全球雙端垂直腔面發射雷射 (VCSEL) 市場規模、份額和趨勢分析報告 – 產業概況和 2032 年預測

雙端垂直腔面發射雷射（VCSEL）市場規模

• 2024 年全球雙端垂直腔面發射雷射 (VCSEL) 市場規模為23 億美元，預計到 2032 年將達到 101.5 億美元，預測期內複合 年增長率為 20.40% 。
• 市場成長主要得益於 3D 感測、雷射雷達系統和高速光通訊的日益普及，這得益於消費性電子、汽車和資料中心應用領域的技術進步
• 此外，感測、成像和通訊應用對精準、節能、緊湊型光源的需求不斷增長，使得雙端垂直腔面發射雷射 (VCSEL) 成為多個行業的首選。這些因素正在加速 VCSEL 裝置的普及，從而顯著推動市場成長。

雙端垂直腔面發射雷射（VCSEL）市場分析

• 雙端垂直腔面發射雷射是一種從晶片表面垂直發射的半導體光源，具有高效率、高可靠性和緊湊的尺寸。它們廣泛應用於臉部辨識、工業感測、汽車光達和高速光資料傳輸等應用。
• 這些設備的需求不斷增長，主要原因是智慧型手機和穿戴式裝置的普及、汽車安全系統中 LiDAR 的部署不斷增加，以及資料中心和電信網路對快速、可靠的光互連的需求不斷增長
• 由於 3D 感測、雷射雷達和高速資料通訊應用的日益普及，北美在 2024 年佔據了雙端垂直腔面發射雷射 (VCSEL) 市場的主導地位
• 由於中國、日本、韓國和印度等國家快速的城市化、可支配收入的增加和技術的進步，預計亞太地區將成為預測期內雙端垂直腔面發射雷射 (VCSEL) 市場成長最快的地區
• 近紅外線 (NIR) 領域在 2024 年佔據主導地位，市佔率達 93.5%，這得益於其在 3D 感測、臉部辨識和接近檢測應用中的廣泛應用。 NIR VCSEL 為消費性電子產品提供安全且有效率的照明，同時相容於標準矽光電偵測器。它們能夠在低光照條件下以及各種環境條件下可靠運行，從而支撐強勁的需求。 NIR 波長裝置也因其成本效益高且易於整合到緊湊型設備中而受到大批量應用的青睞。

報告範圍和雙端垂直腔面發射雷射（VCSEL）市場細分       

雙端垂直腔面發射雷射 (VCSEL) 市場趨勢

VCSEL 在 3D 感測中的應用日益增多

• 受消費性電子、汽車和工業自動化領域對 3D 感測技術日益增長的需求所推動，雙端 VCSEL 市場正在經歷顯著成長。 VCSEL 提供緊湊、高效且可靠的光源，是深度測繪、臉部辨識、手勢控制和雷射雷達系統的理想選擇，與其他雷射技術相比，VCSEL 在精度和能效方面更具優勢。
  • 例如，Lumentum Holdings Inc. 和 ams OSRAM 開發了高效能 VCSEL 陣列，廣泛應用於智慧型手機 3D 臉部辨識系統和擴增實境裝置。同樣，II-VI Incorporated 也為高級駕駛輔助系統 (ADAS) 和自動駕駛汽車 LiDAR 單元提供 VCSEL，從而實現高解析度環境測繪和快速響應。
• 基於 VCSEL 的 3D 感測技術在智慧型手機中的普及正在推動其量產，尤其是在生物辨識解鎖系統、接近感應以及 AR/VR 互動等應用領域。這些感測器利用 VCSEL 技術實現穩定一致的照明，確保在不同環境條件下的精度。
• 此外，將VCSEL整合到工業機器人和製造設備中，可實現精確的物體檢測和空間映射，從而提高自動化效率和安全性。醫療設備也正在採用基於VCSEL的光學感測技術，以實現精確的病患監護和影像診斷。
• 隨著 3D 感測成為行動、汽車和工業平台的標配功能，VCSEL 技術憑藉其高可靠性、陣列可擴展性以及與 CMOS 電子產品的兼容性，有望發揮核心作用。這一趨勢凸顯了 VCSEL 將成為多個高科技領域下一代感測和成像解決方案的基礎推動者。

