开市大籍 | 闲聊VCSEL

VCSEL垂直激光

大家好，周末心情可能还在忐忑之中，但是常年做好功课做好储备的习惯不能断。今天聊聊这周被大伙儿忽视的一件重要的事儿。

苹果本周发布了最新一代ipad pro，这产品的更新周期可是16周，所以ipad pro的新科技布局是非常具有前瞻价值的，通常就会匹配下一代手机等外设。除了新处理器和键盘，最亮眼的就是lidar激光传感器。

很多敏感的朋友会问，是智能驾驶上的那种激光雷达么，其实可以这么理解。而苹果在移动端布局lidar传感器并不是为了智能驾驶，而是为了AR的应用场景。但是真正能做成品激光传感器的公司太少了。这时候，深入研究就会发现更核心的关键器件那就是VCSEL芯片，也就是垂直腔面激光发射器。

我们主要来看VCSEL

简单理解下三大红外光源。VCSEL就是垂直于芯片表面发射的激光，还有一种EEL（由集成电路边缘发射光源），最后是LED（面光源），VCSEL实际大小如同砂子般，又要兼顾内部复杂结构，及生成材料和过程严格，属于技术难度极高，现有供应都在外国公司手里。

VCSEL激光的实际应用是越来越多，一个20年前的技术随着科技的发展不断的被开发出新的潜力，最近更是呈现爆发趋势。最早被大家熟悉的可能就是曾经的高级光电鼠标，对比普通的led光源鼠标，当年可是嗷嗷的贵啊。高端商用方面最早是作为数据通信应用的核心器件，就是光通信里的光源，敏感的小伙伴又联想到了现在比较火的新基建里的机房建设，对就是数据光纤里的核心器件。2017年苹果发布iPhone X，就推出了基于VCSEL技术的3D传感功能。除了手机领域，VCSEL还逐渐在3D成像、VR/AR，体感，手势控制物联网（工业互联网）、数据中心／云计算，智能驾驶，激光显示（电视，电影屏），气体感知等领域中应用。真的太多了。

我们主要看数据中心，消费电子3D感测和智能驾驶这三块。

应用场景一：数据中心里的光通信

VCSEL是短距光通信市场唯一光源。VCSEL低功耗低成本，但功率低距离短的特点，主要应用在短距离的光通信线路，简而言之就是用在大型机房的。VCSEL也是光通信领域成本最低的一种激光器(除了LED以外)。对比于LED，VCSEL激光器具有高效率，响应时间快等特点. 光通信其实也是确认业绩向好的领域，中际旭创啊新易盛啊的年报都看得出来。

大型数据机房中，内部流量多，熟悉新基建的都是知道内部架构将从原来的三级式架构改为两级 “叶脊式”架构。该架构通过大量短距叶脊间通信实现，新结构用的短距离互联的线路数大幅增加，拉动短距光源VCSEL需求。低功耗特点也保证pue保持低数值。

这块领域里光迅科技（纯正），纵慧芯光（芯片设计公司，兼顾光通信和消费3D传感，欧菲光持股5.1%，北京君正变相持有5.99%，华西股份持股13,3%，，华西还持有索尔思光电5.47%，做光模块的），三安集成（三安光电）。

应用场景二：消费电子里的3D感测

用在手机中的VCSEL对技术的要求远低于电信级和数据中心的要求，第一，手机对距离要求短;第二，手机传输的流量小，所以iPad Pro才会说 5米内扫描。

其实从苹果10开始，VCSEL芯片的数量就稳定在三颗，但是一直在前镜头，安卓没跟苹果，因为成熟供给难度大，同时成本高和安卓不同价位机型需求一样导致3D感测镜头18,19年没有起势。现在新趋势出现在后镜头。又将打开新领域。华为和OV的高端机都已经标配。lidar 激光雷达传感器或者 tof镜头将替代景深镜头。之前你配我也配是规格竞争，然后真正进入5G链接AR内容的时代。下游软件应用打开将迫使手机的3D感测功能必备。

