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vcsel芯片

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vcsel芯片

  

本文引用地址:http:/£/wwwm.eepw.com.cn/art£icle/201902/397792.htm

  基于结构光原理的?3D摄像头

  Lamant表示,VCSEL的真正优势在?于其便㈱利性、灵活性和功率,以及″与其它激光源相比的热效率。

  “㏕VCSEL垂直发光,这使得构建垂∫直于芯片的VCSEL阵列?变得很容易,而且它们在相当宽的温度?范围内都非常?稳定,”Lamant说,“VCSEL还被证明可以÷在一个系统内编㏑o码数据?信号和 ?发送数据。﹤这将遇?到频率的限制问⊕题,尽管如此?,我们仍在?寻找一种集成光学与硅?基解决方?案的方法。”

  Th∣ompso′n说:“VCSEL每瓦输出的光也远超其它激光光源。此外,VCSEL芯片引线也更容易,因为激光从顶部发⌒出,可以在芯片下方进行电气和热管理。”

  VCSEL的输出功率也?可以通过尺寸线性扩展。VmolCSEL每个激∮光出?光孔是?独立且基本相同的。℉芯片上的孔径越多,输出的能量就越大,将它们全?部连接到¥单个电源就可以使它们一起发射。将芯片布线不同的区域,可以使它?们在不﹢同?的时间?≯以不同的图案发射,?其功率输出?由出光孔的数量确定。

  

  采用?氮化+铝(AIN)腔体封装的㎎Finisar大功率VCSEL〒

  “数据μ网络?设备应用的VCSE㎞L在几‰百微米见方的一颗芯片上有一个出光孔和一个发射∠点,”Thompson说?,“而在@高功?率3D传感VCSEL中,将有数百个出光孔,芯片将达到?毫米见方。它是一种非常独特、容易扩展的激光结构,就像是一种乐高(?LEGO)?积木技术。”

  Fe№r>guson说:“热干扰或其它类型的噪声可能会影响数据中心的VCSEL使用,?但能够识别这种干扰的测试并不常见。”

  “这不像测?试台上用探针测试的IC,”Ferguson说,“∪你?需要在这些器件的外部进行光信号处理,这并㎜非易?事。一些大型*系统公司正在?努力推动代工厂这样做,以??了?解他们还可以利用这项技术做些什么,因为除?了数据网络以外,我们正看到越来越多的应用。汽车领域的光子学应用包括LiD≈AR和自?动驾驶汽车,看起来VCSEL技术正获得越来越多的关注。许多公司正在探索这∝项技术,∩现在已经有几家公司我们预计会在明年推出相≌关的产品。”

  Thompson说:“明年应该会推出很多应℡用VCSE?L的产品。已经在生产、测试和验证的V≧CSE﹥L的数量将远超以往。”

  1996年霍尼韦尔商业化VCSEL之后,该技术在计算机鼠标及其它外围设备﹣领域成功了?十年,自20㏒04年以来,VCSEL一﹢直作为运营≮商级数据网=络?设备的光纤-铜缆接口光源而广受欢迎。所有这些-都是坚实的利基业务,但是一直非常“低调”,以至于芯片产≒业大多数人都没∏有关注到VCSEL技术。但在iPh㏄one X发※布后,一切都改变了?。¥

  Th㎏ompso♀n表示:“当时,设计一款能够在用户?脸上投射30000个红外光点?⊙,然后快速∶、准确地构建面部3D形貌,以为iPhone X实现Face ∑ID身份验证功能的大尺㎝寸、高功率?VCSEL?,?仍然存在一些挑战。1但最大的挑战是如何满=足iPhone X的批量生产需求。苹果∷公司当时宣∨布,?它必须在2017年第四?季度采购相比2016年全球同期制造量10倍?的VCSEL晶圆。”

  这就是为什么苹果公司在2017年向Fi°nisa?r提前支付了3.9亿美元。其目标是将位于德㎡州谢尔曼的闲置?700000平方英尺的工厂变成“美国VCSEL之?都”。T∈ho?mpson说:?“当它在今年晚些时候满产能运营时,这座原本?属于MEMC和SunEdison的70?0000平?方英尺制造工厂自身的VCSEL晶圆产能,将比过%去整个VCSEL产业的产能高几个数量级。”

  VCSEL前景乐观,众厂商纷纷扩大产能

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  /2017年和2023年VCSEL市?场预测

  图片来源:《VCSEL∵技术、产业和市场趋势》

  据麦姆斯咨询报道,良×好的iPhone? X销量引×发其它安卓(And≦ro3id)智能手机品牌厂商对3D传感功能的强烈兴趣。在iPhone X发布不到一年的?时间里,安卓竞争对手们?也开始采用类似的策略,集成各种3D传感技术和人脸识别功能,?可见VCSEL“杀手级”应用∞获得了⊿市场认可!

  小米♂和OPPO的速度是最快的,2018年第?二季度分别推出了小米8探索版和O§PPO Find X两?款集成3≠D传≤感技℅术的智能手机。其它Android智能‖手机厂商,如华为、vivo和三星,也陆续把VCSEL用∧于旗舰手机。预计VC?SEL出货量将从2017年的6.52亿颗增长至2023年的33亿多颗,2017~20%23年的复?合年增长率高达31%。

  相比Fini℃?sar的3亿颗VCSEL出货量,Philips Pho∷t?o¢nics的出货量已经超过10亿??颗。2018年?,Philips Photonics投资了2300万欧元,使其位于德国乌尔姆的V2CSEL工厂产能翻了一番。?而﹣总部位?于奥地利m的艾迈斯半导体(ams),则宣布将斥资2亿美元在新加坡扩?建VCSEL制造?厂。

 ? “?值得?注意vcsel芯片的是,现在智能手机市场?已经将VCSEL引入了主流,像苹果这?样的巨头已经承担了?VCSEL在智能手机应用中的开发以及≡成熟所需要的成本,”Tho¤mpson说∽,“使我们这些产?业厂商有足够的信心投?入大量资金,扩大规模使VCSEL可以大批量生?产。”

  “在Face ID之前,标准的VCSEL制造几∟乎完全基于MOCVD,MOC?VD通常用于III-V族材料以制造多晶薄膜,而?自动化晶圆测试和光束成像检测等制造效率测量还◎处于‘初期且?不成熟阶段’?。”Thompson说?道。

  “我们已经从3英寸转向5英寸砷?化镓晶圆?。我们在整个晶圆厂工艺中开发了一种更成熟的自动化晶圆级测试方法,这在几年前?还非常不成熟,”Thom?ps?on说,“我们必须为这些应用±开发外延片?,3扩?展供$应链,借鉴射频(RF)产业的经验以开发新的计量方法和新的⊥测试方*案,开发自动?化晶圆测试和探针。我们·需要开发近场ml∥和远场光?学测试,以便在近距离?和一定√距离≥处对芯片及其输?出进行成像。我们还需要开发测试方法,以<准确地测量大尺寸激光芯片上出光孔¬的数量和性能,以?及红外光如何被成形和聚焦。”

  Finisar?德州谢尔曼工厂于∴201?8年7月开始运营,直到今年晚些时候才能达到满产能,但?已经提?供了VCSEL制造商几年前无法想象的产能?。

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作者: mgnqyz

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