Markt für oberflächenemittierende Laser (VCSEL) mit vertikalem Hohlraum – Erkenntnisse aus globaler und regionaler Analyse – Prognose bis 2031

[Forschungsbericht] Die Marktgröße für oberflächenemittierende Laser mit vertikalem Hohlraum (VCSEL) wurde im Jahr 2022 auf 1,361 Milliarden US-Dollar geschätzt und soll bis 2030 4,663 Milliarden US-Dollar erreichen; Es wird geschätzt, dass von 2023 bis 2030 ein CAGR von 17,0 % verzeichnet wird.

Analystenperspektive

Die zunehmende Akzeptanz von VCSEL für 3D-Sensoranwendungen, wie etwa Smartphones zur Gestensteuerung und Gesichtserkennung tragen zum Wachstum des Marktes für oberflächenemittierende Laser mit vertikalem Hohlraum (VCSEL) bei. Darüber hinaus treibt der Einsatz von VCSEL für die Datenkommunikation und LiDAR-Systeme für Automobile das Marktwachstum voran. Die zunehmende Integration von Technologien wie IoT in verschiedenen Branchen wie dem Gesundheitswesen, der Automobilindustrie und dem Baugewerbe erfordert den Einsatz von Glasfaserkommunikationstechnologien, was zur Nachfrage und Akzeptanz von VCSE beiträgt. Viele Unternehmen investieren in VCSEL aufgrund der breiten Anwendung von 3D-Sensortechnologien und Datenkommunikation in verschiedenen Endverbrauchsbranchen wie Telekommunikation, Medizin und Automobilindustrie. Der globale VCSEL-Markt umfasst Unternehmen, die in verschiedenen Segmenten tätig sind. In jedem Segment gibt es einige etablierte Hauptakteure. Aufgrund der unterschiedlichen Märkte, in denen sie tätig sind und im Wettbewerb stehen, ist es nicht möglich, die fünf wichtigsten Akteure auf dem gesamten VCSEL-Markt zu bestimmen. Durch die Gewichtung von Parametern wie Gesamtumsatz, Markenimage, Produkt-/Dienstleistungsportfolio, geografische Reichweite, Kundenstamm, Technologieeinführung & Integration, Einführung neuer Produkte/Dienstleistungen/Funktionen, F&E-Investitionen, Partnerschaften, Fusionen und mehr; Akquisitionen und andere marktbezogene Aktivitäten.

Marktüberblick

Vertical Cavity Surface Emitting Laser (VCSEL) ist eine Art Halbleiterlaserdiode, die den Laserstrahl in senkrechter Richtung aussendet die Oberfläche, im Gegensatz zu kantenemittierenden Laserdioden, die von Oberflächen emittieren, die durch Abspalten des einzelnen Chips aus einem Wafer entstehen. Daher ist VCSEL vorteilhafter als kantenemittierende Laserdioden. Der Kantenemitterlaser kann erst untersucht werden, wenn sein Abscheidungsprozess abgeschlossen ist; Sollte später ein Mangel entdeckt werden, kann die Reparatur zeitaufwändig und teuer sein. VCSEL kann in verschiedenen Phasen seines Produktionszyklus getestet werden, was zu einer höheren Produkteffizienz und niedrigeren Kosten führt. Ein weiterer Vorteil von VCSEL ist seine Fähigkeit, eine höhere Ausgangsleistung zu liefern und weniger Strom zu verbrauchen als andere Laser/lichtemittierende Geräte, was zu der Nachfrage nach verschiedenen laserbasierten Produkten wie Computermäusen, Gesichtserkennungsgeräten, Laserdruckern und Datenbrillen beiträgt. VCSELs finden vielfältige Anwendungen in zahlreichen Branchen und Märkten, sowohl im industriellen als auch im kommerziellen Bereich. Die Hauptfunktionalität von VCSEL-Geräten ist die Signalverarbeitung für Sensor- und Kommunikationsanwendungen, was die Nachfrage nach VCSEL für Sensoranwendungen weiter erhöht.

Strategische Einblicke

Markttreiber

Zunehmende Akzeptanz von VCSEL für 3D-Sensoranwendungen treibt das Wachstum des Marktes für oberflächenemittierende Laser mit vertikalem Hohlraum (VCSEL) voran

VCSELs werden häufig als Lichtquellen in 3D-Sensoranwendungen eingesetzt. 3D-Sensortechnologien werden in verschiedenen Branchen wie der Unterhaltungselektronik, der Medizintechnik, der Industrie und der Automobilindustrie eingesetzt, um eine hohe Präzision und Genauigkeit für die erforderliche Aufgabe zu erreichen. Beispielsweise werden die Technologien in Kameras, häufig in Smartphones, Autos, Drohnen und Robotern, eingesetzt, um Objekte zu scannen und in 3D darzustellen. In der Unterhaltungselektronik wie Smartphones wird VCSEL häufig für Gesichtserkennungs- und Gestensteuerungsanwendungen verwendet. In der industriellen Automatisierung wird VCSEL für präzise Sensortechnologien verwendet. Es wird auch in Virtual-Reality- und Gaming-Anwendungen eingesetzt. Das Wachstum dieser Branchen steigert somit den Bedarf an 3D-Sensortechnologien und wirkt sich positiv auf die Nachfrage nach VCSEL aus.