简述完整的面部识别过程

距离感受器，（确认物体接近），泛光照明器（确认接近的是脸部），点阵投射器（经过光学器件衍射成3万个点，扫描脸部） 三颗vcsel。就跟摄像头的逻辑一样，多一颗多一片天地，所以后摄位置的加入提升了更多的想象力，摄像头不才到4颗么。

苹果在3D感测领域收购的公司资产相当丰富，早期和微软一起做kinnect的以色列公司也归苹果了。现在AR独角兽 magic leap曾经起家的 手势控制技术也是用的VCSEL光源实现的。其实大家可以深入去看，就发现太多的黑科技和VCSEL光源的关系，人机交互么。

敏感小伙伴儿肯定又想起炒作AR虚拟增强时候的的tof镜头，其实3D感测技术的两个分支，结构光和TOF镜头都是用VCSEL做光源，市场选择那种都受益。简单说，用lidar还是用tof还是用结构光，vcsel光源都是绕不开的。

刚不是说现在主流手机都纳入3D感测了么，安卓阵营一般比苹果技术延后1年半，安卓的大量加入，国产供应机会将会变多。机构预测2023年35亿美金，包括消费电子，数据业务，工业互联和自动驾驶。复合增长30到40%。

为了解决功率和品质问题，需要在砷化镓衬底上长晶，所以砷化镓也是这个过程里重要的需求，海特高新和云南锗业这种砷化镓标签股也会从中受益。

应用领域三：智能驾驶

现阶段的VCSEL激光雷达在近距离50米内的精细定位上有优势。但远距离的300米外的领域需要更大功率的VCSEL，消费电子领域940纳米的是最佳尺寸，但在车用领域需要1550纳米。但碍于现阶段的成本问题通常都是几种定位技术混搭。

激光雷达对比智能识别图像，毫米波和超音波是有更全面的优势，劣势在于需要通过机械旋转实现快速覆盖，但仍然是现在主流智能驾驶公司的选择，特斯拉除外，他减持用图像识别加毫米波雷达。

但是对于座舱的感测应用，比如疲劳驾驶或者眼神控制等职能驾驶功能，现有的VCSEL是最佳选择，也是需求突破口。等于座舱内多了一颗。

其实跟VCSEL相关的标的很多，作为芯片，VCSEL元件供应链可区分为五大应用别：GaAs基板商、GaAs晶圆厂、IDM厂、制造代工厂及封测代工厂

其中三安光电、乾照光电两家已经有VCSEL产能甚至已经小批量供货的公司。而纵慧芯光则名副其实的实锤确认供货华为，领域横跨光通信和3D感测。虽然没上市但持股上来看（华西村持股大于北京君正大于欧菲光）三安和乾照都是上游企业，同理看华灿光电也确实18年非公开增发里也有投资7亿为期三年的产能建设。同样封装端：瑞丰光电、国星光电，晶方科技，测试端的必创科技，杰普特也都在互动中提及做好了准备。

这里看下 乾照光电：

敏感小伙伴已经知道他炒过一波三代半导体氮化镓，也有miniled量产的预期。其实我之前聊过，这就是led上游公司的标准动作，三安华灿也都有。市场下游需求不明确的时期，上游做库存的需求是最接近现金流的抓手。公司官网已经展示了自主研发生产940 nm VCSEL的外延片和芯片产品，苹果御用的vcsel供应商finisar也多次表示最佳消费电子领域的尺寸就是940纳米，可见乾照光电目标消费电子领域是很明确的。互动里也说过目前用于3D传感的VCSEL产品已开始面向3D结构光、ToF和距离传感器等客户小批量出货。在磨合中，但具备大规模量产能力。做股票肯定离不开市场的情绪，这样的市况下，逻辑只要是有价值的，盯着股价越跌心情就越好，这也就是常做功课会更乐观的原因吧.

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