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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
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FaceID 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.
中国三大存储器阵营预计下半年试产
本报讯集邦咨询半导体研究中心（DRAMeXchange）指出,中国存储器产业目前以投入NANDFlash 市场的长江存储、专注于行动式内存的合肥长鑫,以及晋华集成三大阵营为主.以目前三家厂商的进度来看,其试产时间预计将在2018 年下半年.由于三大阵营量产的时间可能皆落在2019 年上半年,因此,2019年或将成为中国存储器生产元年.
DRAMeXchange 指出,从三大厂目前布局进度来看,合肥长鑫的厂房已于去年6月封顶完工,去年第三季度开始移入测试用机台.合肥长鑫目前进度与晋华集成差别不大,试产时间将会落于今年第三季度,量产时间则暂定在2019 年的上半年,较预期落后.此外,由于合肥长鑫直攻三大DRAM 厂最重要产品之一的LPDDR4 8Gb,后期面临专利争议的可能性也较高,为了避免这一状况,除了积极累积专利权外,中国销售市场在初期的重要性也不能忽视.
反观晋华集成,在2016 年7 月宣布在福建省市建12 英寸厂,投资金额约53 亿美元,以目前进度来看,其内存的试产延后至今年第三季度,量产也将始于明年上半年.
此外,从中国厂商NANDFlash 的发展进程来看,2016 年12 月底,由长江存储主导的国家存储器基地正式动土,预期分三阶段,共建立三座3D—NAND Flash 厂房.第一阶段厂房已于去年9 月完成兴建,预定2018 年第三季开始移入机台,并于第四季进行试产,初期投片不超过1 万片,用于生产32 层3D—NAND Flash 产品,并预计在64 层技术成熟后,拟定第二、三期生产计划.
集邦咨询半导体研究中心指出,根据中国存储器厂商的研发与产出计划,2019年将是中国存储器产业的生产元年,但也由于两家DRAM 厂预估初期量产规模不大,短期尚不会撼动全球市场现有格局.
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参考文献：
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