VCSEL 具有效率高、光束質(zhì)量好、精度高、功耗低、小型化、高可靠、調(diào)制速率快、可大量生產(chǎn)、制造成本低等優(yōu)勢(shì)，是激光雷達(dá)和 3D 傳感等模組的核心部件，將成為下一波高科技主流的必需元器件。

應(yīng)用場(chǎng)景一

激光雷達(dá)

激光雷達(dá)是一種綜合的光探測(cè)與測(cè)量系統(tǒng)，通過(guò)發(fā)射與接收激光束，分析激光遇到目標(biāo)對(duì)象后折返的時(shí)間差或相位差，確定目標(biāo)對(duì)象距離。多束激光通過(guò)疊加，利用多普勒成像技術(shù)，創(chuàng)建出目標(biāo)清晰的 3D 圖像。隨著汽車向自動(dòng)駕駛過(guò)渡，激光雷達(dá)受到產(chǎn)業(yè)界越來(lái)越多的關(guān)注，有望彌補(bǔ)攝像頭在精度、穩(wěn)定性、抗環(huán)境干擾和視野上的局限性，是 L3、L4 和 L5 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的自動(dòng)駕駛不可或缺的元件。

人工智能、5G 技術(shù)的逐漸普及，使得無(wú)人駕駛、高級(jí)輔助駕駛、服務(wù)型機(jī)器人和車聯(lián)網(wǎng)等行業(yè)發(fā)展前景廣闊。這些技術(shù)的實(shí)現(xiàn)能夠大幅減少人為失誤帶來(lái)的交通風(fēng)險(xiǎn)、提高交通運(yùn)輸效率、提升道路通行能力、改變汽車生產(chǎn)消費(fèi)模式，實(shí)現(xiàn)交通運(yùn)輸安全、高效、綠色的發(fā)展愿景。同時(shí)能夠緩解社會(huì)老齡化帶來(lái)的勞動(dòng)力短缺的問(wèn)題，提高生產(chǎn)力水平、提升生活品質(zhì)。

根據(jù)沙利文的統(tǒng)計(jì)及預(yù)測(cè)，受無(wú)人駕駛車隊(duì)規(guī)模擴(kuò)張、激光雷達(dá)在高級(jí)輔助駕駛中滲透率增加、以及服務(wù)型機(jī)器人及智能交通建設(shè)等領(lǐng)域需求的推動(dòng)，激光雷達(dá)整體市場(chǎng)預(yù)計(jì)將呈現(xiàn)高速發(fā)展態(tài)勢(shì)，至 2025 年全球市場(chǎng)規(guī)模為 135.4 億美元，較 2019 年可實(shí)現(xiàn)64.63%的年均復(fù)合增長(zhǎng)率。

資料來(lái)源：沙利文研究

從國(guó)外產(chǎn)業(yè)鏈與國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈比較的角度而言，國(guó)外激光雷達(dá)上游公司由于起步更早，積累更為深厚，尤其在底層光電器件以及芯片領(lǐng)域。國(guó)外激光雷達(dá)下游企業(yè)在商業(yè)化進(jìn)度方面也更成熟。然而，國(guó)內(nèi)激光雷達(dá)行業(yè)的上游供應(yīng)商、下游客戶近幾年均發(fā)展迅速，有望實(shí)現(xiàn)逐步趕超。

應(yīng)用場(chǎng)景二

3D 傳感消費(fèi)電子市場(chǎng)領(lǐng)域

當(dāng)前，消費(fèi)電子領(lǐng)域主流的 3D 方案主要采用結(jié)構(gòu)光及飛行時(shí)間技術(shù)。3D成像必須主動(dòng)發(fā)射特殊波段的紅外光，發(fā)射端由紅外光發(fā)射器、準(zhǔn)直透鏡和衍射光柵構(gòu)成，用于成像的紅外發(fā)射器主要有 LED 和 VCSEL 兩類。