雙端垂直腔面發射雷射 (VCSEL) 市場動態

司機

高速光通訊的需求

• 對高速、高頻寬光通訊日益增長的需求是 VCSEL 市場的主要驅動力，因為這些設備為資料中心、企業網路和高效能運算環境中的短距離、高資料速率互連提供了高效的光源
  • 例如，博通公司和菲尼薩公司生產基於VCSEL的收發器，用於400G及更高速率的乙太網路應用，支援伺服器和儲存陣列之間的快速資料交換。 VCSEL具有低功耗、緊湊設計和高調製速度等特點，使其成為大規模資料通訊基礎設施的理想選擇。
• 此外，VCSEL 與多模光纖相容，並且能夠在短距離內提供可靠的訊號傳輸，無需複雜的冷卻系統，從而降低了資料中心營運商的部署成本。其效能特性和可擴展性也滿足了日益擴展的雲端服務和人工智慧驅動的工作負載的需求，這些工作負載高度依賴快速的資料傳輸。
• 邊緣運算和高容量雲端操作的持續發展，強化了對能夠支援超低延遲和高吞吐量的光通訊解決方案的需求。 VCSEL 不僅滿足了這些要求，而且與其他類型的半導體雷射相比，還具有更高的可製造性和整合靈活性。
• 隨著串流媒體、物聯網、5G 和人工智慧應用推動全球資料流量持續激增，VCSEL 仍將是下一代網路架構中提供經濟高效的高速光鏈路的關鍵

克制/挑戰

生產成本高

• 儘管VCSEL具有諸多優勢，但由於複雜的外延生長、精密的晶圓加工以及為實現一致的光輸出和可靠性而採取的嚴格品質控制措施，其製造成本高昂，是限制其在價格敏感型市場廣泛應用的關鍵挑戰。
  • 例如，II-VI Incorporated 和 Lumentum 等製造商面臨著在生產高良率 VCSEL 晶圓所需的先進 MOCVD（金屬有機化學氣相沉積）和光刻設備上的巨額投資。對精確腔體結構、先進的鏡面沉積和缺陷控制的需求增加了製造的複雜性和成本。
• VCSEL 陣列，尤其是在 LiDAR 和高解析度 3D 感測等應用中，對波長穩定性和光束對準的公差要求極為嚴格，這進一步增加了生產成本。外延層中的微缺陷或不一致導致的良率損失也會影響獲利能力。
• 此外，市場對微型化和與驅動電子設備整合的壓力，需要額外的研發和工程資源，從而增加產品開發週期的成本開銷。對於與規模經濟實力更強大的老牌半導體巨頭競爭的小型製造商來說，這尤其具有挑戰性。
• 雖然晶圓級製造和製程自動化的進步有望逐步降低生產成本，但VCSEL製造的複雜性仍將阻礙其在低利潤應用中的廣泛部署。克服這項挑戰需要在經濟高效的材料、精簡的製造流程和協作的供應鏈模式方面進行創新，以擴大其在更廣泛細分市場的覆蓋範圍。

雙端垂直腔面發射雷射 (VCSEL) 市場範圍

市場根據製造方法、技術、類型、材料、波長、應用、數據速率和行業進行細分。

• 依製造方法

根據製造方法，VCSEL 市場細分為選擇性氧化和離子注入。選擇性氧化技術憑藉其能夠實現精確的電流限制和高效的裝置，在 2024 年佔據了市場主導地位。它被廣泛用於生產均勻的 VCSEL 陣列，這對於光通訊和 3D 感測等應用至關重要。選擇性氧化 VCSEL 的高重複性和較低的缺陷率使其非常適合大規模生產。它們與各種外延層的兼容性以及在不同溫度下保持性能的能力進一步鞏固了其市場主導地位。選擇性氧化 VCSEL 還受益於更低的運行功率需求和更快的調製速度，這對於現代高速應用至關重要。

預計離子注入領域將在2025年至2032年間實現最快成長，這得益於其在客製化裝置特性方面的靈活性以及與下一代光子學應用的兼容性。離子注入能夠精確自訂電流路徑和光學模式，從而支援更高密度的數據通訊和感測整合。在特定設計的VCSEL性能至關重要的新興應用中，離子注入的應用正在加速。

• 依技術

根據技術，市場細分為點陣投影機、飛行時間 (TOF) 和泛光照明器。點陣投影機細分市場在 2024 年佔據最大市場份額，這主要歸功於其在臉部辨識系統和安全身份驗證設備中的廣泛應用。點陣投影機能夠實現高解析度圖案投影，使其適用於消費性電子產品和智慧型手機中的精確 3D 感測應用。該細分市場也受益於生物辨識安全解決方案和 AR/VR 設備的日益普及。高製造成熟度和可靠的 VCSEL 陣列的可用性使其佔據主導地位。點陣投影機在低光照條件下的高效性和緊湊設計中的強大性能進一步增強了市場偏好。

