市場調査レポート
商品コード
1470872
垂直共振器面発光レーザー市場:タイプ,材質,波長,ダイサイズ,アプリケーション,エンドユーザー別-2024-2030年世界予測Vertical Cavity Surface Emitting Laser Market by Type (Multi-Mode VCSEL, Single-Mode VCSEL), Material (Gallium Arsenide, Gallium Nitride, Indium Phosphide), Wavelength, Die-Size, Application, End-User - Global Forecast 2024-2030 |
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垂直共振器面発光レーザー市場:タイプ,材質,波長,ダイサイズ,アプリケーション,エンドユーザー別-2024-2030年世界予測 |
出版日: 2024年04月17日
発行: 360iResearch
ページ情報: 英文 189 Pages
納期: 即日から翌営業日
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垂直共振器面発光レーザー市場規模は、2023年に27億9,000万米ドルと推定され、2024年には32億3,000万米ドルに達し、CAGR 18.20%で2030年には90億2,000万米ドルに達すると予測されています。
垂直共振器面発光レーザ(VCSEL)は、垂直共振器の上面からレーザ光を放出する半導体デバイスです。この技術は、従来の端面発光レーザー(EEL)に比べ、低コスト、高い出力効率、小型化、信頼性の向上などの利点を備えています。VCSELは、家電、光学記憶装置、ヘルスケア、自動車、航空宇宙など様々な産業で使用されており、自律走行車のLiDARシステムにも利用されています。VCSELの用途には、光ファイバー通信システム、スマートフォンやタブレットの虹彩認証などの家電用スキャンシステム、3Dプリンティング、生体認証センシング、レーザー投影ディスプレイなどがあります。しかし、VCSELのデータ伝送範囲は限られており、その製造をサポートする技術専門家の不足が製品の普及を妨げています。メーカー各社は、変化するエンドユーザーの需要に対応するため、より利用しやすい手順でVCSELの性能と品質を常に改善しています。ここ数年、大手半導体ベンダーは、新しいVCSEL製品と技術の開発に多額の投資を行っています。商業機関や政府機関でIoT技術が急速に採用される中、VCSELのニーズはさらに高まると予想されます。
主な市場の統計 | |
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基準年[2023] | 27億9,000万米ドル |
予測年[2024] | 32億3,000万米ドル |
予測年 [2030] | 90億2,000万米ドル |
CAGR(%) | 18.20% |
タイプ高出力を必要とする用途でマルチモード VCSELの採用が拡大
マルチモード VCSELは半導体レーザーダイオードの一種です。VCSELは、複数の誘導モードまたは経路を通して光を分散させるため、"マルチモード "と呼ばれています。これらのVCSELは、より広い空間光プロファイルを提供し、大きな出力を必要とするアプリケーションや超精密精度を必要としないアプリケーションに適しています。マルチモードVCSELは、ファイバー・チャネル・システム、照明、医療用センシングなどのアプリケーションで威力を発揮します。最大25Gbpsのデータレート伝送が可能な大容量は、多くの民生用電子機器やデータセンター・アプリケーションに好まれています。製造コストの面では、シングルモードVCSELは、光が単一の経路またはモードで伝搬することを可能にします。この伝搬特性により、レーザーは狭いスペクトル幅を持ち、高いコヒーレンスと低いビーム発散を実現します。その結果、シングルモードVCSELはより集光されたビームを提供し、高い精度と効率を実現します。通常の発光波長は650~1310nmで、シングルモードVCSELは、高解像度印刷、原子時計技術、精密センシング・アプリケーションなどのニッチ・アプリケーションで極めて有効です。シングルモードVCSELは、比類のない精度、管理しやすい電力要件、信頼性で主に高く評価されています。
材料可変色出力を必要とする用途での窒化ガリウム・ベースVCSELの使用増加
