蘋果采用3D攝像頭無疑帶動了該產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，也為攝像頭產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了新的方向，早在蘋果備受關(guān)注的iPhone 8發(fā)布前夕，兩則新聞引起業(yè)界關(guān)注：Lumentum 3D傳感器打進(jìn)iPhone 8供應(yīng)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(guān)鍵部分，也促使眾多的企業(yè)布局該領(lǐng)域！
蘋果帶動3D攝像頭產(chǎn)業(yè) 聯(lián)亞VCSEL相關(guān)產(chǎn)品第二季度量產(chǎn)出貨
Lumentum和IQE均來自VCSEL供應(yīng)鏈。VCSEL市場按產(chǎn)品類型細(xì)分可分為單模VCSEL和多模VCSEL，未來多模VCSEL預(yù)計(jì)將占據(jù)主要的市場份額，它們正廣泛應(yīng)用于3D成像和數(shù)據(jù)通訊。多模VCSEL可以提供更好的調(diào)制效果和更高的傳輸速率，使其相比單模VCSEL產(chǎn)品更受歡迎，而單模VCSEL通常應(yīng)用于打印、條形碼等其它傳感應(yīng)用。
市場研究機(jī)構(gòu)預(yù)測，2015年VCSEL(垂直腔面發(fā)射激光器)市場規(guī)模為9.546億美元，至2022年預(yù)計(jì)將增長至31.241億美元，2016~2022年期間的復(fù)合年增長率可達(dá)17.3%。VCSEL憑借其緊湊的尺寸、高可靠性、低功耗以及較低的制造成本而應(yīng)用廣泛。而汽車產(chǎn)業(yè)電氣系統(tǒng)對VCSEL的應(yīng)用增長，正推動整個VCSEL的市場增長。
目前，全球范圍內(nèi)主要的設(shè)計(jì)者包括Finsar、Lumentum、Princeton Optronics、Heptagon、ⅡⅥ等公司，它們在移動端VCSEL處于前沿的研發(fā)角色。由IQE、全新、聯(lián)亞光電等公司提供三五族化合物EPI外延硅片，然后由宏捷科(Princeton Optronics合作方)、穩(wěn)懋(Heptagon 合作方)等公司進(jìn)行晶圓制造，再經(jīng)過聯(lián)鈞、硅品等公司的封測，便變成了獨(dú)立的VCSEL 器件。然后由設(shè)計(jì)公司提供給意法半導(dǎo)體、德州儀器、英飛凌等綜合解決方案商，再提供給下游消費(fèi)電子廠商。
VCSEL的制造依賴于MBE(分子束外延)或MOCVD(金屬有機(jī)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(fā)射層。移動端VCSEL產(chǎn)業(yè)鏈與化合物半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)類似。按照當(dāng)前VCSEL成本1.5-3美金計(jì)算，移動端VCSEL市場空間將達(dá)到6.5-13.5億美金，給當(dāng)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) 并給予加碼評等，另將聯(lián)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(guān)鍵，已成為感測器零組件的標(biāo)淮，市調(diào)機(jī)構(gòu)預(yù)測VCSEL市場規(guī)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(yù)期VCSEL磊晶的市場規(guī)模將在2020年達(dá)6.4億美元，換算2017年到2020年的年複合成長率約164%。
相較于美國和歐洲整合元件製造商（IDM）擁有VCSEL設(shè)計(jì)與相關(guān)專利優(yōu)勢，美系外資認(rèn)為，亞洲供應(yīng)鏈更擅長運(yùn)用產(chǎn)能規(guī)模和製造成本管控，預(yù)期從2018年起，亞洲供應(yīng)鏈將獲得更多VCSEL消費(fèi)性產(chǎn)品的合作機(jī)會及外包訂單，尤其磊晶產(chǎn)量占比可望在2020年沖上約25%。
美系外資看好全新、聯(lián)亞擁有砷化鎵（GaAs）磊晶豐富經(jīng)驗(yàn)，加上VCSEL門檻偏高，全新、聯(lián)亞VCSEL營業(yè)利益率推估已達(dá)25%到45%；相較之下，從LED磊晶跨足VCSEL的新進(jìn)業(yè)者例如晶電，VCSEL營業(yè)利益率推估僅9%到10%。
聯(lián)亞光電目前正在與手持設(shè)備制造商合作，利用其VCSEL（垂直腔面發(fā)射激光器）器件開發(fā)3D傳感解決方案，相關(guān)產(chǎn)品預(yù)計(jì)將在2018年5-6月開始出貨。聯(lián)亞光電期望其VCSEL產(chǎn)品銷售將在其2018年總營收中占到5%-10%。
同時，聯(lián)亞光電宣布由于來自中國大陸的客戶對10G PON（Passive Optical Network，無源光纖網(wǎng)絡(luò)）外延晶圓器件的需求反彈，其1月合并營收達(dá)到了743萬美元，實(shí)現(xiàn)月同比上漲0.95%，年同比上漲80.34%。
據(jù)透露，2018年上半年其10G PON產(chǎn)品的出貨量將持續(xù)樂觀，并計(jì)劃在第三季度開始規(guī)模量產(chǎn)新的硅光子器件，將進(jìn)一步幫助公司實(shí)現(xiàn)2018年的營收增長。
