Tamanho do mercado VCSEL, análise de participação e indústria, por tipo (modo único e multimodo), por comprimento de onda (vermelho, infravermelho próximo e infravermelho de ondas curtas), por material (nitreto de gálio e arsenieto de gálio), por aplicação (comunicação de dados, detecção 3D, sistemas LiDAR, aquecimento industrial e impressão a laser, iluminações infravermelhas e outros), por usuário final (eletrônicos de consumo, automotivo, industrial, saúde, militar e defesa e outros) e previsão regional, 2024 – 2032

O tamanho do mercado global de VCSEL foi avaliado em US$ 2,20 bilhões em 2023. O mercado deverá crescer de US$ 2,59 bilhões em 2024 para US$ 11,47 bilhões até 2032, exibindo um CAGR de 20,4% durante o período de previsão.

Um laser emissor de superfície de cavidade vertical (VCSEL) é um diodo laser baseado em semicondutor que produz luz perpendicular à superfície do wafer fabricado, em vez de paralela, como nos lasers emissores de borda. Esses dispositivos podem ser implementados em pacotes menores de montagem em superfície do que os conservadores emissores de borda lasers semicondutores , que irradiam de superfícies projetadas pela clivagem do chip. Eles também podem aumentar a densidade do feixe de laser em um espaço menor do que os diodos laser convencionais do tipo borda. Além disso, esses dispositivos são utilizados em diversas aplicações, como comunicação óptica, sensoriamento e aplicações de imagem 3D, incluindo tecnologia de reconhecimento facial em smartphones, comunicação de dados e sistemas LiDAR em veículos autônomos.

A pandemia da COVID-19 teve um impacto significativo no mercado devido ao aumento na utilização de produtos eletrónicos de consumo, à medida que as pessoas passavam mais tempo em casa. Dispositivos, como smartphones, laptops e tablets, testemunharam um aumento na demanda, o que, por sua vez, impulsionou a demanda por lasers emissores de superfície de cavidade vertical usados ​​em detecção 3D, reconhecimento facial e recursos de realidade aumentada. Além disso, à medida que o trabalho remoto e as atividades online aumentaram, houve uma maior procura por centros de dados e redes de comunicação mais rápidas. O laser emissor de superfície de cavidade vertical, usado em sistemas de comunicação óptica, se beneficiou dessa tendência à medida que as empresas investem na atualização de sua infraestrutura.

Impacto generativo de IA

Aumento da demanda por IA generativa em aplicações de emissão de laser de superfície de cavidade vertical para impulsionar o crescimento do mercado

IA generativa os modelos exigem poder computacional substancial e processamento de dados em alta velocidade, levando a maiores investimentos em data centers. Os lasers emissores de superfície de cavidade vertical desempenham um papel crítico nas interconexões ópticas de alta velocidade dentro dos data centers, impulsionando assim a demanda por esses lasers para dar suporte às necessidades crescentes da infraestrutura orientada por IA. A IA generativa pode melhorar significativamente as tecnologias de detecção e imagem 3D, que são as principais aplicações do laser emissor de superfície de cavidade vertical. Portanto, a capacidade da IA ​​de otimizar e inovar nessas áreas leva a aplicações mais sofisticadas de laser emissor de superfície de cavidade vertical e a uma maior demanda do mercado.

Tendências de mercado VCSEL

Aumento na adoção de laser emissor de superfície de cavidade vertical em imagens médicas e aplicações biomédicas para impulsionar o crescimento do mercado

O laser emissor de superfície de cavidade vertical oferece inúmeras vantagens, como alta qualidade de feixe, controle preciso de comprimento de onda e tamanho compacto, tornando-os ideais para diversas aplicações biomédicas e médicas. À medida que o setor da saúde procura constantemente tecnologias de ponta para aumentar a precisão dos pacientes e do diagnóstico, a implementação de camadas nestas áreas deverá aumentar rapidamente. Esses lasers oferecem vantagens significativas para detecção biomédica e imagens médicas aplicações, principalmente em oximetria de pulso e tecidual. Convencionalmente, essas aplicações usaram LEDs em comprimentos de onda precisos para calcular a oxigenação do sangue. Por outro lado, essas camadas apresentam melhorias, como menores modificações de comprimento de onda com mudanças de temperatura, emissão de largura de linha espectral mais estreita e consumo de energia expressivamente reduzido, o que é especialmente útil para o desenvolvimento de monitoramento doméstico e dispositivos médicos sem fio. Portanto, espera-se que essas tendências impulsionem o crescimento do mercado.

