全球vcsel产业发展现况

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1、技術動態全球VCSEL產業發展現況文／蘇裕翔前言最近幾年，垂直共振腔面射型雷射（Vertical-CavitySurfaceEmittingVCSEL可製造Laser）的發展相當受人矚目，VCSEL可製造出二維陣列的模組，因此出二維陣列的在應用上較多樣化。VCSEL最主要的特色是所激發出來的光束，跡近模組，在應用成圓形，而且是由表面激發出來。相較之下，目前已大量生產的邊射型上較多樣化，雷射（EdgeEmittingLaser），是沿著基板的結晶平面劈開而形成鏡面成為最近幾年層，雷射共振和光線由晶粒邊緣激發出來，因此鏡面的反射性能決定於業界投入研究其劈裂的品質。VCSEL則省

2、去了這個困擾，使得VCSEL成為最近幾年的主要課題。投入研究的主要課題。表1VCSEL與LED、EELLaser特性比較元件特性比較LEDEELVCSELVCSEL優點電的參數操作電流(mA)1004012低功率，減少熱的影響電阻(Ohms)3630高電阻，易設計較優益的性能頻寬(GHz)>0.11-101-10容易達到高傳輸速率相對強度噪音(dB/Hz)-120-120低EMI，高速傳輸低功率消耗光的參數起始電流(mA)NA150.5-5低功率輸入即可操作斜率效益(mW/mA)0.0010.3-0.90.2-0.7容易控制增加的效率光束角度(degree)1804015改

3、善與光纖的偶合光譜寬(nm)503<0.3不需要濾波器激發時間(ns)5<0.1<0.1散色(mm)070簡單的光特性，較高的效能光束形狀NA橢圓圓形容易聚焦且精準度較高一般的參數2DArrays是否是odl/dT(nm/C)0.30.30.06穩定的溫度變化特性信賴性(hrs)105106較長生命週期晶圓測試是否是較高的產出率資料來源：AXT／PIDA整理PIDA光連雙月刊第35期2001.957技術動態產業現況1977年，日本科技學院的H.Soda與K.Iga等人首先提出VCSEL之基本概念，他們在1984年做成室溫脈衝操作（PulseOperation）之面射型雷射，

4、然後在1988年完成室溫連續振盪之面射型雷射。不過發展至今，美國在VCSEL美國在VCSEL技術研發上卻是後來居上，居領先地位。在歐美地區的技術研發上後市場區分如表2.所示，產業結構可區分為Epi-Wafer供應商、VCSEL元來居上，居領件製造以及光收發模組的分工結構，另外亦有幾家公司是屬於垂直整合先地位，以的廠商，其所製造的VCSEL元件完全供應自有的光收發模組使用，並Agilent為領導廠不提供外界市場。這類公司在北美地區以Agilent為領導廠商。而歐洲則商。是以Infineon為主。表2　歐美地區主要VCSEL產業專業Epi-Wafer製造商IQE、ATMIHon

5、eywell、Mitel、AXT、Bandwidth9、Novalux、VCSEL元件製造商Picolight、Avalonphotonic（瑞士）、SirosTechnology、（不含模組）ULMPhotonics（德國）、EMCORE、AOI全部VCSEL製程主要供內部使用，非Agilent、CieloCommunication、Infineon（德國）開放市場。以VCSEL元件製造光AMP、Lytel、Sumitomo、Molex、MethodeElectronics、收發器Siemens（德國）、Picolight、StratosLightwave、資料來源：PI

6、DA日本目前則有富士通、古河電工及NTT參與VCSEL元件的競爭。富士通在2D-其中富士通在2D-Arrays的研發上，有780nm波長120X12VCSEL產品Arrays的研發問世。另外韓國PROWTech公司則有磊晶片的生產。在研究機構方面，上，有780nm波則有SandiaNationalLab.、UniversityofIllinois、UniversityofTexas、Xerox長120X12PARC、BellLab、UCSB等機構在VCSEL技術上扮演重要的角色。VCSEL產品問目前850nm波長VCSEL元件已是技術成熟的產品，且已量產化。世。主要應用在s

7、inglemode的光收發模組上。另外在780nmCD-DVD讀寫頭的元件方面，VCSEL亦將有足夠的能力與EEL競爭，650nm波長VCSELPIDA光連雙月刊第35期2001.958技術動態則應用於塑膠光纖系統上。隨著長波長VCSEL的開發，VCSEL元件市場將持續性的成長，如圖1所示。圖1　全球VCSEL元件市場單位：百萬美元1,2001,0008006004002000VCSEL已可用199920002001200220032004於LAN／WAN資料來源：WorldwideSemiconductorOpt