Stratistics MRC에 따르면 세계의 수직 공진기 면발광 레이저(VCSEL) 시장은 2024년에 22억 3,000만 달러를 차지하며 예측 기간 중 CAGR 17.7%로 성장하며 2030년에는 59억 4,000만 달러에 달할 전망입니다.
수직 공진기면 발광 레이저(VCSEL)는 반도체 레이저의 일종으로, 기존의 단면 발광 레이저와 달리 장비 표면에 수직으로 발광하는 레이저로, 고효율, 저전력 소비, 좁은 집광 빔을 생성할 수 있는 것으로 알려져 있습니다. 컴팩트한 디자인, 신뢰성, 비용 효율성으로 인해 광 데이터 통신, 3D 센싱, 얼굴 인식, 차량용 및 산업용 LiDAR 시스템 등에 널리 사용되고 있습니다.
스톡홀름 국제평화연구소(SIPRI)에 따르면 미국은 2022년 군비 지출이 가장 많은 국가 순위에서 1위를 차지할 것이며, 8,770억 달러가 군비로 쓰일 것이라고 합니다.
3D 센싱 및 이미지 처리 수요
3D 센싱 및 이미지에 대한 수요 증가는 특히 증강현실(AR), 제스처 인식, 얼굴 인식과 같은 용도에서 중요한 역할을 하고 있으며, VCSEL은 깊이 매핑에 높은 정확도와 신뢰성을 제공하여 스마트폰 및 웨어러블과 같은 가전제품에서 정확한 3D 이미지를 구현합니다.를 가능하게 합니다. VCSEL은 좁고 초점이 맞추어진 광빔을 방출할 수 있으므로 3D 데이터를 상세하고 빠르게 캡처할 수 있습니다. 또한 VCSEL은 자율주행 차량용 LiDAR 시스템에서 물체 감지 및 환경 매핑을 향상시키는 데 중요한 역할을 합니다. 산업계에서 3D 센싱 기술이 점점 더 많이 채택됨에 따라 VCSEL은 첨단 영상 및 센싱 용도에 필수적인 요소로 자리 잡고 있습니다.
생산의 복잡성
VCSEL의 제조 공정은 재료의 정밀한 적층과 수직 공진기 구조의 복잡한 설계가 필요하며, 첨단 반도체 제조 기술을 필요로 합니다. 이 공정에는 고품질 에피택셜 성장, 정밀한 에칭, 부품의 세심한 정렬이 포함되며, 이는 기존의 단면 발광 레이저보다 더 복잡합니다. 또한 안정적인 품질의 고성능 VCSEL을 대규모로 생산하기 위해서는 특수 장비와 전문 지식이 필요하며, 이는 제조 비용의 상승으로 이어집니다. 이러한 복잡성은 특히 가격에 민감한 산업에서 대량 채택을 제한할 수 있습니다.
헬스케어 용도의 성장
비침습적 진단, 광간섭단층촬영(OCT), 바이탈 사인 모니터링 센서에 이러한 레이저를 사용하는 의료기기가 점점 더 보편화되고 있으며, VCSEL은 고속, 고정밀, 고신뢰성 광학 성능을 제공하므로 첨단 이미징 시스템 및 진단 장비에 이상적입니다. 입니다. 또한 에너지 효율과 소형화는 포도당 모니터, 펄스옥시미터 등 긴 배터리 수명과 소형 폼팩터가 필요한 웨어러블 건강 기기에 중요한 이점이며, 의료 산업이 디지털화와 원격 모니터링을 계속 채택함에 따라 VCSEL의 사용은 더욱 확대되고 있으며, VCSEL의 사용은 진단 정확도를 높이고 보다 효과적인 환자 치료를 촉진하는 데 필수적일 것으로 예상됩니다.
제한된 파장 범위
VCSEL은 일반적으로 좁은 파장 범위에서 작동하므로 더 넓은 스펙트럼이 필요한 특정 용도에서 사용이 제한될 수 있으며, 이 제한은 장거리 데이터 전송이 필요한 통신과 같은 분야와 재료 가공에 고출력 및 특정 파장이 필요한 특정 산업 용도에 채택에 영향을 미칠 수 있습니다. 이러한 제한은 장거리 데이터 전송을 위해 더 넓은 파장 범위가 필요한 통신과 같은 분야와 재료 가공을 위해 고출력 및 특정 파장이 필요한 특정 산업 용도에서 채택에 영향을 미칠 수 있습니다.
COVID-19의 영향
COVID-19 팬데믹은 VCSEL 시장에 다양한 영향을 미쳤습니다. 이 위기는 초기에는 공급망에 혼란을 일으켜 제조를 지연시켰지만, 의료 시스템이 전염병에 적응함에 따라 비침습적 진단 및 온도 감지와 같은 의료 용도에서 VCSEL에 대한 수요가 급증했습니다. 또한 원격 근무 증가와 가정용 전자기기에서 얼굴 인식 및 AR 용도를 위한 3D 센싱 기술의 사용 증가는 VCSEL의 채택을 촉진하여 팬데믹 후반기에 시장 회복에 기여했습니다.