窒化ガリウム(GaAs)は、VCSELの製造に使用される主要材料のひとつです。GaAs半導体レーザーは、高エネルギー効率、高光変換率、高速応答で知られています。GaAs半導体レーザーは、その近赤外発光波長が光ファイバーの伝送窓とよく相関するため、通信産業で特に有用です。窒化ガリウムベースのVCSELは、市場で強力なパフォーマーとして台頭してきています。ガンは紫外線(UV)から緑色まで幅広い発光波長域を提供するため、LED照明やディスプレイのような可変色出力を必要とする用途に望ましい選択肢となります。リン化インジウム(InP)もVCSEL製造において重要な材料です。InPベースのVCSELは、低ノイズ動作と高速変調性能で認められています。さらに、放射線に対する耐性や動作温度の高さといった特性も備えており、宇宙や防衛用途に最適な選択肢となっています。
波長:長距離光通信システムで採用が進む近赤外波長ベースのVCSEL
近赤外波長を利用したVCSELは、特に光ファイバーネットワークなど、データ通信用として一般的です。これにより、短距離での高速データ伝送が可能になります。さらに、必要なエネルギーが低いため、熱分布を最小限に抑えることができ、周囲のデバイスの整合性を保つことができます。赤色光を発するVCSELは、波長650ナノメートルで動作します。このようなレーザーは、医療治療分野、特に光線力学的療法や低レベルレーザー治療において不可欠です。その表面的な浸透深度は、皮膚や表面付近の組織に焦点を当てた治療に最適です。さらに、その高い視認性とコヒーレントな照射により、光マウスやレーザープリンターなどの家電製品にも数多く使用されています。短波長赤外(SWIR)スペクトルで動作するVCSELは、その複雑な詳細を捉える能力により、ハイエンドの監視アプリケーション、物質選別、生物医学イメージングにおいて重要な役割を果たしています。様々な物質による光の吸収を変えることで、SWIRレーザは人間の目や他のスペクトル領域で動作するカメラでは見えない詳細な画像を提供します。
エンドユーザー:民生用電子機器における光通信用VCSELの新たなアプリケーション
リアルタイムの高速通信システムを可能にするVCSELは、航空宇宙と防衛の状況を一変させています。VCSELは、高精度の測定、センシング、ナビゲーション、ターゲティングを支援し、システム全体の効率を向上させる。VCSELは、安全性、効率性、快適性のニーズに応える自動車アプリケーションにおいて不可欠な役割を果たしています。ADAS(先進運転支援システム)にユビキタスなVCSELは、LiDAR、データ通信、車内センシングのアプリケーションに貢献し、半自律走行車や自律走行車を促進します。そのコンパクトなサイズ、エネルギー効率、コストパフォーマンスは、自動車メーカーにとって魅力的です。コンシューマー・エレクトロニクス分野では、VCSELはスマートフォン、タブレット、PC、および生体認証セキュリティ、3Dセンシング、データ通信、その他の機能に使用されるその他の機器に搭載されています。VCSELの普及は、高速性、安定した性能、電力効率などの利点によって加速しています。スマートデバイスやコネクテッドデバイスに対する消費者需要の高まりは、VCSELの利用を引き続き促進すると推定されます。ヘルスケアは、その精度と一貫性からVCSEL技術を採用しています。治療アプリケーション、手術、診断、医療器具の滅菌で見られ、これらのレーザは患者の転帰改善に役立っています。特に診断用の光コヒーレンストモグラフィ(OCT)では、VCSELの高速スキャン能力が不可欠となっています。産業用アプリケーションでは、VCSELのパワーを材料加工、センシング、計測に活用し、生産性を高め、運用コストを削減しています。VCSELは、過酷な産業環境で動作する能力とインダストリー4.0での可能性を考慮し、工場での採用が増加しています。しかし、その導入にはレーザー安全基準への注意と適切なトレーニングが求められます。IT・通信分野では、VCSELはデータセンターやFTTH(Fiber-to-the-Home)アーキテクチャを含む高速データ通信とネットワーキングを可能にするために不可欠です。高密度波長分割多重に対応できるVCSELは、その不可欠性を高めています。
アプリケーション驚異的なパワー密度と精密制御により、VCSELの可能性を産業用加熱に拡大
