데이터 통신용 VCSEL 시장 규모, 점유율 및 동향 분석 보고서: 유형별(단일 모드, 다중 모드), 재질별(질산갈륨, 비소갈륨, 인듐인화물, 기타) 및 지역별(북미, 유럽, 아시아 태평양, 중동 및 아프리카, 라틴 아메리카) 예측, 2022-2030

시장 동향

데이터 통신용 글로벌 VCSEL 시장 동인

데이터 센터에서 VCSEL 수요 증가

VCSEL(수직 공진 표면 방출 레이저)이라는 특수 레이저 다이오드는 전송 속도와 효율성을 향상시켜 광섬유 통신에 혁명을 일으킬 잠재력을 가지고 있습니다. VCSEL은 850나노미터(nm)와 1300나노미터(nm)에서 에너지를 방출합니다. 이 파장은 스펙트럼의 근적외선(IR) 영역의 전자기파에 해당합니다. VCSEL은 신뢰성이 높고 생산 비용이 저렴하기 때문에 근거리 및 단거리 데이터 통신 네트워크의 표준 기술로 에지 방출 레이저를 대체하고 있습니다. 데이터 센터는 일반적으로 850nm 파장을 방출하는 VCSEL을 사용하며, 특히 네트워크를 통해 전송되는 데이터의 양이 많은 경우에 더욱 그렇습니다.

대기업들이 데이터 센터를 정기적으로 구축함에 따라 VCSEL 기술에 대한 수요가 증가하고 있습니다.

데이터 통신을 활용한 전력 운영 효율성 향상

데이터 통신 인프라는 핵심 역량을 강화하고 VCSEL 기술의 새로운 시장 전망을 열어줄 수 있는 강력한 전략적 자산으로 발전했습니다. 현재의 통신 기능을 확장하고 데이터 통신을 전략적으로 개발하면 전력 회사는 신뢰성을 높이고 운영 비용을 절감하며 운영 효율성을 극대화하고 새로운 수익원을 창출할 수 있습니다. 데이터 통신과 통신을 효과적으로 활용하면 전력 회사는 전력망 현대화, 정전 관리, 보안, 고급 계량, 지도 작성 및 측량, 모바일 인력 관리, 고객 및 공급업체 관계 관리 등 오늘날 중요한 여러 문제를 더욱 성공적으로 해결할 수 있습니다. 또한 성공적인 데이터 통신 이니셔티브를 위해서는 기술적 전문성, 최첨단 VCSEL 기술, 그리고 검증된 성공 전략이 필요합니다. 이러한 측면들은 데이터 통신에 사용되는 VCSEL의 시장 확대를 촉진할 것입니다.

데이터 통신용 글로벌 VCSEL 시장 제약 요인

장비 제조업체 간 표준화 부족

데이터 통신용 VCSEL 시장은 장비 제조업체 간 표준화 부족으로 인해 잠재력만큼 빠르게 성장하지 못할 수 있습니다. 설계 및 사용 측면에서 표준화가 부족한 것은 많은 전자 기기 및 장비가 직면한 주요 과제 중 하나입니다. 현재 시장에는 다양한 공급업체별 데이터 통신 프로토콜이 존재합니다. 이로 인해 기존 데이터베이스에서 불일치 문제가 발생하는 경우가 많습니다. 통신 업계에서는 다양한 통신 프로토콜을 사용하고 있으며, 이러한 프로토콜 대부분을 지원하는 통신 모듈을 제공하는 회사는 소수에 불과합니다.

결과적으로, 다양한 산업 분야는 필요에 따라 서로 다른 프로토콜로 전환하는 데 어려움을 겪을 수 있습니다.

데이터 통신용 글로벌 VCSEL 시장 기회

무선 연결 수요 급증

무선 기술에 대한 수요가 급증함에 따라 데이터 통신용 VCSEL 시장은 새로운 성장 잠재력을 경험하고 있습니다. 수많은 기업들이 무선 통신 기술, 특히 셀룰러 기술의 발전을 활용하여 전 세계적으로 자산을 추적하고 있습니다. 이러한 기술은 많은 응용 분야에서 효율적인 글로벌 통신을 가능하게 합니다. 무선 장치를 사용하면 프로세스 및 인프라 응용 분야에서 접근할 수 없었던 원거리 스테이션 및 현장 장비에서 데이터를 더 쉽게 기록할 수 있습니다.

