3D 센싱, LiDAR 및 800G 데이터 센터 수요 증가에 힘입어 GaAs VCSEL 시장은 2034년까지 42억 달러 규모로 성장할 전망입니다.

 

전 세계 갈륨비소 VCSEL 시장은 2026년 16억 5천만 달러 규모로, 2026년부터 2034년까지 연평균 12.3%의 성장률을 기록하며 2034년에는 42억 달러에 이를 것으로 예상됩니다. 이러한 지속적인 성장은 스마트폰 FaceID 어레이, 자동차용 FMCW LiDAR 및 PAM4 광학 엔진의 수요 증가에 힘입은 것입니다.

InGaAs 양자 우물 위에 40개 이상의 DBR 미러(반사율 99.9%)를 적층하여 3-20µm의 양성자 주입 조리개를 통해 원형 가우시안 빔(M²<1.1)을 방출합니다. 산화물 밀폐형 설계는 25°C에서 20mW CW/100mW 펄스 출력을 달성하며, 눈에 안전한 Class1M 등급의 28Gbps NRZ/56Gbaud PAM4 변조 방식을 사용하여 AOC(Analytic Hierarchy Control)에 적합하고, ToF(Time of Flight) / ToF+intensity flood illum 을 위해 ±3° 발산각의 편광 고정 탑햇 프로파일을 제공합니다 .

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시장 정의 및 동향

원형 공진 레이저가 단거리 광자 통신(<2km MMF) 시장을 지배하며, iPhone 16 FaceID 에는 연간 20억 개의 940nm 어레이가 사용되고 Waymo Sienna에는 100kW VCSEL이 FMCW 스택으로 탑재됩니다. 핵심 동력으로는 IEEE 802.3df 800GBASE-SR8(VCSEL PAM4), SAE J2941/3 LiDAR 안전 규격, 그리고 Apple/Google AR 안경에 요구되는 1Mdots/s² 해상도가 있습니다.

Dynamics는 850nm에서 데이터 통신(QSFP-DD) 60%, 940nm에서 센싱 35%, 1310nm에서 단일 모드 5%의 램프 성능을 보여줍니다. SiC 기반 에피 택시 기술 은 기존 GaAs 대비 단위당 0.15달러의 비용 절감을 가져옵니다.

시장 동인

• 스마트폰 얼굴 인식 어레이(연간 25억 대) : TSMC CoWoS 는 구조광 DoF 용 7P5P VCSEL 다이 15억 개를 출하합니다 .
• 데이터 센터 400G→800G AOC : Broadcom Jericho3-AI x10k/스파인은 Lumentum 56Gbaud VCSEL을 활용합니다.
• 자동차용 1536채널 FMCW LiDAR : Luminar Iris 120°x30° 스택 100W GaAs VCSEL @1550nm.
• AR/VR 공간 컴퓨팅(Quest 4) : 메타 팬케이크 렌즈는 20kppi VCSEL 도트 프로젝터를 필요로 합니다.

시장 제약

• 에피택시 수율 상한선 85% (실리콘 기준 98%) : DBR 균열로 인해 6인치 웨이퍼의 양품률이 75%로 제한됩니다.
• 열 롤오버 >60°C : 20mW는 TEC 제외 시 10°C당 50% 성능 저하, BOM 30% 추가.
• GaAs 웨이퍼 800달러 vs Si 200달러 : 스미토모/ 에어워터의 독점으로 인한 규모 확장의 한계.

시장 기회

• CPO 통합 1.6T VCSEL 어레이 : AyarLabs TeraPHY 256ch x200Gbps/mm².
• 단일 광자 LiDAR VCSEL : 300m 자동차용 QTalz 1310nm SPAD 드라이버.
• 뉴로모픽 VCSEL 컴퓨팅 : NTT 10T 시냅스 광학 이징 머신.

경쟁 환경

Lumentum /II-VI(Coherent)는 Apple 품질 및 Nokia 7750 SR 광학 장치를 통해 45%의 성능을 발휘합니다. ams -OSRAM은 Continental DMS에서 강력한 성능을 보여줍니다.

주요 GaAs VCSEL 제조업체 목록

• 루멘텀 홀딩스 주식회사(미국)
• II-VI 주식회사(코히런트 주식회사)(미국)
• ams -OSRAM AG (오스트리아)
• TRUMPF 포토닉 컴포넌트(독일)
• 브로드컴 리미티드(싱가포르/미국)
• 레오나르도 일렉트로닉스(미국)
• MKS Instruments(미국)
• 산텍 주식회사(일본)
• 버틸라이트 (중국)
• 윈 반도체(대만)

유형별 세그먼트 분석

• 단일 모드 : 장거리 감지/통신 30%.
• 멀티모드 : 데이터 통신/3D 플러드 디스플레이 70%.

신청을 통해

• 소비자 가전제품 : 얼굴 인식 /근접 인식 45% .
• 데이터 센터 : AOC/송수신기 30%.
• 자동차 분야 : LiDAR/DMS 15%.
• 상업 및 산업 분야 : 7% ToF /재료.
• 의료 서비스 : 3% OCT/ 펄스산소 측정기 .

지역별 분석

북미 (35%, 15억 달러)는 Apple의 10억 개 FaceID 어레이, Microsoft Azure 800G AOC( Lumentum ), NVIDIA DGX H100 LiDAR 프로토타입 등을 통해 시장을 주도하고 있으며, CHIPS Act에 따라 390억 달러가 투입된 반도체 제조 시설에는 VCSEL 테스트 라인이 구축되어 있습니다.

유럽 (18%, 7억 5천만 달러): ASML DUV 리소그래피 계측 VCSEL, Continental AR-HUD 도트 프로젝터(TRUMPF), Nokia 7220 IXR2 400G( ams -OSRAM); Horizon Europe 10억 유로 규모의 포토닉스.

아시아 태평양 (40%, 17억 달러, 연평균 성장률 14%) TSMC CoWoS-PoP 25억 개 FaceID 칩, 화웨이 OptiXtrans 800G( Santec ), 삼성 갤럭시 S25 UWB(Win Semi), BOE AR 안경 1천만 개.

남미 (3%, 1억 2,500만 달러): Embraer 항공전자 HUD, Vivo/Honor 브라질 FaceID 현지화.

중동 및 아프리카 (4%, 1억 7천만 달러): 아람코 파이프라인 ToF , 두바이 엑스포 AR 설치, MTN 나이지리아 5G FWA 센싱.

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