垂直共振器面発光レーザー(VCSEL)は、その高いデータレート伝送能力により、データ通信に大きな変革をもたらしました。より高速なイーサネット・リンク、データ・センター、ファイバー・チャンネル・アプリケーションへのVCSELの実装は、低消費電力と相まって優れた性能を提供するため、大きな期待が寄せられています。産業用加熱の分野では、VCSELはその驚異的なパワー密度と精密な制御により、多用途のツールとして役立っています。自動車、製造、エレクトロニクスなどさまざまな産業で、熱処理や精密溶接への利用が進んでいます。工業用加熱へのVCSELの導入により、効率が向上し、電力使用量が削減され、運用コストが最小化されました。VCSEL技術は、レーザー印刷の品質と速度を向上させました。VCSELは複数のビームを同時に放出するため、印刷時間を効果的に短縮し、高精細画像の空間解像度を高める。VCSELの高い波長安定性は、一貫した正確な印刷結果をもたらします。LiDAR技術は、より広い視野、より優れた解像度、低消費電力、長寿命に貢献するVCSELから大きな恩恵を受ける。VCSELは、LiDARシステムをよりコンパクトでコスト効率の高いものにすると期待されており、環境モニタリング、自律走行車、航空宇宙用途での利用拡大を促しています。VCSELは医療技術、特にパルスオキシメトリーにおいて大きな進歩を遂げました。その迅速な変調能力により、より正確な血中酸素濃度測定が可能になり、正確な診断とモニタリングが可能になります。さらに、VCSELは電流によって直接変調できるため、外部変調器が不要となり、システムの複雑さが軽減されます。センシング・アプリケーションでは、VCSELはセンサー・ベースの製品に大きな可能性を提供します。3Dセンシング、顔認識、ジェスチャー認識、生物学的センシングなどでの利用が急速に拡大しています。
ダイサイズ:光トラッキングやバイオメディカルイメージング用として、0.06~0.4mm2ダイサイズのVCSELの採用が増加しています。
地域別インサイト
南北アメリカのVCSEL市場は、複数の業界にサービスを提供する老舗企業の存在と、先端VCSELを開発するための絶え間ない研究イニシアティブによって発展しています。米国とカナダは、航空宇宙と自動車分野のVCSELs技術に投資しています。アジアにおけるVCSELsの成長は、日本、韓国、中国、インド、台湾などの地域で、民生用エレクトロニクス分野や自動車産業からの需要が高まっていることに起因しています。欧州では、医療機器や光センシング機能の生産が増加しており、VCSELの需要を牽引しています。欧州諸国の多くは、VCSELの先進的研究開発施設を設立しています。同地域の市場プレーヤーは、3Dセンシング、自動車、光通信など、さまざまな応用分野に適した製品を発表しています。
FPNVポジショニング・マトリックス
FPNVポジショニングマトリックスは、垂直共振器面発光レーザー市場の評価において極めて重要です。事業戦略と製品満足度に関連する主要指標を調査し、ベンダーの包括的な評価を提供します。この綿密な分析により、ユーザーは各自の要件に沿った十分な情報に基づいた意思決定を行うことができます。評価に基づき、ベンダーは成功の度合いが異なる4つの象限に分類されます:フォアフロント(F)、パスファインダー(P)、ニッチ(N)、バイタル(V)です。
市場シェア分析
市場シェア分析は、垂直共振器面発光レーザー市場におけるベンダーの現状について、洞察に満ちた詳細な調査を提供する包括的なツールです。全体的な収益、顧客基盤、その他の主要指標についてベンダーの貢献度を綿密に比較・分析することで、企業の業績や市場シェア争いの際に直面する課題について理解を深めることができます。さらに、この分析により、調査対象基準年に観察された累積、断片化の優位性、合併の特徴などの要因を含む、この分野の競合特性に関する貴重な考察が得られます。このような詳細レベルの拡大により、ベンダーはより多くの情報に基づいた意思決定を行い、市場で競争優位に立つための効果的な戦略を考案することができます。
1.市場の浸透度:主要企業が提供する市場に関する包括的な情報を提示しています。
2.市場の開拓度:有利な新興市場を深く掘り下げ、成熟市場セグメントにおける浸透度を分析しています。
3.市場の多様化:新製品の発売、未開拓の地域、最近の開発、投資に関する詳細な情報を提供します。
4.競合の評価と情報:市場シェア、戦略、製品、認証、規制状況、特許状況、主要企業の製造能力について徹底的な評価を行います。
5.製品開発およびイノベーション:将来の技術、研究開発活動、画期的な製品開発に関する知的洞察を提供します。
1.垂直共振器面発光レーザー市場の市場規模および予測は?
