3D成像和传感市场变革已经启动

　　3D成像和传感市场变革已经启动

　　据麦姆斯咨询报道，随着2017年9月iPhone X的发布，苹果（Apple）公司为消费类3D成像和传感应用设立了新标准。苹果公司基于结构光原理设计了一款复杂的3D摄像头，涉及近红外（NIR）光源模组和图像传感器接收模组等，采用了意法半导体（STMicroelectronics）创新的近红外全局快门CMOS图像传感器。2017年3月我们对苹果公司的即将采用的3D摄像头做了成本预估，与实际结果对比来看，主要预估误差在于近红外光源的平均销售价格（ASP），其大于预期。单点垂直腔面发射激光器（VCSEL）和泛光照明器都产生了较高的成本，VCSEL供应商主要是Lumentum、II-VI、Finisar三家，点光源的光学组件则来自艾迈斯半导体（ams）。

3D成像和传感开启新一代视觉革命

手机中的三种深度感知技术

　　Yole预计全球3D成像和传感市场将从2017年的21亿美元增长至2023年的185亿美元，复合年增长率高达44%。由于消费类市场的带动（复合年增长率为82%），汽车电子（复合年增长率为35%）、工业和商业应用（复合年增长率为12%）和其它高端市场也将进入快速增长通道。

3D成像和传感市场规模按照应用领域细分

2011~2023年3D成像和传感市场预测

　　从成像到传感的变化正发生在我们眼前。人工智能（AI）使得设备和机器人更好地了解周围环境，并开创了人机交互的新时代。3D成像和传感技术目前正在逐步渗透至生活的方方面面。除了苹果iPhone X，微软（Microsoft）Xbox的Kinect技术和Leap-Motion手势控制器的尝试都取得了成功，促进3D传感技术的应用普及。全局快门CMOS图像传感器、VCSEL、注塑成型和光学玻璃透镜、光学衍射元器件（DOE）、半导体封装等技术提供商都受益匪浅。本报告将为您提供3D成像和传感市场变革中的重要见解。

3D成像和传感的关联性

　　接下来如何发展？

　　在消费类市场中，智能手机厂商正在快速适应3D成像和传感引发的变革，积极展开技术和产品布局。OPPO Find X采用中国奥比中光（Orbbec）提供的3D结构光技术，可实现0.1秒极速3D人脸解锁；此外，3D结构光技术与Find X前置 2500万摄像头配合，可实现3D个性美颜。小米 8探索版采用以色列Mantis Vision提供的基于掩膜的编码结构光技术，呈现出规律性的几何编码图形，可快速匹配特征点，减少3D信息计算量，降低结构光算法功耗。我们预计华为将很快发布自己的3D摄像头方案，合作伙伴可能是ams、舜宇光学。但是由于3D摄像头的整体成本高昂，短期市场预测较为保守。

2013~2023年3D摄像头在智能手机中的渗透情况

智能手机后置3D摄像头应用

　　事实上，类似奇景光电（Himax）这样的厂商目前正在为降低3D摄像头成本付出努力，并计划为微软的增强现实（AR）/虚拟现实（VR）头戴式设备提供相关产品设计。

　　一旦安卓（Android）智能手机的3D摄像头供应链成熟，那么3D成像和传感市场营收将加速增长，渗透率将从2018年的13.5%上升至2023年的55%。智能手机后置3D摄像头仍然存在一些问题，因为AR/VR尚未显示出稳定的增长势头。然而，我们认为后置3D摄像头还是会与时俱进，只是短期内渗透率有限。其它值得注意的是：接下来，3D成像和传感技术会逐步扩展至更多的消费类产品（尤其是消费类机器人）、汽车、工业和医疗设备。

3D成像和传感的应用领域

　　复杂的供应链

　　2017年，我们对消费类3D成像和传感硬件和软件进行深入分析，发现整个生态系统非常复杂。2016年，联想Phab 2 Pro智能手机采用了谷歌Tango技术（详情：《联想Phab 2 Pro三维飞行时间（ToF）摄像头》），具有复杂的环境感知功能，其3D摄像头中的传感器包括英飞凌（Infineon）、PMD飞行时间（ToF）传感器、豪威科技（Omnivision）近红外全局快门图像传感器、三星（Samsung）RGB图像传感器等。2017年，苹果iPhone X的3D摄像头集成了五个子模块：近红外摄像头、ToF测距传感器+红外泛光照明器、RGB摄像头、点阵式投影器和彩色/环境光传感器（详情：《苹果iPhone X近红外3D摄像头传感器》）。

3D成像和传感供应链

　　在纷繁复杂的产业生态中，我们梳理了3D成像和传感供应链，举例如下：

　　（1）晶圆和外延片：SOITEC和IQE；

　　（2）传感器芯片公司：索尼（Sony）、三星（Samsung）、豪威科技（Omnivision）、意法半导体（STMicroelectronics）、安森美半导体（On Semiconductor）、松下（Panasonic）；

　　（3）VCSEL供应商：Lumentum、Finisar、II-VI、ams子公司Princeton Optronics、Philips Photonics；

　　（4）封装厂商：同欣电子（Tong Hsing）、精材科技（Xintec）；

　　（5）光学模块公司：艾迈斯半导体（ams）、奇景光电（Himax）；

　　（6）模组制造厂商：LG Innotek、舜宇光学（Sunny Optical）、三星电机（Semco）、欧菲股份（O-Film）。

2018~2023年手机和消费类3D传感生态系统

　　与其它传感器模组不同，3D摄像头系统设计需要专业的设计团队和专家，为此苹果公司在2013年收购了Primesense公司，其它设计团队如Mantis Vision、Orbbec、ams、PMD等，为3D成像和传感提供解决方案。那么，如今的3D传感生态系统成熟了吗？至少在降成本方面还有很大空间，需要大家共同努力！

来源：mems