后置3D傳感應(yīng)用迎蓬勃發(fā)展.docx

1、Defense & aerospace . Industrial Medical AutomotivQMobile & consumer2019CAGR2019.2025+20%2025 $I5B后置3D傳感應(yīng)用迎蓬勃發(fā)展隨 著iPhoneX上市，Apple為消費(fèi)領(lǐng)域的3D傳感技術(shù)和使用帶動(dòng)新趨 勢(shì)。Android手機(jī)制造商即另辟蹊徑，以oF技術(shù)取代結(jié)構(gòu)光。如 今，oF正在重塑3D傳感模組的價(jià)值根據(jù)市場(chǎng)研究公司YoleDeveloppemen的最新調(diào)查顯示，全球 3D成像與傳感市場(chǎng)將以20%的年均復(fù)合成長(zhǎng)率(CAGR)從2019年的 50億美元成長(zhǎng)至2025年達(dá)到150億美元。

2、3D sensing and imaging - 2019-2025 market forecast (in $M)(Source: 3D Imaging & Sensing 2020, Yole Dveloppement, February 2020)3D sensing and imaging Main players' latest supply chain(Source: 3D Imaging & Sensing 2020, Yoie Dveloppment, February 2020)Tlme-of-Fllght/ LUMENTUM VIAVISAMSUNG

3、修 MUAWCIEmtcter/VCSELaminaminSONYReceiver/ToF DieOFiimModule MilcerInnotekUINhrr HcxooovSONYSAMSUMG (UCIWO Mf CHAIHCSMmwwi ProOcfetr JS)i9Vertftt*VIAVIffOMlOGT:她舊二3D成像和傳感的供應(yīng)鏈情況oF圖像傳感器是智能手機(jī)后置3D攝像頭的關(guān)鍵組件。oF攝像 頭于2016年首次應(yīng)用于智能手機(jī)：Phab2Pro，該款手機(jī)使用pmd和 英飛凌(Infineon)聯(lián)合開發(fā)的oF圖像傳感器。在此前一年，索尼 (Sony)收購了比利時(shí)手勢(shì)識(shí)別公司SofK

4、ineic,該公司擁有著名 的DephSenseoF傳感方案。然后到2019年，oF攝像頭市場(chǎng)起飛時(shí)，這一舉措使索尼在3D成像和傳感接收芯片領(lǐng)域的市場(chǎng)份額從 0%上升到45%。憑借強(qiáng)大的技術(shù)研發(fā)和供應(yīng)能力，索尼有望繼續(xù)保 持在oF圖像傳感器市場(chǎng)的領(lǐng)先地位。但是，類比可見光CMOS圖像 傳感器(CIS)芯片制造領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)格局，我們認(rèn)為oF圖像傳感器 的競(jìng)爭(zhēng)將會(huì)加劇。pmd與英飛凌最近發(fā)布了一款極具競(jìng)爭(zhēng)力的oF圖 像傳感器。業(yè)界預(yù)測(cè)CMOS圖像傳感器巨頭三星和意法半導(dǎo)體將在 2020年推出自己的oF圖像傳感器。從中期來看，隨著汽車激光雷達(dá)應(yīng)用的發(fā)展，我們將會(huì)看到更 多的并購行為。全球有大量極具競(jìng)爭(zhēng)

5、力的創(chuàng)新公司值得期待，包括 中國(guó)的禾賽科技(Hesaiechnology)和速騰聚創(chuàng)(RoboSense)等。 無論是智能手機(jī)3D攝像頭，還是汽車激光雷達(dá)，他們所需的半導(dǎo)體 組件是相似的：圖像傳感器/探測(cè)器、光源(如VCSEL/EEL)、光束 操縱組件(如MEMS微鏡、DOE)以及其它光學(xué)元件。毫無疑問，3D 成像和傳感生態(tài)系統(tǒng)將在2020年繼續(xù)壯大！整體而言，這場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)在一小群CISF商中依然相當(dāng)激烈。從中 期來看，Yole預(yù)計(jì)隨著汽車LiDAR應(yīng)用可能加入，將會(huì)出現(xiàn)更多的 并購(M&A)機(jī)會(huì)。屆時(shí)將有大量極具競(jìng)爭(zhēng)力的新興公司，其中還包括 幾家中國(guó)新創(chuàng)公司，如禾賽科技(Hesaiech