Um der Nachfrage nach VCSEL gerecht zu werden, führen mehrere Marktteilnehmer außerdem neue VCSEL-Produkte ein. Beispielsweise

• Im April 2022 brachte TRUMPF neue VCSEL-Produkte auf den Markt, um sein VCSEL-Produktportfolio für 3D-Sensorik in Verbraucher- und Industrieanwendungen zu erweitern.
• Im März 2021 stellte IQE PLC eine IQVCSELTM-Produktlinie vor, um sein VCSEL-Portfolio für Servicekommunikation und fortschrittliche Sensormärkte zu erweitern.
• Im März 2021 brachte Lumentum Operations LLC VCSEL mit fünf und sechs Anschlüssen auf den Markt Array-Produkte für den fortgeschrittenen Verbraucher und andere 3D-Sensoranwendungen.

Der Einsatz von VCSEL-basierter Bildgebung erhöht die Leistung und Wellenlänge für die 3D-Sensorik. Darüber hinaus gilt es als ideale Lösung für die Gesichts- und Gestenerkennung. Seine Fähigkeit, hohe Ausgangsleistungen zu erzeugen, macht es zu einer optimalen Lösung für die Robotik und autonome Fahrzeuganwendungen. Solche Vorteile von VCSEL fördern die Einführung neuer Produkte und tragen zu seiner Nachfrage bei, was das Wachstum des VSCEL-Marktes vorantreibt.

Segmentanalyse

Basierend auf der Wellenlänge wird der VCSEL-Markt in Rot, Nahe, eingeteilt Infrarot (NIR) und kurzwelliges Infrarot (SWIR). Rotes VCSEL oder im roten Spektralbereich emittierendes VCSEL ist eines der Schlüsselgeräte für die Datenübertragung über optische Polymerfasern (POF) und hochdichte optische Speichersysteme. Es bietet Vorteile wie verbesserte Leistung und geringeren Stromverbrauch für medizinische und industrielle Sensoren, schnelleres Drucken und Scannen, geringere Kosten und schnellere Verbindungen auf Basis von Polymer-Lichtwellenleitern (POF). Er kann bei höheren Frequenzen und einem kreisförmigen Ausgangsstrahl mit geringer Divergenz moduliert und auf Wasserspiegel getestet werden, wodurch rotbasierte VCSEL-Laser für Anwendungen geeignet sind, die kleine, kompakte Dioden und niedrige Betriebsströme erfordern, wie etwa tragbare Scanner. Solche Eigenschaften von rotem VCSEL tragen zu seiner Nachfrage in verschiedenen Anwendungen bei und tragen so zum Segmentwachstum im VCSEL-Markt bei.

Regionale Analyse

Der nordamerikanische VCSEL-Markt wurde mit US-Dollar bewertet 594,09 Millionen US-Dollar im Jahr 2022 und soll bis 2030 1872,15 Millionen US-Dollar erreichen; Es wird erwartet, dass es zwischen 2023 und 2030 mit einer jährlichen Wachstumsrate von 15,7 % wächst. Nordamerika konzentriert sich auf die Stärkung seines Telekommunikationssektors durch eine Erhöhung der Staatsausgaben in der Branche. Beispielsweise kündigte die US-Regierung den Start der „Internet For All Initiative“ an. mit einer Investition von 45 Milliarden US-Dollar, um sicherzustellen, dass alle Amerikaner bis 2029 Zugang zu zuverlässigem, erschwinglichem Hochgeschwindigkeitsinternet haben. Die National Telecommunications and Information Administration (NTIA) des US-Handelsministeriums setzt diese Initiative um und überwacht sie. Diese Initiative zielt darauf ab, die Internet-Infrastruktur aufzubauen, die optische Kommunikation erfordert, wobei VCSELs breite Anwendung als optische Quellen in optischen Sendern finden und das Wachstum des VCSEL-Marktes in Nordamerika ankurbeln. Der nordamerikanische VCSEL-Markt ist in die USA, Kanada und Mexiko unterteilt. Diese Länder sind ein Zentrum der technologischen Entwicklung in der Region. Die verarbeitende Industrie leistet einen wichtigen Beitrag zur Wirtschaft der Region. Daher investieren Regierungen verschiedener Länder in der Region in die Entwicklung der verarbeitenden Industrie. Im Januar 2021 kündigte der US-Präsident Pläne zur Stärkung des US-amerikanischen Fertigungssektors im Rahmen des „Made in America“-Programms an. Initiative, die sich auf die Schaffung technologisch fortschrittlicher und automatisierter Fertigungssektoren konzentrierte. Der Präsident kündigte eine Investition von 300 Milliarden US-Dollar für Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten sowie die Einbeziehung fortschrittlicher Technologien an, um die Produktionsleistung des Landes zu steigern. Diese technologischen Fortschritte, einschließlich der Automatisierung, können den Umsatz von Fertigungsunternehmen steigern und zur Einführung der Automatisierung in den Fertigungsanlagen führen.

