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VCSEL全球供應鏈大解析

2017-12-21 12:49先探投資週刊

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【文/林麗雪】

蘋果日前大動作注資三.九億美元予Finisar買設備、並綁下VCSEL產能,除了直接背書3D感測產業,更間接宣告Finisar將納入蘋果供應鏈,而VCSEL磊晶片二○一八年供應恐不足的問題,跟著浮上檯面,能產出VCSEL的供應商瞬間成為當紅炸子雞,也確立VCSEL將會是貫穿二○一八年的明星產業。

沒VCSEL就無法辨識

iPhone X臉部辨識啟動3D感測應用後,非蘋陣營可望跟進,3D感測已被高盛列為二○一八年八大新興趨勢的第一位,摩根大通並預估,具備3D感測模組的智慧手機,於二○二○年將較二○一七年大增二○倍至十億支,加上未來還可延伸應用到AR/VR、無人機與自駕車等新領域,無庸置疑,3D感測已成為未來幾年的產業大趨勢。

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然VCSEL只是3D感測中的一環,何以非得要蘋果砸重金綁產能?究竟VCSEL有何重要?

從3D感測模組的結構來分析,3D感測需包含一個發射器模組與一個接受器模組,其中,發射器模組中,除了晶圓級光學元件(WLO)之外,最關鍵的零件就是VCSEL,簡單來說,VCSEL是3D感測中的紅外線光源,沒有這個光源,就無法做出面部識別,也就無法發射或接收。

早期傳統的3D感測系統一般都使用LED作為紅外線光源,但在技術上,由於LED不具有諧振腔,會導致光束更加發散,藕合性很差,VCSEL不僅沒有這些問題,甚至隨著VCSEL技術的成熟,不僅在精確度、小型化、低功耗、可靠性都較LED來得更具優勢,也因此,近年常見的3D攝像頭系統,幾乎都採用VCSEL作為紅外光源。

VCSEL的技術存在已久,但一直到一九九六年才被商業化,商業化後,也僅是小量地應用在光通訊產品,無法大鳴大放,一來是因為技術難度很高,大尺寸設備量產一直有很大的問題,二來是沒有夠大的應用出海口,支撐VCSEL廠放大資本投資。

就技術來說,在某些製程上,VCSEL和LED有許多相似之處,同樣都是結合光學材料的三五族半導體製程,不同於純矽的半導體製程良率往往可達到九九%,三五族磊晶製程良率普遍不高,低於九成是常有的事,甚至,要維持VCSEL晶片的特性及可靠性,VCSEL還必須包含有外延技術、氧化工藝、保護絕緣工藝等關鍵技術,其中,氧化工藝是LED完全沒有的技術,保護絕緣工藝更是國內大多數廠商幾乎是無法克服的地方。

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