예측 기간 중 단일 모드 VCSEL 부문이 가장 클 것으로 예상됩니다.
싱글모드 VCSEL 분야는 고정밀, 저발산 빔을 제공할 수 있으며, 정확한 데이터 전송 및 센싱을 필요로 하는 용도에 적합하며, 시장 규모가 가장 클 것으로 예상됩니다. 싱글모드 VCSEL은 장거리 전송에 탁월한 성능을 발휘하므로 데이터센터, 통신 등 광통신 시스템에 널리 사용되고 있습니다. 또한 고정밀 측정을 위해 해상도와 초점이 향상되어 얼굴 인식 및 LiDAR 시스템과 같은 3D 센싱 용도에 사용되면서 그 채택이 더욱 확대되고 있습니다.
예측 기간 중 데이터 통신 분야가 가장 높은 CAGR을 나타낼 것으로 예상됩니다.
예측 기간 중 가장 높은 CAGR을 보일 것으로 예상되는 분야는 데이터 통신 분야로, VCSEL은 데이터센터, 통신 네트워크, 고성능 컴퓨팅 시스템과 같은 근거리 데이터 전송 용도에서 점점 더 많이 사용되고 있습니다. VCSEL은 높은 데이터 속도, 에너지 효율, 컴팩트한 크기로 광섬유 케이블로 대량의 데이터를 전송하는 데 이상적입니다. VCSEL은 고 대역폭 용도 및 상호 연결에서 더 빠르고 안정적인 데이터 전송에 대한 수요가 증가함에 따라 VCSEL이 계속 선택되고 있습니다.
아시아태평양은 빠른 기술 발전과 가전, 자동차, 산업 용도 수요 증가로 인해 예측 기간 중 가장 큰 시장 점유율을 차지할 것으로 예상됩니다. 이 지역은 특히 중국, 한국, 일본과 같은 국가들의 강력한 제조거점이 스마트폰, 3D 센싱, 자율주행차량의 LiDAR 시스템에서 VCSEL의 채택을 촉진하고 있습니다. 또한 통신 및 데이터센터의 고속 데이터 연결에 대한 수요 증가로 인해 아시아태평양은 VCSEL 기술에 있으며, 매우 중요한 성장 지역으로 부상하고 있습니다.
예측 기간 중 북미가 가장 높은 CAGR을 나타낼 것으로 예상됩니다. 이는 통신, 자동차, 가전 분야에서 높은 수요를 보이고 있기 때문입니다. 스마트폰, 얼굴 인식, 자율주행차량의 LiDAR 시스템 등 3D 센싱 기술 채택이 확대되면서 VCSEL의 활용이 증가하고 있습니다. 또한 이 지역의 데이터센터 및 고속 광통신 용도의 리더십이 시장을 더욱 지원하고 있습니다. 북미의 혁신 중시, 정교한 제조 기술, 스마트 기술 및 자율주행 기술에 대한 투자는 지속적인 성장의 주요 원동력이 되고 있습니다.
According to Stratistics MRC, the Global Vertical Cavity Surface Emitting Laser (VCSEL) Market is accounted for $2.23 billion in 2024 and is expected to reach $5.94 billion by 2030 growing at a CAGR of 17.7% during the forecast period. A Vertical Cavity Surface Emitting Laser (VCSEL) is a type of semiconductor laser that emits light perpendicular to the surface of the device, unlike traditional edge-emitting lasers. VCSELs are known for their high efficiency, low power consumption, and ability to produce a narrow, focused beam of light. They are widely used in applications such as optical data communication, 3D sensing, facial recognition, and LiDAR systems for automotive and industrial uses due to their compact design, reliability, and cost-effectiveness.
According to the Stockholm International Peace Research Institute (SIPRI), the United States led the ranking of countries with the highest military expenditure in 2022, with USD 877 billion dedicated to the military.
Demand for 3D sensing and imaging
The growing demand for 3D sensing and imaging plays a crucial role, particularly in applications such as augmented reality (AR), gesture recognition, and facial identification. VCSELs provide high precision and reliability for depth mapping, enabling accurate 3D imaging in consumer electronics, such as smartphones and wearables. Their ability to emit narrow, focused beams of light allows for detailed and rapid 3D data capture. Additionally, VCSELs are crucial in LiDAR systems for autonomous vehicles, improving object detection and environmental mapping. As industries increasingly adopt 3D sensing technologies, VCSELs are becoming integral to advanced imaging and sensing applications.
High manufacturing complexity
The fabrication process of VCSELs requires precise layering of materials and intricate design of the vertical cavity structure, which demands advanced semiconductor manufacturing techniques. The process involves high-quality epitaxial growth, precise etching, and careful alignment of components, making it more complex than traditional edge-emitting lasers. Additionally, producing high-performance VCSELs with consistent quality at scale requires specialized equipment and expertise, which can lead to higher production costs. This complexity can limit mass adoption, especially in price-sensitive industries.
