iPhone引爆VCSEL市场，2023出货量将达33亿颗

自从苹果(Apple)将脸部辨识导入智慧型手机应用(Face ID)之后，带动垂直共振腔面射laser(VCSEL)需求上扬；而苹果将于9月发布的新款iPhone，市场消息指出仍具有脸部辨识功能，驱使VCSEL出货量将有增无减。对此，市调机构Yole Développement指出，在未来五年，VCSEL将持续维持爆炸式的成长，其商业机会将成长10倍以上，2017年至2023年年均复合增长率(CAGR)将达31% ，而市场规模预计从2017年的6.52亿颗攀升至2023年的33亿颗。

Yole技术与市场分析师Pierrick Boulay表示，2017年，Apple发布基于VCSEL技术的iPhone X；iPhone X采用三颗不同的VCSEL裸晶用以实现Face ID和近距离感测，驱使2017年的VCSEL市场呈现爆炸式增长，整体营收达到3亿3千万美元。

Yole指出，数据通讯为首个整合VCSEL的工业应用，与边射型laser(Edge Emitting Laser, EEL)相比，VCSEL功耗较低且价格也较具优势，因此适用于短距离资料通讯；在资料中心发展的推动下，VCSEL市场在2000年代随着网路的普及而蓬勃发展，然后开始稳步增长。一直到2014年VCSEL才开始进入消费性手机市场，而2017年获iPhone X采用后，便呈现爆炸式成长。

另一方面，在iPhone X发布3D感测应用后，其余智慧手机品牌也相继跟进，开始整合3D感测技术，如小米和Oppo于2018第二季推出的Mi8和Oppo Find X手机便整合VCSEL元件；至于华为、Vivo或三星等业者，也计画在2019年将VCSEL整合到旗下的旗舰机型中。

Yole认为，基于此一因素，在未来五年，VCSEL需求仍将呈现爆炸式的成长，商业机会将增加10倍以上，搭载VCSEL的设备，市场规模预计从2017年的6.52亿颗攀升至2023年的33亿颗；而2017年至2023年年均复合增长率(CAGR)将达到31%。

此外，VCSEL的需求大增，市场上也开始出现了新的投资和购并浪潮。Yole SSL与Display业务部门经理Pars Mukish透露，此一趋势很可能会导致未来几年VCSEL行业以投资，新进者(大多数为LED行业)和购并的形式迅速发展。自2016年来已看到几起购并案例，像是ams收购Princeton Optronics、Osram收购Vixar，或是Apple投资Finisar等。预计未来几年，类似的投资或购并会大量出现；而一旦VCSEL发展到一定阶段，此一行业还将出现更多整合，不论是垂直整合或应用整合等。

产业链受益

从原理上看，垂直共振腔面射型laser（VCSEL）的构造如所示，直接使用「分子束磊晶」（Molecular Beam Epitaxy，MBE）或「有机金属化学气相沉积」（Metal Organic Chemical Vapor Deposition，MOCVD）在砷化镓晶圆上成长数十层N 型砷化铝镓磊晶，而且每层之间折射率不同，再成长一层砷化镓磊晶为发光区，再成长数十层P 型砷化铝镓磊晶，而且每层之间折射率不同，最后在晶圆的上下两面各成长一层金属电极，并且使用化学蚀刻将上方的金属电极打开一个圆形孔洞，让laser光可由上方发射出来。由于laser光是从晶粒表面射出，因此属于「面射型laser」（SEL）。

从上图可见，这种laser的每层磊晶都很薄，所以laser光是沿垂直方向上下前进，在上下两个金属电极之间产生共振，并且由上金属电极的圆形孔洞射出，所以光场形状可以保持正圆形。由于光纤的纤核是正圆形，因此连接到光纤时能量损失较小，一片3 呎的砷化镓晶圆可以制作出数百颗晶粒。

VCSEL这项产品早在1978年MIT教授发明后一直无法量产，直到近几年才开始突破，一开始，这种激光器原本是应用在光通讯产业当作光源的元件，属于工业产品因此用量不大，且与边射型laser相比功率低得多，很难应用在长程光纤网路，一直没有被一般使用者注意，由于iPhone X 的人脸解锁技术应用，让它一跃成为大家询问的焦点。在可预见的未来，会有愈来愈多手机采用这种技术，而VCSEL 元件也将从少量工业应用，转而大量应用到消费性电子产品。

得益于苹果的采用，VCSEL产业链的公司前景都被无限看好。从最上游作VCSEL磊晶片的英国IQE、到作磊晶片代工的台厂稳懋、下游封装的美国Lumentum和奥地利微电子(AMS)，苹果引领的3D风潮会让非苹手机跟进，迫使目前有MOCVD机台的全新光它、晶电、联亚光电、甚至连有MBE制程的英特磊)、和同样是砷化镓晶圆代工的环宇-KY同步都要跨入VCSEL领域。

宏捷科号称是砷化镓厂中最早量产6吋VCSEL的厂商，去年曾有出货二项产品应用，包括与Princeton Optronics公司共同开发，出货欧洲品牌厂AirBar配件外，另一个则是应用在联想的新款手机，只是这些产品的威力不如iPhone强大，让稳懋抢走了一整年的风光。

全球传感器大厂、也是苹果iPhone感测器供应商-奥地利微电子去年以7000万美元收购PrincetonOptronics公司100%股权，法人推测是为了苹果下一代的产品布局，如此一来宏捷科也可望受惠。

事实上，已有不少Andriod系统手机大厂找上联亚光电，联亚高层也曾为了VCSEL是否扩入消费性产品而意见分歧，主要是手机应用量大，毛利率低，联亚的立场是3D感测应用兴起，对高功率laser的需求增加，VCSELlaser应用很广，联亚没有多余产能做毛利率较低的消费型产品，要朝高阶发展，第一种是短距离传输，主要用于主机间的连接通讯，这是采用10G以上850nmVCSELlaser，且已开发出25G以上850nmVCSEL磊晶片产品，并与相关客户搭配生产。