固态光源如何助力新型红外照明发展

据麦姆斯咨询介绍,红外发光二极管(ir led)和激光二极管(ld)并不是新技术,早在20世纪60年代就诞生了。但是,最近随着固态照明(ssl)的发展而迅速崛起。led和ld最初是为了光通信应用而研发的技术,现在已经广泛用于数据通信/电信、消费电子、汽车和工业等领域,实现更多的高价值功能。
红外光源按照波长分类
各种led和ld产品都找到了自己的发展之路:

- ir led起初专注于低端应用,如光电断路器、遥控器等,如今越来越多地应用于智能手机中的接近传感、汽车中的手势识别、虚拟现实(vr)和增强现实(ar)设备中的眼球追踪。
- 边发射激光器(eel)市场历来由光通信应用驱动发展。由于与光纤网络交换的数据量不断增长,eel市场也将继续受益。不过,未来也可能在新应用中找到增长驱动力,如激光雷达(lidar)。
- 垂直腔面发射激光器(vcsel)早期应用于短距离数据通信,但是,苹果(apple)公司于2017年发布的iphone x集成了基于vcsel的3d传感功能,从而彻底改变了vcsel的商业化前景,使其成为当前市场增速最快的固态光源技术,吸引众多资金蜂拥而入。

vcsel、eel、ir led的主要应用发展
上述这些红外固态光源具有不同的半导体结构,采用的外延及半导体工艺也有差异。它们以不同的波长/功率输出,并提供不同的发光轮廓/形状,从而形成多种产品规格以满足不同应用的需求。随着汽车和消费领域对光子技术的兴趣日益提升,红外照明应用的前景光明!
红外光源市场:2023年有望达到65亿美元
目前已有超过40种应用集成了红外固态光源。其中一些应用预计将在未来五年促使ir led和ld市场蓬勃发展!
光通信是红外光源的最古老应用之一,现在,由于互联网数据量呈现爆炸式增长,以及物联网(iot)、云服务和自动驾驶汽车的出现,所以将继续驱动红外光源市场。
在增材应用的推动下,红外光源的工业应用也希望在未来几年产生高收益。传统的红外光源(如ir led)开始被vcsel取代,从而可以降低功耗。
3d传感正成为红外光源的“杀手级”应用。vcsel在苹果iphone x中的3d人脸识别应用激发了大家的浓厚兴趣,很多安卓(android)手机厂商也跟随苹果公司陆续发布了集成vcsel的智能手机新品。然而,3d传感技术不仅可用于手机人脸识别,还可用于汽车激光雷达,这是自动驾驶所必须的技术!因此,3d传感领域吸引了众多初创企业进入,并掀起一场3d视觉革命浪潮!
综上,红外光源市场预计在2018年将达到18亿美元,而2023年将达到65亿美元,复合年增长率为29%。
红外光源市场预测
红外光源产业结构和成熟度
在可见光照明应用的推动下,如今的led产业已相当成熟。几乎所有厂商采用垂直整合模式:从外延到封装。在该产业中,我们研究了超过40家ir led供应商,其中大部分来自亚洲。除了高功率和长波/多波长ir led产品之外,制造工艺控制良好,剩余的技术挑战较少。
eel和vcsel的情况与ir led完全不同,大多数厂商来自美国和欧洲。制造工艺也要复杂得多,仍然需要研发和工程技术来提升设备性能和产能。因此,产业链上有各种类型的参与者:外延厂(epi-houses)、代工厂(foundries)、整合元件制造商(idm)、无晶圆厂公司(fabless)等。
红外光源(led、vcsel、eel)产业生态系统(主要厂商)
在此背景下,由于eel和vcsel将成为未来红外照明市场的主要驱动力,所以专业厂商(主要是外延厂、代工厂和无晶圆厂公司)仍然有很大商业机遇。这主要与“制造工艺仍然需要优化”有关,同时也与“将红外光源集成到模组或系统中的挑战”有关。实际上,eel和vcsel可以与复杂的光学器件相结合,例如用于3d人脸识别的点阵投影器。

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