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Fatores de crescimento do mercado VCSEL

Aumento da demanda por reconhecimento facial e sistemas biométricos entre diversas aplicações para impulsionar o crescimento do mercado

A crescente demanda por sistemas de segurança biométrica e reconhecimento facial é um impulsionador significativo do mercado. Os lasers emissores de superfície de cavidade vertical são módulos críticos nessas tecnologias avançadas de segurança devido à sua capacidade de produzir luz precisa e coerente, que é usada para gerar mapas 3D abrangentes de rostos e objetos. À medida que as preocupações com a confidencialidade e a segurança se tornam cada vez mais proeminentes nos setores empresarial e de consumo, a procura de informações precisas e fiáveis sistemas biométricos continua a aumentar, impulsionando o crescimento do mercado. Além disso, as violações de segurança e o roubo de identidade são as principais preocupações para as quais os sistemas de reconhecimento facial e de segurança biométrica oferecem soluções robustas.

FATORES DE RESTRIÇÃO

Maiores custos de implantação e baixa adoção de VCSELs baseados em InP para restringir o crescimento do mercado

A produção de laser emissor de superfície de cavidade vertical pode ser mais cara do que a de lasers conservadores de emissão de borda devido aos processos de fabricação de compostos envolvidos em sua fabricação, como litografia, ligação de wafer e crescimento epitaxial. A adopção pode ser consideravelmente dificultada por este aumento de custos, especialmente em aplicações onde as despesas são críticas, tais como produtos electrónicos de consumo e transmissão de dados. Além disso, devido à sua menor dispersão e perda insignificante de fibra, os VCSELs baseados em InP são comumente selecionados para aplicações que incluem comunicação óptica. No entanto, devido à sua alta refletividade e baixa penetração, os VCSELs baseados em InP são incapazes de produzir grandes espelhos DBR. O comprimento efetivo da cavidade restringe o fator de confinamento e a faixa de giro.

Análise de segmentação de mercado VCSEL

Análise por tipo

Adoção de VCSELs multimodo entre aplicativos de data center impulsionou o crescimento do segmento

Com base no tipo, o mercado é categorizado em monomodo e multimodo.

O segmento multimodo detinha a maior participação de mercado em 2023. A demanda por taxas de transmissão de dados mais altas em data centers está alimentando a adoção de VCSELs multimodo, que são usados ​​em interconexões ópticas de curto alcance. VCSELs multimodo são capazes de suportar altas taxas de dados com consumo de energia relativamente baixo, tornando-os adequados para ambientes de processamento de dados em grande escala. Esses VCSELs são geralmente mais econômicos de produzir do que seus equivalentes monomodo devido aos processos de fabricação mais simples. Esta vantagem de custo os torna mais atraentes para aplicações onde alto volume e baixo custo são críticos.

Espera-se que o segmento monomodo cresça no maior CAGR durante o período de previsão. Esses VCSELs são amplamente adotados em telecomunicações devido à sua capacidade de manter um sinal de alta qualidade em longas distâncias. Eles oferecem largura espectral estreita e menor divergência, o que reduz a dispersão e garante uma comunicação mais confiável. Estes são cruciais nas comunicações de fibra óptica, onde é essencial manter a integridade do sinal em longas distâncias. Esses dispositivos são usados ​​em redes de alta velocidade, como 5G, onde são necessárias baixa latência e alta taxa de transferência de dados. Assim, esses fatores impulsionam o crescimento do mercado de semicondutores .

Por análise de comprimento de onda

A crescente demanda por comprimento de onda do infravermelho próximo entre aplicações de saúde impulsionou o crescimento segmental

Com base no comprimento de onda, o mercado é categorizado em vermelho, infravermelho próximo e infravermelho de ondas curtas.

