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去年蘋果iPhone X搭載Face ID功能，掀起了產(chǎn)業(yè)對3D感測的高度關(guān)注，今年以來Android陣營廠商如華為、小米等預(yù)期將跟進。拓墣產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)計，至2020年全球智能手機3D感測模塊產(chǎn)值將達108.5億美元。

此前外媒報道，目前3D感測關(guān)鍵VCSEL器件供應(yīng)量仍不足，最快要到2019年，3D感測功能才有機會在Android智能手機上使用。市場研究機構(gòu)Yole Developpement的MEMS與成像技術(shù)研究主管Pierre Cambou表示，因為蘋果TrueDepth攝像頭技術(shù)設(shè)立了高門坎，他預(yù)測其他競爭對手可能需要一年以上的時間才能提供iPhone X媲美的3D感測技術(shù)。因此，現(xiàn)階段Android陣營主要選擇屏下指紋識別方案，如已發(fā)布的Vivo X20 Plus UD，以及將發(fā)布的小米7、魅族16、三星Note 9等。

盡管如此，預(yù)期Android陣營仍會跟進搭載3D感測模塊。

3D感測技術(shù)最關(guān)鍵也最具挑戰(zhàn)的部分，在于能夠進行精確的距離量測，而各家算法不同形成了專利壁壘，也讓每家3D感測模塊零組件產(chǎn)生些微差異。目前較常見的感測技術(shù)包括Stereo Vision、Structured Light及Time of Flight(ToF)。

3D感測技術(shù)供應(yīng)商陣營方面，除了蘋果陣營的Lumentum/II-VI外，在Android陣營中，解決方案較完整(有能力提供模塊)的供應(yīng)商實際上并不多，目前已出貨3D感測模塊給手機廠商的是Google陣營，由德國PMD設(shè)計IR CIS和英飛凌代工，關(guān)鍵的VCSEL由Princeton Optronics提供。另一個陣營是高通+Himax（奇景光電）方案，由高通提供解決方案和芯片設(shè)計，奇景提供WLO和DOE等光學(xué)器件。

來源：拓璞產(chǎn)業(yè)研究院

高通+Himax方案是當前較為成熟的Android 3D感測方案，Himax掌握方案核心算法和硬件設(shè)計制造能力，提供完全整合的結(jié)構(gòu)光模組（SLiM、Structured Light Module）3D感測整體解決方案。據(jù)海通電子報告，Himax參與了大部分元器件的設(shè)計、自制，包括自制DOE和WLO，設(shè)計ASIC、CIS、激光發(fā)射器IC，以及整個Tx模組的集成，其中ASIC中嵌入了高通的3D深度圖生成算法。同時，Himax還自主設(shè)計了AA設(shè)備應(yīng)用于Tx端組裝。預(yù)計18Q1末SLiM（結(jié)構(gòu)光）產(chǎn)能會達到2kk/月，主要由大陸手機品牌消化。除SLiM外，Himax當前為客戶提供的3D感測組件/方案包括WLO（for Apple）、高通+Himax SLiM(for安卓高端機）、雙目視覺方案（for 安卓低端機），WLO已經(jīng)量產(chǎn)。雙目視覺方案主要是應(yīng)用兩個攝像頭模擬3D視覺，用編碼光來增強圖像深度信息。Himax的雙目視覺3D感測方案主要目標客戶是中低端安卓機，定價不到10美金。

Himax是臺灣地區(qū)顯示驅(qū)動IC領(lǐng)域的領(lǐng)先廠商，2006年在美國上市以來不斷擴展新領(lǐng)域的研發(fā)，包括CMOS圖像傳感器、LCOS微型顯示器等，隨后與高通攜手進入3D感測，具有包括Rx端CIS尺寸僅僅是普通手機CIS模組的20%，超過33000個投射光斑、20~100cm范圍內(nèi)誤差率低于1%等優(yōu)點，可以說是當前Android陣營中最高質(zhì)量的3D感測 SLiM方案，一舉成為Android陣營的首選。除此之外，Himax在去年下半年已經(jīng)開始為蘋果供應(yīng)WLO產(chǎn)品，后續(xù)SLiM的爆發(fā)以及整個行業(yè)的快速發(fā)展也將帶動公司W(wǎng)LO產(chǎn)品迅速上量。

海通電子研報指出，Himax之所以有實力提供一整套解決方案、并參與大部分核心器件設(shè)計或制造，主要是基于其在NIR CMOS sensor領(lǐng)域的深厚積淀、WLO/DOE等器件領(lǐng)域的精密制造能力以及對激光發(fā)射器模塊的組裝和測試能力。Himax在3D感測領(lǐng)域積淀深厚，無論是方案成熟度、量產(chǎn)進度，還是核心算法、零組件、方案的設(shè)計，都位居Android陣營前列，后續(xù)有望充分暢享行業(yè)爆發(fā)的盛宴。

