VCSEL市場的競爭格局_風聞

來源：內容由半導體行業觀察（ID：icbank）編譯自「technews」，謝謝。

VCSEL（垂直腔面發射雷射器）元件發展態勢，從2018 年蘋果發表的iPhone X 系列開始，直到今日話題性仍然不斷；在智能手機3D 感測人臉辨識功能、車用光達（LiDAR）應用等需求帶動下，紅外線元件市場規模逐漸茁壯，其中以VCSEL 元件成長幅度最顯著。有關VCSEL 元件發展趨勢，在供應鏈已逐漸成型及IDM 大廠購併等因素下，會對後續市場競爭態勢產生什麼變化呢？

從中美摩擦影響層面着眼，中國許多終端產品供應商，開始找尋其他製造商替代相關零件來源，藉此達到供應鏈去美化目的。比如華為的VCSEL 元件原由IDM 大廠Lumentum 提供，但隨着美國商務部於今年5 月發佈出貨禁令，Lumentum 已停止供貨於華為；如今，華為選定一家新創廠商縱慧芯光，提供後續手機VCSEL 元件訂單。華為禁令連帶影響了Lumentum 的營收表現，也將迫使Apple Face ID 模組供應商情形（II-VI 與AMS 等加入戰局），市場競爭態勢逐漸白熱化。

**紅外線元件分為哪些類型？**如何影響手機市佔率？

TrendForce 旗下拓墣產業研究院分析師王尊民指出，近年因中、高階手機產品逐漸搭載3D 感測模組，使得紅外線元件逐漸成為流行，其3D 感測元件結構與原理，大致運用兩個以上相機模組及紅外線發射零組件，再透過軟體模擬計算後，得出物體本身距離與形貌。整體而言，紅外線元件市場發展在技術開發的加持下，營收表現將逐年增長。

**市場規模：**針對全球紅外線元件市場發展情形，2019年整體市場規模預估可達16.43億美元，且隨着3D感測元件應用逐漸發酵，2020年整體規模將逐步成長至22.02億美元，年增34.02 %。紅外線元件市場無論在紅外線照明或雷射產品應用中，整體市場需求依舊持續暢旺。

**現行主要測距原理：**可分為3類，分別為立體視覺（Stereo Vision）、結構光（Structured Light）與飛行時間測距（Time ofFlight，ToF），各有不同的測量方式與運算原理，最終透過計算方式得出待測物的距離與輪廓。

 ▲ 現行主要測距原理圖例説明。（Source：拓墣產業研究院，2019/10）

**紅外線元件類型：**紅外線元件可依不同使用目的，區分為紅外線照明與雷射應用兩類，但若以不同產品的發光原理進一步分類，則可分成LED、EEL（邊射型雷射）與VCSEL等3種不同類型產品，由於其運用不同的光源特性、電流及頻率表現，所以各有相對應的終端應用市場。VCSEL相較LED生成光線的情形稍有不同，需利用材料結構設計，經多次反射後才能得到雷射光，發光角度與形狀較集中，適合發展3D感測技術產品，進一步應用於手機人臉辨識和車用光達測距系統中。

王尊民分析，當智能手機逐漸搭載3D 感測元件技術，未來將能實現如人臉辨識、虛擬實境及行動支付等應用可行性，進一步推升中階以上智能型手機的銷售市佔率。

VCSEL 元件供應鏈，現階段發展如何？

目前，VCSEL 元件的製造流程必須使用GaAs 基板材料，透過磊晶製程才算完成初步作業，隨後再將磊晶完成的晶圓送到IDM 廠進行加工，或轉交委外代工模式，發包給製造和封測代工廠，進行後續製造、封裝與測試等步驟，最終將可生產出一顆完整的VCSEL 元件。有關現階段發展，可從應用現況與供應鏈情形探討。

**應用現況：**GaAs基板的VCSEL元件近年除了Apple手機帶動3D感測人臉辨識應用的風潮外，目前已逐步延伸至車用光達等領域中，嘗試透過VCSEL元件光線能量集中、光束角度與形狀特性，取代原先較發散的LED光源。此外，由於5G議題發酵、光通訊領域零組件相關需求，例如光纖的資料傳輸容量、頻寬及距離等，也將是後續發展重點。

**供應鏈情形：**VCSEL元件結構相當複雜，且材料特性和磊晶層數的要求相當高，需有高難度的磊晶技術才可順利生產。在營收方面，VCSEL元件獲利性仍較一般紅外線元件LED高出許多，使得各磊晶廠商（如IQE）VCSEL等IDM廠（如Lumentum）、LED廠（如晶成半導體等），無不相繼投入或轉型至VCSEL元件開發，以爭取較高營收表現。

▲ VCSEL 元件供應鏈情形。（Source：拓墣產業研究院，2019/10）

主要大廠IQE、穩懋發展情勢，洞見「兩大指標」

針對紅外線元件發展情勢，王尊民也從現階段整體產業情形出發，試圖勾勒出較完整的產業模式。以下舉IQE 與穩懋探討。

IQE今年上半年營收為8,460萬美元，相較2018年同期9,160萬美元衰退7.7%。進一步分析營收衰退原因發現，今年智能手機出貨量下滑、中美貿易戰及地域政治緊張等因素所致，使得2019上半年IQE無線通訊（3,830萬美元）及CMOS（140萬美元）領域營收雙雙出現下滑，但光通訊營收（4,500萬美元）依然強勁，較同期成長19.9%。由此可見，VCSEL元件於終端市場應用需求，未來仍持續看好。

▲ 2018 上半年~2019 上半年IQE 光通訊領域營收情形。（Source：拓墣產業研究院，2019/10）

穩懋從2018年到今年上半年營收表現，由於受到中美貿易戰影響等因素影響，使得營收出現顯著跌幅，甚至2019上半年已出現近期營收低點。但深入觀察卻發現，穩懋的光通訊部門成長比重明顯，主要產品涵蓋3D感測元件（如VCSEL元件）及光通訊設備等。待中美貿易爭端趨緩，加上手機3D感測人臉辨識功能帶動下，2019上半年營收就出現了反彈，整體比重開始回升。此發展態勢，似乎説明紅外線雷射元件，將於未來手機通訊應用上佔一席之地。

▲ 2018上半年~2019 上半年穩懋光通訊領域營收情形。（Source：拓墣產業研究院，2019/10）

IDM 大廠整並動態，分析師看出什麼端倪？

近年VCSEL 元件等DM 大廠，透過購併相關製造代工廠商或DM 廠，擴大該元件市佔率，例如VI 自2016 年1 月開始相繼購併Epiworks、Anadigics 及Kaiam 等廠商，今年9 月成功完成對Apple Face ID 模組的Finisar 購併案；另一家IDM 大廠Lumentum 則於2018 年3 月完成購併Oclaro。

整體而言，VCSEL 元件等IDM 大廠透過此整並發展模式，雖有少數購併案因股份關係未能談攏而破局，但大部分案件都可成功嚢括相關製造代工廠商或IDM 廠。

王尊民説，依照初期VCSEL 元件製造的發展模式情勢而言，起初雖處於羣雄割據的混亂情勢，但隨着幾家IDM 大廠陸續收購其他相關廠商，市場發展已逐漸形成「大者恒大」局面。從這些結果可看出，購併對VCSEL 元件發展情形及規格制定的影響，可驅使整體制度更加完備，提高後續終端產品應用的市場滲透率。