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3D感測起飛 新創業者縱慧光電搶進VCSEL市場

  • 張丹鳳

:陳曉遲博士表示,Vertiite在2015年成立,但核心團隊成員平均在相關產業有10年的研發設計經驗,目前Vertilite所提供VCSEL 850nm和940nm的晶片媲美第一線VCSEL廠商。

隨著蘋果iPhone導入3D感測技術,已為全球相關供應鏈業者颳起一陣旋風,紛紛加緊布局,企圖掌握未來幾年的蓬勃發展商機。順應此一趨勢,於2015年底成立的新創業者縱慧光電(Vertilite)積極投入VCSEL(垂直共振腔面射雷射)元件開發,現可提供涵蓋850nm和940nm的VCSEL晶片產品,並已取得大陸智慧型手機業者的設計訂單,預計2018年下半就會有終端產品上市。

縱慧光電總經理暨聯合創始人陳曉遲博士表示,最早在1990年代初期就有商用VCSEL的技術應用,主要用於資料中心的光通訊應用。近來,在Apple推動下,以VCSEL光源為基礎的飛時測距(Time of Flight;ToF)、結構光測距(Structured Light;SL)等3D感測應用發展成熟,已為VCSEL開創出全新的消費性商機,除了智慧型手機,包括VR/AR、無人機、車載雷達、以及掃地機器人,甚至煙霧探測、紅外線照明等也都是潛在市場。

就效能來看,相較於傳統的LED和EEL(邊射型雷射),VCSEL的溫度穩定性以及光學效率均較高,因此可在相同的功率條件下,感測更遠的距離。更重要的是,VCSEL是面射型雷射,能以精巧體積整合至智慧型手機中,這是邊射型雷射無法做到的。所以,陳曉遲看好VCSEL的未來成長潛力,在低階應用將取代LED,更將開創出LED無法進入的高階應用市場。

雖然VCSEL有諸多效能上的優勢,但過去在消費性市場並未獲得廣泛應用,主要是因為磊晶生長的難度大。相較於LED僅有10~20層、EEL為30~40層,VCSEL則需高達300~400層,需要有足夠的經驗來精準掌握製程參數,才能確保品質與良率。

終端應用市場的興起,以及團隊成員擁有深厚的VCESL技術開發經驗,讓後起之秀縱慧光電有了良好的市場切入點。

鎖定Android智慧型手機市場,強化供應鏈合作

陳曉遲表示,公司成立一年多以來,已開發出涵蓋850nm和940nm波段、功率從5mW到10W的標準產品系列,適用於多種消費性應用。同時也能針對客戶需求,提供靈活訂製的結構光型態與封裝規格。

就市場擴展來看,雖然VCSEL的消費性應用廣泛,但Apple帶動的手機3D感測應用,由於數量龐大,才是真正的商機所在,而且大量應用後帶來的成本效益,才有可能進一步推動其他市場的廣泛應用。

目前市場上可提供VCSEL元件的業者,主要有Lumentum、IIVI和Finisar等幾家。陳曉遲指出,Apple為了維持它與Android陣營手機業者間的領先差距,已取得了這幾家業者兩年的獨家供貨協議,甚至有的業者連它們下游的晶圓代工產能也被包含在內。

對於大陸龐大的Android智慧型手機市場來說,勢必要找到其他的VCSEL供應商,才不會在這波熱潮中落後太久。這為縱慧光電提供了絕佳的發展契機,因此,公司的業務運作也已轉移至上海,但研發團隊仍留在美國。

陳曉遲指出,3D感測的模組包含演算法、VCSEL、準直透鏡(collimator)、繞射光學元件(DOE)、ASIC晶片、濾波片和探測器等多項關鍵元件。縱慧現正廣泛與台灣、大陸的模組業者合作,提供滿足其規格所需的VCSEL。因此,他非常期望能與更多的上下游業者建立合作關係,共同開拓市場。

目前,內建縱慧光電VCESL元件的模組產品已獲得大陸智慧型手機業者的採用,現正積極開發中,預計2018年下半就將會大量出貨。

不過他也坦承,要在手機上實現優異的3D感測應用有一定的技術複雜度。雖然就VCSEL來看,效能已經足夠,但在演算法、DOE以及整體的搭配運作方面仍有挑戰待克服,但他相信,在供應鏈業者的共同努力下,明年起,Android手機陣營也將急起直追,相關應用會順利起飛。

針對公司的營運模式,縱慧目前是採取Fabless模式,委外製造晶圓和封裝。不過由於磊晶生長是VCSEL的主要關鍵技術,為了更好地掌握自有技術與產能,縱慧正規劃在大陸設立6吋MOCVD生產線,以確保量產供貨的能力,預計2018年中就可完成。

陳曉遲強調,縱慧的VCSEL元件的效能已可與一線業者匹敵,現在我們正專注於提升VCSEL製程的可靠度與均一度(uniformity)。由於公司團隊擁有幾十年的製程經驗,對於磊晶生長的溫度、壓力等參數有充分的掌握,因此能確保6吋晶圓的均一度,這對降低成本與提升品質來說至關重要,也是我們的主要優勢之一,對公司的未來成長充滿信心。