VCSEL（Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser 垂直腔面发射激光器）

一句话定义

在 GaAs 衬底上垂直方向出光的半导体激光器——区别于 InP 衬底侧面出光的边发射激光器（DFB / EML）。多模 850nm 主流，是数据中心机柜内 / AOC 短距互联 / 消费电子（手机面部识别、激光雷达）的关键光源。AI 数通转向单模 800G/1.6T 后 VCSEL 在数通主线相对边缘化，但 800G AOC 与机柜内 GPU 互联仍依赖 VCSEL。

一、技术原理与对比

flowchart LR
    subgraph EEL["边发射激光器（EEL）<br>━━━━━━━<br>含 DFB / EML"]
        direction TB
        E1[InP 衬底]
        E2[腐蚀解理出激光腔]
        E3[侧面出光<br>椭圆光斑]
    end
    subgraph VCSEL_struct["VCSEL"]
        direction TB
        V1[GaAs 衬底]
        V2[多层 DBR 反射镜]
        V3[垂直方向出光<br>圆形光斑]
    end
    style VCSEL_struct fill:#fef3c7,stroke:#d97706,stroke-width:2px;

关键特征

维度	VCSEL	EEL（DFB / EML）
衬底材料	GaAs（更便宜）	InP（更贵）
出光方向	垂直	侧面
波长	850nm（多模）	1310/1550nm（单模）
光斑	圆形对称	椭圆
光纤匹配	多模光纤	单模光纤
传输距离	短（数十-数百米）	中长距
量产规模	单 wafer 数千颗	单台机几千颗
典型应用	短距 SR / AOC / 消费电子	DR/FR/LR/ZR

二、应用代际

graph LR
    A25G/通道<br>VCSEL<br>100G SR4:::done --> B[50G/通道<br>200G SR4 / 400G SR8]:::done
    B --> C[100G/通道<br>800G SR8 / AOC]:::active
    C --> D200G/通道<br>1.6T 多模？<br>难度上升:::future
    classDef done fill:#dcfce7,stroke:#16a34a;
    classDef active fill:#fef3c7,stroke:#d97706,stroke-width:3px;
    classDef future fill:#fde2e2,stroke:#dc2626;

速率	主流场景	VCSEL 角色
100G SR4（25G×4）	数据中心短距	标准
200G SR4（50G×4） / 400G SR8	数据中心短距	主流
800G SR8 / AOC（100G×8）	AI 集群短距 + AOC	当前主战场
1.6T+	多模难度上升，单模 EML/SiPh 替代	份额承压

三、A 股玩家

公司	卡位	关键证据
长光华芯	A 股 VCSEL 重点玩家	中信证券路演纪要：覆盖 EML/CW/VCSEL；25 年 VCSEL 及光通讯芯片营收 4119 万 +1037%
仕佳光子	多产品线	国产光芯片扩产名单
源杰科技	不主攻 VCSEL	主营 DFB / CW / EML

海外巨头

公司	卡位
Lumentum	VCSEL + 消费类（含 iPhone 面部识别）大客户
Broadcom（前 Avago）	数通短距 VCSEL 主力
II-VI / Coherent	VCSEL 全栈

四、关键投研议题

议题 1：VCSEL 在 800G AOC 仍有重要场景

AI 集群机柜内 GPU-NIC、NIC-Switch 短距互联使用 800G AOC（AOC (有源光缆)）。AOC 内部仍以 VCSEL 为主流光源，VCSEL 在 GPU 集群网络中保留一席之地。

议题 2：1.6T+ 单模化趋势对 VCSEL 形成挤压

随着 1.6T 单模 EML/SiPh 方案成本下降、铜缆退化，VCSEL 在数通主线的份额可能进一步下降。1.6T 多模 VCSEL 工艺难度跃升，成为代际突破的关键节点。

议题 3：VCSEL 是消费电子第二曲线

VCSEL 在 iPhone 面部识别（Lumentum 核心产品）、车载激光雷达（长光华芯部分布局）、3D 摄像头有大量需求。消费类 VCSEL 与数通 VCSEL 工艺有共通性，可降本协同。

五、跟踪指标

长光华芯 VCSEL 季度营收 — 800G AOC 拉动信号
800G AOC 出货量占总光模块比 — VCSEL 主战场广度
NV NVL72 内部互连方案选型 — Scale-up 是否给 VCSEL 留有效场景
iPhone / 车载激光雷达 VCSEL 出货 — 消费第二曲线

六、相关页面

相邻概念

DFB · EML · AOC (有源光缆) · Scale-up 光互连

涉及公司

长光华芯 · 仕佳光子 · Lumentum · 博通

涉及环节

上游_VCSEL · 上游_DFB · 中游_光模块 · 下游_云厂商数通

七、来源

长光华芯_机构研报_行业召回 #5 #6 — 中信证券路演纪要 + 天风证券点评
长光华芯_2025_年报_摘要 — VCSEL 及光通讯芯片营收 4119 万 +1037%