2017臺北國際雷射展：微妙的VCSEL市場

2017年版iPhone搭載使用VCSEL(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser)為光源的3D感測模組， 雖然這不是首次VCSEL被應用在智慧型手機上， 但以Apple的品牌效應， VCSEL相關應用將會變得更廣為人知。 iPhone X的VCSEL首波供應商以Lumentum為主， 是間位於加州， 主要生產光纖相關產品的公司。 這次在展會上雖然沒有出席， 但訪問到了其他兩間VCSEL供應商， 分別為II-VI和Princeton。

拓墣觀點：

1. VCSEL供應商將形成Lumentum & Princeton兩大陣營

雖然II-VI並沒有明確表示， 但從該公司的暗示判斷應該與Lumentum一樣有在iPhone X首波的VCSEL供應商名單中。 據II-VI表示， 目前3吋晶圓可切割出大約70K的VCSEL晶片， 與業界所估計3吋可產約50K的量(以尺寸約250µm來算)來比稍高， 顯示II-VI持有一定程度的產能優勢。

VCSEL之所以適合用於手機等行動裝置上的其中一個主因是其體積跟功耗都相較於LED要有優勢， 且VCSEL由於是從垂直面發射光源， 又比光源是從邊緣發射的雷射光發射器在模組體積上能夠做得更小(下圖)。

另一VCSEL供應商Princeton則是在6吋晶圓上已量產，

當問及為何在產能上較II-VI擁有優勢但卻沒有受到Apple青睞， Princeton卻表示無法透露原因， 但推測應該是在技術規格的門檻上與Lumentum或是II-VI存有一定差距。

以Princeton目前已提供VCSEL給Google Tango相機模組並採用在華碩ZenFone AR及聯想Phab 2 Pro上來看， 未來Android陣營若要跟進採用3D感測， 應會優先使用以Princeton為首的解決方案， 屆時Lumentum與Princeton兩大VCSEL供應商的陣營將會形成。

2. 成本將是非蘋陣營採用3D感測相關技術的最大障礙

Princeton表示VCSEL模組成本與LED相比可以相差達10倍以上， 因此成本將會是非蘋陣營採用3D感測的最大障礙。 此外， 以一片3吋晶圓能切割出約70K的VCSEL晶片來看， 若年出貨量僅在1千萬支以下的手機小廠， 規模過小無法支援生產VCSEL所需的成本， 那麼供應商更沒有動機與其合作。 因此不僅在VCSEL供應商部分將形成大者寡占局勢，

3D感測應用在未來2年內應該也只會出現在幾間出貨量規模夠大、每年近/達億支的手機品牌上(如Samsung、華為、小米、OPPO等)；換言之， 若VCSEL成本無法下降， VCSEL在未來2～3年內要普及的可能性不高。

此外， 影響3D感測普及度還有一個因素即為VCSEL的相關測試標準及規範完整程度。

Princeton表示， VCSEL模組在生產上並不是天方夜譚的技術， 但困難之處在於目前業界並沒有一套統一及完整的測試規範。 一般產品在開發過程中需經過多次的測試及檢驗才能進入量產階段， 但以VCSEL來說， 卻是模組已進入量產階段， 但統一的測試規範卻尚未存在。 換言之， 若品牌決定採用3D感測， 必須得自己規範出一套檢驗測試標準， 然而這又是只有少數手機大廠才能做到的。

不管如何， 一項新應用或新技術出現之初必定會有很多障礙需克服， 以目前全球最大科技公司之一的Apple已經實際採用來看， 未來VCSEL將會有更多應用的可能性；舉例來說， Princeton即表示VCSEL在車用市場將會大有可為。