的機(jī)型。
雖然庫克沒有提供iphone X確切的銷量數(shù)字，但他曾多次表示，iphone X自2017年11月推出以來，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感測技術(shù)也頗受終端廠商追捧。今年以來，小米、OPPO、華為均搭載了3D感測技術(shù)，而今年下半年蘋果的三款新機(jī)及ipad上均搭載了這一技術(shù)。
一時之間，3D傳感技術(shù)正逐步向手機(jī)市場滲透，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。
對于3D感測技術(shù)在手機(jī)端的滲透率發(fā)展趨勢，近期有業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，3D感測技術(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別類似，也將會從“頂部”逐步向“底部”滲透。
有意思的是，當(dāng)3D感測技術(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。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)鞲衅鳎愃朴诳梢姽釩MOS，但是3D成像是通過特殊的技術(shù)手段去計(jì)算出深度信息，如計(jì)算時間、畸變等變量。
另外一方面，為了和2D成像相分離，避免可見光的干擾，3D成像必須使用特殊波段的主動式光源，而2D成像一般是記錄物體反射的可見光，即使在暗光情況下的補(bǔ)光燈也非常簡單，并不如3D成像一樣對主動光的散射、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，有調(diào)研機(jī)構(gòu)指出，手機(jī)端無論采用結(jié)構(gòu)光方案還是TOF，都離不開核心的紅外器件，而手機(jī)3D成像模塊中，各核心元件價值占比將重構(gòu)，紅外器件相關(guān)的廠商將成為產(chǎn)業(yè)鏈核心，是3D成像紅利的最大受益者。
VCSEL產(chǎn)業(yè)鏈主要廠商梳理
紅外光是波長介乎微波與可見光之間的電磁波，波長在760nm至1000nm之間，對應(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)；在汽車電子領(lǐng)域，則有設(shè)置于汽車頭燈中的夜視（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、生物感測器（Bio－Sensor）、生物識別等。預(yù)計(jì)2020年搭載紅外光感測器的行動裝置將達(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，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最大的廠商之一，中國未有供應(yīng)砷化鎵的上市公司。
此外，筆者獲悉，VCSEL供應(yīng)鏈有五個主要組成部分，它們分別為磊晶設(shè)計(jì)、芯片生產(chǎn)過程、包裝過程、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)、制造和銷售以及提供相關(guān)服務(wù)，它是國內(nèi)積極開發(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)合太陽能電池、藍(lán)寶石基板和高功率聚光太陽能產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。
三安光電已成功開發(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，目前通過多輪工藝的改進(jìn)，器件性能和可靠性已經(jīng)達(dá)到國際領(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，2019年上半年開工建設(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株式會社和住友商事。參與封裝過程的臺灣企業(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，來自馬來西亞的檳杰科達(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、汽車和消費(fèi)電子領(lǐng)域的自動化技術(shù)和解決方案。