O segmento de comprimento de onda do infravermelho próximo (NIR) detinha a maior participação global da indústria VCSEL em 2023. O crescimento se deve principalmente à crescente adoção de smartphones para aplicações de detecção 3D, incluindo reconhecimento facial e de gestos, detecção automotiva na cabine, entre outros. Além disso, os VCSELs NIR são cada vez mais utilizados em dispositivos médicos para procedimentos de diagnóstico não invasivos. Eles são usados ​​em dispositivos para monitorar os níveis de oxigênio no sangue, frequência cardíaca e outros sinais vitais. A luz NIR pode penetrar na pele e nos tecidos de forma mais eficaz, proporcionando medições precisas sem desconforto ao paciente.

Espera-se que o segmento de comprimento de onda vermelho cresça no maior CAGR durante o período de previsão. Lasers emissores de superfície de cavidade vertical vermelha são usados ​​em projetores pico e Realidade Aumentada (AR) exibe. Sua capacidade de produzir uma luz vermelha nítida e brilhante é essencial para a projeção de imagens de alta qualidade. Isto é particularmente importante em dispositivos como óculos inteligentes, Heads-Up Displays (HUDs) e projetores portáteis. Além disso, em impressoras e scanners a laser, os lasers vermelhos emissores de superfície de cavidade vertical são adequados para leitura e gravação de dados em mídias ópticas, como CDs e DVDs.

Por análise de material

A crescente adoção de arsenieto de gálio em diversas aplicações VCSEL promoveu o crescimento do segmento

Com base no material, o mercado é categorizado em nitreto de gálio e arseneto de gálio.

O segmento de arsenieto de gálio (GaAs) detinha a maior participação de mercado em 2023. O arsenieto de gálio possui bandgap direto, o que o torna altamente eficiente na emissão de luz, especialmente no espectro infravermelho. Isto é crucial para VCSELs, que geralmente operam em comprimentos de onda, como 850 nm, e são amplamente utilizados em comunicação de dados e aplicações de detecção. Além disso, é compatível com processos de fabricação de semicondutores bem estabelecidos, permitindo a produção de VCSELs confiáveis ​​e de alta qualidade. O uso de GaAs também facilita o crescimento de camadas epitaxiais de alta qualidade, essenciais para o desempenho de lasers emissores de superfície de cavidade vertical.

O Nitreto de gálio (GaN) espera-se que o segmento cresça no maior CAGR durante o período de previsão. Seu amplo bandgap permite a emissão de luz nas regiões azul, violeta e ultravioleta do espectro. Isso torna os VCSELs baseados em GaN ideais para aplicações que exigem lasers de comprimento de onda curto, como armazenamento óptico de alta densidade, tecnologias de exibição e sensoriamento biológico.

Por análise de aplicação

O aumento na demanda por VCSELs em data centers impulsionou o crescimento do segmento de comunicação de dados

Com base na aplicação, o mercado é categorizado em comunicação de dados, detecção 3D, sistemas LiDAR, aquecimento industrial e impressão a laser, iluminações infravermelhas, entre outros.

Os aplicativos de comunicação de dados detinham a participação máxima de mercado em 2023. Os data centers são os principais componentes da infraestrutura da Internet, auxiliando como pontos de computação, armazenamento e acesso a dados. A necessidade de VCSELS em data centers está aumentando, alimentando o desenvolvimento do VCSEL para o mercado de comunicação de dados. Os VCSELS são aplicados na comunicação de dados para diversos fins, como transferência de dados em alta velocidade, interconexões ópticas e detecção. Eles têm menor consumo de energia, velocidades de dados mais rápidas e tamanho pequeno, o que os torna o epítome das operações de data center. Vários motivos contribuem para o aumento da demanda por VCSELS em data centers. Uma das principais causas é o desenvolvimento da Internet e a necessidade crescente de capacidade de armazenamento e processamento de dados.

Espera-se que as aplicações de detecção 3D cresçam no maior CAGR durante o período de previsão. Esses aplicativos são amplamente utilizados em reconhecimento de gestos, reconhecimento facial, detecção de proximidade e detecção de profundidade 3D, todos os quais se tornaram recursos vitais em eletrônicos de consumo modernos, como smartphones , tablets e wearables. A rápida adoção desses dispositivos em todo o mundo alimentou consideravelmente a demanda por sensores baseados em laser com emissão de superfície de cavidade vertical. Por exemplo,

• Em abril de 2024, Vertilas e TriEye fizeram parceria para demonstrar soluções de detecção SWIR de 1,3 um acionadas por VCSEL. A colaboração fornece soluções econômicas para os mercados industriais e de consumo.