預計在2025年至2032年期間，TOF領域將錄得最快的複合年增長率，這得益於自動駕駛汽車、機器人技術和工業3D測繪需求的不斷增長。 TOF VCSEL提供快速的距離測量和更高的深度精度，支援關鍵應用中的即時空間感知。技術的持續進步和汽車雷射雷達系統應用的不斷擴大是主要的成長動力。

• 按類型

根據類型，VCSEL 市場可細分為單模和多模。多模市場在 2024 年佔據主導地位，因為它結構簡單、成本低廉，並且適用於短距離資料通訊和消費性電子應用。多模 VCSEL 在光互連和近距離感測領域備受青睞，在這些應用中，中等距離內的高數據速率已足夠。其光束發散角寬且易於整合到大型陣列中，使其成為大眾市場部署的理想選擇。此外，該市場還受益於成熟的製造技術和強大的供應鏈支援。

預計單模市場將在2025年至2032年期間實現最快成長，這得益於高速資料傳輸、長距離通訊和精密感測應用需求的不斷增長。單模VCSEL在光纖網路中具有卓越的相干性、最小的色散和高效能運作。

• 按材質

根據材料，VCSEL 市場可細分為砷化鎵 (GaAs)、磷化銦 (InP) 和其他材料。 GaAs 憑藉其高光學效率、熱穩定性以及在消費性電子和數據通訊設備中的成熟應用，在 2024 年佔據了最大的收入份額。 GaAs VCSEL 是短距離至中距離光鏈路的首選，能夠在不同溫度下提供可靠的性能。其成本效益以及與現有半導體製造流程的兼容性使其成為市場主導。 GaAs 裝置還支援大規模晶圓加工和強大的發射特性，從而增強了其在多個行業的適用性。

預計2025年至2032年期間，InP領域將實現最快成長，這得益於其適用於長波長、高速應用，尤其是在電信、雷射雷達和新興工業感測領域。 InP VCSEL具有高調製頻寬和在較長紅外線波長下的卓越性能，可支援先進的光通訊網路。

• 按波長

根據波長，市場細分為紅光、近紅外線 (NIR) 和短波紅外線 (SWIR)。 NIR 細分市場在 2024 年佔據主導地位，市佔率達 93.5%，這得益於其在 3D 感測、臉部辨識和接近檢測應用中的廣泛應用。 NIR VCSEL 為消費性電子產品提供安全且有效率的照明，同時相容於標準矽光電偵測器。它們能夠在低光照條件下以及各種環境下可靠運行，從而支撐了強勁的需求。 NIR 波長裝置也因其成本效益高且易於整合到緊湊型設備中，在大批量應用中備受青睞。

預計2025年至2032年，短波紅外線（SWIR）領域將迎來最快的成長，這得益於工業檢測、自動駕駛汽車和醫學影像領域應用的日益普及。 SWIR VCSEL 可實現遠距離感測、高穿透力和專業成像應用，從而推動新興領域的需求。

• 按應用

根據應用，VCSEL 市場細分為感測、數據通訊、工業加熱和雷射列印、新興應用以及其他應用。感測領域由於其在消費性電子、汽車光達和工業 3D 測繪中的關鍵作用，在 2024 年佔據了市場主導地位。感測應用中的 VCSEL 可提供精確的深度測繪、手勢識別和接近檢測，使其成為現代電子設備中不可或缺的一部分。該領域還受益於智慧型手機、AR/VR 系統和機器人技術的廣泛整合。高可靠性、快速反應時間和低功耗增強了該領域的突出地位。

預計2025年至2032年期間，數據通訊領域將實現最快成長，這得益於資料中心和電信基礎設施對高速光互連的需求激增。 VCSEL 可實現高頻寬、低延遲傳輸，同時支援節能的網路擴展。

• 按數據速率

根據數據速率，市場細分為高達 10 Gbps、10.1 至 25 Gbps 和 25 Gbps 以上。高達 10 Gbps 的市場在 2024 年佔據主導地位，因為它適用於標準資料中心互連和消費性電子應用。它為主流通訊需求提供了足夠的頻寬，同時保持了成本效益和節能效果。成熟的製造技術和在大型網路中的廣泛應用進一步鞏固了市場領先地位。

