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3D Sensing市场可期,看苹果3D结构光产业链最新动态

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来源: 集微网   发布者:集微网
热度54票   时间:2018年7月06日 18:14
集微网消息(文/Lee),去年苹果推出十周年纪念版机型 iPhone X,其搭载的以VCSEL为核心关键元器件的3D Sensing 人脸识别,快速成为业界热捧的智能手机新功能。iPhone X人脸识别再次引领手机产业开启新一轮创新周期的升级风潮。

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。
iPhone X 红外点阵投影器通过采用 VCSEL 二极管配合主动式衍射光学元件和折叠光学元件得以实现。iPhone X 泛光照明器采用近红外 VCSEL,通过发射辅助红外光确保系统在较暗环境下正常运行。TOF 接近传感器可测得用户和手机距离,当用户在接听电话时,会自动关闭屏幕。

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”。(校对/尔目)


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