苹果投资3D传感器供应商的背后：迅速崛起的VCSEL产业链

电子网综合报道，日前苹果向iPhone X激光芯片供应商Finisar投资3.9亿美元，Finisar是苹果的第二大垂直腔面发射激光器（VCSEL）阵列供应商（Lumentum是第一大），被用于iPhone X的TrueDepth相机。

根据估计，移动设备3D传感模组市场产值将从2017年呈现跳跃性成长，从2017年的15亿美元，到了2020年可望达到140亿美元，年复合成长率为209%。作为3D传感模组的核心部分，VCSEL市场受iPhone X的带动获得了整个产业的关注，相关的细分市场也迎来了一次井喷式的增长。市场研究机构预测，2015年VCSEL市场规模为9.546亿美元，至2022年预计将增长至31.241亿美元，2016~2022年期间的复合年增长率可达17.3%。

VCSEL产业链全面增长

其实，苹果公司第一款使用VCSEL发射器的设备是去年发布的无线耳机AirPods。在这款颇受欢迎的耳机中，激光发射器用来监测目前是被摘下还是正在使用的状态。iPhone X则使用了三颗VCSEL芯片，随着iPhone X的出货量逐渐走高，苹果对该芯片的需求也开始加大。苹果公司透露，和2016年相比，今年第四季度公司对VCSEL芯片的采购增加了10倍。

这直接助推了VCSEL产业链的强劲增长。除了Finisar，今年8月，英国威尔士半导体公司IQE股票飞涨，因为传闻称该公司已经成为苹果的供应商，而IQE的业务方向正是研发VCSEL芯片所需的特殊晶圆。

又例如台湾封测厂精材受惠于打进苹果3D传感供应链，11月合并营收5.43亿元，创下近3年来单月营收新高及历史次高纪录。以苹果3D传感模组架构来看，台积电负责衍射式光学元件（DOE）代工，其中DOE元件是红外发射模组关键光学零组件，由台积电采购玻璃进行布线后，交给精材将玻璃及VCSEL元件堆栈、封装、研磨后，交由采钰进行镀膜，最后再回到精材切割后出货给模组代工厂。精材表示，由于3D传感技术被视为市场未来趋势，苹果计划明年在新推出的iPhone及iPad中搭载3D传感模组，预计光是苹果明年对3D传感模组的需求就达2亿套，相比今年大增近1.5倍。

另一家台湾VCSEL模组供应商华立捷凭借大股东AMS的优势顺利成为无线耳机AirPods独家供应商，受惠于AirPods的热销，整体出货进度明显加快，2018年出货量可望倍增至2,600~2,800万组，而华立捷有望成为独家VCSEL供应商。该公司表示，近期4寸激光外延的生产良率高于业界，故量产将具有成本竞争力，并将于年底前扩充供应4寸的制程线，可望扩充6倍产能，因应2018年新订单需求的产能将可准备就绪。

值得注意的是，Finisar和Lumentum被认为是iPhone X TrueDepth相机的两个重要VCSEL供应商。Lumentum原本拥有苹果100%的低功率VCSEL订单以及75%的高功率VCSEL（用于iPhone X）订单。苹果的最新投资计划意味着Finisar的VCSEL供货比重将会大幅增加。消息宣布后， Finisar股价在开盘交易前上涨了21%，Lumentum股价在开盘交易前下跌了5.8%，VCSEL制造商II-VI上涨了1.6%，其他光学股消息，AAOI股价下跌1.4%以及Acacia通信股价微涨0.03%。

业界推测苹果投资Finisar是否是因为Lumentum的产能出现了问题。而苹果对Finisar的投资，Finisar需要重开已经停产的厂房，还要重新招支持生产的工程师和工人约500人，明年下半年开始出货。

国内手机VCSEL芯片研发进展

目前，致力于移动端设计的VCSEL芯片生产公司全球只有七八家，例如Finsar、Lumentum、Princeton Optronics、Heptagon（已被AMS收购）、ⅡⅥ等公司，且大部分在美国，它们在移动端VCSEL处于前沿的研发角色。国内现有的VCSEL器件厂家包括武汉光迅，江苏华芯，山东太平洋，深圳源国等也都在积极准备。

江苏华芯是国内目前唯一开发生产手机用940nm VCSEL芯片的厂商。据透露，华芯850nm 10Gbps VCSEL已经量产销售，而国内多家手机供应链上的厂商都已经过来接触，有家公司甚至希望能直接帮他们开发相关产品。华芯做的是和Finisar类似的高功率VCSEL，能够帮助手机厂商提高3D传感的性能。

国内目前能做VCSEL芯片的除了华芯，就是武汉光迅和山东太平洋，深圳源国。光迅稍早接受媒体采访时尚未确定是否会做手机用VCSEL，而太平洋和源国采用台湾晶圆也是首先瞄准的通信市场。台湾方面在开发VCSEL方面一直强于大陆厂商。最近InP芯片代工厂稳懋接连拿到3D传感模组厂Lumentum和AMS的代工订单就是证明。下图是VCSEL产业链的示意图。图示中Princeton今年3月已经被AMS收购，Cyoptics已经是Avago一部分，Opnext也是Finisar一部分，而日本几家VCSEL厂家（村田等）也没有列出来。至于国内的三安收购GCS未果，华工科技暂时也没有VCSEL能力。 

目前苹果虽然只在iPhone X和AirPods上用到了VCSEL芯片，之后则可能在iPad和Mac笔记本产品线上出现。最后，无论是供应链还是媒体，都已经曝光苹果公司将在2019，最晚2020年推出AR眼镜设备。在AR设备上，用来感知环境的3D传感器也是核心组件之一。

非苹阵营手机厂亦开始展开布局，包括高通携手奇景合作开发3D传感技术，华为自行研发3D传感模组等，有机会在明年下半年搭载在Android智能手机当中。华立捷也可望于2018年切入非苹手机客户，近期已与Android手机品牌及光学大厂签订产品开发的保密协定，除了脸部识别外，全屏下指纹识别等产品都可望导入VCSEL技术，持续推动高功率VCSEL的3D感测产品认证，2018年将配合客户时程推出新品。

可以预见的是，苹果需求将主要决定消费级VCSEL激光器芯片的走势，其相对应的供应商如Lumentum和Finisar等，还将随苹果共舞。另一方面，国产手机在Face ID上的跟进，将为VCSEL激光器芯片带来新的爆发点。