半导体激光器的应用

半导体激光器又称激光二极管，是用半导体材料作为工作物质的激光器。半导体二极管激光器是最实用最重要的一类激光器。它体积小、寿命长，并可采用简单的注入电流的方式来泵浦，其工作电压和电流与集成电路兼容，因而可与之单片集成。并且还可以用高达GHz的频率直接进行电流调制以获得高速调制的激光输出。

由于这些优点，半导体二极管激光器在激光通信、光存储、光陀螺、激光打印、测距以及雷达等方面得到了广泛的应用。

由于物质结构上的差异，不同种类产生激光的具体过程比较特殊。常用工作物质有砷化镓(GaAs)、硫化镉(CdS)、磷化铟(InP)、硫化锌(ZnS)等。激励方式有电注入、电子束激励和光泵浦三种形式。 半导体激光器件，可分为同质结、单异质结、双异质结等几种。

全球半导体激光器市场规模

2020年，全球半导体激光器市场规模约为159亿元。预计2020-2025年，全球半导体激光器市场将继续以9.6%左右的年均复合增速快速增长，到2025年市场规模将达到251亿元以上。

半导体激光器是固体激光器、光纤激光器核心元器件，其性能直接决定终端激光设备的质量。随着激光器应用领域的拓展，市场对于激光功率的要求逐步提升，半导体激光元器件厂商与激光器厂商对于高功率激光器的研发需求进一步扩大。

伴随自动驾驶汽车技术的发展，车载激光雷达受到高度重视。以激光雷达、DMS 为代表的智能驾驶和智能座舱传感器快速成长，成为激光器应用的潜力市场。

据全球市场研究与战略咨询公司Yole Développement发布的《2021年汽车与工业领域激光雷达应用报告》，报告显示，法雷奥排名第一，占比 28%;RoboSense占比10%，排名第二;Luminar、Livox、电装、大陆、Cepton五家厂商以7%占有率，并列第三;紧随其后的是Innoviz、Ibeo、华为、禾赛科技、Innovusion(图达通)、Velodyne等占有率均为3%。

中国半导体激光器件行业发展前景

在软件和算法落后的背景下，大部分整车厂商倾向于选择激光雷达+高精度地图作为 L3 自动驾驶的解决方案。华为、大疆、Lumina 等厂商推动高线束激光雷达过车规的同时大幅降低成本至1000美元以内，推动了高线束激光雷达的前装量产上车。

预计 2021 年将是车载激光雷达前装量产的元年，到 2025 年我国高线束激光雷达前装市场规模将超百亿，长期看激光雷达千亿市场可期。

技术上，VCSEL 光源凭借其光线聚焦效率高、测试成本低、集成难度低等优势在激光雷达发射模组、DMS 探测中正逐步替代EEL 成为主流激光元器件。随着高功率半导体激光元器件国产替代进程加快，国产厂商迎来发展良机。

据中国产业信息网统计，截至2020年底，中国乘用车智能驾驶功能渗透率在5年间从11%增加到52%。而据国际数据公司IDC近日发布的报告称，到2024年，全球智能汽车年出货量将达到约7,620万辆。

激光雷达作为高级自动驾驶安全必不可少的核心感知部件，是汽车智能化发展进一步深化的关键零部件。

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