半导体激光(Semiconductor laser)在1962年被成功激发,在1970年实现室温下连续输出。后来经过改良,开发出双异质接合型激光及条纹型构造的激光二极管(Laser diode)等,普遍的使用于光纤通信、光盘、激光打印机、激光扫描器、激光指示器(激光笔),是目前生产量最大的激光器。
根据固体的能带理论,半导体材料中电子的能级形成能带。高能量的为导带,低能量的为价带,两带被禁带分开。引入半导体的非平衡电子-空穴对复合时,把释放的能量以发光形式辐射出去,这就是载流子的复合发光。半导体激光产业慢慢的变成了整个激光产业的基石,而激光产业也慢慢的变成了人类社会生活不可分割的一部分。据统计,2019年全球激光器的销售额预计将维持6%的上涨的速度,达到146亿美元。其中半导体激光器的市场规模(包括直接的半导体激光器,也包括固体激光器与光纤激光器的泵浦源)约为68.8亿美元,占激光器整体市场的50%左右,年增长率约为15%[22]。以现有产业体系来看,整个行业最重要的包含材料、芯片、器件、模块、系统等几个应用节点,但无论是上游的材料和芯片产业还是中下游的器件、模块、系统产业无疑都是技术密集和资金密集型产业,需要大量的技术沉淀积累和巨额的资产金额的投入。经过数十年的发展,国外市场客户对产品的成本控制、器件性能的要求越来越全面,对产品的筛选也慢慢变得严格,近年来,受到这一些因素的影响,行业的发展出现了一些新的趋势。从应用角度来讲,半导体激光器产品正在从工业应用领域向消费应用领域扩展,其市场规模可能迎来爆发性的增长,但竞争也将进一步加剧。2018年苹果手机中采用Lumentum公司的垂直腔面发射激光器(VCSEL)作为传感光源是这一趋势的标志性事件。后者通过在消费电子产业的深耕,带动和引导了市场的发展趋势,利用创新的应用,在技术先进性不占优势的情况下,改变了与II-VI、Finisar等公司的竞争格局。从半导体激光器从业企业的角度看,其竞争态势与20世纪90年代的微电子行业有一定的类似之处。都经历了从中小型企业自由竞争,到通过合并重组产生的“巨无霸”型公司分割市场的竞争路线。如本来在产业界就占优势地位的Lumentum与Oclaro公司的合并以及II-VI与Finisar公司的重组,势必对产业内其他中小型企业的生存现状产生严重影响。近年来新形式的半导体激光器公司也获得了巨大发展,包括大型集成设计制造(IDM)公司,代工(Foundry)企业,无生产线(Fabless)公司等。IDM模式(垂直集成)公司,其实就是进行半导体激光器生产的应用系统公司,以半导体激光器产品为其核心竞争力,但并不以它为最终产品形态。以IPG光电子公司、相干激光公司(Coherent)等固体激光、光纤激光和激光加工公司为代表。他们大多通过并购或自行发展,在企业内部实现了从材料、芯片、器件、模块、系统的完整集成。最早实现“垂直集成”的IPG公司据此奠定了在光纤激光器领域的非常大的优势地位,尽管有多余的生产能力,但半导体激光器甚至不作为产品出售。Foundry企业主要是做外延和芯片工艺方面的工作。外延方面包括英国IQE、美国英特磊科技有限公司(IntelliEpi)、台湾省全新光电、日本的住友化学。其中IQE所占据的整个外延芯片市场占有率已达到60%,与VCSEL应用相对应的市场占有率已达到80%。芯片工艺方面,台湾省的稳懋、宏捷科、GCS环宇占整个芯片代工市场90%的市场占有率。这类公司具备强大的专项能力和成本控制水平,可以助力客户实现良好的成本和性能控制。半导体激光器
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