據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道，2019年應(yīng)用于智能手機(jī)的VCSEL芯片出貨量預(yù)計(jì)將增長(zhǎng)至2.4億顆。隨著全球范圍內(nèi)相關(guān)VCSEL供應(yīng)商的產(chǎn)能不斷增長(zhǎng)，全球VCSEL市場(chǎng)的復(fù)合年增長(zhǎng)率（CAGR）可達(dá)17.3%，市場(chǎng)規(guī)模到2022年或?qū)⒃鲩L(zhǎng)至31.2億美元。
在此背景下，國(guó)內(nèi)華芯半導(dǎo)體、中科芯電、縱慧光電等都表示已經(jīng)或即將實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)的VCSEL器件供應(yīng)商，包括全新光電（VPEC）、晶元光電（Epistar）、Advanced Wireless Semiconductor以及環(huán)宇通訊，都在為2018年VCSEL銷(xiāo)售的強(qiáng)勁增長(zhǎng)做足準(zhǔn)備。
此外，Lumentum Holdings 、Finisar、Princeton Optronics和Heptagon等國(guó)際VCSEL芯片供應(yīng)商也正在通過(guò)各種努力，增強(qiáng)在該領(lǐng)域的市場(chǎng)表現(xiàn)
面對(duì)如此大好形勢(shì)，長(zhǎng)期從事VCSEL的科研人員也為之振奮。伯克利加州大學(xué)工學(xué)院的副院長(zhǎng)常瑞華教授在“中國(guó)激光（OPTICS1964）“5分鐘光學(xué)欄目中講述了她眼中VCSEL的近期進(jìn)展。
我們得到獨(dú)家授權(quán)，以文字版將常教授的講述內(nèi)容呈現(xiàn)給大家。
專(zhuān)家簡(jiǎn)介：
常瑞華，1992-1996，斯坦福大學(xué)電子工程系助理教授、副教授；1996至今，加州大學(xué)伯克利分校電子工程與計(jì)算機(jī)科學(xué)系教授。歷任電機(jī)系主任、光電納米技術(shù)研究中心主任等職位。主要研究領(lǐng)域：納米結(jié)構(gòu)材料的合成、性質(zhì)和器件，寬帶光通信，VCSEL，光學(xué)微機(jī)電結(jié)構(gòu)。
常教授因?qū)怆妼?zhuān)業(yè)的杰出貢獻(xiàn)而獲得了許多國(guó)際獎(jiǎng)項(xiàng)，包括2011年IEEE David Sarnoff Award、美國(guó)總統(tǒng)教授獎(jiǎng)、2009年古根漢研究員獎(jiǎng)、德國(guó)Alexander von Humboldt研究員獎(jiǎng)、及2008年美國(guó)國(guó)家安全科學(xué)與工程研究獎(jiǎng)、2007年OSA Holonyak成就獎(jiǎng)、2005年國(guó)家工程研究院的Gilbreth講師稱號(hào)等。
以下是常教授的講述內(nèi)容。
大家好，我叫常瑞華，是伯克利加州大學(xué)（UC Berkeley）電子系的講座教授、伯克利加州大學(xué)工學(xué)院的副院長(zhǎng)。此外，我還有一個(gè)職位是清華-伯克利深圳學(xué)院（簡(jiǎn)稱TBSI）的共同院長(zhǎng)。TBSI由深圳市 人民政府、清華大學(xué) 與加州伯克利大學(xué) 于2014年聯(lián)合成立，致力于培養(yǎng)全球科技領(lǐng)袖和未來(lái)企業(yè)家。
今天，我非常高興能有機(jī)會(huì)與大家分享一下，我認(rèn)為在光學(xué)、光電領(lǐng)域與我們相關(guān)的一些大的突破，主要是側(cè)重在市場(chǎng)應(yīng)用這個(gè)方面。
