華為即將加入, 3D Sensing 市場可期
自蘋果手機 iPhone X 搭載 3D Sensing 攝像頭引爆市場後, 國內各手機品牌在新推出的智能手機上也紛紛搭載 3D結構光組件.
最近, 最新發布的安卓手機小米8探索版中搭載了Mantis Vision編碼結構光方案; OPPO的FIND X手機也採用3D結構光模組, 通過向人臉投射 15000 個光點, 建立毫米級精度的 3D 深度圖, 並快速與用戶資訊進行比對. 同樣, 華為預計今年下半年相關機型也將會搭載 3D Sensing.
據 Trend Force 預測, 未來幾年 3D Sensing 市場規模將呈幾何式增長, 到 2020 年 3D Sensing 市場規模可達到 108.49 億美元 2023年 3D 感測的市場空間達到 180 億美元, 2018 年-2023 年複合增速達到 44%. 其中, 3D Sensing 在智能手機市場上的滲透率不斷提高, 3D Sensing 滲透率有望從 2017 年的 2.1%提高至 2020 年的 28.6%.
據 Deutsche Bank 統計, 2017 年搭載 3D Sensing 模組的智能手機 (僅有 iPhone) 數量為 3800 萬台, 在智能手機上搭載率僅為 3%. 2018 年隨著 3D Sensing 模組在 Android 手機上進行使用, 智能手機市場 3D Sensing 模組需求擴大. 據預測, 2020 年搭載 3D Sensing 模組的 iPhone 手機數量將達 4.4 億台, 搭載 3D Sensing 的 Android 手機數量將達 4.65 億台, 3D Sensing 在智能手機上搭載率將達到 38%.
可以說3D Sensing得以飛速發展, 幕後的功臣就是VCSEL, VCSEL (Vertical-cavity surface-emitting laser), 即垂直腔面發射雷射器, 是集高輸出功率和高轉換效率和高質量光束等優點於一身, 相比於 LED 和邊發射雷射器 EEL, 在精確度, 小型化, 低功耗, 可靠性等角度全方面佔優.
蘋果積極布局 3D Sensing 領域
iPhone X 採用的 3D Sensing 核心元件包括點陣投影器 (Dot projector) , 接近感測器 (TOF) 和泛光照明 (Floodilluminator) 等.
在光學領域, 蘋果始終保持行業領先地位. 當下熱門的 3D 攝像頭技術, 蘋果早在 2010 年便展開布局. 如今, 蘋果已收購多家相關技術領域的公司.
3D Sensing 供應鏈趨於完善
目前, 全球 3D Sensing 供應鏈趨於完善, VCSEL 設計廠商 Lumentum, II-VI , Finisar, AMS, VCSEL 外延片供應商 IQE, 全新光電以及台灣晶圓代工廠穩懋, 晶電等均紛紛布局 3D Sensing 領域.
VCSEL 設計環節: Lumentum, II-VI , Finisar, AMS
Lumentum是一家專業光學廠商, 產品主要應用於數據通信, 電信網路, 商用雷射器以及消費電子領域的 3D 感測. 公司於 2017 年進入蘋果公司 3D Sensing 供應鏈, 當年業績突出, 於 2018 年 3 月收購 Oclaro 以促成技術創新, 加速產品發展, VCSEL 及 3D Sensing 產品將於 2019 年開始為公司業績作 出重大貢獻, 公司有望長期處於行業領先位置.
II-VI Incorporated 是全球領先的工業材料製造商, 其雷射部門已推出了多款 VCSEL 產品, 且已被部分 VR 產品採用, 公司於 2017 年 8 月收購 6 寸晶圓廠Kaiam, 強化 VCSEL 方面競爭力, 拓展 6 英寸器件製造 能力, 公司將繼續和 3D Sensing 客戶合作, 擴大市場滲透率並且組建更廣泛的產品組合, 實現包括汽車和工業市場在內的多元化銷售終端市場.
Finisar是全球最大, 技術最先進的光通訊器件供應商, 在 VCSEL 製造技術和生產能力方面, 公司保持每年 1.5 億件 VCSEL 出貨量. 2017 年 12 月, 公司進入蘋果公司 3D Sensing 供應鏈, 並且獲得蘋果公司 3.9 億美元預付款用於支援研發和批量生產 VCSEL 雷射器. 公司在德克薩斯州 Sherman 市開設工廠專門用於開發和生產 VCSEL 6 英寸晶圓, 並預計 2018 年下半年開始可以批量供應.
AMS 公司於 2017 年 7 月完成收購 Princeton 100%股權的交易, Princeton 致力於開發並供應高性能 VCSEL, 憑藉此次收購, AMS 將能夠為移動 3D 感測和成像, 汽車自動駕駛等未來增長市場, 設計並製造最完整最差異化的光學解決方案.
