什么是半导体激光芯片
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让我们先从“激光器”说起，大家更熟知的是激光表演、激光美容（激光祛痣、飞秒治疗近视等）等，而这些常见的应用，都依托于激光器。
激光器构成示意图（图片来源于网络）
根据增益介质的不同，激光器可以分为气体激光器、固体激光器、液体激光器和半导体激光器。
半导体激光芯片是采用半导体芯片制造工艺，以电激励源方式，以半导体材料为增益介质，将注入电流的电能激发，从而实现谐振放大选模输出激光，实现电光转换。它可以是固体激光器和光纤激光器的泵浦源，也可以制作直接半导体激光器。
半导体激光芯片根据谐振腔制造工艺的不同分为边发射激光芯片 （EEL：Edge Emitting Lasers）和面发射激光芯片（VCSEL：Vertical Cavity Surface Emitting Laser）两种。
EEL是在芯片的两侧镀光学膜形成谐振腔，沿平行于衬底表面发射激光，而VCSEL激光芯片是在芯片的上下两面镀光学膜，形成谐振腔，由于光学谐振腔与衬底垂直，能够实现垂直于芯片表面发射激光。
VCSEL有低阈值电流、稳定单波长工作、可高频调制、容易二维集成、没有腔面阈值损伤、制造成本低等优点，但输出功率及电光效率较边发射激光芯片低。[1]
现在大多数汽车前后都部署了激光雷达，利用激光的高频特性对汽车周围环境进行大量、高速的位置及速度信息测量，形成3D建模，帮助汽车识别障碍。VCSEL是激光雷达的核心元器件，且具有低成本、可规模化、高可靠性等优势。
半导体激光芯片市场分析
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2021-2028年中国半导体激光芯片市场规模（数据来源：大象研究院）
半导体激光器产业链
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（1）半导体激光芯片产业链图谱
半导体激光芯片的主要原材料通常是特殊的半导体材料，这些材料能够在电流的作用下发出光。最常用的材料包括砷化镓（GaAs）、磷化铟（InP）和氮化镓（GaN）。半导体激光芯片制造涉及的设备包括外延生长设备、光刻设备、刻蚀设备、CVD/PVD薄膜沉积设备、CMP抛光设备、离子注入设备、测试设备、切割和封装设备等。
随着智能化发展，智能设备、消费电子、新能源等领域对半导体激光器的需求不断增长，医疗健康等新兴领域持续扩张，半导体激光器应用领域在不断扩大，直接半导体激光器（半导体不作为泵浦源应用于其他激光器中）市场规模快速增长。2023年中国直接半导体激光器市场规模为45.49亿美元，预计2028年市场规模将升至90.11亿美元。
激光技术在精细化制造、智能制造等领域的应用比许多传统制造技术更具有成本效益，因此得以迅速普及，未来将进一步对传统工业制造业技术的存量市场进行替代和优化升级。2022年中国激光设备市场销售收入为832亿元，随着经济的全面复苏，激光加工设备需求将持续好转，预计2025年国内激光加工设备市场规模将突破千亿大关。[2]
半导体激光芯片应用领域
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（1）激光雷达与3D传感
3D 传感是一种借助激光的深度感测技术，可增强摄像机对物体的立体识别功能，从而在获得物体深度信息的基础上实现人脸识别、自动驾驶、AR/VR、安防照明等应用。激光雷达是无人驾驶的关键技术，是一种集激光、全球定位系统和惯性测量装置三种技术于一身的系统，用于获得数据并生成精确的DEM（数字高程模型）。
（4）生物医学
在医学领域，激光技术已经渗透到基础和临床的许多学科和专业之中，并对医学的发展起着重大的促进作用。特别是近年来，激光医学在国内取得了长足的发展，利用激光对生物组织的作用机制在医学上的应用十分广泛。[3]
（图片来源：长光华芯官网）
[1]长光华芯招股说明书https://static.sse.com.cn/stock/information/c/202106/ef8b408d2bb54bd7916dd92fd5d21c82.pdf
[2]《半导体行业——半导体激光芯片行业研究报告》
https://mp.weixin.qq.com/s/ysA09f5s3JlXZcn1LVdm5g
[3]长光华芯官网
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