华为即将加入, 3D Sensing 市场可期
自苹果手机 iPhone X 搭载 3D Sensing 摄像头引爆市场后, 国内各手机品牌在新推出的智能手机上也纷纷搭载 3D结构光组件.
最近, 最新发布的安卓手机小米8探索版中搭载了Mantis Vision编码结构光方案; OPPO的FIND X手机也采用3D结构光模组, 通过向人脸投射 15000 个光点, 建立毫米级精度的 3D 深度图, 并快速与用户信息进行比对. 同样, 华为预计今年下半年相关机型也将会搭载 3D Sensing.
据 Trend Force 预测, 未来几年 3D Sensing 市场规模将呈几何式增长, 到 2020 年 3D Sensing 市场规模可达到 108.49 亿美元 2023年 3D 传感的市场空间达到 180 亿美元, 2018 年-2023 年复合增速达到 44%. 其中, 3D Sensing 在智能手机市场上的渗透率不断提高, 3D Sensing 渗透率有望从 2017 年的 2.1%提高至 2020 年的 28.6%.
据 Deutsche Bank 统计, 2017 年搭载 3D Sensing 模组的智能手机 (仅有 iPhone) 数量为 3800 万台, 在智能手机上搭载率仅为 3%. 2018 年随着 3D Sensing 模组在 Android 手机上进行使用, 智能手机市场 3D Sensing 模组需求扩大. 据预测, 2020 年搭载 3D Sensing 模组的 iPhone 手机数量将达 4.4 亿台, 搭载 3D Sensing 的 Android 手机数量将达 4.65 亿台, 3D Sensing 在智能手机上搭载率将达到 38%.
可以说3D Sensing得以飞速发展, 幕后的功臣就是VCSEL, VCSEL (Vertical-cavity surface-emitting laser), 即垂直腔面发射激光器, 是集高输出功率和高转换效率和高质量光束等优点于一身, 相比于 LED 和边发射激光器 EEL, 在精确度, 小型化, 低功耗, 可靠性等角度全方面占优.
苹果积极布局 3D Sensing 领域
iPhone X 采用的 3D Sensing 核心元件包括点阵投影器 (Dot projector) , 接近传感器 (TOF) 和泛光照明 (Floodilluminator) 等.
在光学领域, 苹果始终保持行业领先地位. 当下热门的 3D 摄像头技术, 苹果早在 2010 年便展开布局. 如今, 苹果已收购多家相关技术领域的公司.
3D Sensing 供应链趋于完善
目前, 全球 3D Sensing 供应链趋于完善, VCSEL 设计厂商 Lumentum, II-VI , Finisar, AMS, VCSEL 外延片供应商 IQE, 全新光电以及台湾晶圆代工厂稳懋, 晶电等均纷纷布局 3D Sensing 领域.
VCSEL 设计环节: Lumentum, II-VI , Finisar, AMS
Lumentum是一家专业光学厂商, 产品主要应用于数据通信, 电信网络, 商用激光器以及消费电子领域的 3D 传感. 公司于 2017 年进入苹果公司 3D Sensing 供应链, 当年业绩突出, 于 2018 年 3 月收购 Oclaro 以促成技术创新, 加速产品发展, VCSEL 及 3D Sensing 产品将于 2019 年开始为公司业绩作 出重大贡献, 公司有望长期处于行业领先位置.
II-VI Incorporated 是全球领先的工业材料制造商, 其激光部门已推出了多款 VCSEL 产品, 且已被部分 VR 产品采用, 公司于 2017 年 8 月收购 6 寸晶圆厂Kaiam, 强化 VCSEL 方面竞争力, 拓展 6 英寸器件制造 能力, 公司将继续和 3D Sensing 客户合作, 扩大市场渗透率并且组建更广泛的产品组合, 实现包括汽车和工业市场在内的多元化销售终端市场.
Finisar是全球最大, 技术最先进的光通讯器件供应商, 在 VCSEL 制造技术和生产能力方面, 公司保持每年 1.5 亿件 VCSEL 出货量. 2017 年 12 月, 公司进入苹果公司 3D Sensing 供应链, 并且获得苹果公司 3.9 亿美元预付款用于支持研发和批量生产 VCSEL 激光器. 公司在德克萨斯州 Sherman 市开设工厂专门用于开发和生产 VCSEL 6 英寸晶圆, 并预计 2018 年下半年开始可以批量供应.
AMS 公司于 2017 年 7 月完成收购 Princeton 100%股权的交易, Princeton 致力于开发并供应高性能 VCSEL, 凭借此次收购, AMS 将能够为移动 3D 传感和成像, 汽车自动驾驶等未来增长市场, 设计并制造最完整最差异化的光学解决方案.
