VCSEL的概念最初提出于1977年日本東京工業大學的伊賀健一，2014年，VCSEL以接近感測和自動對焦功能進入消費類市場，2017年，伴隨著iPhone X 3D傳感功能的火爆，VCSEL芯片市場呈現爆炸式增長勢頭——2017年VCSEL整體市場規模達到3.3億美元，可以說VCSEL激光器是積淀良久之后才迎來的爆發。但VCSEL的火爆能持續多久?是曇花一現還是細水長流?

　　VCSEL是什么

　　VCSEL是垂直腔面發射激光器(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser)的簡稱，是一種半導體激光器，其激光垂直于頂面射出，與一般用切開的獨立芯片制程、激光由邊緣射出的邊射型激光有所不同。

　　與傳統邊發射激光器不同的結構為VCSEL帶來了許多優勢：小的發散角和圓形對稱的遠、近場分布使其與光纖的耦合效率大大提高，而不需要復雜昂貴的光束整形系統，現已證實與多模光纖的耦合效率竟能大于90%;光腔長度極短，導致其縱模間距拉大，可在較寬的溫度范圍內實現單縱模工作，動態調制頻率高;腔體積減小使得其自發輻射因子較普通端面發射激光器高幾個數量級，這導致許多物理特性大為改善;可以在片測試，極大地降低了開發成本;出光方向垂直襯底，可以很容易地實現高密度二維面陣的集成，實現更高功率輸出，并且因為在垂直于襯底的方向上可并行排列著多個激光器，所以非常適合應用在并行光傳輸以及并行光互連等領域，它以空前的速度成功地應用于單通道和并行光互聯，以它很高的性能價格比，在寬帶以太網、高速數據通信網中得到了大量的應用;最吸引人的是它的制造工藝與發光二極管(LED)兼容，大規模制造的成本很低。

　　VCSEL用在哪

　　相比于紅外線LED與EEL激光器，VCSEL具有光發散角度小、光電轉換效率高與數據傳輸速度快、臨界電流低、發光光束具有圓形對稱特性、高效率光電轉換與高指向性光源等優點。早期主要應用與光纖的資料傳輸、類比寬頻訊號傳輸、吸收光譜學(TDLAS)、激光打印機、電腦鼠標上。同時VCSEL激光采用脈沖光，不會對人眼造成傷害，隨著技術逐漸成熟，VCSEL與感測組件相結合，其市場逐漸從工業用市場轉向商業與消費者市場。

　　VCSEL可用作移動設備面部識別的光源，均勻照明整個面部

　　說到消費市場，還得先說以iPhone為代表的智能手機市場。iPhone X 采用了三種不同的VCSEL芯片用在Face ID的3D攝像頭和接近傳感器上，在iPhone X之后，華為(nova 3)、OPPO(Find X)、vivo(NEX)和小米(小米8探索版)這四大國產品牌也相繼推出搭載3D傳感功能的新款智能手機。在3D感測中，VCSEL作為紅外線光源，若沒有這個光源，面部識別也就無從談起。在此基礎之上，動作捕捉、人機交互、三維建模、AR、安防和輔助駕駛等多個領域的市場也逐步成長起來。

　　VCSEL市場格局

　　目前全球范圍內主要的VCSEL廠商包括Finisar、Lumentum、Princeton Optronics(已被ams收購)、Philips Photonics、Heptagon以及Ⅱ-Ⅵ等公司。值得一提的是，歐司朗光電于9月14日也正式對外推出其首款VCSEL產品，躋身VCSEL供應商行列。

　　VCSEL晶圓

　　國內一些企業在VCSEL的研發與量產上也取得了突破。不久前，長光華芯宣布實現了國內首條VCSEL全產線的國產化，而華芯半導體已于去年年底開始批量光通訊類VCSEL產品，武漢光迅科技、山東太平洋、深圳源國、深亮智能、國星光電、華工科技、三安光電、全新光電、晶元光電、環宇及給蘋果供應商VCSEL芯片的穩懋均有相應布局和突破。

　　在科研方面，據了解中科院半導體所、長春光機所、華中科技大學、吉林大學、廈門大學、北京郵電大學等都對VCSEL激光器進行了不同層面的研究。

　　VCSEL發展前景

　　市場研究公司 Light Counting 預測，2018年全球智能手機對于 VCSEL 激光器的需求為1.2億只，2019年將會達到2.4億只。而從Yole發布的《VCSEL技術、產業和市場趨勢》報告獲悉，2017年VCSEL整體市場規模達到了3.3億美元，預計VCSEL出貨量將從2017年的6.52億顆增長至2023年的33億多顆，到2023年整體市場規模將增長至35億美元，2017～2023年的復合年增長率高達48%。

　　2017年和2023年VCSEL市場預測

　　市場規模不斷擴大的同時，也意味著應用領域將不斷擴展。在未來，VCSEL激光器有望與5G、物聯網、虹膜識別、自動駕駛、AR等技術相結合，為人們的生活帶來更大的改變。

　　綜合而言，VCSEL激光器不僅市場規模潛力巨大，新的應用領域也讓人無比憧憬，發展后勁充足。