固態(tài)光源如何助力新型紅外照明發(fā)展

據(jù)麥姆斯咨詢介紹，紅外發(fā)光二極管（IR LED）和激光二極管（LD）并不是新技術(shù)，早在20世紀(jì)60年代就誕生了。但是，最近隨著固態(tài)照明（SSL）的發(fā)展而迅速崛起。LED和LD最初是為了光通信應(yīng)用而研發(fā)的技術(shù)，現(xiàn)在已經(jīng)廣泛用于數(shù)據(jù)通信／電信、消費(fèi)電子、汽車和工業(yè)等領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)更多的高價(jià)值功能。

紅外光源按照波長(zhǎng)分類

各種LED和LD產(chǎn)品都找到了自己的發(fā)展之路：

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－ IR LED起初專注于低端應(yīng)用，如光電斷路器、遙控器等，如今越來越多地應(yīng)用于智能手機(jī)中的接近傳感、汽車中的手勢(shì)識(shí)別、虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）設(shè)備中的眼球追蹤。

－ 邊發(fā)射激光器（EEL）市場(chǎng)歷來由光通信應(yīng)用驅(qū)動(dòng)發(fā)展。由于與光纖網(wǎng)絡(luò)交換的數(shù)據(jù)量不斷增長(zhǎng)，EEL市場(chǎng)也將繼續(xù)受益。不過，未來也可能在新應(yīng)用中找到增長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)力，如激光雷達(dá)（LiDAR）。

－ 垂直腔面發(fā)射激光器（VCSEL）早期應(yīng)用于短距離數(shù)據(jù)通信，但是，蘋果（Apple）公司于2017年發(fā)布的iPhone X集成了基于VCSEL的3D傳感功能，從而徹底改變了VCSEL的商業(yè)化前景，使其成為當(dāng)前市場(chǎng)增速最快的固態(tài)光源技術(shù)，吸引眾多資金蜂擁而入。

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VCSEL、EEL、IR LED的主要應(yīng)用發(fā)展

上述這些紅外固態(tài)光源具有不同的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，采用的外延及半導(dǎo)體工藝也有差異。它們以不同的波長(zhǎng)／功率輸出，并提供不同的發(fā)光輪廓／形狀，從而形成多種產(chǎn)品規(guī)格以滿足不同應(yīng)用的需求。隨著汽車和消費(fèi)領(lǐng)域?qū)庾蛹夹g(shù)的興趣日益提升，紅外照明應(yīng)用的前景光明！

紅外光源市場(chǎng)：2023年有望達(dá)到65億美元

目前已有超過40種應(yīng)用集成了紅外固態(tài)光源。其中一些應(yīng)用預(yù)計(jì)將在未來五年促使IR LED和LD市場(chǎng)蓬勃發(fā)展！

光通信是紅外光源的最古老應(yīng)用之一，現(xiàn)在，由于互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)量呈現(xiàn)爆炸式增長(zhǎng)，以及物聯(lián)網(wǎng)（IoT）、云服務(wù)和自動(dòng)駕駛汽車的出現(xiàn)，所以將繼續(xù)驅(qū)動(dòng)紅外光源市場(chǎng)。

在增材應(yīng)用的推動(dòng)下，紅外光源的工業(yè)應(yīng)用也希望在未來幾年產(chǎn)生高收益。傳統(tǒng)的紅外光源（如IR LED）開始被VCSEL取代，從而可以降低功耗。

3D傳感正成為紅外光源的“殺手級(jí)”應(yīng)用。VCSEL在蘋果iPhone X中的3D人臉識(shí)別應(yīng)用激發(fā)了大家的濃厚興趣，很多安卓（Android）手機(jī)廠商也跟隨蘋果公司陸續(xù)發(fā)布了集成VCSEL的智能手機(jī)新品。然而，3D傳感技術(shù)不僅可用于手機(jī)人臉識(shí)別，還可用于汽車激光雷達(dá)，這是自動(dòng)駕駛所必須的技術(shù)！因此，3D傳感領(lǐng)域吸引了眾多初創(chuàng)企業(yè)進(jìn)入，并掀起一場(chǎng)3D視覺革命浪潮！

綜上，紅外光源市場(chǎng)預(yù)計(jì)在2018年將達(dá)到18億美元，而2023年將達(dá)到65億美元，復(fù)合年增長(zhǎng)率為29％。

紅外光源市場(chǎng)預(yù)測(cè)

紅外光源產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和成熟度

在可見光照明應(yīng)用的推動(dòng)下，如今的LED產(chǎn)業(yè)已相當(dāng)成熟。幾乎所有廠商采用垂直整合模式：從外延到封裝。在該產(chǎn)業(yè)中，我們研究了超過40家IR LED供應(yīng)商，其中大部分來自亞洲。除了高功率和長(zhǎng)波／多波長(zhǎng)IR LED產(chǎn)品之外，制造工藝控制良好，剩余的技術(shù)挑戰(zhàn)較少。

EEL和VCSEL的情況與IR LED完全不同，大多數(shù)廠商來自美國(guó)和歐洲。制造工藝也要復(fù)雜得多，仍然需要研發(fā)和工程技術(shù)來提升設(shè)備性能和產(chǎn)能。因此，產(chǎn)業(yè)鏈上有各種類型的參與者：外延廠（epi－h(huán)ouses）、代工廠（foundries）、整合元件制造商（IDM）、無晶圓廠公司（Fabless）等。

紅外光源（LED、VCSEL、EEL）產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)（主要廠商）

在此背景下，由于EEL和VCSEL將成為未來紅外照明市場(chǎng)的主要驅(qū)動(dòng)力，所以專業(yè)廠商（主要是外延廠、代工廠和無晶圓廠公司）仍然有很大商業(yè)機(jī)遇。這主要與“制造工藝仍然需要優(yōu)化”有關(guān)，同時(shí)也與“將紅外光源集成到模組或系統(tǒng)中的挑戰(zhàn)”有關(guān)。實(shí)際上，EEL和VCSEL可以與復(fù)雜的光學(xué)器件相結(jié)合，例如用于3D人臉識(shí)別的點(diǎn)陣投影器。