VCSEL 具有效率高、光束质量好、精度高、功耗低、小型化、高可靠、调制速率快、可大量生产、制造成本低等优势，是激光雷达和 3D 传感等模组的核心部件，将成为下一波高科技主流的必需元器件。

应用场景一

激光雷达

激光雷达是一种综合的光探测与测量系统，通过发射与接收激光束，分析激光遇到目标对象后折返的时间差或相位差，确定目标对象距离。多束激光通过叠加，利用多普勒成像技术，创建出目标清晰的 3D 图像。随着汽车向自动驾驶过渡，激光雷达受到产业界越来越多的关注，有望弥补摄像头在精度、稳定性、抗环境干扰和视野上的局限性，是 L3、L4 和 L5 级标准的自动驾驶不可或缺的元件。

人工智能、5G 技术的逐渐普及，使得无人驾驶、高级辅助驾驶、服务型机器人和车联网等行业发展前景广阔。这些技术的实现能够大幅减少人为失误带来的交通风险、提高交通运输效率、提升道路通行能力、改变汽车生产消费模式，实现交通运输安全、高效、绿色的发展愿景。同时能够缓解社会老龄化带来的劳动力短缺的问题，提高生产力水平、提升生活品质。

根据沙利文的统计及预测，受无人驾驶车队规模扩张、激光雷达在高级辅助驾驶中渗透率增加、以及服务型机器人及智能交通建设等领域需求的推动，激光雷达整体市场预计将呈现高速发展态势，至 2025 年全球市场规模为 135.4 亿美元，较 2019 年可实现64.63%的年均复合增长率。

资料来源：沙利文研究

从国外产业链与国内产业链比较的角度而言，国外激光雷达上游公司由于起步更早，积累更为深厚，尤其在底层光电器件以及芯片领域。国外激光雷达下游企业在商业化进度方面也更成熟。然而，国内激光雷达行业的上游供应商、下游客户近几年均发展迅速，有望实现逐步赶超。

应用场景二

3D 传感消费电子市场领域

当前，消费电子领域主流的 3D 方案主要采用结构光及飞行时间技术。3D成像必须主动发射特殊波段的红外光，发射端由红外光发射器、准直透镜和衍射光栅构成，用于成像的红外发射器主要有 LED 和 VCSEL 两类。

VCSEL 在技术和成本上有明显优势。首先在技术上，VCSEL 线宽较窄且波长对温度漂移较小，测量精度高，抗环境光干扰；阈值电流也较小，在相同的输出功率下具有更高的效率，特别适用于手机等电量“紧缺”的移动设备；而在成本方面，比起其它激光，调整准直 VCSEL 更加容易，这样就能够生产低成本的基于 VCSEL 的收发器，更重要是制造工艺与发光二极管（LED）兼容，批量制造成本较低。

在整个消费电子领域，包括手机、AR/VR、物联网、自动驾驶等使用场景对 3D 机器视觉的需求不断增长。根据 Yole 预测，2019 年，全球 3D 传感市场规模约为 50 亿美元，到 2025年，将增长至 150 亿美元，年复合增长率达到20.09%。

2019-2025 年 3D 传感细分市场规模（单位：百万美元）

数据来源：Yole

VCSEL作为 3D传感技术的基础传感器，受益于物联网传感技术的广泛应用，特别是 5G 和 AI两大重要技术的市场发展，其应用市场规模不断增加，特别是以 VCSEL 为发射源的 3D 立体照相机作为应用场景的核心部件将会迎来高速发展，3D 相机是一种超级智能眼睛，能够记录立体信息并在图像中显示的照相机，能够记录的额外增量信息包括：物体纵向尺寸、纵向位置以及纵向移动轨迹等等，在智能手机等消费类电子应用之外，还有更广阔的应用市场，包括生物识别、智慧驾驶、机器人、智能家居、智慧电视、智能安防、3D 建模、人脸识别和 VR/AR 等新兴领域。

根据 Yole 预测，2020 年，VCSEL 激光器全球市场规模约为 11 亿美元，预计到 2025 年将增长至 27 亿美元，年复合增长率达到 19.67%。随着 3D 传感技术在各领域的深度应用，将持续推动 VCSEL 激光器市场的快速发展。

2020-2025 年 VCSEL 激光器市场规模（单位：百万美元）

数据来源：Yole

2020 年，VCSEL 在移动和消费领域营收达到 8.44 亿美元，占整个 VCSEL市场的 78%，是 VCSEL 市场最主要的应用方向。当前 VCSEL 激光器在移动和消费领域的应用主要集中于旗舰机型上，市场空间依旧广阔。以 3D 相机在智能手机的应用为例，截止到 2019 年，3D 相机在智能手机的渗透率还不到 20%，随着 3D 技术的进一步发展，未来五年，渗透率有望达到 70%，尚有 3.5 倍的增长空间。

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