電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/李彎彎）VCSEL全稱Vertical-cavity Surface-emitting Laser，是垂直腔面發(fā)射激光器，最初用于光通信領域，比如光模塊中，后來開始應用于消費電子領域的3D感測方面，比如人臉識別，2017年蘋果將其用在iPhone人臉識別模組，VCSEL也開始受到消費電子領域的大規(guī)模關注。

目前來看國外在VCSEL芯片方面還是較為領先，近些年國內多家廠商發(fā)展迅速，并且開始逐漸小批量或者批量生產，多家VCSEL芯片也得到了資本的較多關注，比如縱慧芯光、睿熙科技等。

什么是VCSEL？

VCSEL本質上是一種半導體激光器，激光器是用來發(fā)射激光的裝置，而半導體激光器則是以半導體材料為工作物質發(fā)射激光的器件，根據(jù)激光芯片的結構，半導體激光器可分為邊發(fā)射激光器（EEL）和垂直腔面發(fā)射激光器（VCSEL）。

VCSEL有多方面的優(yōu)點，比如：一是其出射光斑是圓形的，如上圖左側，而EEL的出射光斑是橢圓形的，VCSEL的圓形光斑更易于與光纖耦合，耦合效率比EEL的大很多；二是VCSEL的發(fā)光方向是垂直的，而EEL是從側面出光，VCSEL垂直出光更適合用來做成二維陣列形式；三是VCSEL閾值電流很小，可以在1~2mA之間的低電流下工作，能耗低。

VCSEL多方面的優(yōu)點，比如出光適合做成二維陣列形式，功耗低等使得其在手機、智能門鎖、掃地機器人等消費電子市場非常被看好，也因此在3D視覺逐漸發(fā)展的過程中，火了一把，縱慧芯光聯(lián)合創(chuàng)始人兼亞太區(qū)CEO陳曉遲近日談到，“在消費電子領域，VCSEL芯片起量以后，市場大概規(guī)模將百億元人民幣。”

國內VCSEL芯片廠商進展如何？

但近幾年隨著3D感知技術及市場發(fā)展，多家VCSEL芯片廠商開始迅速成長，并開始小規(guī)模并規(guī)模量產，包括縱慧芯光、睿熙科技、檸檬光子、新亮光子、瑞識科技、華芯半導體、長光華芯等。

縱慧芯光

縱慧芯光成立于2015年，可提供高功率和高速VCSEL（垂直腔面發(fā)射激光器）解決方案，設計和制造VCSEL（650nm至1000nm），應用于高速光通信、生物醫(yī)學、工業(yè)、汽車和消費類產品中的光學傳感中。

公司聯(lián)合創(chuàng)始人兼亞太區(qū)CEO陳曉遲在近日SENSOR CHINA 2020論壇上談到，消費電子領域是公司主攻的市場之一，包括手機、掃地機器人、人臉支付、智能門鎖等應用場景。

縱慧芯光除了已經進入華為旗艦級供應鏈，目前在全球范圍內擁有大大小小的客戶大概有150家。在面對美國對華為制裁的問題方面，陳曉遲表示，“我們會在合法合規(guī)的情況下給華為供貨，并且也會積極拓展新客戶，讓客戶多元化?！?br />
陳曉遲談到，在手機方面，公司已經與安卓陣營中多家廠商進行配合，在非手機領域，比如刷臉支付、智能門鎖領域也在積極探索，事實上，公司今年已經有100kk級別的出貨量。

另外，縱慧芯光從去年開始積極布局汽車領域，汽車電子領域真正起量可能還需要三年或者五年時間，但是這個市場起量之后，預計也會有百億元人民幣的市場規(guī)模。

睿熙科技

睿熙科技成立于2017年，專注于VCSEL芯片及衍生產品的研發(fā)及量產，2020年9月，公司完成2億元人民幣A+輪融資，將主要用于下一階段芯片的量產以及流片研發(fā)投入。據(jù)官網(wǎng)介紹，公司VCSEL芯片可以滿足消費電子領域每月10kk+供貨能力。