• Em março de 2021, declarou inovadores conjuntos de laser emissores de superfície de cavidade vertical de seis junções e alta potência para LiDAR automotivo inovador, consumidor e outras aplicações de detecção 3D. As aplicações e funcionalidades inovadoras impulsionam a necessidade de maior potência e eficiência em dispositivos de formato menor.

Por análise do usuário final

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Aumento da demanda por lasers emissores de superfície de cavidade vertical em eletrônicos de consumo impulsionou o crescimento do mercado

Com base no usuário final, o mercado é categorizado em eletrônicos de consumo , automotivo, industrial, saúde, militar e defesa, entre outros.

O segmento de eletrônicos de consumo detinha a maior participação de mercado em 2023. A integração de VCSELs para reconhecimento facial e de gestos em dispositivos, como wearables, desenvolveu-se predominantemente. O aumento da demanda por VCSELs é impulsionado pelo desejo do cliente por recursos e funcionalidades sofisticadas em dispositivos elétricos, gerando uma relação simbiótica entre as duas partes. A incorporação da tecnologia VCSEL pelos industriais numa gama crescente de bens de consumo resulta em funcionalidades novas e melhoradas para os clientes, simulando assim um ciclo favorável de procura e adopção.

Espera-se que o segmento automotivo cresça no maior CAGR durante o período de previsão. Os fabricantes automóveis estão gradualmente a integrar sistemas avançados de assistência ao condutor e tecnologia LiDAR nos seus veículos. Os VCSELs são componentes importantes nos sistemas LiDAR, permitindo detecção de profundidade em tempo real e precisão para condução autônoma. Com a crescente ênfase na segurança dos veículos e na detecção da flexibilidade autônoma, a demanda por sistemas baseados em VCSEL LiDAR soluções é composta por uma escalada substancial.

INFORMAÇÕES REGIONAIS

O mercado global é segmentado geograficamente na América do Norte, Europa, Ásia-Pacífico, América do Sul e Oriente Médio e África. Eles são ainda divididos em países.

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A Ásia-Pacífico dominou o mercado em 2023 e deverá testemunhar o maior CAGR durante o período de previsão. O crescimento pode ser atribuído a uma grande indústria de fabricação de produtos eletrônicos de consumo nas principais economias, incluindo China, Coreia do Sul e Japão. A China é um dos principais fabricantes de eletrônicos de consumo na região, seguida pela Coreia do Sul, um país-chave na fabricação de aplicações de consumo convenientes. A região conta com forte presença de fabricantes como Xiaomi, Samsung, OPPO e outras que já executam VCSELs em seus smartphones.  Além disso, a região liderou a implementação da tecnologia de comunicação 5G. Portanto, a Ásia-Pacífico detém a maior participação de mercado devido ao crescente desenvolvimento da região.

Prevê-se que a América do Norte testemunhe um CAGR significativo durante o período de previsão devido às modernizações em tecnologias avançadas e ao aumento nas aplicações de comunicação de dados. Um aumento na extensa conectividade sem fio e na mobilidade empresarial leva ao crescimento do mercado na região. Empresas líderes na América do Norte, como Lumentum Operations LLC, Coherent Corp., Broadcom e MKS Instruments, fornecem VCSELs para vários setores. Além disso, os EUA são o principal contribuinte para o crescimento do mercado da região.

Prevê-se que a Europa apresente um crescimento constante durante o período de previsão. Isto se deve à crescente adoção de dispositivos para apresentações de energia e potência e à necessidade de TI e telecomunicação equipamento que explora VCSEL. Além disso, a Alemanha detinha a maior quota de mercado e o Reino Unido era o mercado com maior crescimento na região europeia. Assim, esse fator impulsiona o crescimento global do mercado VCSEL.