據(jù)悉，聯(lián)亞光電創(chuàng)立于1997年6月，主要從事生產(chǎn)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(jī)金屬氣相外延（OMVPE）技術(shù)制造的各種外延晶圓產(chǎn)品，經(jīng)后段芯片制造與封裝后，可廣泛應(yīng)用于光纖通信、消費(fèi)類產(chǎn)品以及工業(yè)領(lǐng)域。
VCSEL芯片廠商趨之若鶩 門檻高致綜合實(shí)力強(qiáng)企業(yè)優(yōu)勢突出
目前，致力于移動端設(shè)計(jì)的VCSEL芯片生產(chǎn)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處于前沿的研發(fā)角色。而據(jù)媒體報道，為iPhone 8提供VCSEL激光器的生產(chǎn)商是Finsar公司、Lumentum公司和II-VI公司三家。
國內(nèi)蘋果產(chǎn)業(yè)鏈上也已經(jīng)開始淮備切入這一市場。而現(xiàn)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(lǐng)域中，國內(nèi)光通訊器件廠商光迅科技已有VCSEL商業(yè)化產(chǎn)品推出，但是在消費(fèi)電子領(lǐng)域，國內(nèi)尚無一家擁有VCSEL芯片量產(chǎn)能力的企業(yè)。
科研領(lǐng)域中，中科院長春光機(jī)所在VCSEL的研究處于世界前沿地位。2014年5月長春光機(jī)所在國內(nèi)首次研制出堿金屬原子光學(xué)傳感技術(shù)專用的795 nm和894 nm VCSEL激光器，可作為核心光源用于芯片級原子鐘、原子磁力計(jì)、原子陀螺儀等堿金屬原子傳感器。
除此之外，還有吉林大學(xué)、長春理工大學(xué)、北京郵電大學(xué)、西南交通大學(xué)、廈門大學(xué)、華中科技大學(xué)、中科院半導(dǎo)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(jié)構(gòu)光產(chǎn)業(yè)鏈一流供應(yīng)商皆已被蘋果鎖定，國內(nèi)廠商在Fliter(水晶光電)、模組(歐菲光)方面具備較強(qiáng)實(shí)力。
從國內(nèi)布局的企業(yè)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(chǎn)1G和小批量10G VCSEL能力，年自制芯片產(chǎn)量超過四千萬片。具備工業(yè)級VCSEL激光器的生產(chǎn)能力。三安光電：覆蓋芯片、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(chǎn)品，同時在上游原材料(基材和氣體)以及下游應(yīng)用(汽車照明)進(jìn)行全產(chǎn)業(yè)鏈布局。
華工科技(華工正源)：中國激光行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)，子公司華工正源是中國最具影響力的光通信器件供應(yīng)商之一。理工光科：光纖傳感方面具備豐富的技術(shù)能力，有望在Vcsel的應(yīng)用中獲得機(jī)會。華工科技：子公司華工正源是國內(nèi)領(lǐng)先的光模塊制造商。新易盛：國內(nèi)光器件領(lǐng)域的后起之秀，體制機(jī)制靈活。
國內(nèi)光芯片光迅是龍頭，正在逐步追趕并有望在近兩年實(shí)現(xiàn)跨越，特別如果100G芯片突破之后。從光迅的產(chǎn)品資料可以了解到，1G VCSEL芯片已經(jīng)有應(yīng)用，更高端的10G、25G預(yù)計(jì)也正在驗(yàn)證拓展中，芯片能力已經(jīng)初步具備。其他廠商目前并不明確是否具備能力，華工科技和華工正源預(yù)計(jì)也有研發(fā)投入。
光芯片之后，激光探測器實(shí)際上可以簡概為由兩個主要部分構(gòu)成，光芯片+電控模塊，歷史上這兩部分都是要進(jìn)口的，國內(nèi)主要是封裝，這種光傳輸?shù)姆庋b難度遠(yuǎn)高于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的封裝，從旭創(chuàng)、光迅等公司的相關(guān)產(chǎn)品毛利率對照可以看出。目前電控模塊可能仍然要進(jìn)口，光芯片正在逐步國產(chǎn)化。
由于VCSEL模塊要應(yīng)用在手機(jī)相機(jī)中，在解決光模塊封裝后還要解決與相機(jī)組建的一體化封裝問題。在相機(jī)中，激光模塊功能類似于激光雷達(dá)，相機(jī)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于手機(jī)尺寸也很難真正形成3D效果，只有直接裝上激光雷達(dá)VCSEL可以直接解決問題，支撐未來3D玻璃顯示、VR應(yīng)用、人臉識別應(yīng)用等多種應(yīng)用場景。
因此，未來除了解決芯片問題外，國內(nèi)廠商的機(jī)會更有可能體現(xiàn)在封裝能力等方面，手機(jī)空間導(dǎo)致的極其苛刻的封裝條件、與相機(jī)CCD模塊集成封裝的特殊要求、與后端3D集成算法關(guān)聯(lián)的技術(shù)等才是未來VCSEL在手機(jī)上應(yīng)用所要優(yōu)先解決的技術(shù)難題。
01月07日 18:14
