【文/ 林麗雪】
蘋果日前大動作注資三. 九億美元予 Finisar 買設備, 並綁下 VCSEL 產能, 除了直接背書3 D 感測產業, 更間接宣告 Finisar 將納入蘋果供應鏈, 而 VCSEL 磊晶片二○一八年供應恐不足的問題, 跟著浮上檯面, 能產出 VCSEL 的供貨商瞬間成為當紅炸子雞, 也確立 VCSEL 將會是貫穿二○一八年的明星產業.
沒 VCSEL 就無法辨識
iPhone X 臉部辨識啟動3 D 感測應用後, 非蘋陣營可望跟進, 3 D 感測已被高盛列為二○一八年八大新興趨勢的第一位, 摩根大通並預估, 具備3 D 感測模組的智能手機, 於二○二○年將較二○一七年大增二○倍至十億支, 加上未來還可延伸應用到 AR/VR, 無人機與自駕車等新領域, 無庸置疑, 3 D 感測已成為未來幾年的產業大趨勢.
然 VCSEL 只是3 D 感測中的一環, 何以非得要蘋果砸重金綁產能? 究竟 VCSEL 有何重要?
從3 D 感測模組的結構來分析, 3 D 感測需包含一個發射器模組與一個接受器模組, 其中, 發射器模組中, 除了晶圓級光學組件 (W L O ) 之外, 最關鍵的零件就是 VCSEL, 簡單來說, VCSEL 是3 D 感測中的紅外線光源, 沒有這個光源, 就無法做出面部識別, 也就無法發射或接收.
早期傳統的3 D 感測系統一般都使用L E D 作為紅外線光源, 但在技術上, 由於L E D 不具有諧振腔, 會導致光束更加發散, 藕合性很差, VCSEL 不僅沒有這些問題, 甚至隨著 VCSEL 技術的成熟, 不僅在精確度, 小型化, 低功耗, 可靠性都較L E D 來得更具優勢, 也因此, 近年常見的 3D 攝像頭系統, 幾乎都採用 VCSEL 作為紅外光源.
VCSEL 的技術存在已久, 但一直到一九九六年才被商業化, 商業化後, 也僅是小量地應用在光通訊產品, 無法大鳴大放, 一來是因為技術難度很高, 大尺寸設備量產一直有很大的問題, 二來是沒有夠大的應用出海口, 支撐 VCSEL 廠放大資本投資.
就技術來說, 在某些製程上, VCSEL 和 LED 有許多相似之處, 同樣都是結合光學材料的三五族半導體製程, 不同於純矽的半導體製程良率往往可達到九九% , 三五族磊晶製程良率普遍不高, 低於九成是常有的事, 甚至, 要維持 VCSEL 晶片的特性及可靠性, VCSEL 還必須包含有外延技術, 氧化工藝, 保護絕緣工藝等關鍵技術, 其中, 氧化工藝是L E D 完全沒有的技術, 保護絕緣工藝更是國內大多數廠商幾乎是無法克服的地方.