激光雷达是一种综合的光探测与测量系统，可以创建出目标清晰的 3D 图像。随着汽车向自动驾驶过渡，激光雷达受到产业界越来越多的关注，有望弥补摄像头在精度、稳定性、抗环境干扰和视野上的局限性，是 L3、L4 和 L5 级标准的自动驾驶不可或缺的元件。
今年，中国智能驾驶市场高速增长，根据盖世汽车研究院智能驾驶配置数据分析，2024年上半年，激光雷达市场呈现出爆发式增长态势，搭载量已达到惊人的58.4万颗，超过了去年全年的搭载量，2024全年预计会突破130万颗。VCSEL作为激光雷达的核心部件之一，市场规模将随着激光雷达市场空间的扩大而增长。
近期，在VCSEL领域发生了两起融资事件。3月10日，行业领先的VCSEL光学解决方案商瑞识科技获得近亿元B+轮融资。据悉，本轮投资方为广汽资本、江淮汽车旗下产业资本和合肥产投，融资将继续用于加速技术产品研发及量产落地。
5月6日，纵慧芯光完成数亿元C+轮融资，本轮投资方包括国开制造业转型升级基金、联动丰业务、芯禾资本、苏州永鑫。纵慧芯光是一家半导体产品研发商，主要研发VCSEL芯片、器件级模组产品，应用于3D感知、自动驾驶、虚拟现实、增强现实等领域。
VCSEL芯片未来三年的市场增长趋势如何？艾迈斯欧司朗、瑞识科技等中外厂商推出了最新的VCSEL芯片产品？本文进行详细解读。
VCSEL芯片从消费电子向车载应用拓展，年复合增长率达8.1%
2017年11月，苹果发布了嵌入 VCSEL 用于人脸识别的 iPhone X引领了行业风潮。2018 年，移动和消费成为 VCSEL 最大的市场，规模达到 4.4 亿美元。华为、小米等安卓智能手机制造商很快也加入了这一潮流。
8月25日，Research and Markets发布《全球VCSEL市场预测》，报告指出全球 VCSEL 市场预计将从 2024 年的 13 亿美元增长到2029年的 19亿美元，预计从2024年到2029 年，其复合年增长率将达到 8.1%。
2018年开始，消费电子是VCSEL占比最大且增长最快的应用市场。据不完全统计，2023 年消费性电子产品导入 3D 感测的品牌包含 Apple（手机、平板计算机）、Honor（手机）、Meta Quest 3、Magic Leap 2。iPhone 15 Pro 采用 Sony 堆栈结构技术，将 VCSEL 及驱动 IC、SPAD 及 ISP（ASIC Chip）以堆栈结构使系统尺寸大幅减少，并同时实现高速响应和高输出功率，在相同功率下提供更好的光达扫描性能，拉长电池续航时间，同时提高相机和扩增实境的性能。
这家机构还特别指出，汽车应用中 VCSEL 的不断增加驱动了整体市场的增长。VCSEL 在汽车应用中发挥着关键作用，尤其是高级驾驶员辅助系统 （ADAS） 和自动驾驶汽车。它们支持高分辨率3D传感和激光雷达系统，这对于增强车辆安全和导航至关重要。
“为什么华为智驾技术加持的汽车选择激光雷达？” 华为常务董事、终端 BG 董事长、智能汽车解决方案 BU 董事长余承东对媒体表示，因为激光雷达可以提高安全性。他说一辆黑色的车在隧道里面坏了，摄像头无法识别，只有到车跟前才能发现。如果是一辆白色的车坏在路上，从摄像头看上去它和蓝天白云融为一体，白色车运动起来毫米波雷达可以识别，但是停驶在路边的，摄像头方案的车辆还是会撞。激光雷达不会致盲，摄像头会致盲。
据不完全统计，2023年国内有20多款新车搭载激光雷达上市，2024年，宝马、奔驰、沃尔沃等外资品牌也将激光雷达加入上车潮中，激光雷达的密集上车带动了出货量增长。
随着激光雷达的技术架构持续更新，从单点激光扫描到多线激光，从复杂的机械式逐步向半固态、固态式演进。激光雷达在汽车上应用聚焦30米到70米的中短距补盲，现在整体发展方向是向芯片集成度越来越高的全固态激光雷达演进。