預計2025年至2032年間，25 Gbps以上市場將迎來最快成長，這得益於高速光纖網路、下一代資料中心和電信基礎設施需求的不斷增長。高數據速率VCSEL支援先進的光通訊和新興的6G技術。

• 按行業

根據產業細分，VCSEL 市場可分為消費性電子、資料中心、汽車、商業和工業、醫療保健以及軍用。由於智慧型手機、AR/VR 設備以及整合 VCSEL 用於臉部辨識和手勢感應的可穿戴設備數量激增，消費性電子領域在 2024 年佔據了市場主導地位。 VCSEL 在大眾市場產品的廣泛應用，加上其強大的量產能力，鞏固了其市場領先地位。消費者對先進安全和互動功能的需求進一步增強了成長動能。

預計汽車領域將在2025年至2032年期間實現最快成長，這得益於雷射雷達、駕駛輔助系統和自動駕駛汽車技術日益融合的推動。汽車應用中的VCSEL可提供精確的3D感測、遠距離探測以及在惡劣條件下的可靠性能，從而推動其快速普及。

雙端垂直腔面發射雷射（VCSEL）市場區域分析

• 受 3D 感測、雷射雷達和高速資料通訊應用日益普及的推動，北美在雙端垂直腔面發射雷射 (VCSEL) 市場佔據主導地位，到 2024 年將佔據最大的收入份額
• 該地區的公司正在大力投資下一代資料中心、消費性電子產品和汽車技術，從而推動對 VCSEL 設備的需求
• 該地區受益於技術先進的生態系統、高額研發投入和強大的製造基礎設施，並支持基於 VCSEL 的解決方案快速商業化。此外，VCSEL 在智慧型手機、AR/VR 設備和工業感測應用中的日益集成，進一步鞏固了其市場主導地位。

美國雙端垂直腔面發射雷射市場洞察

2024年，美國雙端垂直腔面發射雷射市場佔據北美最大收益份額，這得益於其在智慧型手機、3D感測和汽車光探測與測距系統中的廣泛應用。資料中心和電信基礎設施對快速、可靠光互連的需求旺盛，進一步推動了該市場的成長。領先的半導體和光子學公司的存在，加上先進的製造能力，支援雙端垂直腔面發射雷射技術的快速部署。此外，人們對智慧家庭設備、穿戴式電子產品和新興工業應用的日益關注，預計將繼續推動市場擴張。

歐洲雙端垂直腔面發射雷射市場洞察

受工業自動化、汽車和消費性電子領域強勁需求的推動，歐洲雙端垂直腔面發射雷射市場預計將在預測期內以顯著的複合年增長率擴張。德國、法國和英國等國家日益普及的3D感測技術和高速光通訊網路正在推動市場成長。嚴格的品質標準、完善的基礎設施以及對節能高性能光子解決方案的追求，正在推動雙端垂直腔面發射雷射的普及。歐洲製造商也正在利用合作與創新，加強其在商業和工業應用領域的市場滲透率。

英國雙端垂直腔面發射雷射市場洞察

預計英國雙端垂直腔面發射雷射器市場在預測期內將實現顯著的複合年增長率，這得益於汽車光檢測和測距、資料中心以及消費性電子產品領域的應用。英國對智慧技術整合和光通訊網路的關注支撐了強勁的需求。光子學研究投資的增加，以及擴增實境和虛擬實境設備以及工業感測領域的新興應用預計將推動該市場的成長。

德國雙端垂直腔面發射雷射市場洞察

受工業自動化、汽車創新和光通訊技術廣泛應用的推動，德國雙端垂直腔面發射雷射市場預計將以可觀的複合年增長率擴張。德國先進的製造業生態系統、對研發的重視以及以永續發展為重點的舉措，推動了雙端垂直腔面發射雷射在各個領域的應用。雙端垂直腔面發射雷射與物聯網和智慧系統的融合，進一步增強了市場潛力。

亞太地區雙端垂直腔面發射雷射市場洞察

受中國、日本、韓國和印度等國家快速城鎮化、可支配收入成長和技術進步的推動，亞太地區雙端垂直腔面發射雷射器市場預計在2025年至2032年期間實現最快的複合年增長率。該地區正見證智慧型手機、擴增實境和虛擬實境設備、汽車光檢測和測距以及資料中心光互連的強勁應用。政府支持數位化和智慧城市計畫的舉措正在加速雙端垂直腔面發射雷射的部署。領先半導體製造商的入駐和經濟高效的生產能力進一步提升了市場的可及性和應用率。

