VCSEL市場規模、シェアおよび業界分析、タイプ別（シングルモードおよびマルチモード）、波長別（赤色、近赤外線、および短波赤外線）、材料別（窒化ガリウムおよびガリウムヒ素）、アプリケーション別（データ通信、 3D センシング、LiDAR システム、産業用加熱およびレーザー印刷、赤外線照明など）、エンドユーザー別（家電、自動車、産業、ヘルスケア、軍事および防衛など）、および地域予測、2024 ～ 2032 年

世界の VCSEL 市場規模は、2023 年に 22 億米ドルと評価されています。市場は 2024 年の 25 億 9000 万米ドルから 2032 年までに 114 億 7000 万米ドルに成長すると予測されており、予測期間中に 20.4% の CAGR を示します。

垂直共振器面発光レーザー (VCSEL) は、端面発光レーザーのように平行ではなく、製造されたウェーハの表面に対して垂直に光を生成する半導体ベースのレーザー ダイオードです。これらのデバイスは、チップを劈開して設計された表面から放射する従来の端面発光半導体レーザーよりも小さな表面実装パッケージで実装できます。また、従来のエッジ型レーザーダイオードよりも狭いスペースでレーザービームの密度を高めることができます。さらに、これらのデバイスは、光通信、センシング、スマートフォンの顔認識テクノロジー、データ通信、自動運転車の LiDAR システムなどの 3D イメージング アプリケーションなど、いくつかのアプリケーションで使用されています。

新型コロナウイルス感染症 (COVID-19) のパンデミックは、人々が自宅で過ごす時間が増えたことで家電製品の使用が急増し、市場に大きな影響を与えました。スマートフォン、ラップトップ、タブレットなどのデバイスの需要が増加し、その結果、3D センシング、顔認識、拡張現実機能に使用される垂直共振器面発光レーザーの需要も高まりました。さらに、リモートワークやオンライン活動が増加するにつれて、データセンターとより高速な通信ネットワークに対する需要が高まりました。光通信システムで使用される垂直共振器面発光レーザーは、企業がインフラストラクチャのアップグレードに投資する中でこの傾向の恩恵を受けました。

生成的な AI の影響

市場の成長を促進する垂直共振器面発光レーザー アプリケーションにおける生成 AI の需要の増加

生成 AI モデルにはかなりの計算能力と高速データ処理が必要であり、データセンターへの投資の増加につながります。垂直共振器面発光レーザーは、データセンター内の高速光相互接続において重要な役割を果たしており、AI 主導のインフラストラクチャーの増大するニーズをサポートするために、これらのレーザーの需要が高まっています。ジェネレーティブ AI は、垂直共振器面発光レーザーの主要なアプリケーションである 3D センシングおよびイメージング技術を大幅に向上させることができます。したがって、これらの分野で最適化および革新する AI の能力は、より洗練された垂直共振器面発光レーザー アプリケーションとより大きな市場需要につながります。

VCSEL 市場動向

市場の成長を促進するため、医療画像処理および生物医学用途への垂直共振器面発光レーザーの採用が増加

垂直共振器面発光レーザーは、高いビーム品質、正確な波長制御、コンパクトなサイズなど、多くの利点を備えており、さまざまな生物医学および医療用途に最適です。ヘルスケア部門は、患者と診断の精度を向上させるために常に最先端のテクノロジーを追求しているため、これらの分野でのレイヤーの実装は急速に増加するでしょう。これらのレーザーは、主にパルスおよび組織酸素濃度測定における生物医学センシングおよび医療画像アプリケーションに大きな利点をもたらします。従来、これらのアプリケーションでは正確な波長の LED を使用して血液酸素化を計算していました。一方、これらの層は、温度変化による波長の小さな変更、より狭いスペクトル線幅の発光、消費電力の大幅な削減などの機能強化を実現しており、これは家庭用モニタリングやワイヤレス医療機器の開発に特に役立ちます。したがって、これらの傾向は市場の成長を促進すると予想されます。

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VCSEL 市場の成長要因

市場の成長を促進する複数のアプリケーションの中で顔認識および生体認証システムの需要が増加

生体認証セキュリティ システムと顔認識に対する需要の高まりが、市場の重要な推進力となっています。垂直共振器面発光レーザーは、顔や物体の包括的な 3D マップを生成するために使用される、正確でコヒーレントな光を生成する機能があるため、これらの高度なセキュリティ技術において重要なモジュールです。機密性とセキュリティへの懸念が企業部門と消費者部門の両方で徐々に顕著になるにつれて、正確で信頼性の高い生体認証システムに対する需要が増加し続けており、市場の成長を推進しています。さらに、セキュリティ侵害と個人情報の盗難は、顔認識および生体認証セキュリティ システムが堅牢なソリューションを求める主な懸念事項です。

