據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道，自iPhone X于2017年發(fā)布以來(lái)，越來(lái)越多的智能手機(jī)開始搭載采用垂直腔面發(fā)射激光器（VCSEL）的3D傳感模塊。并且，前置3D成像還僅是第一步，智能手機(jī)制造商已在逐步發(fā)布后置3D傳感模塊的新產(chǎn)品，通過(guò)景深效果增強(qiáng)人像攝影。當(dāng)然，后置3D傳感應(yīng)用遠(yuǎn)不限于此，它們還可以用于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）等應(yīng)用。

蘋果和安卓生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)用VCSEL的3D傳感模塊趨勢(shì)

圖片來(lái)源：《VCSEL市場(chǎng)與技術(shù)趨勢(shì)-2019版》

Yole在其最新發(fā)布的《VCSEL市場(chǎng)與技術(shù)趨勢(shì)-2019版》報(bào)告中，對(duì)VCSEL的主要應(yīng)用進(jìn)行了全面分析，尤其對(duì)消費(fèi)類和汽車應(yīng)用進(jìn)行了深入探討。這份報(bào)告還詳細(xì)介紹了VCSEL的主要規(guī)格，VCSEL制造工藝詳解，以及各類VCSEL的成本對(duì)比分析。

智能手機(jī)上的VCSEL總成本變化情況

在此背景下，Yole固態(tài)照明技術(shù)與市場(chǎng)分析師Pierrick Boulay近日采訪了貳陸（II-VI）企業(yè)傳播與品牌發(fā)展副總裁Mark Lourie。以下為訪談內(nèi)容。

貳陸（II-VI）企業(yè)傳播與品牌發(fā)展副總裁Mark Lourie

Pierrick Boulay（以下簡(jiǎn)稱PB）：您好！首先請(qǐng)您介紹一下自己，您在II-VI的職責(zé)以及II-VI的經(jīng)營(yíng)業(yè)務(wù)。

Mark Lourie（以下簡(jiǎn)稱ML）：我是Mark Lourie，司職II-VI企業(yè)傳播與品牌發(fā)展副總裁。II-VI是工程材料和光電器件領(lǐng)域的市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)者。我們服務(wù)于三個(gè)核心終端市場(chǎng)：光通信、材料加工以及航空航天和國(guó)防。我們還利用II-VI的技術(shù)平臺(tái)服務(wù)于持續(xù)增長(zhǎng)的新市場(chǎng)，包括汽車和消費(fèi)電子終端市場(chǎng)。

PB：過(guò)去十年VCSEL是如何發(fā)展的，未來(lái)十年在應(yīng)用、技術(shù)、價(jià)格、性能和制造方面我們可以有哪些期待？

ML：大約30年前，VCSEL首次在實(shí)驗(yàn)室通過(guò)了驗(yàn)證。第一批商用VCSEL器件于1996年左右上市。VCSEL最初是為數(shù)據(jù)通信應(yīng)用而開發(fā)的，到了2010年，它們又?jǐn)U展到了工業(yè)傳感、激光打印和光學(xué)鼠標(biāo)應(yīng)用。近年，VCSEL開始拓展至許多其它應(yīng)用領(lǐng)域，例如攝像頭自動(dòng)對(duì)焦、接近傳感等。

此外，還有一些并不廣為人知的應(yīng)用，例如黑莓（Blackberry）智能手機(jī)的拇指菜單導(dǎo)航鍵，以及部分梅賽德斯-奔馳汽車的方向盤等。就II-VI的VCSEL而言，我們?cè)谙�費(fèi)電子和汽車市場(chǎng)已經(jīng)有相當(dāng)長(zhǎng)的服務(wù)歷史。

PB：您如何看待3D傳感應(yīng)用的興起和繁榮，及其對(duì)VCSEL產(chǎn)業(yè)/技術(shù)的影響？

ML：在3D傳感出現(xiàn)之前，4英寸晶圓的VCSEL制造產(chǎn)能就足夠了。VCSEL由于其相對(duì)于晶圓平面的垂直結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)4~12單元的一維陣列，通過(guò)光學(xué)帶狀光纖并行傳輸數(shù)據(jù)。當(dāng)3D傳感到來(lái)時(shí)，第一次推動(dòng)了對(duì)相對(duì)大尺寸二維VCSEL陣列的應(yīng)用需求。

3D傳感的典型設(shè)計(jì)需要每顆芯片100個(gè)VCSEL的量級(jí)，以便擴(kuò)大所需要的光輸出功率，實(shí)現(xiàn)諸如人臉識(shí)別等應(yīng)用。因此，3D傳感應(yīng)用推動(dòng)了全新的VCSEL制造基礎(chǔ)設(shè)施，以實(shí)現(xiàn)6英寸晶圓工藝。

因此，單以晶圓數(shù)量或芯片出貨量來(lái)描述市場(chǎng)增長(zhǎng)還不夠。在這里，我們談?wù)摰氖?ldquo;晶圓面積出貨量”，過(guò)去10年來(lái)，這一數(shù)字增長(zhǎng)了幾個(gè)數(shù)量級(jí)，在制造技術(shù)方面提出了巨大飛躍。

