光器件芯片是应用于光通信的半导体，与传统的电芯片主要应用硅材料不同，考虑到光收发性能，光器件芯片主要应用技术工艺更复杂，成本更高的 III-V 族化合物如 InP、 GaAs 等材料。

一、光芯片市场空间持续扩大

2015 年光器件市场规模为 77.70 亿美元， 2020 年有望达 123 亿美元。 考虑到现阶段光芯片成本占光器件成本约为三分之二，可以预计，到 2020 年光芯片市场规模有望达 82 亿美元。随着光器件集成度的提升，光芯片占光器件成本比例有望持续提升，公司等拥有核心芯片实力的厂商有望持续受益

全球光器件芯片市场规模(亿美元)

1、3D 感应打开 VCSEL 新纪元，光芯片设计厂商核心受益

VCSEL 由于在体积、集成度、功耗和成本等方面的显著优势被广泛应用于光通信，近年来数据中心短距离互联市场需求驱动其市场快速增长。而 VCSEL 应用于 3D 感应模块打开了消费电子应用的新纪元，极大拓展了市场空间。从竞争格局来看， 基于入场意愿和入场能力分析，相较于拟进入 VCSEL 芯片设计的电芯片设计厂商和晶圆制造厂商 更看好光通信芯片设计厂商在未来 VCSEL 新纪元的发展机遇。

2、VCSEL 性能优越，有望成红外激光“新星”

VCSEL 是面发射型半导体激光器，出射激光方向垂直于衬底。与发光二极管、边发射激光二极管相比， VCSEL 具有体积小、阈值电流小、 功耗低、 光源可调变频率更高(可达数 GHz) 等优势。此外， VCSEL 的制作工艺与化合物半导体相兼容， 易于大规模集成制造。基于这些特点， VCSEL 在光通信光互联、 激光打印、光显示、 光照明、 3D 感应等领域具有丰富的应用前景，有望成为红外激光“新星”。

3、市场空间极大拓展，看好光通信芯片设计厂商

2017 年 VCSEL 红外激光在苹果手机的市场渗透率为 20%左右(HIS)。预计，到2020 年 VCSEL 在苹果手机的前置摄像头渗透率将达到 100%，需求量为 2.58 亿只;后置摄像头的渗透率有望达到 70%，需求量为 1.81 亿只。 届时， 苹果手机对 VCSEL的需求量将达到 4.39 亿只。

与此同时，安卓手机厂商对于 3D 感应的布局已经开始， 推出具有 3D 感应系统的智能手机是大势所趋，具体时间目前尚未明确。以指纹识别为例， 2013 年 9 月苹果推出首款带指纹识别功能的智能手机 iPhone 5s，用手指按压 Home 键即可识别;时隔 15个月后， 2014 年 12 月份魅族推出 MX4 Pro， 为首款用户体验达到 iPhone 水准的安卓手机(此前，安卓手机已推出具有指纹识别功能的手机，例如三星 5s，不过三星 5s 需要将手指从屏幕底部下方开始按住后向下滑动，到达 Home 键后松开解锁，用户体验远远不及 iPhone 5s)。

据此，假设安卓手机布局 3D 感应功能也相应延后 15 个月， 2020 年 VCSEL 在安卓手机的前置摄像头渗透率有望达到 50%，需求量为 7.21 亿只;后置摄像头的渗透率有望达到 30%，需求量为 4.33 亿只。届时，安卓手机对 VCSEL 的总需求量将达到 11.54亿只。

VCSEL 在苹果机的供应量

VCSEL 在苹果机的需求量预测

VCSEL 在苹果机的总需求量预测

VCSEL 在安卓手机的供应量

VCSEL 在安卓手机的总需求量

VCSEL 在安卓手机的总需求量预测

苹果手机对 VCSEL 的需求量及渗透率

安卓手机对 VCSEL 的需求量及渗透率

二、光通信和 3D 感应是 VCSEL 两大重要的应用领域的需求保持每年稳定增长

目前， VCSEL 在光通信领域的需求保持每年稳定增长，在 3D 感应移动端将迎来快速增长。

1、光通信： 光模块用 VCSEL 激光器的市场起于 1990 年代， 应用范围包括高速 40GbE 和100GbE 用器件。预计， 未来 5 年 VCSEL 在光通信领域的需求量将保持稳定， 到2020 年市场规模约为 5000 万只。

2、3D 感应： 自 2017 年苹果手机推出 3D 感应功能以来，移动端 VCSEL 的市场迎来快速增长阶段。 随着市场规模的逐渐扩大， 更多厂商将加入到这一市场中，单个 VCSEL 的成本将存在一定幅度的下降，预计移动端 VCSEL 的成本将从目前的 2.00 美元左右下降到 2020 年的 1.50 美元左右。 随着安卓手机的全面布局，到 2020 年移动端 VCSEL 的市场需求量将达 15.93 亿只，是光通信 VCSEL 需求量的 32 倍。预计，从 2017 年到 2020 年，移动端 VCSEL 的市场规模将从 0.90 亿美元增长到 23.90 亿美元，复合增长率高达 198.34%。

2017-2020年VCSEL 需求量预算

2017-2020年VCSEL价格预算

2017-2020年VCSEL市场规模预算

VCSEL 在 3D 感应和光通信的需求个数对比

VCSEL 需求量与价格预算

参与芯片设计环节竞争的主要有消费电子和光通信芯片厂商，基于入场意愿和入场能力分析，看好光通信芯片设计厂商未来的竞争优势： 1、 入场能力： 在成为 3D 感应主要部件之前， VCSEL 应用最为广泛的领域是光通信。与应用于光通信的 VCSEL 相比，应用于 3D 感应的 VCSEL 传输距离短、功率低，且不涉及调制、承载数据等要求。

整体而言，应用于 3D 感应的 VCSEL 芯片对技术的要求小于应用于光通信的 VCSEL。

因此，大多数具备光通信 VCSEL 生产能力的厂商转向 3D 感应的 VCSEL 芯片并没有明显的技术壁垒， 主要挑战在于产能的扩充。 2、 入场意愿： 消费电子市场空间大，相关芯片设计厂商营收规模大，远超光通信芯片设计厂商。 同消费电子厂商相比， VCSEL 的 3D 感应市场对光通信芯片厂商具有更大吸引力，因此切入 VCSEL 芯片设计市场的公司将主要以光通信厂商为主，从目前产业链初级形态的情况来看，光通信芯片设计厂商主导 VCSEL 芯片设计。