抑制要因

市場の成長を抑制する InP ベースの VCSEL の導入コストの高さと普及率の低さ

垂直共振器面発光レーザーの製造は、リソグラフィー、ウェーハ接合、エピタキシャル成長などの複合製造プロセスが製造に含まれるため、従来の端面発光レーザーよりもコストが高くなる可能性があります。このコストの増加により、特に家庭用電化製品やデータ伝送などの出費が重要な用途では、導入が大幅に妨げられる可能性があります。さらに、InP ベースの VCSEL は、分散が低く、ファイバ損失が無視できるため、光通信を含むアプリケーションに一般的に選択されます。ただし、InP ベースの VCSEL は反射率が高く透過率が低いため、大型の DBR ミラーを製造することができません。有効キャビティ長は、閉じ込め係数と回転範囲を制限します。

VCSEL 市場セグメンテーション分析

タイプ別分析

データセンター アプリケーションへのマルチモード VCSEL の採用がセグメントの成長を促進

タイプに基づいて、市場はシングルモードとマルチモードに分類されます。

マルチモードセグメントは、2023 年に最大の市場シェアを獲得しました。データセンターにおけるより高いデータ伝送速度の需要により、短距離光インターコネクトで使用されるマルチモード VCSEL の採用が促進されています。マルチモード VCSEL は、比較的低い消費電力で高いデータ レートをサポートできるため、大規模なデータ処理環境に適しています。これらの VCSEL は、製造プロセスが単純であるため、一般にシングルモード対応品よりも製造コスト効率が高くなります。このコスト上の利点により、大量生産と低コストが重要なアプリケーションにとって、より魅力的なものになります。

シングルモードセグメントは、予測期間中に最も高い CAGR で成長すると予想されます。これらの VCSEL は、長距離にわたって高品質の信号を維持できるため、通信分野で広く採用されています。狭いスペクトル幅と低い発散を提供するため、分散が低減され、より信頼性の高い通信が保証されます。これらは、長距離にわたって信号の完全性を維持することが不可欠な光ファイバー通信において非常に重要です。これらのデバイスは、低遅延と高いデータ スループットが要求される 5G などの高速ネットワークで使用されます。したがって、これらの要因が半導体市場の成長を促進します。

波長分析による

ヘルスケア用途における近赤外線波長の需要の高まりが部門の成長を促進

波長に基づいて、市場は赤色、近赤外線、短波赤外線に分類されます。

近赤外線 (NIR) 波長セグメントは、2023 年に VCSEL 業界で最大の世界シェアを獲得しました。この成長は主に、ジェスチャーや顔認識、自動車の車内センシング、その他。さらに、NIR VCSEL は、非侵襲的診断手順のための医療機器での使用が増えています。これらは、血中酸素濃度、心拍数、その他のバイタルサインを監視する装置に使用されます。 NIR 光は皮膚や組織をより効果的に透過し、患者に不快感を与えることなく正確な測定を提供します。

赤色の波長セグメントは、予測期間中に最も高い CAGR で成長すると予想されます。赤色垂直共振器面発光レーザーは、ピコプロジェクターや拡張現実 (AR) ディスプレイで使用されています。鮮明で明るい赤色の光を生成する機能は、高品質の画像投影には不可欠です。これは、スマート グラス、ヘッドアップ ディスプレイ (HUD)、ポータブル プロジェクターなどのデバイスで特に重要です。さらに、レーザー プリンターやレーザー スキャナーでは、赤色垂直共振器面発光レーザーは、CD や DVD などの光学メディア上のデータの読み取りおよび書き込みに適しています。

材料分析による

いくつかの VCSEL アプリケーションでガリウムヒ素の採用が増加し、セグメントの成長を促進

材料に基づいて、市場は窒化ガリウムとガリウムヒ素に分類されます。

ガリウムヒ素 (GaAs) セグメントは、2023 年に最大の市場シェアを占めました。ガリウムヒ素にはダイレクトバンドギャップがあるため、特に赤外スペクトルでの発光効率が高くなります。これは、850 nm などの波長で動作することが多く、データ通信やセンシングのアプリケーションで広く使用されている VCSEL にとって非常に重要です。さらに、確立された半導体製造プロセスと互換性があり、高品質で信頼性の高い VCSEL の製造が可能になります。 GaAs を使用すると、垂直共振器面発光レーザーの性能に不可欠な高品質のエピタキシャル層の成長も促進されます。

窒化ガリウム (GaN) セグメントは、予測期間中に最高の CAGR で成長すると予想されます。その広いバンドギャップにより、スペクトルの青、紫、紫外領域の光の放射が可能になります。このため、GaN ベースの VCSEL は、高密度光ストレージ、ディスプレイ技術、生物学的センシングなど、短波長レーザーを必要とするアプリケーションに最適です。