6、nology) 速騰聚創(chuàng) (RoboSense)和鐳神智能系統(tǒng)有限公司(LeiShenlnelligence),提供 大致上相同的基本半導(dǎo)體產(chǎn)品，包括CIS芯片、VCSEL、MEMS.晶圓 級(jí)光學(xué)元件等。2017年9月iPhoneX上市后，蘋果(Apple)在消費(fèi)領(lǐng)域?yàn)?D傳感設(shè) 立了技術(shù)與用例標(biāo)準(zhǔn)。兩年后，Android手機(jī)制造商另辟蹊徑，米 用飛時(shí)測(cè)距(oF)相機(jī)取代結(jié)構(gòu)光，并將其置于手機(jī)背面。Yole光電、傳感與顯示業(yè)務(wù)技術(shù)與市場(chǎng)分析師RichardLiu補(bǔ) 充道：“相較于結(jié)構(gòu)光，oF模組在發(fā)射端只需一個(gè)垂直共振腔面射 型雷射(VCSEL)和一個(gè)擴(kuò)散片，降低了復(fù)雜性。藉由背照式(BSI)

7、感 光技術(shù)，oF傳感現(xiàn)在已有了大幅改善。成熟的生態(tài)系統(tǒng)也為他們帶 來了成本優(yōu)勢(shì)。這就是oF之所以能贏得Android手機(jī)廠商青睞的主 要原因?！焙翢o疑問，3D傳感的主要趨勢(shì)是從手機(jī)前部到后部的轉(zhuǎn)變以及 oF相機(jī)的大量采用。Yole在其年度成像技術(shù)與市場(chǎng)分析3D成像 與傳感報(bào)告中指出，后置將超過前置，其市場(chǎng)滲透率將在2025年 達(dá)到近42%o3D后置傳感應(yīng)用多元化移動(dòng)設(shè)備上的3D后置傳感技術(shù)應(yīng)該增加應(yīng)用用例的多樣性。它 最初被用于照相，以提高散景(bokeh)和變焦性能，現(xiàn)在將擴(kuò)展到擴(kuò) 增實(shí)境(AR)和游戲領(lǐng)域。除了智能手機(jī)，oF相機(jī)模組面前還有著廣 闊的應(yīng)用市場(chǎng)，包括自動(dòng)駕駛、機(jī)器人、智能家居

8、、智能電視、智 能監(jiān)控和VR/AR等。目前oF傳感技術(shù)在這些領(lǐng)域中的應(yīng)用仍然處于 起步階段。3D傳感市場(chǎng)的重要性意味著從成像到傳感的轉(zhuǎn)變正在發(fā)生。由 人工智能(AI)驅(qū)動(dòng)的設(shè)備和機(jī)器人開始對(duì)其周圍環(huán)境更加了解，并發(fā)展出更深層次的人機(jī)互動(dòng)。用于先進(jìn)駕駛助系統(tǒng)(ADAS)的立體相 機(jī)就是3D成像與傳感技術(shù)備受期待的應(yīng)用之一。Liu解釋，“目前已有許多供應(yīng)商聚焦于這項(xiàng)應(yīng)用中最重要的 元件一一光達(dá)。市場(chǎng)上也有大量可供選擇的LiDAR技術(shù)，使得這一 領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈。"除了車用ADAS,物流業(yè)中的工業(yè)自動(dòng)導(dǎo)引車(AGV)以及商業(yè)領(lǐng) 域中的臉部辨識(shí)和刷臉支付也都十分成功。3D傳感技術(shù)就這樣變得

9、越來越無處不在。包括全域快門圖像傳感器、VCSEL、射出成型以及 玻璃光纖、繞射光學(xué)元件(DOE)和半導(dǎo)體封裝技術(shù)等供應(yīng)商們正從中 猶血。與結(jié)構(gòu)光方案相比，oF方案的復(fù)雜度較低，在發(fā)射端僅需要垂直腔面發(fā)射激光器(VCSEL)和擴(kuò)散片(diffuser)o由于采用背照 式(BSD技術(shù)，oF圖像傳感器現(xiàn)在有了很大的改進(jìn)。在成熟的3D視覺生態(tài)系統(tǒng)中，oF方案也擁有成本優(yōu)勢(shì)。這些是oF贏得安卓智能手機(jī)廠商青睞的主要原因。Structured UftKH HwMHMuawwi M»w 20No««mb«r 2018Apple with the iPhone X w

10、as the first co popularize 3D sensmf.Nowmber 3.2017iPhoa* Xa. Xrh is «xp«ct«d that Apple will adopt a new 3D sensing technology in 20202017Xdmmi M»S lUiMMd M»y 20lt201820192020Time of Flightr LA0O N(m» 10*$<0SGSAMSUNGLenovo j.vivoVivo NX Dual OitpUy Dvcfer 20l, From