Da mesma forma, a América do Sul está testemunhando um crescimento significativo no mercado. O Brasil testemunhou um aumento nos investimentos no desenvolvimento de data centers, contribuindo para a introdução de novos data centers. Os data centers usam tecnologias de laser emissor de superfície de cavidade vertical para melhorar os links ópticos e obter transmissão de dados em alta velocidade. O VCSEL é um componente-chave consistente em interconexões de fibra óptica multimodo de baixo custo; este factor está a impulsionar a necessidade de lançar centros de dados inovadores na região. Além disso, prevê-se que o mercado do Médio Oriente e África cresça nos próximos anos devido à melhoria do investimento e do financiamento governamental para a digitalização.

PRINCIPAIS ATORES DA INDÚSTRIA

Empresas líderes implementam táticas de parceria e aquisição para aumentar sua presença no mercado

As principais empresas estão a lançar soluções especializadas feitas à medida para setores exatos para aumentar a sua presença global. Estão a criar taticamente parcerias e a adquirir empresas regionais para deixarem uma marca em todas as regiões. Eles se concentram em planos de marketing e no desenvolvimento de novas soluções para manter e acelerar sua participação no mercado. Assim, prevê-se a necessidade crescente de VCSELs para gerar perspectivas lucrativas para empresas líderes.

Lista das principais empresas VCSEL:

• Coerente Corp. (NÓS.)


• Lumentum Operações LLC (NÓS.)


• sou OSRAM AG (Áustria)


• TRUMPF (Alemanha)


• Broadcom (EUA)


• Instrumentos MKS (EUA)


• Santec Holdings Corporation (Japão)


• Leonardo Eletrônica EUA, Inc. (NÓS.)


• Vertilas GmbH (Alemanha)


• RP Photonics AG (Suíça)

PRINCIPAIS DESENVOLVIMENTOS DA INDÚSTRIA:

• Janeiro de 2024: ams OSRAM revelou os limites da iluminação e da detecção na exposição SPIE Photonics West. A organização fornece tecnologia inovadora, incluindo um novo sensor de imagem infravermelho próximo particularmente denso que é perfeito para fones de ouvido de Realidade Aumentada (AR) e outros processos movidos a bateria, bem como um fotodiodo eficiente para monitoramento de sinais vitais.


• Janeiro de 2024 : A Coherent Corp. introduziu uma plataforma de módulo de iluminação baseada em VCSEL para LiDAR de médio e curto alcance em visão robótica industrial e segurança automotiva em aplicações industriais. A crescente adoção da detecção de profundidade em robôs industriais e sistemas avançados de assistência ao motorista em automóveis estão acelerando a demanda por sistemas LiDAR flexíveis e compactos que funcionem de maneira eficiente e confiável, mesmo nos ambientes mais perigosos.  


• Fevereiro de 2023 anunciou o lançamento de matrizes de fotodiodos para transceptores conectáveis ​​de comunicação de dados 800G e cabos ópticos de laser com emissão de superfície de cavidade vertical 100G PAM4. Esses VCSELs de comunicação de dados de alta velocidade representam o que há de mais moderno em tecnologia.


• Abril de 2022 : A TRUMPF Photonic Components lançou novas soluções VCSEL inovadoras para expandir seu portfólio de detecção 3D em aplicações industriais e de consumo. A introdução das soluções VCSEL mais recentes leva a melhores resultados em aplicações ópticas inovadoras, como laser, detecção de proximidade, aplicações de foco automático ou detecção de display OLED.


• Outubro de 2021 : Lumentum Holdings Inc., fornecedora de soluções 3D, declarou um componente de iluminador de inundação de 10 W, o primeiro das empresas, que integra um conjunto de laser emissor de superfície de cavidade vertical de três junções de apresentação mais alta para aplicações de detecção 3D industriais e de clientes. O aplicativo oferece aos clientes uma solução integrada, eficiente e de alta potência em um pacote padrão da indústria facilmente combinável que pode ser facilmente combinado com câmeras infravermelhas e sensores de tempo de voo.

COBERTURA DO RELATÓRIO

O relatório fornece uma análise detalhada do mercado e concentra-se em aspectos-chave, como empresas líderes, tipos de produtos/serviços e principais aplicações do produto. Além disso, o relatório oferece insights sobre as tendências do mercado e destaca os principais desenvolvimentos do setor. Além dos fatores acima, o relatório abrange diversos fatores que contribuíram para o crescimento do mercado nos últimos anos.

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