我個(gè)人主要從事垂直腔表面發(fā)光激光器VCSEL（Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser）的研究，至今大概有28年左右的時(shí)間了。
VCSEL激光器屬于一種半導(dǎo)體激光器。相信大家從蘋(píng)果公司發(fā)布的一些消息也了解到，從iPhone8開(kāi)始，到現(xiàn)在最新上市的iPhone X ，都用到了VCSEL激光器。
iPhone X里有一個(gè)叫 Dot projector，利用激光器達(dá)到人臉識(shí)別的技術(shù)。而這個(gè)激光器，就是VCSEL array。它是一個(gè)陣列，VCSEL陣列。
消息出來(lái)后，我們這些從事VCSEL研究的科研人員都為之振奮，非常地高興。因?yàn)檫@說(shuō)明VCSEL激光器更進(jìn)一步地接近了人們的生活。我認(rèn)為是到達(dá)了通信應(yīng)用的領(lǐng)域。
最近，VCSEL激光器在技術(shù)方面也獲得了一些重要的突破，在這里也跟大家分享一下我的觀點(diǎn)。
第一個(gè)突破就是， VCSEL半導(dǎo)體激光器本身可調(diào)制。利用直接調(diào)制技術(shù)可以傳送很高的信息率，大概有50 gbit/s。而每一個(gè)信道又是一個(gè)陣列。一片晶圓上可以放置幾萬(wàn)顆這種VCSEL激光器。所以，隨便你怎么去切，可以切1000顆。iPhone手機(jī)的這種大概是幾百顆做成一個(gè)陣列的。
因此，它可以擁有很高的信道帶寬，這在我們將來(lái)的通信領(lǐng)域，data center會(huì)有很大的應(yīng)用。
第二個(gè)突破點(diǎn)，就是VCSEL激光器在1550 nm波段可調(diào)。
1550 nm波段其實(shí)就是我們所說(shuō)的光纖通訊的主干道。但是在此之前，VCSEL激光器只能做到850 nm波段可調(diào)。如今，可以做到1550 nm，就說(shuō)明它可以跟所有的長(zhǎng)距離的光纖通信相結(jié)合。
將來(lái)，我們希望可以看到，VCSEL激光器不僅在data center上有很大的應(yīng)用，而且也可以在無(wú)限通信領(lǐng)域有所作為。這就相當(dāng)于“天線”的概念，實(shí)現(xiàn)成本效益，作為一種非常經(jīng)濟(jì)的光源。
第三點(diǎn)是可以連續(xù)調(diào)制光波的VCSEL激光器。
如果說(shuō)光波可以連續(xù)，而且非常快速，例如在MHz這種情況下調(diào)出來(lái)的這種激光器，在3D傳感領(lǐng)域?qū)⒋笥凶鳛椤?/div>
3D就是三維距離的測(cè)相，可以達(dá)到更高的精密度。這在我們的醫(yī)學(xué)、生物醫(yī)學(xué)方面的利用是非常大的，例如人類(lèi)的眼膜、動(dòng)脈血管的血管表層識(shí)別。
目前來(lái)說(shuō)，世界上唯一一種可以做到大幅度光波長(zhǎng)調(diào)制的激光器就只有VCSEL激光器了，因?yàn)橹挥蠽CSEL這樣的激光器才具有連續(xù)可調(diào)的特性。
第四點(diǎn)，也就是剛剛提到的， iPhone X中的人臉識(shí)別功能。
iPhone X目前是利用幾百顆VCSEL做成一個(gè)陣列，來(lái)完成人臉識(shí)別功能。我相信在這個(gè)方面，我們還可以做很多的研究，還有很多可以突破的空間，例如增加光功率、大幅度地減少損耗，甚至于它的智能功能，還有3D傳感，可以讓厚度測(cè)試做到更精準(zhǔn)，達(dá)到微米級(jí)別。
以上幾點(diǎn)，就是我認(rèn)為VCSEL激光器目前獲得的最令人振奮的技術(shù)上的突破。
謝謝。
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