Darüber hinaus werden VCSELs häufig in LiDAR-basierten Anwendungen (Light Detection and Ranging) eingesetzt Technologien zum Messen oder Erfassen von Entfernungen und Entfernungen in Sensoranwendungen. Daher steigert die zunehmende Einführung der Automatisierung in Produktionsanlagen die Nachfrage nach LiDAR-basierten Systemen. Um dieser Nachfrage gerecht zu werden, bringen Marktteilnehmer beispielsweise VCSEL-Produkte auf den Markt, die in Fahrzeugautomatisierungssystemen eingesetzt werden können. Im Januar 2022 ging Lumentum Operations LLC, ein in den USA ansässiger Anbieter von VCSEL-Arrays, eine Partnerschaft mit HESAI ein, einem weltweit führenden Anbieter von 3D-Lichterkennungs- und Entfernungsmessungslösungen (LiDAR). Ziel dieser Partnerschaft ist die Entwicklung eines hybriden Solid-State-LiDAR AT128 für fortschrittliche Fahrerassistenzsysteme (ADAS), die mit VCSEL-basierten Designs ausgestattet sind, um hohe Erschwinglichkeit, Zuverlässigkeit auf Automobilniveau und Konsistenzanforderungen zu erfüllen. Die Verwendung von VCSEL-Array-Lichtquellen verbessert die Skalierbarkeit von LiDAR, was die Nachfrage der Endbenutzer nach den oben genannten Anwendungen erhöht. Somit tragen solche Partnerschaften zum Wachstum des VCSEL-Marktes in Nordamerika bei. Nordamerika verfügt über eine robuste Industrie zur Herstellung medizinischer Geräte. Nach Angaben der National Library of Medicine gehörten die USA zwischen 1990 und 2020 zu den Ländern mit der höchsten Exportquote von Medizinprodukten. Zu der Region gehören große Hersteller medizinischer Geräte wie Johnson & Johnson Services, Inc.; Abbott; Boston Scientific Corporation; und General Electric. Somit trägt der Einsatz von VCSEL in verschiedenen Sensor- und Laseranwendungen in der Medizingeräteindustrie zum VCSEL-Marktwachstum in der Region bei.

Key-Player-Analyse

Der oberflächenemittierende Laser mit vertikalem Hohlraum (VCSEL) Marktanalyse besteht aus Akteuren wie Lumentum Holdings Inc, Coherent Corp, TRUMPF SE + Co KG, Broadcom Inc, Ams-OSRAM AG, Vertilite Co Ltd, Leonardo SpA, IQE Plc, VERTILAS GmbH und Hamamatsu Photonics KK. Unter den Akteuren im Bereich Vertical Cavity Surface Emitting Laser (VCSEL) sind Coherent Corp und Vertilite Co Ltd aufgrund des vielfältigen Produktportfolios die beiden führenden Anbieter.

Neueste Entwicklungen

Anorganische und Organische Strategien wie Fusionen und Übernahmen werden von Unternehmen auf dem Markt für oberflächenemittierende Laser mit vertikalem Hohlraum (VCSEL) stark angenommen. Im Folgenden sind einige wichtige Marktentwicklungen der letzten Zeit aufgeführt: 

• Im Juni 2023 konnte TRUMPF herausragende Ergebnisse hinsichtlich der Effizienz von Infrarot-Laserkomponenten mit langen Wellenlängen über 1300 nm auf industrietauglicher Fertigungsebene vorweisen . Damit ist TRUMPF einen Schritt weiter in Richtung Massenproduktion von VCSELs auf Indiumphosphid-Basis (InP) im Bereich von 1300 nm bis 2000 nm.
• Im August 2022 arbeitete das Team des SOSLAB mit Vertilite an der Entwicklung ML LiDAR (Mobility LiDAR) mit 180-Grad-Weitwinkel- und Fernmessleistung, wodurch die Grenzen von Festkörper-LiDAR in Bezug auf Entfernung und Winkel überschritten werden. SOSLAB beschleunigt den Eintritt in den globalen Markt mit ML LiDAR. Das System enthält adressierbare VCSELs zur individuellen Steuerung von Pixeln in Einheiten.
• Im April 2022 kündigte Ambarella ein neues gemeinsames Referenzdesign an, das auf einzigartige Weise Edge-Künstliche Intelligenz (KI) mit Datenschutz kombiniert und so neue Möglichkeiten für Smart-Building-Anwendungen ermöglicht. Dieses Design mit der Bezeichnung Vision-D kombiniert das Flood-Illuminator-Modul von Lumentum für eine präzise Time-of-Flight (ToF)-3D-Erfassung mit dem CV22 Edge AI SoC von Ambarella.
• Im Januar 2022 hat Cepton Technologies, a Der in den USA ansässige Anbieter Lidar-basierter Technologien und ams OSRAM weiteten ihre Zusammenarbeit aus. Ein Bestandteil der Zusammenarbeit ist die Zusammenarbeit bei der Bereitstellung von LiDAR-Lösungen. Mit dieser Allianz wollen die Unternehmen die Automobilbranche revolutionieren.