アプリケーション分析による

データセンターにおける VCSEL の需要の急増により、データ通信セグメントの成長が促進されました

アプリケーションに基づいて、市場はデータ通信、3D センシング、LiDAR システム、産業用加熱およびレーザー印刷、赤外線照明などに分類されます。

データ通信アプリケーションは、2023 年に最大の市場シェアを保持しました。データセンターはインターネット インフラストラクチャの主要コンポーネントであり、コンピューティング、ストレージ、データ アクセス ポイントとして機能します。データセンターにおける VCSELS のニーズが高まっており、データ通信市場向けの VCSEL の開発が加速しています。 VCSELS は、高速データ転送、光インターコネクト、センシングなどのさまざまな目的のデータ通信に適用されます。消費電力が低く、データ速度が速く、サイズが小さいため、データセンター運用の典型となっています。データセンターにおける VCSELS の需要の増大には、いくつかの理由があります。主な原因の 1 つは、インターネットの発展と、データ ストレージと処理能力に対するニーズの増大です。

3D センシング アプリケーションは、予測期間中に最高の CAGR で成長すると予想されます。これらのアプリケーションは、ジェスチャ認識、顔認識、近接センシング、および 3D 深度センシングで広く使用されており、これらはすべて、スマートフォン、タブレット、ウェアラブルなどの現代の家庭用電化製品に不可欠な機能となっています。これらのデバイスの世界的な急速な普及により、垂直共振器面発光レーザーベースのセンサーの需要が大幅に高まりました。たとえば、

• 2024 年 4 月、Vertilas と TriEye は提携して 1.3 um VCSEL 駆動の SWIR センシング ソリューションを実証しました。この提携により、産業市場と消費者市場の両方に費用対効果の高いソリューションが提供されます。


• 2021 年 3 月、Lumentum Holdings Inc. は、革新的な自動車用 LiDAR、民生用の革新的な高出力 6 接合垂直共振器面発光レーザー アレイを発表しました。 、およびその他の 3D センシング アプリケーション。 これらのアプリケーションと革新的な機能により、より小型のフォーム ファクター デバイスからのより高い電力と効率のニーズが高まります。

エンドユーザー分析による

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家庭用電化製品における垂直共振器面発光レーザーの需要の高まりが市場の成長を促進

エンドユーザーに基づいて、市場は家庭用電化製品、自動車、産業、ヘルスケア、軍事および防衛などに分類されます。

2023 年には家庭用電化製品部門が最大の市場シェアを獲得しました。顔およびジェスチャ認識用の VCSEL をウェアラブルなどのデバイスに統合することが主に発展しました。 VCSEL に対する需要の増加は、電気機器の高度な特徴や機能に対する顧客の要望によって促進されており、両者の間に共生関係が生まれています。実業家が VCSEL テクノロジーをますます幅広い消費財に組み込むことで、顧客向けに強化された新しい機能がもたらされ、それによって需要と採用の好ましいサイクルがシミュレートされます。

自動車セグメントは、予測期間中に最高の CAGR で成長すると予想されます。自動車メーカーは、先進運転支援システムと LiDAR テクノロジーを徐々に自社車両に統合しています。 VCSEL は LiDAR システムの重要なコンポーネントであり、自動運転のためのリアルタイムの深さセンシングと精度を可能にします。車両のセキュリティと自律的な柔軟性の検出がますます重視されるようになり、VCSEL ベースの LiDAR ソリューションに対する需要は大幅に高まっています。

地域に関する情報

世界市場は、地理的に北米、ヨーロッパ、アジア太平洋、南米、中東とアフリカに分割されています。さらにいくつかの国に分かれています。

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2023 年にはアジア太平洋地域が市場を支配し、予測期間中に最高の CAGR が見込まれると予想されます。この成長は、中国、韓国、日本を含む主要経済国における大規模な家電製造業によるものと考えられます。中国はこの地域の主要家電メーカーの一つであり、次に韓国が便利な消費者向けアプリケーションの製造の主要国となっている。この地域には、Xiaomi、Samsung、OPPO など、すでにスマートフォンに VCSEL を搭載しているメーカーが強い存在感を示しています。  さらに、この地域は5G通信技術の導入を主導してきました。したがって、アジア太平洋地域は発展が進むため、最大の市場シェアを保持しています。

北米では、先進技術の近代化とデータ通信アプリケーションの増加により、予測期間中に大幅な CAGR が見込まれると予想されます。広範なワイヤレス接続とエンタープライズ モビリティの急増が、この地域の市場の成長につながります。 Lumentum Operations LLC、Coherent Corp.、Broadcom、MKS Instruments などの北米の大手企業は、VCSEL を多数の業界に提供しています。さらに、この地域の市場成長に主に貢献しているのは米国です。