推動(dòng)VCSEL市場(chǎng)增長(zhǎng)的驅(qū)動(dòng)因素

圖片來(lái)源：《VCSEL市場(chǎng)與技術(shù)趨勢(shì)-2019版》

PB：與VCSEL制造工藝相關(guān)的主要挑戰(zhàn)是什么？如何克服這些挑戰(zhàn)？

ML：事實(shí)上，需要注意的是，每家VCSEL供應(yīng)商都傾向于采用自己開發(fā)的專有工藝。因此，它們都會(huì)面臨自己獨(dú)特的挑戰(zhàn)。每一次突破都會(huì)加強(qiáng)公司的知識(shí)產(chǎn)權(quán)（IP），從而變相提高了市場(chǎng)進(jìn)入門檻。近兩年之前，II-VI便已經(jīng)開始批量生產(chǎn)3D傳感應(yīng)用的VCSEL陣列。

在這之前，我們克服了大部分挑戰(zhàn)，還有些問(wèn)題是在量產(chǎn)爬坡過(guò)程中得到了解決。II-VI正是基于這些技術(shù)突破和專有技術(shù)，為消費(fèi)電子領(lǐng)域的新機(jī)遇提供更高效的設(shè)計(jì)。

PB：VCSEL晶圓制造正從4英寸轉(zhuǎn)向6英寸，一些廠商甚至已經(jīng)在調(diào)研8英寸的可行性。您認(rèn)為這有可能嗎？主要挑戰(zhàn)會(huì)是什么？向更大尺寸晶圓遷移的動(dòng)因是什么？

ML：制造技術(shù)必須匹配目標(biāo)市場(chǎng)的規(guī)模和資金要求。轉(zhuǎn)向6英寸是必要的，因?yàn)槿�球范圍�?nèi)舊的4英寸激光二極管制造基礎(chǔ)設(shè)施，都無(wú)法經(jīng)濟(jì)地制造滿足大規(guī)模要求的VCSEL芯片。因此，產(chǎn)業(yè)建立了6英寸VCSEL制造基礎(chǔ)設(shè)施，以滿足消費(fèi)電子應(yīng)用的3D傳感市場(chǎng)需求。

如今，只有少數(shù)幾家垂直集成6英寸VCSEL制造商有能力穩(wěn)定地大批量制造專為3D傳感而設(shè)計(jì)的高可靠、大型多發(fā)射器VCSEL芯片。隨著市場(chǎng)需求的增加，供應(yīng)商數(shù)量可能會(huì)增加，但新廠商將面臨陡峭的學(xué)習(xí)曲線和來(lái)自老牌成熟供應(yīng)商的激烈競(jìng)爭(zhēng)。

僅3D傳感市場(chǎng)可能還不足以支持過(guò)渡到8英寸的經(jīng)濟(jì)效益。需要多個(gè)接近3D傳感應(yīng)用規(guī)模的市場(chǎng)，才能支撐投資8英寸的合理性，不過(guò)，現(xiàn)在來(lái)看，這些市場(chǎng)還不夠明朗。

PB：3D傳感是目前VCSEL在智能手機(jī)中的主要應(yīng)用，在工業(yè)和汽車應(yīng)用中也有望實(shí)現(xiàn)。您預(yù)計(jì)工業(yè)和汽車領(lǐng)域的應(yīng)用何時(shí)會(huì)起量？與智能手機(jī)中的VCSEL相比，主要區(qū)別有哪些？

ML：正如我剛才提到的，VCSEL已經(jīng)在汽車市場(chǎng)上有應(yīng)用，例如方向盤。VCSEL還將與邊發(fā)射激光二極管及各種其它技術(shù)，在眾多其它汽車應(yīng)用中展開競(jìng)爭(zhēng)，包括車內(nèi)和外部掃描應(yīng)用。

但是，每種新用例通常都需要專門針對(duì)需求做定制化設(shè)計(jì)，而且，即使將這些汽車應(yīng)用一起計(jì)算，我們也并不認(rèn)為這些汽車應(yīng)用需求，會(huì)增長(zhǎng)到消費(fèi)類應(yīng)用所預(yù)期的規(guī)模。此外，汽車行業(yè)的設(shè)計(jì)周期更長(zhǎng)。盡管如此，這些汽車應(yīng)用仍將受益于為消費(fèi)電子VCSEL打造的6英寸制造平臺(tái)所帶來(lái)的規(guī)模經(jīng)濟(jì)。

PB：您對(duì)VCSEL未來(lái)五年的應(yīng)用有何期待？

ML：在應(yīng)用方面，趨勢(shì)已經(jīng)很明顯了，已經(jīng)發(fā)布的消費(fèi)類設(shè)備嵌入VCSEL的越來(lái)越多，包括各品牌的智能手機(jī)，以及今年剛剛發(fā)布的新款增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）頭戴設(shè)備等�？梢钥隙ǖ氖牵瑢�(duì)于快速增長(zhǎng)的VCSEL市場(chǎng)，我們還處于早期階段。