VCSEL外延片环节: IQE, 全新光电
IQE 公司是一家位于英国威尔士海港城市卡迪夫的硅晶圆公司. IQE 是 VCSEL 产品的市场和技术领导者, 具备能够实现光学互连的化合物半导体技术. 2013 年, IQE 与飞利浦签订磊晶片供应合约, 并共同开发终端市场应用的垂直腔面发射激光器 (VCSEL) 产品. 截至 2017 年中旬 IQE 在外延片市场份额上占比已达到 60%, 近期其法人代表更是向相关媒体透露公司在 VCSEL 晶圆市场占有约 80%的份额, 并且在终端市场供应几乎所有公司.
IQE公司生产的硅晶圆为3D传感器使用的 VCSEL所必须部分, 公司在 2017年传闻成为苹果公司新 iPhone VCSEL 激光器供应商之后在短期内股价暴涨大约 400%. 据外资分析师分析, 2019 年 IQE 的传感器业务仅来自苹果的营收就有希望达到 5000 万美元.
随着 VCSEL 技术的不断成熟和应用范围扩展, VCSEL 的市场需求不断扩大, IQE 公司通过了产能扩张计划. 2018 年 2 月, IQE 宣布公司将增加一条新的生产线来生产相关的 VCSEL 元件, 目前公司仍是苹果公司 iPhone 系列唯一的已知 VCSEL EPI 外延片供应商.
台湾厂商全新光电已积淀了将近 15 年的外延与芯片技术, 目前也已经送样 VCSEL 外延片至苹果公司, 虽然仍需等待苹果公司的产品审核, 但公司已将加入苹果 iPhone 系列手机和其他设备的VCSEL 3D 传感器供应链列为 2018 年公司主要业务目标之一. 一旦此次审核通过, 全新光电 有望成为苹果公司除 IQE 之外的第二家 VCSEL 外延片供应商. 有消息透露公司将于 2018 年第 2 第 3 季度开始生产 6 英寸 VCSEL 外延片.
VCSEL代工环节: 稳懋, 晶电
稳懋公司于 2017 年成功进入苹果公司 iPhone X 3D Sensing 供应链, 业绩也因此增长迅猛, 其余竞争者如若想进入手机 3D Sensing 市场需将 4 英寸设备改为 6 英寸设备, 短期不会对公司构成威胁. 公司今年将支出约 70 亿元新台币用于采购设备和添置生产线满足 客户下半年产能需求.
此外, 晶电近日分割半导体代工业务, 成立全权控股子公司 '晶成' , 后者将专注于 VCSEL 及 GaN on Si电力电子元件等半导体代工业务, VCSEL事业方面4英寸将以数据通讯为主, 6 英寸则锁定 3D Sensing. 公司目前已有能力出货 VCSEL 距离感测器, 用于 3D Sensing 的 VCSEL 技术已处于认证阶段, 有望于 2018 年第 4 季度拿下第一家 3D Sensing 代工客户, 公司将继续更改机台, 扩大 VCSEL 产能建置, 提升 25%的VCSEL产能.
据预估, 晶电将从第 2 季开始生产苹果 iPhone 使用的 VCSEL, 而 Android 的 VCSEL 产品将于下半年开始出货. 至于 VCSEL 的技术部分, 晶电已有能力出货 VCSEL 距离感测器, 但是用于 3D Sensing 的 VCSEL 技术仍在认证阶段. 据预计, 晶成最快将于本年第 4 季度拿下第一家非苹果 3D Sensing 代工客户, 并再未来 12 个月内实现获利.
长电科技正在开发iPhone用3D Sensing模组
据ETNews报道, 苹果明年推出的新一代iPhone将在后置三摄像头上添加3D Sensing技术. 从规格方面来看, 相比去年秋季推出的iPhone X在前置摄像头搭载3D Sensing技术, 有了进一步的发展. 前置可用来解锁, 后置可以提高增强显示 (AR) 体验. 相关的供应商也已显露端倪.
据6月3日业界消息, 中国长电科技 (JCET) 在韩国投资的子公司JSCK从今年初开始与苹果合作, 正在开发iPhone用后置三摄像头模组中间的3D Sensing模组. 整体的摄像头模组的组装是否由JSCK负责还未确定. 因为3D Sensing模组是核心, 此开发项目若成功的话, 也有可能会同时负责三摄像头模组的组装业务.
JSCK计划明年初结束相关模组开发, 到2019年二季度末3季度初时量产. 若能够满足苹果的所有要求事项, 将会与LG Innotek等现有的模组合作公司产生供应竞争. 业内称, JSCK向苹果提议, 若能够项目开发成功, 要求苹果分配30%的产量.
据悉, JSCK的前身是现代电子 (现SK海力士) 半导体组装事业部. 1998年, 分离为ChipPAC Korea后, 2004年被新加坡Stats公司收购, 更名为Stats ChipPAC. Stats ChipPAC在2015年卖给了中国JCET. 2015年在仁川国际机场自由贸易区内新设立的JSCK工厂法人主要负责应用于苹果的封装作业, 被称为 '苹果专用产线' .