蘋果催動VCSEL產業大爆發 聯亞VCSEL產品第二季度量產出貨

蘋果採用3D攝像頭無疑帶動了該產業的快速發展，也為攝像頭產業發展提供了新的方向，早在蘋果備受關注的iPhone 8發布前夕，兩則新聞引起業界關註：Lumentum 3D傳感器打進iPhone 8供應鏈，而無名晶圓公司IQE股價2017年以來狂漲300%。

而VCSEL作為3D攝像頭中的關鍵部分，也促使眾多的企業布局該領域！

蘋果帶動3D攝像頭產業 聯亞VCSEL相關產品第二季度量產出貨

Lumentum和IQE均來自VCSEL供應鏈。

VCSEL市場按產品類型細分可分為單模VCSEL和多模VCSEL，未來多模VCSEL預計將占據主要的市場份額，它們正廣泛應用於3D成像和數據通訊。

多模VCSEL可以提供更好的調製效果和更高的傳輸速率，使其相比單模VCSEL產品更受歡迎，而單模VCSEL通常應用於列印、條形碼等其它傳感應用。

市場研究機構預測，2015年VCSEL(垂直腔面發射雷射器)市場規模為9.546億美元，至2022年預計將增長至31.241億美元，2016~2022年期間的複合年增長率可達17.3%。

VCSEL憑藉其緊湊的尺寸、高可靠性、低功耗以及較低的製造成本而應用廣泛。

而汽車產業電氣系統對VCSEL的應用增長，正推動整個VCSEL的市場增長。

目前，全球範圍內主要的設計者包括Finsar、Lumentum、Princeton Optronics、Heptagon、ⅡⅥ等公司，它們在移動端VCSEL處於前沿的研發角色。

由IQE、全新、聯亞光電等公司提供三五族化合物EPI外延矽片，然後由宏捷科(Princeton Optronics合作方)、穩懋(Heptagon 合作方)等公司進行晶圓製造，再經過聯鈞、矽品等公司的封測，便變成了獨立的VCSEL 器件。

然後由設計公司提供給意法半導體、德州儀器、英飛凌等綜合解決方案商，再提供給下游消費電子廠商。

VCSEL的製造依賴於MBE(分子束外延)或MOCVD(金屬有機物氣相沉積)工藝，在GaAs(80%左右的份額)或InP(15%左右的份額)晶圓上生長多層反射層與發射層。

移動端VCSEL產業鏈與化合物半導體產業鏈結構類似。

按照當前VCSEL成本1.5-3美金計算，移動端VCSEL市場空間將達到6.5-13.5億美金，給當前VCSEL市場帶來20%-30%的增長。

近來，美系外資看好垂直共振腔面射型雷射（VCSEL）需求攀升，將帶動上游磊晶供給成長，首度追蹤全新 (2455) 並給予加碼評等，另將聯亞 (3081) 升評至加碼，晶電 (2448) 則維持中立。

美系外資出具研究報告表示，智慧感測器搭載的VCSEL是裝置互連的關鍵，已成為感測器零組件的標淮，市調機構預測VCSEL市場規模將從2016年的9.5億美元，大幅成長到2023年的41億美元；美系外資預期VCSEL磊晶的市場規模將在2020年達6.4億美元，換算2017年到2020年的年複合成長率約164%。

相較於美國和歐洲整合元件製造商（IDM）擁有VCSEL設計與相關專利優勢，美系外資認為，亞洲供應鏈更擅長運用產能規模和製造成本管控，預期從2018年起，亞洲供應鏈將獲得更多VCSEL消費性產品的合作機會及外包訂單，尤其磊晶產量占比可望在2020年衝上約25%。

美系外資看好全新、聯亞擁有砷化鎵（GaAs）磊晶豐富經驗，加上VCSEL門檻偏高，全新、聯亞VCSEL營業利益率推估已達25%到45%；相較之下，從LED磊晶跨足VCSEL的新進業者例如晶電，VCSEL營業利益率推估僅9%到10%。

聯亞光電目前正在與手持設備製造商合作，利用其VCSEL（垂直腔面發射雷射器）器件開發3D傳感解決方案，相關產品預計將在2018年5-6月開始出貨。

聯亞光電期望其VCSEL產品銷售將在其2018年總營收中占到5%-10%。

同時，聯亞光電宣布由於來自中國大陸的客戶對10G PON（Passive Optical Network，無源光纖網絡）外延晶圓器件的需求反彈，其1月合併營收達到了743萬美元，實現月同比上漲0.95%，年同比上漲80.34%。

