5G催生新应用 未来VCSEL技术发展有哪些趋势？
据编者了解，目前国内VCSEL行业关注度最高的领域在于消费电子领域，特别是智能手机上的3D感测应用。早在iPhone搭载3D结构光面部识别之前，就有手机厂商将ToF技术带到智能手机上，但当时主要用于辅助摄像。随着5G的到来，手机厂商似乎越来越看好AR/VR在手机上的应用，比如华为P30 pro和上个月刚刚发布的三星Note10+都搭载了ToF镜头，加速布局AR应用。那么在VCSEL厂商的眼中，智能手机上基于ToF技术的3D感测应用前景如何？
“ToF技术目前在手机后摄上主要用于辅助摄像，测距和一些AR、VR的应用。客观的说，目前确实还没有出现一款杀手级的应用，这也是导致ToF应用目前只是局限于个别手机品牌的高端机型，没有很快下沉到中端机型的主要原因之一。”汪辰杲补充到：“但是ToF技术赋予了手机对周围环境进行3D建模的能力。仅凭这一点，就给开发者提供了足够的想象空间。即使没有推出ToF技术的终端厂商，也对该技术保持了足够的关注度。而5G的来临，对这一技术的广泛应用会有决定性的促进作用。”
庞晓林对此也有类似的看法：“5G最大的特点是低延迟、高速率和大容量，5G网络提速后，与ToF、AR技术相结合，使得AR/VR等很多远距离应用场景均可以实现，相应的也会带来VCSEL芯片需求量的增长。关于ToF与结构光方案在手机端的争论有一段时间了，目前从多家手机厂商公布的近期及未来的方案来看，ToF有望有一个明确的发展前景。我想5G对于ToF方案的推动，有着积极的作用。”
可以看出，VCSEL厂商普遍看好ToF技术在智能手机上的应用前景。但事实上，5G为VCSEL行业带来的远远不止这些。除了在消费电子领域外，VCSEL在传统的光通讯领域和未来智能家居、无人零售、自动驾驶等领域的应用也受到各大VCSEL厂商的重点关注。
对于华芯半导体而言，庞晓林表示：“5G给华芯半导体带来的直接影响就是通信领域的普遍提速，原发射端终端千兆升级10Gbps，服务器端10Gbps升级25Gbps，以及布线和联机之间更加彻底的铜转光的推行，这对华芯半导体和所有通信领域的芯片厂商都是一个利好消息。我们一开始瞄准的就是稳定增长的光通信市场，在如今稳定供货的同时，我们也布局了瞄准消费级别的940nm VCSEL产线，与友商相比，我们至少不会因为消费类电子市场不达预期而产生过大的起伏。”
睿熙科技则在智能家居、无人零售、自动驾驶等领域都已经有所进展，汪辰杲表示：“智能家居、无人零售领域的应用是3D技术在手机应用的自然延伸，所采用的技术也是非常类似的。因此这两个应用领域进展较快，目前已经进入到量产阶段，尤其是在扫地机器人，人脸支付终端等应用场景。睿熙科技一直持续关注这两个应用市场，在较早时间就同国内算法方案厂商以及模组厂商进行深度合作，已实现批量的出货。”
汪辰杲还补充道：“VCSEL在自动驾驶领域，主要作为激光雷达的发射端光源，用于替代目前的边发射激光器。由于在性能，价格以及量产性上的显著优势，已经得到越来越多的关注。VCSEL在这个市场应用领域目前还处于产品最终形态的制定以及产品开发的阶段。睿熙科技的技术团队，在这一领域积累了丰富的经验。目前与该行业龙头企业进行战略合作，已进入实质性开发阶段。”
毫无疑问，VCSEL伴随着5G的普及，将会开发出更多应用场景，需求量也会随之水涨船高。而新应用的诞生，也必然推动着技术的发展。那么未来VCSEL产业与技术的发展趋势会是什么？
汪辰杲认为，第一个显著的趋势是芯片的功率将会越来越大，这直接与相关应用的工作距离有关。如应用到车载激光雷达，期望工作距离在几百米。更大功率的应用势必对芯片和封装的散热设计提出新的要求。
第二个趋势是在数据通信领域，5G应用将大大增加数据的流量，对数通VCSEL的带宽提出更高的要求。目前主流单通道的VCSEL传输速率位25G/s，下一代VCSEL将会提高到50G/s。
第三个趋势是进一步的集成化，目前的VCSEL芯片只是单纯的实现了垂直的激光输出，对输出光型的控制完全取决于外延层的设计和制程工艺，影响有限。为了能匹配和适应更广阔的应用场景以及进一步小型化的需求，VCSEL芯片将会集成更多的光学功能。在VCSEL的表面集成微透镜阵列，光栅等结构，将会使VCSEL芯片的性能得到进一步的提到，为更多的应用方案提供性价比更高，更小型化的解决途径。
对于VCSEL产业的发展趋势，庞晓林表示：“未来VCSEL的发展趋势将会是终端驱动、扁平化设计和全产业链整合。终端驱动是消费类电子行业的特点，满足终端需求是器件的基本要求；所谓扁平化设计就是指从芯片的结构、性能等参数在开模设计就要针对终端的要求进行联调优化，针对特定应用场景设计特定的激光芯片，真正想在消费电子市场立足，能否放下高科技的姿态，严谨对待每一个终端要求也是VCSEL厂家必须思考的问题。最后，全产业链整合也是消费类电子的基本要求，做不到全产业链整合，必然在成本、设计、服务上慢别人一拍。”
可以预见的是，随着5G时代的到来，VCSEL的用武之地将越来越多。这些新应用的诞生，则是推动VCSEL往大功率、高集成等方向发展的源动力。近年初创公司的遍地开花，极大地促进了国内VCSEL产业链的发展，但对于这些初创公司而言，竞争的日趋激烈可能会加剧淘汰的进程。目前从行业趋势来看，要想在未来的VCSEL市场中笑到最后，如何更好地满足终端需求、优化整合产业链，是国内VCSEL厂商需要着重关注的问题。
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