ヨーロッパは、予測期間中に着実な成長を示すと予想されます。これは、エネルギーおよび電力プレゼンテーション用のデバイスの採用が増加していることと、VCSEL を利用する IT および通信機器の必要性によるものです。さらに、ドイツが最大の市場シェアを保持し、英国が欧州地域で最も成長している市場でした。したがって、この要因は世界の VCSEL 市場の成長を後押しします。

同様に、南米でも市場が大幅に成長しています。ブラジルではデータセンター開発への投資が増加し、新しいデータセンターの導入に貢献しました。データセンターは、垂直共振器面発光レーザー技術を使用して光リンクを改善し、高速データ伝送を実現します。 VCSEL は、低コストのマルチモード光ファイバー相互接続における一貫した主要コンポーネントです。この要因により、この地域で革新的なデータセンターを立ち上げる必要性が高まっています。さらに、中東およびアフリカ市場は、デジタル化への投資と政府資金の増加により、今後数年間で成長すると予測されています。

主要業界のプレーヤー

大手企業は市場での存在感を高めるためにパートナーシップと買収戦略を実行します

トップ企業は、世界的なプレゼンスを高めるために、正確なセクターに合わせた特化したソリューションを立ち上げています。彼らは戦略的にパートナーシップを構築し、地域企業を買収して、地域全体で実績を上げようとしています。彼らは、市場シェアを維持および加速するために、マーケティング計画と新しいソリューションの開発に重点を置いています。したがって、VCSEL に対するニーズの高まりにより、大手企業に収益性の高い見通しが生まれることが予想されます。

トップ VCSEL 企業のリスト:

• コヒレント社（米国）


• Lumentum Operations LLC (米国)


• ams OSRAM AG (オーストリア)


• TRUMPF (ドイツ)


• ブロードコム (米国)


• MKS インスツルメンツ (米国)


• サンテックホールディングス株式会社（日本）


• レオナルド エレクトロニクス US, Inc. (米国)


• Vertilas Gmbh (ドイツ)


• RP Photonics AG (スイス)

主要な業界の発展:

• 2024 年 1 月: ams OSRAM は、SPIE Photonics West Exhibition で照明とセンシングの限界を発表しました。この組織は、拡張現実（AR）ヘッドセットやその他のバッテリー駆動のプロセスに最適な、特に高密度の新しい近赤外線イメージ センサーや、バイタル サインのモニタリング用の効率的なフォトダイオードなど、革新的なテクノロジーを提供しています。


• 2024 年 1 月: Coherent Corp. は、産業用ロボット ビジョンおよび産業用アプリケーションにおける自動車セキュリティにおける中距離および短距離の LiDAR 向けの VCSEL ベースの照明モジュール プラットフォームを発表しました。産業用ロボットや自動車の先進運転支援システムでの深度センシングの採用が増えているため、最も危険な環境でも効率的かつ確実に動作する、柔軟でコンパクトなLiDARシステムの需要が高まっています。  


• 2023 年 2 月: コヒレント社は、800G データコム プラガブル トランシーバーおよび 100G PAM4 垂直共振器面発光レーザー光ケーブル用のフォトダイオード アレイの発売を発表しました。これらの高速データコム VCSEL は、最先端のテクノロジーを意味します。


• 2022 年 4 月: TRUMPF Photonic Components は、産業用および民生用アプリケーションにおける 3D センシングのポートフォリオを拡大するため、新しい革新的な VCSEL ソリューションを発売しました。最新の VCSEL ソリューションの導入により、レーザー、近接センシング、オートフォーカス アプリケーション、OLED ディスプレイ センシングなどの革新的な光学アプリケーションでより良い結果が得られます。


• 2021 年 10 月: 3D ソリューションのプロバイダーである Lumentum Holdings Inc. は、より高度なプレゼンテーションを実現する 3 接合垂直共振器面発光レーザー アレイを統合した、企業初の 10 W フラッドイルミネーター コンポーネントを発表しました。産業および顧客向けの 3D センシング アプリケーション。このアプリケーションは、赤外線カメラや飛行時間型センサーと簡単に組み合わせることができる、簡単に組み合わせられる業界標準のパッケージで、高出力で効率的な統合ソリューションをクライアントに提供します。

レポートの対象範囲

レポートは市場の詳細な分析を提供し、主要企業、製品/サービスの種類、製品の主要なアプリケーションなどの主要な側面に焦点を当てています。さらに、このレポートは市場動向に関する洞察を提供し、主要な業界の発展に焦点を当てています。上記の要因に加えて、レポートには、近年の市場の成長に貢献したいくつかの要因が含まれています。

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