光器件芯片是應用于光通信的半導體，與傳統的電芯片主要應用硅材料不同，考慮到光收發性能，光器件芯片主要應用技術工藝更復雜，成本更高的 III-V 族化合物如 InP、 GaAs 等材料。

    一、光芯片市場空間持續擴大

    2015 年光器件市場規模為 77.70 億美元， 2020 年有望達 123 億美元。 考慮到現階段光芯片成本占光器件成本約為三分之二，可以預計，到 2020 年光芯片市場規模有望達 82 億美元。隨著光器件集成度的提升，光芯片占光器件成本比例有望持續提升，公司等擁有核心芯片實力的廠商有望持續受益

全球光器件芯片市場規模（億美元）

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    相關報告：智研咨詢網發布的《2018-2024年中國生物芯片市場競爭態勢及未來發展趨勢報告》

    1、3D 感應打開 VCSEL 新紀元，光芯片設計廠商核心受益

    VCSEL 由于在體積、集成度、功耗和成本等方面的顯著優勢被廣泛應用于光通信，近年來數據中心短距離互聯市場需求驅動其市場快速增長。而 VCSEL 應用于 3D 感應模塊打開了消費電子應用的新紀元，極大拓展了市場空間。從競爭格局來看， 基于入場意愿和入場能力分析，相較于擬進入 VCSEL 芯片設計的電芯片設計廠商和晶圓制造廠商 更看好光通信芯片設計廠商在未來 VCSEL 新紀元的發展機遇。

    2、VCSEL 性能優越，有望成紅外激光“新星”

    VCSEL 是面發射型半導體激光器，出射激光方向垂直于襯底。與發光二極管、邊發射激光二極管相比， VCSEL 具有體積小、閾值電流小、 功耗低、 光源可調變頻率更高（可達數 GHz） 等優勢。此外， VCSEL 的制作工藝與化合物半導體相兼容， 易于大規模集成制造?；谶@些特點， VCSEL 在光通信光互聯、 激光打印、光顯示、 光照明、 3D 感應等領域具有豐富的應用前景，有望成為紅外激光“新星”。

    3、市場空間極大拓展，看好光通信芯片設計廠商

    2017 年 VCSEL 紅外激光在蘋果手機的市場滲透率為 20%左右（HIS）。預計，到2020 年 VCSEL 在蘋果手機的前置攝像頭滲透率將達到 100%，需求量為 2.58 億只；后置攝像頭的滲透率有望達到 70%，需求量為 1.81 億只。 屆時， 蘋果手機對 VCSEL的需求量將達到 4.39 億只。

    與此同時，安卓手機廠商對于 3D 感應的布局已經開始， 推出具有 3D 感應系統的智能手機是大勢所趨，具體時間目前尚未明確。以指紋識別為例， 2013 年 9 月蘋果推出首款帶指紋識別功能的智能手機 iPhone 5s，用手指按壓 Home 鍵即可識別；時隔 15個月后， 2014 年 12 月份魅族推出 MX4 Pro， 為首款用戶體驗達到 iPhone 水準的安卓手機（此前，安卓手機已推出具有指紋識別功能的手機，例如三星 5s，不過三星 5s 需要將手指從屏幕底部下方開始按住后向下滑動，到達 Home 鍵后松開解鎖，用戶體驗遠遠不及 iPhone 5s）。

    據此，假設安卓手機布局 3D 感應功能也相應延后 15 個月， 2020 年 VCSEL 在安卓手機的前置攝像頭滲透率有望達到 50%，需求量為 7.21 億只；后置攝像頭的滲透率有望達到 30%，需求量為 4.33 億只。屆時，安卓手機對 VCSEL 的總需求量將達到 11.54億只。

VCSEL 在蘋果機的供應量

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VCSEL 在蘋果機的需求量預測

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VCSEL 在蘋果機的總需求量預測

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VCSEL 在安卓手機的供應量

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VCSEL 在安卓手機的總需求量

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VCSEL 在安卓手機的總需求量預測

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蘋果手機對 VCSEL 的需求量及滲透率

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安卓手機對 VCSEL 的需求量及滲透率

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    二、光通信和 3D 感應是 VCSEL 兩大重要的應用領域的需求保持每年穩定增長

    目前， VCSEL 在光通信領域的需求保持每年穩定增長，在 3D 感應移動端將迎來快速增長。

    1、光通信： 光模塊用 VCSEL 激光器的市場起于 1990 年代， 應用范圍包括高速 40GbE 和100GbE 用器件。預計， 未來 5 年 VCSEL 在光通信領域的需求量將保持穩定， 到2020 年市場規模約為 5000 萬只。

    2、3D 感應： 自 2017 年蘋果手機推出 3D 感應功能以來，移動端 VCSEL 的市場迎來快速增長階段。 隨著市場規模的逐漸擴大， 更多廠商將加入到這一市場中，單個 VCSEL 的成本將存在一定幅度的下降，預計移動端 VCSEL 的成本將從目前的 2.00 美元左右下降到 2020 年的 1.50 美元左右。 隨著安卓手機的全面布局，到 2020 年移動端 VCSEL 的市場需求量將達 15.93 億只，是光通信 VCSEL 需求量的 32 倍。預計，從 2017 年到 2020 年，移動端 VCSEL 的市場規模將從 0.90 億美元增長到 23.90 億美元，復合增長率高達 198.34%。

2017-2020年VCSEL 需求量預算

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2017-2020年VCSEL價格預算

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2017-2020年VCSEL市場規模預算

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VCSEL 在 3D 感應和光通信的需求個數對比

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VCSEL 需求量與價格預算

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    參與芯片設計環節競爭的主要有消費電子和光通信芯片廠商，基于入場意愿和入場能力分析，看好光通信芯片設計廠商未來的競爭優勢： 1、 入場能力： 在成為 3D 感應主要部件之前， VCSEL 應用最為廣泛的領域是光通信。與應用于光通信的 VCSEL 相比，應用于 3D 感應的 VCSEL 傳輸距離短、功率低，且不涉及調制、承載數據等要求。

    整體而言，應用于 3D 感應的 VCSEL 芯片對技術的要求小于應用于光通信的 VCSEL。

    因此，大多數具備光通信 VCSEL 生產能力的廠商轉向 3D 感應的 VCSEL 芯片并沒有明顯的技術壁壘， 主要挑戰在于產能的擴充。 2、 入場意愿： 消費電子市場空間大，相關芯片設計廠商營收規模大，遠超光通信芯片設計廠商。 同消費電子廠商相比， VCSEL 的 3D 感應市場對光通信芯片廠商具有更大吸引力，因此切入 VCSEL 芯片設計市場的公司將主要以光通信廠商為主，從目前產業鏈初級形態的情況來看，光通信芯片設計廠商主導 VCSEL 芯片設計。