2.垂直共振器面発光レーザー市場の予測期間中に投資を検討すべき製品、セグメント、用途、分野は何か?
3.垂直共振器面発光レーザー市場の技術動向と規制枠組みは?
4.垂直共振器面発光レーザー市場における主要ベンダーの市場シェアは?
5.垂直共振器面発光レーザー市場への参入に適した形態や戦略的手段は?
[189 Pages Report] The Vertical Cavity Surface Emitting Laser Market size was estimated at USD 2.79 billion in 2023 and expected to reach USD 3.23 billion in 2024, at a CAGR 18.20% to reach USD 9.02 billion by 2030.
Vertical-cavity surface-emitting lasers (VCSELs) are semiconductor devices that emit laser light through the top surface of a vertical cavity. The technology offers advantages such as lower cost, higher power efficiency, smaller form factor, and increased reliability compared to conventional edge-emitting lasers (EEL). VCSELs are used in various industries, including consumer electronics, optical storage, healthcare, automotive, and aerospace, and are also utilized for LiDAR systems for autonomous vehicles. Applications for VCSELs include fiber optic communications systems, scanning systems for consumer electronics such as iris recognition on smartphones and tablets, 3D printing, biometric sensing, and laser projection displays, among others. However, the limited data transmission range of VCSELs and the shortage of technical professionals to support their production has impeded product penetration. Manufacturers are constantly improving the performance and quality of VCSELs with more accessible procedures to keep up with the changing end-user demands. Over the past few years, major semiconductor vendors have invested heavily in developing new VCSEL products and technologies. With the rapid adoption of IoT technologies across commercial and government institutes, the need for VCSELs is expected to rise further.
KEY MARKET STATISTICS | |
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Base Year [2023] | USD 2.79 billion |
Estimated Year [2024] | USD 3.23 billion |
Forecast Year [2030] | USD 9.02 billion |
CAGR (%) | 18.20% |
Type: Growing adoption of multi-mode VCSEL for applications requiring significant power output
A multi-mode vertical cavity surface emitting laser (VCSEL) is a type of semiconductor laser diode. It disperses light through multiple guided modes or paths, thus the term "multi-mode." These VCSELs provide a broader spatial light profile, making them suitable for applications requiring significant power output or not requiring ultra-precise accuracy. Multi-mode VCSELs thrive in applications such as fiber channel systems, illumination, and medical sensing. Their high capacity for data rate transmission up to 25Gbps is preferred by many consumer electronics and data center applications. In terms of manufacturing costs, single-mode VCSELs enable light to propagate in a singular pathway or mode. This propagating characteristic allows the laser to have a narrow spectral width, offering high coherence and low beam divergence. Resultantly, Single-mode VCSELs deliver a more focused beam of light, granting them a high degree of precision and efficiency. With a usual emission wavelength ranging from 650 to 1310 nm, Single-mode VCSELs are exceptionally effective in niche applications such as high-resolution printing, atomic clock technology, and precise sensing applications. They are primarily appreciated for their unparalleled accuracy, manageable power requirements, and reliability.
Material: Rising usage of gallium nitride-based VCSELs for applications requiring variable color outputs
Gallium arsenide (GaAs) is one of the primary materials used in the production of VCSELs. GaAs semiconductor lasers are known for their high-energy efficiency, high light conversion rate, and high-speed response. They are particularly useful in the telecommunications industry due to their near-infrared emission wavelengths correlating well with the transmission windows of optical fibers. Gallium nitride-based VCSELs are emerging as strong performers in the market. Gan offers a broad emission wavelength range, from ultraviolet (UV) to green, making it a desirable choice for applications requiring variable color outputs, such as LED lights and displays. Indium phosphide (InP) is another material of primary importance in VCSEL fabrication. InP-based VCSELs are recognized for low noise operation and high-speed modulation performance. Additionally, they possess properties such as greater resistance to radiation and higher operating temperatures that make them an optimal choice for space and defense applications.
