苹果将VCSEL嵌入iPhone X屏幕上方的“刘海”以实现人脸识别后,VCSEL技术在消费电子领域异军突起,受到市场广泛关注。
VCSEL(全称Vertical-cavity Surface-emitting Laser,即垂直腔面发射激光器)作为3D成像与传感系统的核心器件,其具备功耗低、散热快、可靠性高、智能扩展性强等优势,可更好地在消费电子、物联网、数据中心/云计算、自动驾驶等领域施展拳脚。
感测“星”品
国星光电VCSEL器件
随着智能化信息技术的快速发展,VCSEL的潜力正被不断释放。VCSEL主要应用于智能手机、无人机避障、VR/AR、扫地机器人、家用摄像头等场景。瞄准智能技术应用领域,国星光电立足自身技术优势,通过持续攻关新型技术,近日,公司光电子器件事业部推出了1005 VCSEL器件,为智能互联产业注入“星”活力。
1005 VCSEL
小身板够稳定
玩转激光测距更智能
国星光电1005 VCSEL器件尺寸小,光谱分布半波宽窄,发光角度集中,灵敏度更高,可应用于智能手机人脸识别等场景。
双芯片,尺寸再缩小
通过基板焊盘和固晶工艺的设计优化,1005 VCSEL实现了双芯片工艺,成功突破空间瓶颈,封装技术达到行业领先水平;尺寸更小更轻薄,可以更好地应用于空间较小的终端产品上,破解小型消费电子产品空间受限的痛点。
够稳定,安全且可靠
1005 VCSEL具备出色的高抗静电能力,可靠性佳,安全性能更高。在HBM模式下抗静电的等级为class 2;同时,该器件已进行激光安全认证,顺利通过了IEC 60825测试,并且等级为class 1。
功耗低,反应更灵敏
在独特的封装设计加持下,1005 VCSEL进一步提升器件的散热性能,显著降低功耗;同时经过技术工艺升级,器件发光角度集中,感测灵敏度UP
光电子器件事业部可根据客户的需求进行定制化的产品尺寸及性能设计,提供更贴心更专业的技术解决方案。
产能方面,光电子器件事业部的1005 VCSEL已实现批量供货,产能可达10KK/月,目前公司已与国内知名品牌厂家建立战略合作关系,该系列产品出货量达3KK/月
“感”为人先
持续发力传感赛道
早在2015年起,国星光电已开始积极布局红外LED、紫外LED等细分领域。2017年,公司推出的VCSEL红外3535更是当时国内首款砷化镓半导体材料的VCSEL红外产品。
经过持续的技术迭代,光电子器件事业部在不断丰富感测类器件产品的布局,如应用在可穿戴智能设备的健康感测器件、应用在紫外消杀产品的检测传感器、应用在血氧仪的血氧检测传感器等,并积极与国内外头部品牌厂商联手合作,共同挖掘人工智能领域,打开更多应用场景,让创新科技不断刷新人们对美好生活的想象。
以科技引领智能时代,用技术感知美好生活。国星光电始终立足市场需求,着力推进技术创新,加速丰富产品体系,乘着5G的东风,为万物智能互联赋能,为社会更智能、便捷、美好的生活带来更多“星”惊喜。
与传统边发射激光器不同的结构为VCSEL带来了许多优势:小的发散角和圆形对称的远、近场分布使其与光纤的耦合效率大大提高,而不需要复杂昂贵的光束整形系统,现已证实与多模光纤的耦合效率竟能大于90%;光腔长度极短,导致其纵模间距拉大,可在较宽的温度范围内实现单纵模工作,动态调制频率高;腔体积减小使得其自发辐射因子较普通端面发射激光器高几个数量级,这导致许多物理特性大为改善;可以在片测试,极大地降低了开发成本;出光方向垂直衬底,可以很容易地实现高密度二维面阵的集成,实现更高功率输出,并且因为在垂直于衬底的方向上可并行排列着多个激光器,所以非常适合应用在并行光传输以及并行光互连等领域,它以空前的速度成功地应用于单通道和并行光互联,以它很高的性能价格比,在宽带以太网、高速数据通信网中得到了大量的应用;最吸引人的是它的制造工艺与发光二极管(LED)兼容,大规模制造的成本很低。 VCSEL国外厂商 目前全球范围内主要的VCSEL厂商包括Finisar、Lumentum、Princeton Optronics(已被ams收购)、Philips Photonics、Heptagon以及Ⅱ-Ⅵ等公司。值得一提的是,欧司朗光电于9月14日也正式对外推出其首款VCSEL产品,跻身VCSEL供应商行列。
VCSEL国内情况 粗略统计,国内布局该领域的厂商超过10家。其中最关注的莫过于武汉光迅科技(002281.SZ)、江苏华芯、山东太平洋、深圳源国、国星光电(002449.SZ)、华工科技(000988.SZ)、三安光电(600703.SZ)以及台湾厂商全新光电(2455.TW)、晶元光电(2448.TW)、环宇(4991.TW)及给苹果供应商VCSEL芯片的穩懋(3105.TW)。 不久前,中国首条 6 寸 VCSEL 芯片产线落户广东中山火炬区逸仙微电子产业园,深亮智能技术(中山)有限公司拥有 VCSEL 核心技术和行业深厚积累,即将量产紧缺的 VCSEL 芯片,满足手机 3D 传感、光通讯及智能驾驶感测方面之急需,一举解决中国半导体激光“有器缺芯”的困境,打破中国手机 3D 感测光源被国外企业的垄断。据悉,公司VCSEL激光芯片及智能应用产品改扩建项目已经展开。 位于苏州高新区的长光华芯光电技术有限公司实现国内唯一VCSEL(垂直腔面发射激光器)芯片全产线国产化。该公司的6英寸产线即将投入使用,预计产能将提高10倍,制造成本可大幅降低。华芯半导体从2017年11月份开始批量出货激光器芯片。
光迅科技自主研发的VCSEL阵列芯片2015年投入商用,消费级VCSEL芯片已有样片的流片和测试。今年的CIOE期间光迅科技也展示了25G VCSEL芯片。 据悉太平洋(聊城)光电,目前已具备年产1800万对VCSEL面射型激光发射器芯片的能力,产品目前主要应用于大数据、云计算中心服务器间数据交互、4G、5G网络。在技术人才方面,公司特邀聘请台湾技术团队导入技术。 国星光电在 2017 年上半年推出了国内首款砷化镓半导体材料的“ VCSEL 红外 3535”芯片产品主要用于虹膜识别,其中光反应速度是LED 的 10 倍。 VCSEL市场前景 随着VCSEL技术的不断发展,以其作为核心元件的3D摄像头可以更快、更好的走入应用,产品进入市场。3D成像对比传统的2D成像技术有着更好的技术特性,全面的三维信息可以更好的应用在智能化设备中,如活体检测,虹膜识别,AR/VR技术以及机器人识别和机器人避险、自动驾驶辅助等领域,随着时间演进,到2023年3D传感的市场空间达到180亿美金,2018年-2023年复合增速达到44%。 预计VCSEL出货量将从2018年的6.52亿颗增长至2023年的33亿多颗,2018~2023年的复合年增长率高达31%。这种蓬勃发展的趋势吸引资本方对VCSEL产业各个层面进行投资,包括芯片设计和制造公司、设备和材料供应商、外延和代工厂、系统集成和OEM厂商等。
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