红外LED和激光二极管：技术、应用和产业趋势

固态光源推动新型红外照明应用发展

据麦姆斯咨询介绍，红外发光二极管（IR LED）和激光二极管（LD）并不是新技术，早在20世纪60年代就诞生了。但是，最近随着固态照明（SSL）的发展而迅速崛起。LED和LD最初是为了光通信应用而研发的技术，现在已经广泛用于数据通信／电信、消费电子、汽车和工业等领域，实现更多的高价值功能。

红外光源按照波长分类

各种LED和LD产品都找到了自己的发展之路：

－ IR LED起初专注于低端应用，如光电断路器、遥控器等，如今越来越多地应用于智能手机中的接近传感、汽车中的手势识别、虚拟现实（VR）和增强现实（AR）设备中的眼球追踪。

－边发射激光器（EEL）市场历来由光通信应用驱动发展。由于与光纤网络交换的数据量不断增长，EEL市场也将继续受益。不过，未来也可能在新应用中找到增长驱动力，如激光雷达（LiDAR）。

－垂直腔面发射激光器（VCSEL）早期应用于短距离数据通信，但是，苹果（Apple）公司于2017年发布的iPhone X集成了基于VCSEL的3D传感功能，从而彻底改变了VCSEL的商业化前景，使其成为当前市场增速最快的固态光源技术，吸引众多资金蜂拥而入。

VCSEL、EEL、IR LED的主要应用发展

上述这些红外固态光源具有不同的半导体结构，采用的外延及半导体工艺也有差异。它们以不同的波长／功率输出，并提供不同的发光轮廓／形状，从而形成多种产品规格以满足不同应用的需求。随着汽车和消费领域对光子技术的兴趣日益提升，红外照明应用的前景光明！

红外光源市场：2023年有望达到65亿美元

目前已有超过40种应用集成了红外固态光源。其中一些应用预计将在未来五年促使IR LED和LD市场蓬勃发展！

光通信是红外光源的最古老应用之一，现在，由于互联网数据量呈现爆炸式增长，以及物联网（IoT）、云服务和自动驾驶汽车的出现，所以将继续驱动红外光源市场。

在增材应用的推动下，红外光源的工业应用也希望在未来几年产生高收益。传统的红外光源（如IR LED）开始被VCSEL取代，从而可以降低功耗。

3D传感正成为红外光源的“杀手级”应用。VCSEL在苹果iPhone X中的3D人脸识别应用激发了大家的浓厚兴趣，很多安卓（Android）手机厂商也跟随苹果公司陆续发布了集成VCSEL的智能手机新品。然而，3D传感技术不仅可用于手机人脸识别，还可用于汽车激光雷达，这是自动驾驶所必须的技术！因此，3D传感领域吸引了众多初创企业进入，并掀起一场3D视觉革命浪潮！

综上，红外光源市场预计在2018年将达到18亿美元，而2023年将达到65亿美元，复合年增长率为29％。

红外光源市场预测

红外光源产业结构和成熟度

在可见光照明应用的推动下，如今的LED产业已相当成熟。几乎所有厂商采用垂直整合模式：从外延到封装。在该产业中，我们研究了超过40家IR LED供应商，其中大部分来自亚洲。除了高功率和长波／多波长IR LED产品之外，制造工艺控制良好，剩余的技术挑战较少。

EEL和VCSEL的情况与IR LED完全不同，大多数厂商来自美国和欧洲。制造工艺也要复杂得多，仍然需要研发和工程技术来提升设备性能和产能。因此，产业链上有各种类型的参与者：外延厂（epi－houses）、代工厂（foundries）、整合元件制造商（IDM）、无晶圆厂公司（Fabless）等。

红外光源（LED、VCSEL、EEL）产业生态系统（主要厂商）

在此背景下，由于EEL和VCSEL将成为未来红外照明市场的主要驱动力，所以专业厂商（主要是外延厂、代工厂和无晶圆厂公司）仍然有很大商业机遇。这主要与“制造工艺仍然需要优化”有关，同时也与“将红外光源集成到模组或系统中的挑战”有关。实际上，EEL和VCSEL可以与复杂的光学器件相结合，例如用于3D人脸识别的点阵投影器。

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