除了消費電子領域，睿熙科技也在積極拓展數(shù)據(jù)通信領域和車載領域，據(jù)介紹，在數(shù)據(jù)通信領域，25G數(shù)通產品現(xiàn)階段已經進入量產階段，在車載領域，產品能量轉換效率可達35%+，功率在1000W，已于全球最大車載鏡頭供應商合作。

檸檬光子

檸檬光子成立于2018年，主攻高性能半導體激光芯片及其模組和光引擎，包括VCSEL垂直腔面發(fā)射激光器 、EEL邊發(fā)射激光器等產品，可應用于3D傳感、AR/VR、機器人、激光雷達、消費電子、智能制造、物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心等領域。

2020年4月，檸檬光子推出了領先業(yè)界的高性能大功率808 nm和850 nm VCSEL芯片系列產品。據(jù)介紹，該系列產品具有高效率、高可靠性和優(yōu)異的高溫性能等特點，可應用于三維傳感、激光雷達、泵浦、安防、醫(yī)療等紅外照明等領域。

檸檬光子該系列VCSEL產品適于大規(guī)模量產，完全采用6英寸外延及流片，有極為精減的加工流程，并已在多家國內外成熟的6英寸芯片代工廠得到驗證。同時，該產品具有優(yōu)異的可靠性，已通過50°C熱沉溫度下2000h以上連續(xù)出光的加速老化壽命測試。

新亮光子

新亮光子成立于2006年，是新亮智能集團旗下的全資子公司，專業(yè)從事VCSEL芯片及其它光芯片的研發(fā)制造和銷售，公司致力于人工智能和物聯(lián)網(wǎng)領域，為消費類電子，工業(yè)應用，車載/航空、光通信等領域提供核心的VCSEL芯片等光子器件。

2020年9月，新亮光子發(fā)布了多結（Multijunction）VCSEL芯片，單孔光功率高達30mW；斜率效率（SE）2.2W/A；能夠在-40至+105°工作；發(fā)光面積更小，易于準直。Multijunction VCSEL有助于車載激光雷達、人臉識別、機器視覺產品的更小型化。

今年早些時候，新亮光子還推出了高性能、高可靠性的940nm VCSEL系列產品。新亮光子擁有國際同步的6吋VCSEL芯片量產線，打造了以VCSEL為核心的光子芯片及COB模組的IDM模式，是全球較為知名的VCSEL產品及方案供應商。

瑞識科技

瑞識科技是一家源自硅谷的高科技公司，由美國海歸博士團隊創(chuàng)建。公司致力于半導體光學領域，為人工智能、身份識別、3D視覺、輔助駕駛、安防監(jiān)控、特種照明、智慧物流、健康監(jiān)測等行業(yè)客戶提供行業(yè)領先的光源產品和具有競爭力的光學解決方案。

瑞識科技核心技術包括光芯片設計，光學透鏡集成，器件級集成封裝，數(shù)理建模，光電系統(tǒng)整合優(yōu)化等。公司的VCSEL外延及芯片設計已經完成數(shù)百片6寸晶圓的量產驗證。公司產品涵蓋不同波長包括850nm，940nm，光功率從幾毫瓦到數(shù)瓦的完整系列，可供3D結構光，接近傳感、紅外泛光源以及3D TOF感應等不同場景中的應用。

瑞識科技今年8月份推出的業(yè)內首款發(fā)散角在10-15°的超窄光單孔VCSEL芯片，具備更小發(fā)散角，為解決接近傳感模塊內部信號串擾問題，創(chuàng)新提供芯片級解決方案，目前已開始送樣。

威科賽樂

威科賽樂微電子股份有限公司成立于2018年1月，是由廣東先導集團與重慶萬林投資公司共同出資打造，致力于半導體材料、晶圓、激光器芯片的研發(fā)、制造及銷售，一期投資13億元，總占地面積75畝。