Growth in healthcare applications
Medical equipment that use these lasers for non-invasive diagnostics, optical coherence tomography (OCT), and vital sign monitoring sensors are becoming more and more common. VCSELs provide high-speed, accurate, and dependable optical performance, which makes them perfect for sophisticated imaging systems and diagnostic instruments. Additionally, their energy efficiency and tiny size are important benefits for wearable health devices that need long battery life and small form factors, such glucose monitors and pulse oximeters. The use of VCSELs is expected to be vital in enhancing diagnostic precision and facilitating more effective patient care as the healthcare industry continues to embrace digitalization and remote monitoring.
Limited wavelength range
The narrow wavelength range of VCSELs in comparison to other laser technologies, such edge-emitting lasers, is a market constraint. VCSELs typically operate in a narrow range of wavelengths, which can restrict their use in certain applications that require a broader spectrum. This limitation can impact their adoption in fields like telecommunications, where a wider wavelength range may be needed for long-distance data transmission, or in certain industrial applications requiring high-power or specific wavelengths for material processing.
Covid-19 Impact
The COVID-19 pandemic had a mixed impact on the VCSEL market. While the crisis initially disrupted supply chains and delayed manufacturing, the demand for VCSELs in medical applications, such as non-invasive diagnostics and temperature sensing, surged as healthcare systems adapted to the pandemic. Additionally, the rise in remote work and increased use of 3D sensing technologies for facial recognition and AR applications in consumer electronics helped boost the adoption of VCSELs, contributing to market recovery in the latter stages of the pandemic.
The single-mode VCSELs segment is expected to be the largest during the forecast period
The single-mode VCSELs segment is estimated to be the largest, due to their ability to provide high-precision, low-divergence beams, making them ideal for applications requiring accurate data transmission and sensing. Single-mode VCSELs are widely used in optical communication systems, including data centers and telecommunications, due to their superior performance in long-range transmission. Additionally, because they provide improved resolution and focus for high-accuracy measurements, their use in 3D sensing applications, such facial recognition and LiDAR systems, further propels their adoption.
The data communication segment is expected to have the highest CAGR during the forecast period
The data communication segment is anticipated to witness the highest CAGR during the forecast period. VCSELs are increasingly used in short-range data transmission applications, such as in data centers, telecom networks, and high-performance computing systems. Their ability to support high data rates, energy efficiency, and compact size makes them ideal for transmitting large volumes of data over fiber-optic cables. High-bandwidth applications and interconnects continue to choose VCSELs as the demand for quicker, more dependable data transfer increases.
Asia Pacific is expected to have the largest market share during the forecast period due to fast technological advancements and increasing demand for consumer electronics, automotive, and industrial applications. The region's strong manufacturing base, particularly in countries like China, South Korea, and Japan, fuels the adoption of VCSELs in smartphones, 3D sensing, and LiDAR systems for autonomous vehicles. The market is also driven by the increasing demand for high-speed data connection in telecoms and data centers, which makes Asia Pacific a crucial growth region for VCSEL technology.
During the forecast period, the North America region is anticipated to register the highest CAGR, owing to high demand from the telecom, automobile, and consumer electronics sectors. The growing adoption of 3D sensing technologies in smartphones, facial recognition, and LiDAR systems for autonomous vehicles boosts VCSEL usage. Additionally, the region's leadership in data centers and high-speed optical communication applications further supports the market. North America's emphasis on innovation, sophisticated manufacturing skills, and investments in smart and autonomous technologies are major drivers of continuous expansion.
Key players in the market
Some of the key players profiled in the Vertical Cavity Surface Emitting Laser (VCSEL) Market include Lumentum Operations LLC, Broadcom Inc., Laser Components GmbH, TruCorp, Osram Opto Semiconductors GmbH, VCSELs Inc., TRUMPF GmbH + Co. KG, Zygo Corporation, Sony Corporation, Philips Photonics, Vixar Inc., Alight Technologies, Lumineq Displays, Kyocera Corporation, Shenzhen Hi-LED Optoelectronics Co., Ltd., Lasea, Panasonic Corporation, and Heidelberg Instruments.
In October 2023, Lumentum introduced a new series of high-power VCSELs specifically designed for LiDAR systems used in autonomous vehicles and industrial applications. These VCSELs offer higher performance with increased reliability and efficiency, meeting the growing demand for precise 3D mapping and distance sensing.
In September 2023, Broadcom launched a new line of VCSELs aimed at enhancing optical data communication speeds for data centers and telecommunications. These VCSELs offer improved energy efficiency and bandwidth capabilities, catering to the growing demand for faster data transfer in cloud computing.
In June 2023, Vixar launched a new range of VCSELs optimized for 3D sensing and gesture recognition in consumer electronics. The new product promises enhanced performance in applications like facial recognition, augmented reality (AR), and virtual reality (VR) systems, further driving the adoption of VCSELs in the smartphone and wearables markets.