VCSEL（面発光レーザー）とは　iPhoneの顔認証とデータセンターの短距離通信の光源

VCSELは、ウエハーの面に対して垂直な方向にレーザー光を出す半導体の光源です。通信で長く使われてきたレーザーの多くは、チップを切り出した端の面から横向きに光を出します。VCSELは光の向きが違うため、作り方と使い道も変わります。

光を縦に往復させる

VCSELのチップの中では、薄い層を多く重ねた鏡が上下に1組あり、その間に光を生む層が挟まっています。光は上下の鏡の間を往復して強まり、上の面から外に出ます。材料には主にガリウムヒ素（GaAs）の基板を使います。

横から光を出すレーザーは、ウエハーを細長く切り出してからでないと光らせて検査できません。VCSELは、ウエハーの状態のまま1つずつ光らせて良品を選べます。1枚のウエハーに多数のチップを並べられ、2次元にたくさん並べた配列も作れます。この並べやすさが、顔認証のように多くの点の光を出す用途に向きます。

弱点は出力と距離です。出せる光の強さが比較的小さく、通信ではマルチモードと呼ぶ太い芯の光ファイバーと組み合わせます。このため通信では、ラックの中や隣のラックまでの短い距離に使います。

スマートフォンでの使い道

アップルは2017年12月13日、米国の製造業に投じる10億ドル以上の基金から、米フィニサーに3億9,000万ドルを出すと発表しました。フィニサーは、テキサス州シャーマンの約70万平方フィートの閉鎖した工場をVCSELの工場に作り替え、2018年後半に出荷を始める計画でした。500人を超える技術職の雇用を見込みました。

アップルの説明では、VCSELはiPhone Xの顔認証「Face ID」、表情を動かす「Animoji」、背景をぼかす自撮りに使われ、AirPodsでは耳に入れたかどうかを感じ取る近接センサーに使われます。フィニサーは2019年に米II-VIに買収され、II-VIは2022年に社名をコヒレントに改めました。

VCSELの主な用途

用途	役割	例
顔認証・3次元センサー	点の光を顔や物に当てて距離を測る	iPhoneのFace ID
近接センサー	物が近くにあるかを光の反射で知る	AirPods
短距離の光通信	光トランシーバーの光源	800G、1.6Tのマルチモード品

データセンター向けは1レーン200ギガビットへ

コヒレントは2025年4月1日、200ギガビットのVCSELと受光素子を使った1.6テラビットの光トランシーバー「1.6T-SR8」を展示会OFCで公開しました。200ギガビットの光を8本束ねる形で、VCSELと受光素子は自社製です。会社は、規格づくりが終わる前に、この速さのマルチモードの技術を見せたと説明しています。

コヒレントの2026年7〜9月期の売上は23億7,030万ドルで、光トランシーバーを含むデータセンター・通信部門が19億5,170万ドルでした。部門別の数字はありますが、VCSEL単体の売上は公表していません。

関連する用語

• EML：端の面から光を出すレーザーに、光の強弱をつける部品を一体にしたもの。数キロの距離に使う。
• 化合物半導体：ガリウムヒ素など2種類以上の元素でできた半導体。VCSELの材料。
• 光トランシーバー：電気と光を変換する差し込み式の部品。VCSELはその光源の1つ。

コヒレントは、10〜12月期の売上を25億5,000万〜27億5,000万ドルと予想しています。