3D感测将对半导体产业产生积极影响

iPhone X的原深感镜头是脸部识别功能Face ID的关键技术, 取代Touch ID成为手机解锁和移动支付的执行方式, 是新iPhone最热门的技术之一. 其实3D感测技术已经存在多年, 特别是在机器视觉等工业应用中, PC也已经使用3D感测, 而手机采用后未来需求将日益增加.

据Semi Engineering网站报导, 3D感测是透过时差测距(ToF)或结构光技术完成, ToF是将红外线光源透过光学装置散播至整个空间, 透过对光从物体反射时间的测量, 实现手势识别功能, 这项技术让用户可以非接触方式, 或使用遥控器等装置来控制设备.

空间的追踪技术可用于扩增实境(AR)的各种应用, 如iOS 11即包含扩增实境平台ARKit, 苹果表示ARKit使用视觉惯性测距(VIO)精确追踪周围世界, VIO将镜头感测器数据与CoreMotion数据结合, 让设备可以高精度感测房间内的移动方式, 而无需额外的校准工作.

意法半导体(ST)的FlightSense ToF产品花了8年时间开发, 至今已经出货1,500万台, FlightSense ToF是一个包括接近感测器, 环境光感测器和雷射红外光源的模组, 可以放在玻璃下面, 至今出货总额超过3亿美元, 客户来自15个不同OEM厂商80多款智能型手机. 意法半导体最新一代FlightSense为移动应用程式添加多对象检测和多阵列扫描, 为因应市场需求, 计划调高资本支出1.25亿~2亿美元.

另一种3D感测技术是结构光(Structured Light), 可将图案投影到物体上, 并且可以基于投影的变形来推断目标的深度. 奇景科技(Himax)在结构光模组产品线(SLiM)中开发基于晶圆级光学镜头(WLO)的结构光产品, 是提供给OEM厂商的一站式模组解决方案, 然而, 奇景于2018年初前并没有3D感测模组的大规模生产计划. 高通(Qualcomm)与奇景已经展开合作, 结合高通的Spectra电脑视觉技术与奇景的SLiM产品提供解决方案.

垂直共振腔面射型雷射(VCSEL)是3D感测解决方案的一部分, 传统上VCSEL阵列用于手势识别和光学感测, 低阶VCSEL用于光学滑鼠和雷射印表机. 高阶产品已被用于如微软Xbox Kinect这样的产品, 让消费者可以用手势来控制控制台, 微软技术供应商是Lumentum.

Lumentum的3D感测营收将从2017年第2季的500万美元, 跃升至第3季约2亿美元, 据传获得iPhone X采用, 虽然Lumentum拥有自己的晶圆厂, 但3D感测产品是来自晶圆代工厂.

3D感测供应链中的企业包括Lumentum, Finisar, 意法半导体, 奇景, Viavi, Jabil Optics, 南茂科技(ChipMOS), 精材科技(Xintec), 同欣电子以及台积电.

3D感测技术仍在持续发展, 例如美国新创Chirp Microsystems开发超低功耗超声波ToF解决方案, 针对穿戴式设备和连网智能家庭产品市场, Chirp的解决方案是基于ToF, 而不是结构光技术.

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