VCSEL 在技術(shù)和成本上有明顯優(yōu)勢(shì)。首先在技術(shù)上，VCSEL 線寬較窄且波長(zhǎng)對(duì)溫度漂移較小，測(cè)量精度高，抗環(huán)境光干擾；閾值電流也較小，在相同的輸出功率下具有更高的效率，特別適用于手機(jī)等電量“緊缺”的移動(dòng)設(shè)備；而在成本方面，比起其它激光，調(diào)整準(zhǔn)直 VCSEL 更加容易，這樣就能夠生產(chǎn)低成本的基于 VCSEL 的收發(fā)器，更重要是制造工藝與發(fā)光二極管（LED）兼容，批量制造成本較低。

在整個(gè)消費(fèi)電子領(lǐng)域，包括手機(jī)、AR/VR、物聯(lián)網(wǎng)、自動(dòng)駕駛等使用場(chǎng)景對(duì) 3D 機(jī)器視覺(jué)的需求不斷增長(zhǎng)。根據(jù) Yole 預(yù)測(cè)，2019 年，全球 3D 傳感市場(chǎng)規(guī)模約為 50 億美元，到 2025年，將增長(zhǎng)至 150 億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到20.09%。

2019-2025 年 3D 傳感細(xì)分市場(chǎng)規(guī)模（單位：百萬(wàn)美元）

數(shù)據(jù)來(lái)源：Yole

VCSEL作為 3D傳感技術(shù)的基礎(chǔ)傳感器，受益于物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)的廣泛應(yīng)用，特別是 5G 和 AI兩大重要技術(shù)的市場(chǎng)發(fā)展，其應(yīng)用市場(chǎng)規(guī)模不斷增加，特別是以 VCSEL 為發(fā)射源的 3D 立體照相機(jī)作為應(yīng)用場(chǎng)景的核心部件將會(huì)迎來(lái)高速發(fā)展，3D 相機(jī)是一種超級(jí)智能眼睛，能夠記錄立體信息并在圖像中顯示的照相機(jī)，能夠記錄的額外增量信息包括：物體縱向尺寸、縱向位置以及縱向移動(dòng)軌跡等等，在智能手機(jī)等消費(fèi)類電子應(yīng)用之外，還有更廣闊的應(yīng)用市場(chǎng)，包括生物識(shí)別、智慧駕駛、機(jī)器人、智能家居、智慧電視、智能安防、3D 建模、人臉識(shí)別和 VR/AR 等新興領(lǐng)域。

根據(jù) Yole 預(yù)測(cè)，2020 年，VCSEL 激光器全球市場(chǎng)規(guī)模約為 11 億美元，預(yù)計(jì)到 2025 年將增長(zhǎng)至 27 億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到 19.67%。隨著 3D 傳感技術(shù)在各領(lǐng)域的深度應(yīng)用，將持續(xù)推動(dòng) VCSEL 激光器市場(chǎng)的快速發(fā)展。

2020-2025 年 VCSEL 激光器市場(chǎng)規(guī)模（單位：百萬(wàn)美元）

數(shù)據(jù)來(lái)源：Yole

2020 年，VCSEL 在移動(dòng)和消費(fèi)領(lǐng)域營(yíng)收達(dá)到 8.44 億美元，占整個(gè) VCSEL市場(chǎng)的 78%，是 VCSEL 市場(chǎng)最主要的應(yīng)用方向。當(dāng)前 VCSEL 激光器在移動(dòng)和消費(fèi)領(lǐng)域的應(yīng)用主要集中于旗艦機(jī)型上，市場(chǎng)空間依舊廣闊。以 3D 相機(jī)在智能手機(jī)的應(yīng)用為例，截止到 2019 年，3D 相機(jī)在智能手機(jī)的滲透率還不到 20%，隨著 3D 技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，未來(lái)五年，滲透率有望達(dá)到 70%，尚有 3.5 倍的增長(zhǎng)空間。

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