为何VCSEL成为汽车激光雷达的关键部件？汽车厂商对激光雷达的期待值是四大方向：1、探测距离越做越远；2、角分辨率越做越高；3、在框架结构上更倾向于无旋转部件；4、市场对于激光雷达降低成本要求越来越高。瑞识科技有限公司市场总监孙正强指出，VCSEL 具有效率高、光束质量好、精度高、功耗低、小型化、高可靠、调制速率快、可大量生产、制造成本低等优势，逐步来匹配激光雷达演进需求。
艾迈斯、瑞识科技加快推出车用VCSEL芯片方案
8月8日，全球领先的光学解决方案供应商艾迈斯欧司朗宣布，将推出创新的高性能8通道915nm SMT脉冲激光器——SPL S8L91A_3 A01，为自动驾驶赋予能量，简化系统设计并提升性能，使长距离探测的激光雷达更高效和可靠。
据AMS官方信息显示，SPL S8L91A_3 A01采用单片集成8通道设计，每个激光器通道提供125W的功率，即总峰值光功率为1,000W，极大地增强对高速公路自动驾驶至关重要的远距离激光雷达系统的性能。该款激光器有4个可单独寻址的阳极，每个阳极连接到两个并行操作的激光器通道。
SPL S8L91A_3 A01旨在满足汽车行业的严格要求，性能规格符合并超越AEC-Q认证标准。该款激光器的QFN封装是保障可靠设计的关键，可提供满足汽车环境挑战的持久解决方案。除可大规模应用于自动驾驶汽车的激光雷达系统之外，该新款激光器可应用于工业激光雷达，可提升机器人、安防监控、智慧城市和最后一公里交付等应用的性能。艾迈斯欧司朗官方宣布，SPL S8L91A_3 A01将于今年秋季推出。
瑞识科技在2018年成立，核心团队成员曾任职于Lumentum、Avago等全球知名的半导体企业，主要产品为VCSEL芯片、1.5次光学集成光源和VCSEL激光模块，应用于新能源汽车的DMS和夜视系统及激光雷达、扫地机器人、无人机、消费电子、医疗医美、工业光伏等领域。
“VCSEL大规模的商用在2017年，苹果在其iPhone X Face ID模块中开始使用VCSEL激光器，每个iPhone X中使用了三颗VCSEL芯片。当时创业团队对接这个项目，到了2019年，我们花了一年时间把940、850型号的VCSEL芯片流片出来，并且推向市场。” 深圳瑞识科技有限公司市场总监孙正强表示，“后面我们就针对扫地机器人、工业机器人和车载领域做对应的VCSEL方案。2022年业界首款扫地机器人SLAM导航用VCSEL激光雷达量产出货，该系列激光雷达产品搭载瑞识科技VCSEL激光模块。目前在国内扫地机器人专用的LDS激光雷达的VCSEL芯片领域，瑞识科技占据70%的市场份额。”
图：瑞识科技在光博会现场VCSEL芯片展示 电子发烧友拍摄
在光博会举办的“激光雷达和3D传感技术研讨会”上，孙正强分析说，针对汽车领域瑞识科技推出了两大类产品：一是推出单通道或者单点的VCSEL产品，时下市场上还是有做8线、16线、32线激光雷达的客户需要这些产品；二是新款二维可寻址激光雷达VCSEL芯片，可应用于搭载固态激光雷达的智驾方案，以实现更高级别的智驾功能。据悉，深圳瑞识科技的CR85、CR90和CR94系列产品，就通过车规级认证并进入了新能源汽车头部客户供应链。
孙正强分享了车用VCSEL产品的应用情况，他说：“瑞识科技红外夜视补光产品CR85-M741L，已应用于比亚迪仰望U8、东风岚图、比亚迪海豹等汽车。瑞识车载红外夜视补光VCSEL芯片产品可有效提高夜视工作距离和夜视图像精度，可应用于碰撞预警、车道偏移报警和行人检测等，用于提升无人驾驶道路识别、道路建模和避障预警等功能。”