무선 네트워크는 열악한 환경에서도 M2M 통신을 지원하기 위해 빠르고 효율적으로 설치할 수 있기 때문에 산업계에서 인기가 높습니다. 이러한 요소들은 특히 고도로 산업화된 지역에서 데이터 통신용 VCSEL 시장의 확장에 기여했습니다. 이러한 요인들로 인해 향후 데이터 통신용 VCSEL 시장은 수익성 있는 성장을 보일 것으로 예상됩니다.

지역 분석

북미, 세계 시장 주도

전 세계 데이터 통신용 VCSEL 시장은 북미, 유럽, 아시아 태평양, LAMEA(라틴 아메리카, 중동 및 아프리카)의 네 지역으로 나뉩니다.

북미는 전 세계 데이터 통신용 VCSEL 시장에서 가장 큰 점유율을 차지하고 있으며, 예측 기간 동안 연평균 12.8%의 성장률을 보일 것으로 예상됩니다. 북미 시장의 수익성 있는 성장을 이끄는 주요 요인으로는 VCSEL의 저렴한 가격, 광전자 장치 성능 향상, 480~1300nm의 파장 범위 등이 있습니다. 새로운 데이터 전송 기술의 등장과 예측 기간 동안의 빠른 확산으로 인해 VCSEL 사용량이 크게 증가할 것으로 예상됩니다. II-VI는 소비자 가전 분야에서 증가하는 광 고화질 멀티미디어 인터페이스(광 HDMI) 케이블 수요를 충족하기 위해 2020년 1월 30일 수직 통합형 150mm 갈륨비소(GaAs) 기술 플랫폼 기반의 새로운 고속 수직 공진 표면 방출 레이저(VCSEL)를 출시했습니다. 유럽은 예측 기간 동안 연평균 13.90% 성장하여 1억 6,089만 달러의 시장을 창출할 것으로 예상됩니다. 데이터 센터 내 단거리 연결을 위한 데이터 통신 분야에서 VCSEL에 대한 수요가 증가함에 따라 유럽의 VCSEL 시장은 예측 기간 동안 높은 성장률을 보일 것으로 전망됩니다. 장파장 및 고용량 통신을 위해 이러한 적외선 레이저를 사용하여 도시를 연결하는 것은 이전에는 시도된 적이 없습니다. 필립스 포토닉스는 데이터 통신 및 기타 응용 분야(VIDaP)를 위한 VCSEL 기술 솔루션 개발을 진행하고 있으며, 조명, 데이터 통신 및 전력 응용 분야용 VCSEL 파일럿 라인 프로젝트가 완료되었다고 밝혔습니다. 아시아 태평양 지역은 일본, 중국, 인도와 같은 개발도상국의 기술 발전과 통신 산업 성장으로 인해 VCSEL 시장에서 상당한 비중을 차지하고 있습니다. 아시아 태평양 지역의 1인당 소득 증가와 자동차 산업의 경제성 향상으로 인해 향후 VCSEL 시장은 큰 변화를 겪을 것으로 예상됩니다. VCSEL은 소형화, 저전력 소비, 뛰어난 신뢰성 및 저렴한 생산 비용 등의 장점으로 인해 다양한 응용 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 라틴 아메리카, 중동 및 아프리카(LAMEA) 지역의 데이터 통신용 VCSEL 시장 점유율은 전 세계 VCSEL 시장 점유율에 비해 상대적으로 낮습니다. 그러나 통신 산업의 기술 발전은 LAMEA 지역의 VCSEL 시장 성장을 견인하는 요인입니다. IMS Mobile의 LAMEA 지역 연구에 따르면, 라틴 아메리카 국가들의 인터넷 연결률은 전체 인구의 56.1%에 달하며, 칠레와 같은 국가에서는 71%로 그 비율이 더욱 높아지고 있는 것으로 나타났습니다.

세분화 분석

전 세계 데이터 통신용 VCSEL 시장은 유형 및 재질별로 세분화됩니다.

유형별로는 전 세계 데이터 통신용 VCSEL 시장은 단일 모드와 다중 모드로 나뉩니다.