據(jù)官網(wǎng)介紹，公司專注創(chuàng)新，通過資源整合、技術革新，實現(xiàn)了年產250萬片砷化鎵、磷化銦等襯底材料與年產高端激光器芯片20億顆的生產能力，投產后將徹底改變國內應用于智能手機、無人駕駛等領域的3D感測和激光雷達芯片嚴重依賴進口的困局。

2020年5月，由威科賽樂公司生產的首顆擁有自主知識產權的3D感測VCSEL芯片在萬州下線。目前公司芯片生產線已進入工藝優(yōu)化階段，預計下半年進行小批量投產。

華芯半導體

華芯半導體科技有限公司位于泰州市姜堰區(qū)現(xiàn)代科技產業(yè)園，投資已超5億元，占地面積90余畝，建筑面積50000平米。公司主要產品為高亮度LED、藍綠光半導體激光管、垂直腔面發(fā)射(VCSEL)光子芯片、DFB光子芯片、EML光子芯片以及高亮度半導體激光芯片等。產品主要應用于激光顯示、激光照明、激光電視、光纖通訊、數(shù)據(jù)中心、云計算、超算等領域。

華芯半導體近期接受媒體采訪的時候表示，公司2017年3月宣布其自主開發(fā)的25GVCSEL芯片已通過客戶測試，一時間引起全行業(yè)高度關注。到目前為止，華芯半導體已經為業(yè)界提供了包括850nm6G/10G/25GVCSEL外延片和芯片，940nm5mW~4WVCSEL芯片及外延片，藍光外延片和芯片等系列解決方案，完全滿足數(shù)據(jù)通信、3D感測及測距、激光雷達等應用的要求。

長光華芯

長光華芯主要致力于高功率半導體激光器芯片、高效率半導體激光雷達3D傳感芯片、高速光通信半導體激光芯片及相關光電器件和應用系統(tǒng)的研發(fā)生產和銷售。產品廣泛應用于工業(yè)激光器泵浦、激光先進制造裝備、生物醫(yī)學及美容、高速光通信、機器視覺與傳感等。

目前，長光華芯的VCSEL已經推出距離傳感器、結構光（SL）、飛行時間（ToF）三大類產品，標準產品的波長包含808 nm、850 nm、940 nm。這些產品可廣泛應用于距離傳感、人臉識別、手機3D傳感、機器人、汽車激光雷達、光通訊、原子鐘、安防照明等領域。

除了上述企業(yè)，已經量產VCSEL芯片的廠商還有光迅科技、海特高新、仟目激光，此前就有報道稱，光迅科技的25G VCSEL芯片已通過部分客戶驗證，逐步進入量產階段，今年6月份表示，光迅科技表示，公司25G VCSEL芯片的良率在逐步提高，生產和研發(fā)過程自主可控。

海特高新子公司海威華芯開發(fā)了砷化鎵IPD、PPA15、VCSEL、氮化鎵NPA25等制程產品，在基站射頻氮化鎵、充電硅基氮化鎵、3D感知VCSEL砷化鎵等核心產品進入小批量量產階段。海特高新今年3月份表示，公司VCSEL芯片廣泛應用于人臉識別、測距、激光雷達、3D感知等諸多領域，在消費電子領域有廣闊的應用，

2017年11月成立于武漢的仟目激光，主要產品為VCSEL、DFB、窄線寬激光器、工業(yè)大功率激光器等多種類型，在消費電子、自動駕駛、光纖通信以及工業(yè)切割等領域均有廣泛應用。公司2019年12年就成功量產了6寸晶圓25GVCSEL芯片，應用于數(shù)據(jù)中心、消費電子中。

可以預見，未來在3D傳感、5G通信等多領域的需求推動下，及各廠商的研發(fā)投入及經驗積累下，國內VCSEL芯片將會取得長足發(fā)展。

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