11、and rwI尖nia c Huxwti F>0 F Mxe p)0 LC«TKaQ jOlt t«lMMdA*rW2OI9成像和傳感技術(shù)在智能手機(jī)中的應(yīng)用智能手機(jī)的后置3D傳感應(yīng)用案例已經(jīng)顯現(xiàn)，并成為新一輪增長(zhǎng) 驅(qū)動(dòng)。首先是攝影應(yīng)用，以增強(qiáng)散景(bokeh)和變焦能力，其次是 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)應(yīng)用及游戲。除智能手機(jī)之外，oF方案在智能駕 駛、機(jī)器人、智能家居、智能電視、智慧安防等領(lǐng)域都擁有廣闊的 發(fā)展前景。目前，oF技術(shù)在這些領(lǐng)域的應(yīng)用還處于起步階段。Yole預(yù)計(jì)全球3D成像和傳感市場(chǎng)將從2019年的50億美元增 長(zhǎng)到2025年的150億美元，復(fù)合年增長(zhǎng)率(CAGR

12、)為20%。3D視覺 市場(chǎng)的重要性意味著從成像到傳感的演變正在我們眼前發(fā)生。人工 智能(Arificiallnelligence, AI)技術(shù)驅(qū)動(dòng)的設(shè)備和機(jī)器人對(duì)周 圍環(huán)境有更深入的理解，并發(fā)展到與人類互動(dòng)的新水平。高級(jí)駕駛 員輔助系統(tǒng)(ADAS)和自動(dòng)駕駛汽車是備受期待的3D成像和傳感應(yīng) 用，而激光雷達(dá)(LiDAR)則是這項(xiàng)應(yīng)用的重要傳感組件，正在被大 量的廠商關(guān)注。激光雷達(dá)的技術(shù)路線多樣，創(chuàng)新企業(yè)也不斷涌現(xiàn)。3D sensing and imaging 2019-2025 market forecast (in $M)(Source: 3D Imaging A Sensing 2020,

13、Yoie Dvelappement, February 2020)mo & xrospAceMEM 5成像和傳感市場(chǎng)預(yù)測(cè)（20192025年）此外，物流行業(yè)的自動(dòng)引導(dǎo)車（AGV）,以及商業(yè)領(lǐng)域的3D人臉 識(shí)別和人臉支付也都非常成功?？梢姡?D傳感技術(shù)正快速走向普及 的道路。因此，3D傳感核心元器件，如近紅外圖像傳感器、VCSEL、濾光片、擴(kuò)散片和衍射光學(xué)元件（D0E）、注塑和玻璃光學(xué)器 件等，都將從中受益。本報(bào)告為您提供有關(guān)3D成像和傳感市場(chǎng)及技 術(shù)的真知灼見。Active stereo visionx2Lent eknwMs AF * OtS IR*cmcStereo Eon use

14、s two cameras.NIR camera Rood iHunwutorStructured lightLemAlter CMkrttrTime of flight 3D sensing requires an NIR camera and a flood rilummatorLem «W<vwna FtkerNIR cameraStructured lifht 3D scn$S. NIR camera and a dot profecton3D攝像頭模組核心元器件（雙目立體視覺vs.飛行時(shí)間法vs.結(jié)構(gòu)光）oF重塑3D傳感模組價(jià)值那么，oF的應(yīng)用對(duì)于供應(yīng)鏈有何影響?Yo

15、le成像業(yè)務(wù)總分析師PierreCambou指出，“移動(dòng)設(shè)備3D傳 感供應(yīng)鏈正快速變化中。就像2017年結(jié)構(gòu)光技術(shù)被導(dǎo)入iPhone 一 樣，包括Lumenum艾邁斯（ams）和意法半導(dǎo)體（SMicroelecronics） 贏得了第一輪。接下來，PrinceonOpronics （ams旗下子公司）和Finisar已經(jīng)準(zhǔn)備好進(jìn)軍VCSEL市場(chǎng)，因此市場(chǎng)確實(shí)很快就會(huì)充滿 競(jìng)爭(zhēng)?！?019年，工程材料和光電元件供應(yīng)商II-VIIncorporaed收購 了 Finisar,并協(xié)助其鞏固了現(xiàn)有的工業(yè)業(yè)務(wù)。在此期間，還另外 發(fā)生了幾起大型并購案，如PhilipsPhoonics被創(chuàng)浦(rumpf)收

16、購， ams買下歐司朗(OSRAM)。rumpf和ams正積極向Android陣營(yíng)的3D 相機(jī)供應(yīng)鏈邁進(jìn)，分別為三星(Samsung)和華為(Huawei)提供 VCSELo此外，還有另一家中國(guó)公司也正進(jìn)軍3D傳感生態(tài)系統(tǒng)：用于 oF的泛光發(fā)射器之VCSEL輸出光束無需編碼，因此更容易產(chǎn)生。這 有助于中國(guó)供應(yīng)商縱慧芯光(Verilie)加入該市場(chǎng)，同時(shí)還贏得了華 為的2019年3D傳感器訂單。此舉也受到在中美貿(mào)易沖突期間中國(guó) 培養(yǎng)當(dāng)?shù)毓?yīng)鏈的政策推動(dòng)。3D sensing and imagingMain players9 latest supply chain(Source： 3D imagi