다중 모드 부문은 시장에서 가장 큰 비중을 차지하며 예측 기간 동안 연평균 14.7%의 성장률을 보일 것으로 예상됩니다. 다중 모드 VCSEL은 최대 25GB/s의 데이터 전송 속도를 지원하는 고성능 및 신뢰성이 높은 저전기적 기생 소자입니다. 이 VCSEL은 여러 개의 횡방향 모드와 하나의 종방향 모드에서 작동하며, 발산각이 낮은 원형 대칭 빔을 방출하여 50/125μm 및 62.5/125μm 다중 모드 광섬유에 효율적으로 결합될 수 있습니다.

이 850nm VCSEL은 100G SR4 광 모듈, 25G SFP28 모듈, 25G 및 100G 능동 광 케이블(AOC)과 같은 단거리 다중 모드 광섬유 응용 분야에 사용됩니다.

시중에 판매되는 대부분의 VCSEL은 850nm에서 작동하며 초고속 데이터 전송을 위한 엄격한 요구 사항을 충족하도록 제작됩니다. 데이터 통신용 VCSEL 시장은 더 높은 데이터 전송 속도에 대한 수요 증가로 인해 발전 전망이 밝습니다. 수직 공진 표면 방출 레이저(VCSEL)와 다중 모드 광섬유는 지난 10년간 이 시장의 놀라운 성장에 중요한 역할을 해왔습니다.

2000년경 단일 모드 VCSEL이 처음 출시되었으며, 이후 주로 광 마우스 및 기타 광 안내 응용 분야에 사용되었습니다. 원자 시계 제조에도 단일 모드 VCSEL이 사용됩니다.

다중 모드 VCSEL의 인코딩 대역폭 제한 문제를 해결하기 위한 효과적인 솔루션으로 단일 모드 또는 소수 모드 VCSEL을 사용하는 것이 있습니다. 차세대 데이터 전송 애플리케이션은 매우 높은 전송 비트율을 요구할 것으로 예상됩니다. 따라서 850nm에서의 색 분산을 줄이는 것이 매우 중요합니다. 이러한 요구 사항은 단일 모드 VCSEL을 통해 충족될 수 있으며, 다중 모드 광섬유의 범위를 확장할 수 있습니다. 결과적으로 현재 데이터 전송과 관련된 애플리케이션에서는 단일 모드 VCSEL이 주로 사용되고 있습니다.

재료별로,전 세계 데이터 통신용 VCSEL 시장은 질화갈륨, 비소갈륨, 인화인듐 및 기타로 구분됩니다.

비소갈륨은 가장 큰 비중을 차지하며 예측 기간 동안 연평균 13.6%의 성장률을 보일 것으로 예상됩니다.

단결정 박막 태양전지와 다중 접합 태양전지에서 갈륨비소(GaAs)는 고가의 고효율 태양전지에 필수적인 반도체 소재입니다. 광통신 및 제어 시스템에 사용되는 발광 다이오드(LED)도 갈륨비소를 사용하여 만들어집니다. 갈륨비소는 가장 큰 장점인 빠른 반응 속도 덕분에 다른 소재에 비해 수요가 증가하고 있습니다. 갈륨비소는 실리콘보다 약 5배 빠르게 전자를 전도합니다. 회로 소자를 만들기 위해 불순물을 도핑하기 전에도 갈륨비소는 높은 전류 임피던스를 가지고 있습니다. 이러한 특성들은 향후 데이터 통신 시장에서 VCSEL의 성장 가능성을 높일 것으로 예상됩니다.

실리콘 소자에 비해 동일한 저항값과 항복 전압에서 더 작은 소자를 제작할 수 있는 능력 덕분에 질화갈륨(GaN)은 실리콘 기반 트랜지스터를 대체할 고성능 소재로 부상했습니다.

최근 GaN 기반 수직 공진 표면 방출 레이저(VCSEL)가 많은 주목을 받고 있습니다. VCSEL은 어레이 구성 능력, 낮은 문턱 전류, 고주파 동작 특성 덕분에 광 저장 장치, 디스플레이, 레이저 프린터, 광 통신, 프로젝터, 고체 조명, 바이오센서 등 다양한 분야에 응용될 수 있습니다.