3D传感火热 VCSEL产业链主要厂商梳理

自iphone X上首次搭载3D摄像头后，业界对VCSEL的关注度只增不减，且VCSEL相关厂商的数量也“直线攀升”。

早前，笔者从供应链处获悉，不论是结构光方案还是TOF方案，都离不开核心器件VCSEL，另外一方面，因终端厂商的积极推进，VCSEL制造商也察觉到了商机进而大举进攻这一市场以待分得一杯羹。

iPhoneX带火3D传感技术

去年，苹果将3D传感技术首次应用至iphone X上，虽然一经推出后，多次被爆出销量不佳，但库克在苹果最新发布的2018年第三财报公布后的电话会议上表示，iphone X在上一季仍然是全球最畅销的机型。

虽然库克没有提供iphone X确切的销量数字，但他曾多次表示，iphone X自2017年11月推出以来，其出货量一直处于所有iphone机型的最高水平，iphone X是最受欢迎的iphone。

由于iphone X的成功，3D感测技术也颇受终端厂商追捧。今年以来，小米、OPPO、华为均搭载了3D感测技术，而今年下半年苹果的三款新机及ipad上均搭载了这一技术。

一时之间，3D传感技术正逐步向手机市场渗透，而除了结构光这一技术方案外，TOF技术也被应用至OPPO R17 Pro上。

对于3D感测技术在手机端的渗透率发展趋势，近期有业内人士认为，3D感测技术的渗透模式首先应用在前几大品牌的旗舰机型中，它的渗透模式与指纹识别类似，也将会从“顶部”逐步向“底部”渗透。

有意思的是，当3D感测技术向手机端渗透，这一技术的出现使得光学产业链有所变动。据了解，3D与2D成像零组件有较大差异，一方面，3D成像的光电转换器件仍是平面传感器，类似于可见光CMOS，但是3D成像是通过特殊的技术手段去计算出深度信息，如计算时间、畸变等变量。

另外一方面，为了和2D成像相分离，避免可见光的干扰，3D成像必须使用特殊波段的主动式光源，而2D成像一般是记录物体反射的可见光，即使在暗光情况下的补光灯也非常简单，并不如3D成像一样对主动光的散射、平行、波段等有着严苛的要求。

此外，两种成像方式由于接受的波段信息不同，使用的图像传感器CIS也不相同，因此，3D成像产业链与传统的2D成像有所差异。

不过，有调研机构指出，手机端无论采用结构光方案还是TOF，都离不开核心的红外器件，而手机3D成像模块中，各核心元件价值占比将重构，红外器件相关的厂商将成为产业链核心，是3D成像红利的最大受益者。

VCSEL产业链主要厂商梳理

红外光是波长介乎微波与可见光之间的电磁波，波长在760nm至1000nm之间，对应频率在430THz（10 12 Hz）到300GHz（10 9 Hz）。

红外光应用非常广泛，在安防监控领域方面，通常采用通常采用IR 850nm、940nm波段LED的网络监控摄影机；在汽车电子领域，则有设置于汽车头灯中的夜视（Night Vision）系统，可令驾驶视野达150至200米。

在传感器领域包括应用于智能手机的近距离感应器（Proximity Sensor）模组、可穿戴设备、生物感测器（Bio－Sensor）、生物识别等。预计2020年搭载红外光感测器的行动装置将达4亿部，应用空间巨大。

而用于成像的发射红外光技术主要有LED和VCSEL两类，但相较而言，VCSEL功耗低、效率光等优点，使得其比其他红外光源更加适合移动智能终端。此外，最常用于制造VCSEL的材料是砷化镓（GaAs）、砷化铝镓（AlGaAs）和砷化铟镓（InGaAsN）。

砷化镓是镓和砷的混合物，用于制造LED，也是制造VCSEL的关键材料。砷化镓最大的优点是其电子迁移率非常高，电子在砷化镓中的移动速度比在硅中快5倍，而且，砷化镓可以在比硅更宽的工作温度范围内使用，并且具有更高的辐射硬度，目前，稳懋半导体是全球砷化镓市场最大的厂商之一，中国未有供应砷化镓的上市公司。

此外，笔者获悉，VCSEL供应链有五个主要组成部分，它们分别为磊晶设计、芯片生产过程、包装过程、模块和应用、设备提供商。

其中，磊晶是在晶体衬底上沉积的结晶覆盖层，磊晶设计市场主要由海外公司主导，包括IQE PLC、英特磊、全新、联亚和纵慧光电。

而芯片生产过程包括芯片设计、芯片制造和芯片封装，涉及芯片加工市场的主要公司是稳懋半导体、宏捷科技、光环科技和纵慧光电。

光迅科技主要从事光学组件和子系统产品的研发、制造和销售以及提供相关服务，它是国内积极开发VCSEL芯片产品的主要公司之一；三安光电主要从事LED磊晶产品、半导体芯片、复合太阳能电池、蓝宝石基板和高功率聚光太阳能产品的研发、生产和销售。

三安光电已成功开发出10Gbps VCSEL芯片和FP激光器，明年将推出25G DFB激光器；昂纳科技也从事VCSEL芯片的研发。

除了上述几家企业外，仟目激光的主要产品线主要用于3D传感的大功率VCSEL芯片和大功率DFB芯片，目前通过多轮工艺的改进，器件性能和可靠性已经达到国际领先标准，VCSEL已进入量产阶段，大功率DFB芯片也已完成样品流片。

此外，近期，乾照光电拟出资15．97亿元建设VCSEL／高端LED芯片等半导体研发生产项目颇引人关注。据了解，该项目安排在2018年启动，2019年上半年开工建设。

除了上述外，包装加工行业主要由日本公司主导，相关公司包括索尼、日立、松下、富士通、罗姆、NEC株式会社和住友商事。参与封装过程的台湾企业有联钧、华信光电、硅品和通欣电；包装工艺领域也有一些美国公司，如VIVIAI Solutions和CyOptics Inc．。

最后，VCSEL产业链的下游部分包括模块和应用程序，相关公司包括Trilumina、Princeton、Optronics、AMS AG、Lumentum、Finisar、I－VI、华立捷、EMCORE Corp、CyOptics Inc．和Opnext Inc。在设备提供商中，来自马来西亚的槟杰科达是VCSEL行业提供支持的主要企业之一，其主要从事半导体、电信、汽车和消费电子领域的自动化技术和解决方案。

（作者：孙俐俐）