日本雙端垂直腔面發射雷射市場洞察

日本雙端垂直腔面發射雷射器市場正因高技術應用、都市化以及對先進消費性電子產品的需求而蓬勃發展。該市場專注於精密3D感測、工業自動化和汽車應用。與物聯網、智慧型裝置以及擴增實境和虛擬實境技術的整合正在推動其成長，而人口老化也增加了對便利可靠的感測解決方案的需求。

中國雙端垂直腔面發射雷射市場洞察

2024年，中國佔據亞太地區雙端垂直腔面發射雷射市場的最大收入份額，這得益於其在智慧型手機、汽車光檢測和測距以及新興工業應用領域的廣泛應用。強大的國內製造能力、不斷擴展的技術基礎設施以及快速的城鎮化進程支撐了其市場領先地位。政府推動智慧城市和數位化的舉措，加上價格合理的雙端垂直腔面發射雷射生產，是推動市場發展的關鍵因素。

雙端垂直腔面發射雷射 (VCSEL) 市場份額

雙端垂直腔面發射雷射 (VCSEL) 產業主要由知名公司主導，其中包括：

• II-VI公司（美國）
• Lumentum Operations LLC（美國）
• ams AG（奧地利）
• 通快（德國）
• 博通公司（美國）
• Leonardo Electronics US, Inc.（美國）
• SANTEC株式會社（日本）
• VERTILAS GmbH（德國）
• Vertilite（英國）
• Alight Technologies ApS（丹麥）
• FLIR Systems, Inc.（美國）
• Inneos LLC（美國）
• Vixar Inc.（美國）
• IQE PLC（英國）
• Thorlabs, Inc.（美國）
• TriLumina（美國）
• TT Electronics plc（英國）
• Ushio America, Inc.（美國）
• 穩懋半導體（台灣）
• Finisar公司（美國）

全球雙端垂直腔面發射雷射（VCSEL）市場的最新發展

• 2025年8月，西卡美國公司推出了專為汽車組裝應用量身訂製的全新高強度熱熔膠系列。這些膠合劑旨在增強結構完整性並減輕車輛重量，順應產業轉型為輕量化材料的趨勢。這項發展透過支持汽車產業，間接影響了雙端垂直腔面發射雷射市場。汽車產業越來越多地將垂直腔面發射雷射 (VCSEL) 技術整合到雷射雷達、座艙監控和高級駕駛輔助系統中，從而促進了對光子元件的需求。
• 2024年10月，TriEye Ltd. 和 HLJ Technology 合作推出了一款採用 1135nm 雙端垂直腔面發射雷射 (VCSEL) 的短波紅外線感測和成像解決方案。此次合作將基於 CMOS 的 SWIR 感測器與先進的 VCSEL 陣列相結合，提供經濟高效的成像解決方案。此整合預計將提升汽車、工業和消費性感測應用的性能，從而擴大雙端垂直腔面發射雷射在多個市場的採用。
• 2024年9月，通快光子元件公司（TRUMPF Photonic Components）在歐洲一場重要的光通訊會議上展示了其新一代雙端垂直腔面發射雷射（TWCSA）。這些創新包括提升單模性能、加速速度和降低熱阻，尤其針對低功耗光學和共封裝光學應用。這些進步將增強TWCSA市場，滿足高速資料通訊和光互連領域日益增長的需求，使其在電信和資料中心基礎設施領域得到更廣泛的應用。
• 2024年6月，ROHM開發出一款新型VCSELED紅外線光源，融合了雙端垂直腔面發射雷射（TWCSEL）和發光二極體（LED）的特性。這款緊湊高效的光源旨在用於汽車駕駛和車內監控系統。此光源的推出可望擴大TWCSEL技術在汽車領域的應用，提升安全性能，並擴大紅外線感測應用市場。
• 2024年4月，TriEye Ltd. 與 Vertilas GmbH 合作，展示了一款1.3µm雙端垂直腔面發射雷射 (VCSEL) 驅動的 SWIR 感測系統。此次合作將基於 CMOS 的 SWIR 感測器與磷化銦 VCSEL 陣列結合，為工業和消費應用打造經濟高效的解決方案。這項進展凸顯了雙端垂直腔面發射雷射 (VCSEL) 技術在精密感測、成像和雷射雷達 (LiDAR) 系統中日益增長的重要性，並將進一步推動市場成長和普及。

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