VCSEL主要供應(yīng)商由蘋果把持，Android陣營退而求其次

由iPhone與高通+Himax兩種方案的供應(yīng)鏈比較可以看出，3D感測的關(guān)鍵零組件VCSEL是目前ToF和Structured Light等技術(shù)常用的光源，邊緣發(fā)射激光器(Edge-Emitting Laser，EEL)是另一種方案，不過VCSEL擁有更佳光束質(zhì)量、較低光束發(fā)散度、能耗較低、模塊體積也更有優(yōu)勢。iPhone使用的是VCSEL，高通+Himax使用的是EEL。

來源：海通電子

VCSEL利用半導(dǎo)體制程生產(chǎn)，Apple陣營采用6英寸砷化鎵晶圓做切割，但目前業(yè)界能達到6英寸量產(chǎn)的廠商并不多；其他VCSEL供應(yīng)商目前能量產(chǎn)的多數(shù)為4英寸、少數(shù)為3英寸，使市場整體供需情況緊繃，也連帶影響非蘋陣營導(dǎo)入3D感測技術(shù)的速度。

此外，VCSEL主要供應(yīng)商Lumentum與蘋果間存在專利協(xié)議，使得Android陣營若欲在短期內(nèi)跟進只能舍VCSEL而擇EEL，然而EEL的光電轉(zhuǎn)換效率較差，且成本較高，這將使Android陣營的3D感測方案在效率與成本上仍難與蘋果匹敵。相對普通前置攝像頭，搭載3D感測模組將使成本增加20美元~25美元，華為、OPPO、vivo、小米等手機廠商都將其規(guī)劃在不追求量大高端機型上，只有成本大幅下降后，主流機型才有可能應(yīng)用，預(yù)計還需等到2019年。

來源：拓璞產(chǎn)業(yè)研究院

據(jù)拓璞產(chǎn)業(yè)研究院指出，保守估計2018年最多可能僅有兩家Android廠商跟進，包括華為及呼聲亦高的小米，但是生產(chǎn)數(shù)量都不會太多，所以蘋果仍將是手機3D感測的最大采用者。預(yù)計2018年全球搭載3D感測模塊的智能手機生產(chǎn)總量將達到1.97億支，其中iPhone就占了1.65億支。此外，2018年的3D感測模塊市場產(chǎn)值預(yù)估約為51.2億美元，其中由iPhone貢獻比重高達84.5%。

產(chǎn)能、良率、成本三大挑戰(zhàn)，聯(lián)發(fā)科、聯(lián)詠準備入局

在快速增長的市場需求面前，高通+Himax方案一方面產(chǎn)能不能遠遠不能滿足，另一方面3D感測模組的調(diào)試也是一個問題。年初據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈透露，有少數(shù)模組廠的3D攝像頭模組向高通送樣時隔一兩個月仍未收到調(diào)試完成的信號，模組廠商目前只好一邊等待，一邊不停地提高良率。由于高通的調(diào)試進度并不理想，量產(chǎn)進度恐怕有所拖延。

目前Android陣營3D感測模組主芯片基本由高通提供，在巨大的市場潛力面前，聯(lián)發(fā)科早已準備入局。據(jù)悉，聯(lián)發(fā)科也打算以APU供應(yīng)商的角色加入3D傳感戰(zhàn)場，打算以卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CNN)──類似于蘋果的神經(jīng)引擎──來支持生物識別。業(yè)內(nèi)人士表示，聯(lián)發(fā)科將會與奧比中光設(shè)計的3D攝像頭結(jié)合，在未來替小米提供CNN加速器。

在今年的MWC上，聯(lián)發(fā)科就展出了手機3D傳感攝像頭，而全新的P系列芯片平臺將支持奧比中光3D傳感攝像頭。2016年聯(lián)發(fā)科就入股奧比中光，其平臺參考設(shè)計與后者的3D傳感技術(shù)的完整適配。在全年iPhone X發(fā)布兩個月之后，奧比中光便將模組送樣至聯(lián)發(fā)科及國內(nèi)TOP 3的手機廠商，由此，奧比中光也成為我國第一個送樣手機前置3D攝像頭的廠商。

此外，臺灣地區(qū)另一大IC設(shè)計廠商聯(lián)詠也從奇景光電挖了幾名研發(fā)人員，都是當初Google Glass開發(fā)項目的核心團隊成員，可見聯(lián)詠在3D感測方面也有所動作。

高通+Himax、聯(lián)發(fā)科+奧比中光，以及后入局的聯(lián)詠，是否能使Android陣營3D感測技術(shù)更進一步，最終能否媲美iphone X？產(chǎn)業(yè)都拭目以待。