Wavelength: Increasing adoption of near-infrared wavelengths based VCSEL for long-distance optical communications systems
VCSELs utilizing near-infrared wavelengths are particularly common for data communication, notably in fiber optic networks. It allows high data transmission speeds over short distances. Moreover, their lower energy requirements render them efficient in minimizing heat distribution, thereby maintaining the integrity of surrounding devices. VCSELs emitting red light operate around wavelengths of 650 nanometers. Such lasers are indispensable in medical therapeutic areas, notably in photodynamic therapy and low-level laser therapy. Their superficial penetration depths make them optimal for treatments focusing on skin and near-surface tissues. Furthermore, they are copiously used in consumer electronics for optical mice and laser printers due to their high visibility and coherent illumination. VCSELs operating in the shortwave infrared (SWIR) spectrum play a critical role in high-end surveillance applications, material sorting, and biomedical imaging due to their ability to capture intricate details. By differing light absorption by varying materials, SWIR lasers provide detailed images that are not visible to the human eye or cameras operating in other spectral ranges.
End-User: Emerging application of VCSELs in consumer electronics for optical communication
Enabling real-time, high-speed communication systems, VCSELs are transforming the landscape in aerospace & defense. They assist in high-precision measurements, sensing, navigation, and targeting, improving overall system efficiency. VCSELs play an indispensable role in automotive applications, serving safety, efficiency, and comfort needs. Ubiquitous in advanced driver assistance systems (ADAS), VCSELs contribute to LiDAR, data communication, and interior sensing applications, promoting semi-autonomous and autonomous vehicles. Their compact size, energy efficiency, and cost-effectiveness make them attractive for automotive manufacturers. Within the consumer electronics space, VCSELs are found in smartphones, tablets, PCs, and other devices used for biometric security, 3D sensing, data communication, and other functions. Their widespread adoption has been spurred by advantages such as high speed, consistent performance, and power efficiency. The climb in consumer demand for smart and connected devices is estimated to continue propelling VCSEL usage. Healthcare has embraced VCSEL technology for its precision and consistency. Found in therapeutic applications, surgery, diagnostics, and medical instrument sterilization, these lasers help improve patient outcomes. Especially in optical coherence tomography (OCT) for diagnostics, VCSELs' high-speed scanning abilities make them indispensable. Industrial applications harness the power of VCSELs for material processing, sensing, and measurement, enhancing productivity and reducing operational costs. Given their ability to work in harsh industrial environments and their potential in Industry 4.0, VCSELs are increasingly adopted in factories. However, their deployment demands attention to laser safety standards and appropriate training. In the IT & telecom sector, VCSELs are crucial for enabling high-speed data communication and networking, including data centers and fiber-to-the-home (FTTH) architectures. Their capacity to handle dense wavelength division multiplexing boosts their indispensability.
Application: Expanding the potential of VCSEL for industrial heating due to their incredible power density and precise control
Vertical cavity surface emitting lasers (VCSELs) have significantly revolutionized data communication due to their high data rate transmission capacity. Expectations are profound in the implementation of VCSELs for faster Ethernet links, data centers, and fiber channel applications offering superior performance coupled with lower power consumption. In the industrial heating sphere, VCSELs serve as versatile tools due to their incredible power density and precise control. They are increasingly being utilized for heat processing and precision welding in various industries such as automotive, manufacturing, and electronics. Their incorporation in industrial heating has improved efficiency, reduced power usage, and minimized operational costs. VCSEL technology has improved the quality and speed of laser printing. VCSELs emit multiple beams simultaneously, thus effectively reducing printing time and enhancing spatial resolution for high-definition images. The high wavelength stability of VCSELs is conducive to consistent and accurate printing results. LiDAR technology benefits greatly from VCSELs as they contribute to a wider field of view, better resolution, lower power consumption, and a longer lifespan. VCSELs are expected to make LiDAR systems more compact and cost-effective, prompting their increased usage for environmental monitoring, autonomous vehicles, and aerospace applications. VCSELs have made significant strides in medical technology, particularly in pulse oximetry. Their rapid modulation capabilities provide more precise blood oxygen level measurements, enabling accurate diagnostics and monitoring. Furthermore, VCSELs can be modulated directly by current, eliminating the need for an external modulator and thus reducing system complexity. In sensing applications, VCSELs provide immense opportunities for sensor-based products. Their use in 3D sensing, facial recognition, gesture recognition, or biological sensing is rapidly gaining momentum.
