自20世紀(jì)60年代激光器發(fā)展以來，它們已經(jīng)越來越多地應(yīng)用于許多領(lǐng)域中。這推動(dòng)激光器市場(chǎng)成為了一個(gè)萬億美元的產(chǎn)業(yè)。如今，激光技術(shù)在許多傳統(tǒng)和新興應(yīng)用中無處不在。這些應(yīng)用跨越了光通信、材料加工、顯示、汽車照明、醫(yī)學(xué)皮膚病學(xué)、外科和激光雷達(dá)(LiDAR)中的3D傳感。

半導(dǎo)體激光器尤其是邊緣發(fā)射器市場(chǎng)是非常分散。它們以多種激光器類型實(shí)現(xiàn)，包括二極管激光器、光纖激光器、二極管泵浦固態(tài)激光器(DPSSL)和光學(xué)泵浦半導(dǎo)體激光器(OPSL)。傳統(tǒng)應(yīng)用涵蓋工業(yè)、電信、科學(xué)和消費(fèi)市場(chǎng)。還有許多利基應(yīng)用，包括軍事和航空航天市場(chǎng)以及生命科學(xué)市場(chǎng)的光譜分析。

Yole預(yù)計(jì)，邊緣發(fā)射激光器(EEL)市場(chǎng)將從2021的35億美元增長到2027年的74億美元，在此期間(CAGR2021-2027)的復(fù)合年增長率為13%。這種增長將繼續(xù)受到光通信的驅(qū)動(dòng)，如用于數(shù)據(jù)通信和電信的光模塊和放大器，以及3D傳感應(yīng)用。

No.1

應(yīng)用需求直接影響

最終的激光二極管技術(shù)

EEL是復(fù)雜的光子器件，業(yè)內(nèi)已經(jīng)開發(fā)了多種器件設(shè)計(jì)。

芯片：法布里-珀羅(Fabry Perot，F(xiàn)P)是目前最常見的EEL設(shè)計(jì)。其他設(shè)計(jì)，如分布式布拉格反射器(DBR)、外腔激光器(ECL)、分布式反饋(DFB)、量子級(jí)聯(lián)激光器(QCL)和廣域激光二極管(BALD)，則被設(shè)計(jì)用于改善關(guān)鍵參數(shù)，使其適合特定應(yīng)用。

封裝：封裝類型也是多樣的，包括晶體管外形(TO)、尾纖蝶形、C型、D型、高熱負(fù)荷和直接芯片安裝，具體取決于應(yīng)用。

對(duì)于集成商來說，會(huì)出現(xiàn)許多問題。什么是適合我應(yīng)用的激光器件?哪些參數(shù)最重要?激光技術(shù)目前被認(rèn)為本質(zhì)上是光與物質(zhì)的相互作用。因此，傳感、材料加工或生命科學(xué)的新應(yīng)用仍在不斷涌現(xiàn)。

應(yīng)用定義了器件規(guī)格，集成商必須考慮幾個(gè)技術(shù)參數(shù)，包括波長、功率輸出、光譜分辨率、光束質(zhì)量和光學(xué)強(qiáng)度。因此，了解應(yīng)用需求和評(píng)估激光參數(shù)是做出正確投資決策的關(guān)鍵。這一點(diǎn)更為重要，因?yàn)镋EL價(jià)格因設(shè)計(jì)和技術(shù)參數(shù)的不同而有很大差異。

No.2

激光器生態(tài)系統(tǒng)

高度多樣化且分散

EEL業(yè)務(wù)是光電子行業(yè)的重要組成部分。盡管通信或傳感應(yīng)用廣泛采用了半導(dǎo)體激光器，但EEL行業(yè)也代表著一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的市場(chǎng)。EEL生產(chǎn)商根據(jù)其專業(yè)知識(shí)和設(shè)備參與了多個(gè)級(jí)別的整合。他們必須根據(jù)其內(nèi)部能力仔細(xì)選擇他們想要瞄準(zhǔn)的細(xì)分市場(chǎng)或應(yīng)用。

有許多應(yīng)用需要獨(dú)特的激光系統(tǒng)規(guī)格，這也會(huì)對(duì)EEL組件產(chǎn)生影響。此外，在技術(shù)系統(tǒng)層面，直接二極管、光纖激光器、DPSSL、OPSL和氣體激光器之間存在著強(qiáng)大的競(jìng)爭。

因此，EEL行業(yè)高度分散和多樣化。每個(gè)應(yīng)用都涉及特定的供應(yīng)鏈/價(jià)值鏈。制造商必須制定不同的定位以進(jìn)入不同的市場(chǎng)。大多數(shù)邊緣發(fā)射激光器制造商都是垂直集成的，即在內(nèi)部進(jìn)行外延、前端線尾(FEOL)處理、包括與激光二極管器件的圖樣相關(guān)的所有工藝步驟，以及后端線尾(BEOL)處理，包括互連和封裝。

材料加工領(lǐng)域的領(lǐng)先企業(yè)從EEL設(shè)備到自動(dòng)激光切塊機(jī)等激光機(jī)床完全垂直集成。這是因?yàn)樗麄兊目蛻粜枰槍?duì)其特定制造過程的交鑰匙解決方案。也有玩家專注激光系統(tǒng)和子系統(tǒng)，如激光頭，并將其進(jìn)一步應(yīng)用到機(jī)床或機(jī)器人中。

對(duì)于傳感或光通信應(yīng)用，垂直集成達(dá)到了模塊級(jí)別，例如光收發(fā)器或LiDAR模塊。這些玩家專注于特定的EEL設(shè)計(jì)，如DFB或DBR。在器件層面仍有許多挑戰(zhàn)需要克服，包括提高性能、波束整形和改進(jìn)大批量制造，從而降低成本。

來源：ICC 編譯：Nina