激光雷达规模扩大带动VCSEL芯片行业需求提升 国产厂商替代空间充足

1、VCSEL芯片概述

根据观研报告网发布的《中国VCSEL芯片行业发展趋势研究与未来投资预测报告（2024-2031年）》显示，激光器芯片根据谐振腔制造工艺的不同可分为边发射激光芯片（EEL）和面发射激光芯片（VCSEL）。边发射激光器芯片（EEL）是在芯片的两侧镀光学膜形成谐振腔，沿平行于衬底表面发射激光，而面发射激光器芯片（VCSEL）是在芯片的上下两面镀光学膜，形成谐振腔，由于光学谐振腔与衬底垂直，能够实现垂直于芯片表面发射激光。

相对于传统的单结低功率VCSEL，EEL在输出功率、功率转换效率、人眼安全、远程测距等方面更有优势,是目前激光雷达的主流光源。但是EEL的制备和封装工艺较为复杂,且无法在片测试，制备成本较高。而VCSEL能够实现在片测试,且易于集成二维阵列,通过控制阵列单元数目就可以实现出光功率的缩放,对优化输出功率提供了很大的灵活性。

VCSEL技术和EEL技术对比

资料来源：观研天下整理

此外,VCSEL还具有高可靠性、低制造成本、圆形光斑、温度稳定性高等优势。因此，VCSEL越来越受重视,并正在逐渐成为激光雷达等3D传感应用的首选光源。

VCSEL的优势

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2、VCSEL芯片应用逐渐向汽车电子及消费电子拓展，2028年全球市场规模有望达14.0亿美元

在应用场景方面，VCSEL工作波长集中在850nm至1310nm上，850nm波段的VCSEL最早实现商品化，在早期广泛应用于使用多模光纤的短距离传输上；随后，VCSEL芯片在激光雷达、3D传感等新应用场景得以进一步的应用和发展；在2017年，搭载VCSEL芯片的苹果手机问世，将3D传感这一新概念引入消费电子市场，通过搭载VCSEL芯片带来了包括人脸识别、手势识别、3D识别、虹膜识别等新功能；目前，VCSEL芯片应用场景已经进一步延伸到工业、智能家居以及激光雷达等领域。

随着下游通信、激光雷达等领域快速发展，全球VCSEL芯片市场规模不断扩大。根据数据，2022年，全球VCSEL芯片市场规模为9.8亿美元，2028年市场规模有望达14.0亿美元，2022-2028年市场规模CAGR达6%。

数据来源：观研天下整理

3、车载激光雷达市场规模迎来高速增长，带动上游VCSEL芯片需求提升

以激光雷达为例，受无人驾驶车队规模增加、高级辅助驾驶ADAS系统升级，智能驾驶汽车渗透率不断提升，且逐步向L3+级高阶趋势发展，带动车载激光雷达传感器量价齐升，市场规模呈现高速发展态势。根据数据显示，2022年，我国激光雷达市场规模约为26.4亿元，预测2023年市场规模将达75.9亿元，2024年将达到139.6亿元。

不同级别智能驾驶汽车传感器用量

资料来源：观研天下整理

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而作为核心器件激光发射器中的VCSEL激光芯片凭借其成本更加低廉、可靠性更高、安全性能更强等优势有望解决高阶智能驾驶量产难点，进而受益于激光雷达市场空间释放，未来行业规模将持续提升。

4、VCSEL芯片竞争格局呈现双寡头垄断，国产厂商替代空间充足

在市场竞争方面，近年来，全球VCSEL芯片竞争格局从一家独大演变为双寡头垄断，国产厂商替代空间充足。具体来看，在2017年，VCSEL芯片市场主要由Lumentum主导，市场份额达41%，是当时唯一获得苹果认证的供应商；进入2018年，II-VI收购Finisar后，Lumentum和II-VI都成为苹果3D传感器的供应商，随后Lumentum和II-VI公司持续进行产业链上下游收并购，市场份额持续提升。在中国市场，以光华芯片为代表的国内VCSEL厂商，随着下游激光雷达、3D传感厂商的蓬勃发展，叠加产品技术持续突破，不断通过国产替代实现份额提升。

数据来源：观研天下整理（WYD）