Die-Size: Increasing adoption of 0.06 - 0.4 mm2 die-size VCSELs for optical tracking and biomedical imaging
Regional Insights
The Americas VCSELs market is advancing driven by the presence of well-established market players serving multiple industries and constant reserach initiatives for developing advanced VCSELs. The U.S. and Canada are investing in VSCELs technologies for their aerospace and automotive sectors. The growth of VCSELs in Asia is attributed to the fueling demand from the consumer electronics sector and automotive industry in areas such as Japan, South Korea, China, India, and Taiwan. Increasing production of medical devices and optical sensing capabilities drive demand for VCSELs across Europe. Many of the countries in Europe have established advanced research and development facilities for VCSELs. Market players in the region have introduced that are better suited for different application areas such as 3D sensing, automotive, and optical communication.
FPNV Positioning Matrix
The FPNV Positioning Matrix is pivotal in evaluating the Vertical Cavity Surface Emitting Laser Market. It offers a comprehensive assessment of vendors, examining key metrics related to Business Strategy and Product Satisfaction. This in-depth analysis empowers users to make well-informed decisions aligned with their requirements. Based on the evaluation, the vendors are then categorized into four distinct quadrants representing varying levels of success: Forefront (F), Pathfinder (P), Niche (N), or Vital (V).
Market Share Analysis
The Market Share Analysis is a comprehensive tool that provides an insightful and in-depth examination of the current state of vendors in the Vertical Cavity Surface Emitting Laser Market. By meticulously comparing and analyzing vendor contributions in terms of overall revenue, customer base, and other key metrics, we can offer companies a greater understanding of their performance and the challenges they face when competing for market share. Additionally, this analysis provides valuable insights into the competitive nature of the sector, including factors such as accumulation, fragmentation dominance, and amalgamation traits observed over the base year period studied. With this expanded level of detail, vendors can make more informed decisions and devise effective strategies to gain a competitive edge in the market.
Key Company Profiles
The report delves into recent significant developments in the Vertical Cavity Surface Emitting Laser Market, highlighting leading vendors and their innovative profiles. These include Agiltron Inc., Alight Technologies ApS, Broadcom Inc., FLIR Systems Inc., Hamamatsu Photonics K.K., II-VI Incorporated by Coherent Corp., Inneos LLC, IQE PLC, Konica Minolta Sensing Americas Inc., Kyoto Semiconductor Co., Ltd., Laser 2000 SAS, Leonardo S.p.A., Lumentum Operations LLC, Octlight ApS, Ophir Optronics Solutions Ltd., Optilab, Ricoh Company, Ltd., Roithner Lasertechnik GmbH, RPMC Lasers, Inc., Sacher Lasertechnik GmbH, Santec Corporation, Shenzhen Optico Communication Co.,Ltd., Stanley Electric Co., Ltd., Thorlabs, Inc., TRUMPF SE + Co. KG, TT Electronics PLC, Vertilas GmbH, Vertilite Inc., Vixar Inc. by OSRAM Licht AG, and Wurth Elektronik GmbH & Co. KG.
Market Segmentation & Coverage
1. Market Penetration: It presents comprehensive information on the market provided by key players.
2. Market Development: It delves deep into lucrative emerging markets and analyzes the penetration across mature market segments.
3. Market Diversification: It provides detailed information on new product launches, untapped geographic regions, recent developments, and investments.
4. Competitive Assessment & Intelligence: It conducts an exhaustive assessment of market shares, strategies, products, certifications, regulatory approvals, patent landscape, and manufacturing capabilities of the leading players.
5. Product Development & Innovation: It offers intelligent insights on future technologies, R&D activities, and breakthrough product developments.
1. What is the market size and forecast of the Vertical Cavity Surface Emitting Laser Market?
2. Which products, segments, applications, and areas should one consider investing in over the forecast period in the Vertical Cavity Surface Emitting Laser Market?
3. What are the technology trends and regulatory frameworks in the Vertical Cavity Surface Emitting Laser Market?
4. What is the market share of the leading vendors in the Vertical Cavity Surface Emitting Laser Market?
5. Which modes and strategic moves are suitable for entering the Vertical Cavity Surface Emitting Laser Market?