半导体

3D感测技术崛起 安卓阵营如何赶超苹果阵营?

作者:顾鸿儒来源:中国电子报、电子信息产业网发布时间:2018-05-08 我要评论

  

  虽然不少的分析机构宣称iPhone X销量下跌、苹果公司的订单数处于下滑状态,但是人们不得不承认,3D感测技术因iPhone X的Face ID功能推向市场。据拓璞产业研究院的数据,2018—2020年智能手机搭载3D感测模组年复合增长率约45.62%,2020年渗透率将达到28.6%,整体3D感测模组产值预计超过百亿美元。如此广阔的市场前景,吸引了安卓与苹果两大系统阵营接连布局,3D感测关键技术“垂直腔面发射激光器”(VCSEL)的组件需求大增,引发了各家厂商的卡位混战。

  3D感测数据记录更精准

  用专业术语讲,3D感测技术就是通过3D激光扫描(3D传感)建立一种非接触、非破坏性技术来数字化捕捉物理对象的形状。简单来说,就是一种识别面孔解锁的新技术,还可以用来支持AR。相比于传统的识别技术,3D感测可以带来更精准的数据记录,因为它可以创建一个人脸的特有数字矩阵,其精确度要远超普通照片。

  “3D感测技术更加方便且具备更高安全性,将引领未来技术的发展趋势,比屏下指纹技术等传统识别技术要好用很多。”艾迈斯半导体(ams)大中华区移动及可穿戴设备销售总监任璐佳对《中国电子报》记者说。

  在进一步向记者解释为何3D感测具备更高的安全性时,集邦拓墣产业研究院分析师黄敬哲表示,3D感测之所以性能更好,是因为3D感测技术使用的光线与传统识别技术有所不同,因此识别效果要高于传统识别技术。“传统识别技术使用stereo vision的三角定位技术,这项技术的功能双镜头也可达成,其精度不高、技术门槛低,反应速度慢,而且环境光线对其影响很大。3D感测技术使用红外光,受环境光影响较小,且若使用结构光,所采集的信息丰富程度也较高,整体辨识效果较佳。”黄敬哲对《中国电子报》记者说。

  苹果与安卓各自布局

  正是由于3D感测技术带来的优良用户体验,引得安卓和苹果两大系统均重点布局3D感测。苹果系统阵营主要以iPhone X的Face ID为主,厂商阵营主要为苹果、高通、奇景、微软、英特尔、Orbbec等。安卓系统阵营主要以Google阵营为主,德国PMD设计IR CIS,英飞凌做代工,Princeton Optronics为其提供垂直腔面发射激光器VCSEL技术。

  Rosenblatt分析师张军认为苹果手机在3D感测技术上领先安卓手机2.5年以上。决定其领先的主要原因可能与3D感测技术中的一项关键产品垂直腔面发射激光器VCSEL有关。

  据任璐佳介绍,3D感测的实现需要两种重要的测距技术,分别是结构光技术和飞行时间ToF技术,3D成像前置摄像头方案以结构光为主,后置摄像头方案以3D ToF为主。

  记者了解到,3D感测使用的结构光技术、飞行时间技术ToF均需搭配 IR发射/接收模组测距,IR发射模组中需要用到激光,而激光势必要用到VCSEL,但是现今全球垂直腔面发射激光器VCSEL的供应商却并不多。因此,VCSEL产能的分布成为了影响3D感测发展的重要因素。

  “垂直腔面发射激光器VCSEL主要供应商包括Lumentum、Finisar、Princeton Optronics、HLJ。除此之外的一些VCSEL的厂商,在产能与良率上可能都没有明显优势。”黄敬哲说。目前VCSEL的几个代表性企业向外界透露,2019年或许才可以解决3D感测关键组件的产能瓶颈。所以目前3D感应组件尚不能大规模量产。

  因为苹果与垂直腔面发射激光器VCSEL的重要供应商存在协议,使得苹果阵营已经锁定了大部分垂直腔面发射激光器VCSEL的供应。所以很多安卓系统被迫寻找新的实现3D感测的技术路线。

  其实,据记者了解,在VCSEL之外,边缘发射激光器(EEL)也是3D感测的另一套方案,但是与VCSEL相比,其光束质量较低,光束发散度偏高,能耗较高,模块体积也不具备优势。苹果阵营目前使用的是VCSEL,安卓阵营由于能得到VCSEL的产能有限,使用的是EEL。

  安卓阵营需克服成本和技术难点

  安卓阵营追赶苹果阵营的机会究竟在哪里?记者采访了两个阵营共同的供应商ams,但是其发言人任璐佳表示,不便对客户发表评论。“无论是哪个系统供应商,对于ams来说都是需要帮助其实现产品设计,提供从产品到算法到系统的整体解决方案。市场是动态的,领导者永远是被追赶的,而差距经过追赶才会缩小,继而再有超越。时间是验证市场的唯一途径。”任璐佳对《中国电子报》记者说。

  但是黄敬哲认为安卓阵营追赶苹果阵营,需要克服两大难关。“长远来看,安卓阵营为了与苹果竞争,势必也会跟进搭载3D感测。然而追赶苹果阵营,安卓需要克服两大重点问题:成本和技术。若在这两个关键因素上无法取得有效进展,将影响3D感测在安卓手机上普及的可能性。”黄敬哲告诉记者,成本和技术已经成为两大阵营的竞争核心。“就成本而言,安卓阵营不太容易能够将3D感测零组件额外成本转嫁到消费者身上,因此,对多数品牌来说,导入3D感测势必将影响到自身获益能力。而在技术层面,高效率的VCSEL目前供给有限,性能和体系都具备着不小的挑战。最为明显的挑战是整体模块的体积。华为实际上已经有人脸辨识模块,但体积过大,如何恰当的搭配手机可容纳的空间,是应该思考的问题。”黄敬哲说。

  目前,VCSEL主要供货商Lumentum与苹果之间存在专利协议,安卓系统虽然有部分的厂商提供方案支持,但是VCSEL的供应商依旧成为卡点。若为了强行跟进3D感测技术,安卓阵营可能采取降低辨识精度的方法来降低对VCSEL的性能要求。“但这样一来牺牲安全度换来的效益可能不高。”黄敬哲说。


来源:中国电子报、电子信息产业网            责任编辑:顾鸿儒

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