17、ng & Sensing 2020 report Yole Developpemem. 2020)Time-of-FlightOppo R17 Pro2(H9Eminer/VCSEL/ LUMENTUMVIAVIReceiver/lbF DieModule Makervivovw NX Dual DisphyWwJ December 20(9ammSONY PanasonicSSUHbrfOPVCM. TKMMOIOGYSAMSUNGLG G8 TlwiQamoiInfineonOFiimLG InnotekHUAWINora l(HVertiteVl.kVISONYMatcJO Pr

18、o Ofttbrr 2。，9SONYSUNNY OPTICAL TKHNOLOGYSAMSUNG ELECTRO MECHANICS于移動(dòng)設(shè)備后置3D傳感來說，oF陣列是關(guān)鍵的元件。oF相機(jī)技術(shù)在201年首先應(yīng)用于Phab2Pro智能手機(jī)，它采用的是pmd和英飛凌(Infineonechnologies)兩家公司的oF陣列。在此之前一年，Sony買下了比利時(shí)手勢(shì)辨識(shí)公司SofKineic,取得其知名的DephSenseoF 傳感系統(tǒng)。到2019年oF相機(jī)模組起飛之時(shí)，此舉已讓Sony在3D 傳感接收器芯片市場(chǎng)的占有率從零攀升至45%。憑借其強(qiáng)勁的技術(shù) 實(shí)力和供應(yīng)產(chǎn)能，預(yù)計(jì)Sony將保持其于oF

19、領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位。然而，由于CMOS圖像傳感器(CIS)芯片制造業(yè)一直競(jìng)爭(zhēng)不斷， 這一領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)也將隨之加劇。pmd則與英飛凌聯(lián)手推出一款可以 與之匹配的芯片。Yole分析師預(yù)計(jì)CIS巨擘三星和意法半導(dǎo)體將在 今年各自推出間接oF陣列傳感器。三星已在其GalaxyNoelO+中采 用了 oF技術(shù)。SysemPlusConsuling B在其反向工程與成本分析報(bào) 告三星GalaxyNoelO+3D飛時(shí)測(cè)距技術(shù)深度傳感相機(jī)模組一文中 對(duì)其進(jìn)行了深入分析。Sony's 3D Time of Flight sensing solution in Samsung Galaxy Note 10+(S

20、ource： Sony's 3D Time-of-Flfghi Sensing Solution in the Huowei P30 pro. System Plus Consulting 2020)Optical picture of cross section of rear 3D sensing module with Sony's 2nd Generation CIS & Trumpfs flood illuminator技術(shù)正在提升3D傳感模組的價(jià)值，出貨量快速增長(zhǎng)在消費(fèi)電子領(lǐng)域中，智能手機(jī)廠商正迅速制定自己的3D傳感策 略。預(yù)計(jì)蘋果將在2020年的iPadP

21、ro甚至iPhone中使用后置oF攝 像頭，而前置3D人臉識(shí)別攝像頭仍可能使用結(jié)構(gòu)光方案。Yole還Apple is expected to introduce rear TbFEvolution of front and rear 3D sensing camera modules in smartphones - Technology roadmapfSource; 3D Imaging & Sensing 2020, Yote Deloppement, February 2020)UpgradedApple iPhone I2T structured light預(yù)計(jì)蘋果可能會(huì)使用

22、定制版CMOS圖像傳感器，將手機(jī)視覺擴(kuò)展到人 眼功能之外，以實(shí)現(xiàn)AR導(dǎo)航等功能。蘋果的加入將加快oF技術(shù)在 安卓智能手機(jī)中的滲透速度，因此業(yè)界普遍樂觀地認(rèn)為，2020年將 有更多集成oF攝像頭的產(chǎn)品落地。本報(bào)告預(yù)測(cè)2020年集成oF功能 的智能手機(jī)出貨量將達(dá)到1. 73億部。Structured light Apple IPhone X能手機(jī)前置和后置3D攝像頭模組的技術(shù)演進(jìn)5G時(shí)代推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的同時(shí)，各種智能設(shè)備對(duì)3D成像和傳 感的需求也在增加。oF憑借其成本優(yōu)勢(shì)和出色的實(shí)時(shí)感知能力，將 成為主流的3D視覺方案。特別是在AR和VR應(yīng)用中，對(duì)避免眩暈的 時(shí)間延遲有很高的要求，這意味著oF是最適合