VCSEL外延片環節: IQE, 全新光電
IQE 公司是一家位於英國威爾士海港城市卡迪夫的矽晶圓公司. IQE 是 VCSEL 產品的市場和技術領導者, 具備能夠實現光學互連的化合物半導體技術. 2013 年, IQE 與飛利浦簽訂磊晶片供應合約, 並共同開發終端市場應用的垂直腔面發射雷射器 (VCSEL) 產品. 截至 2017 年中旬 IQE 在外延片市場份額上佔比已達到 60%, 近期其法人代表更是向相關媒體透露公司在 VCSEL 晶圓市場佔有約 80%的份額, 並且在終端市場供應幾乎所有公司.
IQE公司生產的矽晶圓為3D感測器使用的 VCSEL所必須部分, 公司在 2017年傳聞成為蘋果公司新 iPhone VCSEL 雷射器供應商之後在短期內股價暴漲大約 400%. 據外資分析師分析, 2019 年 IQE 的感測器業務僅來自蘋果的營收就有希望達到 5000 萬美元.
隨著 VCSEL 技術的不斷成熟和應用範圍擴展, VCSEL 的市場需求不斷擴大, IQE 公司通過了產能擴張計劃. 2018 年 2 月, IQE 宣布公司將增加一條新的生產線來生產相關的 VCSEL 元件, 目前公司仍是蘋果公司 iPhone 系列唯一的已知 VCSEL EPI 外延片供應商.
台灣廠商全新光電已積澱了將近 15 年的外延與晶片技術, 目前也已經送樣 VCSEL 外延片至蘋果公司, 雖然仍需等待蘋果公司的產品審核, 但公司已將加入蘋果 iPhone 系列手機和其他設備的VCSEL 3D 感測器供應鏈列為 2018 年公司主要業務目標之一. 一旦此次審核通過, 全新光電 有望成為蘋果公司除 IQE 之外的第二家 VCSEL 外延片供應商. 有消息透露公司將於 2018 年第 2 第 3 季度開始生產 6 英寸 VCSEL 外延片.
VCSEL代工環節: 穩懋, 晶電
穩懋公司於 2017 年成功進入蘋果公司 iPhone X 3D Sensing 供應鏈, 業績也因此增長迅猛, 其餘競爭者如若想進入手機 3D Sensing 市場需將 4 英寸設備改為 6 英寸設備, 短期不會對公司構成威脅. 公司今年將支出約 70 億元新台幣用於採購設備和添置生產線滿足 客戶下半年產能需求.
此外, 晶電近日分割半導體代工業務, 成立全權控股子公司 '晶成' , 後者將專註於 VCSEL 及 GaN on Si電力電子元件等半導體代工業務, VCSEL事業方面4英寸將以數據通訊為主, 6 英寸則鎖定 3D Sensing. 公司目前已有能力出貨 VCSEL 距離感測器, 用於 3D Sensing 的 VCSEL 技術已處於認證階段, 有望於 2018 年第 4 季度拿下第一家 3D Sensing 代工客戶, 公司將繼續更改機台, 擴大 VCSEL 產能建置, 提升 25%的VCSEL產能.
據預估, 晶電將從第 2 季開始生產蘋果 iPhone 使用的 VCSEL, 而 Android 的 VCSEL 產品將於下半年開始出貨. 至於 VCSEL 的技術部分, 晶電已有能力出貨 VCSEL 距離感測器, 但是用於 3D Sensing 的 VCSEL 技術仍在認證階段. 據預計, 晶成最快將於本年第 4 季度拿下第一家非蘋果 3D Sensing 代工客戶, 並再未來 12 個月內實現獲利.
長電科技正在開發iPhone用3D Sensing模組
據ETNews報道, 蘋果明年推出的新一代iPhone將在後置三攝像頭上添加3D Sensing技術. 從規格方面來看, 相比去年秋季推出的iPhone X在前置攝像頭搭載3D Sensing技術, 有了進一步的發展. 前置可用來解鎖, 後置可以提高增強顯示 (AR) 體驗. 相關的供應商也已顯露端倪.
據6月3日業界消息, 中國長電科技 (JCET) 在韓國投資的子公司JSCK從今年初開始與蘋果合作, 正在開發iPhone用後置三攝像頭模組中間的3D Sensing模組. 整體的攝像頭模組的組裝是否由JSCK負責還未確定. 因為3D Sensing模組是核心, 此開發項目若成功的話, 也有可能會同時負責三攝像頭模組的組裝業務.
JSCK計劃明年初結束相關模組開發, 到2019年二季度末3季度初時量產. 若能夠滿足蘋果的所有要求事項, 將會與LG Innotek等現有的模組合作公司產生供應競爭. 業內稱, JSCK向蘋果提議, 若能夠項目開發成功, 要求蘋果分配30%的產量.
據悉, JSCK的前身是現代電子 (現SK海力士) 半導體組裝事業部. 1998年, 分離為ChipPAC Korea後, 2004年被新加坡Stats公司收購, 更名為Stats ChipPAC. Stats ChipPAC在2015年賣給了中國JCET. 2015年在仁川國際機場自由貿易區內新設立的JSCK工廠法人主要負責應用於蘋果的封裝作業, 被稱為 '蘋果專用產線' .