據透露，2018年上半年其10G PON產品的出貨量將持續樂觀，並計劃在第三季度開始規模量產新的矽光子器件，將進一步幫助公司實現2018年的營收增長。

據悉，聯亞光電創立於1997年6月，主要從事生產以砷化鎵（Gallium arsenide）和磷化銦（Indium phosphide）為基板的Ⅲ－Ⅴ族材料化合物外延晶圓。

公司由有機金屬氣相外延（OMVPE）技術製造的各種外延晶圓產品，經後段晶片製造與封裝後，可廣泛應用於光纖通信、消費類產品以及工業領域。

VCSEL晶片廠商趨之若鶩 門檻高致綜合實力強企業優勢突出

目前，致力於移動端設計的VCSEL晶片生產公司全球只有七八家，例如Finsar、Lumentum、Princeton Optronics、Heptagon(已被AMS收購)、ⅡⅥ等公司，且大部分在美國，它們在移動端VCSEL處於前沿的研發角色。

而據媒體報導，為iPhone 8提供VCSEL雷射器的生產商是Finsar公司、Lumentum公司和II-VI公司三家。

國內蘋果產業鏈上也已經開始淮備切入這一市場。

而現有的VCSEL器件廠家包括武漢光迅，江蘇華芯，山東太平洋，深圳源國等也都在積極淮備。

相比之下，光通訊領域中，國內光通訊器件廠商光迅科技已有VCSEL商業化產品推出，但是在消費電子領域，國內尚無一家擁有VCSEL晶片量產能力的企業。

科研領域中，中科院長春光機所在VCSEL的研究處於世界前沿地位。

2014年5月長春光機所在國內首次研製出鹼金屬原子光學傳感技術專用的795 nm和894 nm VCSEL雷射器，可作為核心光源用於晶片級原子鐘、原子磁力計、原子陀螺儀等鹼金屬原子傳感器。

除此之外，還有吉林大學、長春理工大學、北京郵電大學、西南交通大學、廈門大學、華中科技大學、中科院半導體所、中科院物理所等高校及科研院所均對VCSEL開展了不同層次的研究。

目前結構光產業鏈一流供應商皆已被蘋果鎖定，國內廠商在Fliter(水晶光電)、模組(歐菲光)方面具備較強實力。

從國內布局的企業來看，其中光迅科技：全面覆蓋光有源器件和無源器件，擁有大量生產1G和小批量10G VCSEL能力，年自製晶片產量超過四千萬片。

具備工業級VCSEL雷射器的生產能力。

三安光電：覆蓋晶片、微波集成電路代工、光通信。

擁有從可見光到不可見光全系列產品，同時在上游原材料(基材和氣體)以及下游應用(汽車照明)進行全產業鏈布局。

華工科技(華工正源)：中國雷射行業的領軍企業，子公司華工正源是中國最具影響力的光通信器件供應商之一。

理工光科：光纖傳感方面具備豐富的技術能力，有望在Vcsel的應用中獲得機會。

華工科技：子公司華工正源是國內領先的光模塊製造商。

新易盛：國內光器件領域的後起之秀，體制機制靈活。

國內光晶片光迅是龍頭，正在逐步追趕並有望在近兩年實現跨越，特別如果100G晶片突破之後。

從光迅的產品資料可以了解到，1G VCSEL晶片已經有應用，更高端的10G、25G預計也正在驗證拓展中，晶片能力已經初步具備。

其他廠商目前並不明確是否具備能力，華工科技和華工正源預計也有研發投入。

光晶片之後，雷射探測器實際上可以簡概為由兩個主要部分構成，光晶片+電控模塊，歷史上這兩部分都是要進口的，國內主要是封裝，這種光傳輸的封裝難度遠高於半導體產業的封裝，從旭創、光迅等公司的相關產品毛利率對照可以看出。

目前電控模塊可能仍然要進口，光晶片正在逐步國產化。

由於VCSEL模塊要應用在手機相機中，在解決光模塊封裝後還要解決與相機組建的一體化封裝問題。

在相機中，雷射模塊功能類似於雷射雷達，相機感光CCD只能解決平面成像，前段時間探討的雙目攝像頭受限於手機尺寸也很難真正形成3D效果，只有直接裝上雷射雷達VCSEL可以直接解決問題，支撐未來3D玻璃顯示、VR應用、人臉識別應用等多種應用場景。

因此，未來除了解決晶片問題外，國內廠商的機會更有可能體現在封裝能力等方面，手機空間導致的極其苛刻的封裝條件、與相機CCD模塊集成封裝的特殊要求、與後端3D集成算法關聯的技術等才是未來VCSEL在手機上應用所要優先解決的技術難題。