若要談起近期最夯的零組件，VCSEL (垂直共振腔面射型雷射) 絕對是名列前茅。隨著 iPhone X 亮相，3D 感測模組成為新一代 iPhone 最受矚目的變革，連帶使得 3D 感測模組中的核心零組件 VCSEL 成為焦點。而蘋果對於 VCSEL 這項關鍵零組件的重視程度，甚至為了讓雷射晶片廠商 Finisar能繼續 VCSEL 的研發工作，進而出資 Finisar，蘋果的舉措在在掀起市場對於 VCSEL 的討論與競逐。
在蘋果光加持下的 VCSEL，儼然是全球的技術新星，然而實際上，VCSEL 並非新技術，它在 1980 年代被提出後，早在 1996 年就已商業化。這項因為蘋果而再度回春、重回鎂光燈下的技術，屬於紅外線雷射技術的一種。
紅外線雷射與VCSEL技術拆解
先來看看紅外雷射技術發展，相較於紅外線 LED，紅外線雷射擁有共振腔設計，光發散角度小、光電轉換效率高與資料傳輸速度快等優點。由於紅外線雷射在產品設計時，多採用脈衝光，因此並不會對人眼造成傷害，隨著技術提升，紅外線雷射產品逐漸導入感測元件之中，其應用市場也從工業用市場轉向商業與消費者市場。
在紅外線雷射技術當中，又區分為 VCSEL 面射型雷射、EEL 邊射型雷射。其中，VCSEL 面射型雷射具有低臨界電流的潛力、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勢。
VCSEL 應用領域擴及消費性電子，未來車用市場潛力無窮
隨著近年來 VCSEL 逐漸應用於消費性市場，目前 VCSEL 面射型雷射市場應用已包含距離感測、自動對焦、3D 感測 (結構光與飛時測距)、虹膜辨識與空氣與水質檢測。其中，3D 感測的應用場域又含括了居家自動化、機器人、穿戴式裝置、電腦、遊戲、電視、汽車、生物辨識及可攜式電子產品。
此外，VCSEL 具有可消除光斑 (Speckle)、發光光束具有圓形對稱的均勻化、搭配透鏡易做到發光角度的控制的特色，也可為車用夜視照明提供高解析度畫質，成為此應用的最佳光源產品。除了在消費性市場的應用潛力，VCSEL未來在車用的應用潛力，也是產業矚目焦點。
3D 感測市場長期發展建構在演算法與供應鏈結盟整合方案能力
LEDinside 整理出目前 VCSEL 的產業鏈資訊，我們可以一窺 VCSEL 供應狀況。上游的紅外線雷射晶片相關廠商包含IQE、II-VI、晶電、華立捷、穩懋、宏捷科、Lumentum、Finisar、Princeton Optronics、NeoPhotonics、Philips Photonics、OSRAM OS等。
因 iPhone X 的搭載而炙手可熱的 VCSEL，需求量大幅增加，然而，從技術層面來看，VCSEL 必須有極佳的信賴性表現，紅外線雷射產品對溫度相當敏感，只要溫度一上升，將會出現大幅度的光衰，產品壽命與品質信賴性成為產品良率最大的關鍵因素，因而，搭載於手機上的 VCSEL產品目前就面臨了因產品良率問題而導致產能不足的狀況。
展望 VCSEL 2018 年的發展，除了 iPhone 可望全面採用 VCSEL 之外，目前各手機品牌陣營已經展開供應鏈結盟與合作，但如何突破演算法的專利障礙，以及第三方應用程式的發展狀況，甚至是整體 3D 感測模組性價比能否有效提升，都將牽動著 VCSEL 廠商明年佈局與發展。
