據(jù)麥姆斯咨詢報道，隨著2017年9月iPhone X的發(fā)布，蘋果（Apple）公司為消費類3D成像和傳感應用設立了新標準。蘋果公司基于結構光原理設計了一款復雜的3D攝像頭，涉及近紅外（NIR）光源模組和圖像傳感器接收模組等，采用了意法半導體（STMicroelectronics）創(chuàng)新的近紅外全局快門CMOS圖像傳感器。2017年3月我們對蘋果公司的即將采用的3D攝像頭做了成本預估，與實際結果對比來看，主要預估誤差在于近紅外光源的平均銷售價格（ASP），其大于預期。單點垂直腔面發(fā)射激光器（VCSEL）和泛光照明器都產(chǎn)生了較高的成本，VCSEL供應商主要是Lumentum、II-VI、Finisar三家，點光源的光學組件則來自艾邁斯半導體（ams）。
3D成像和傳感開啟新一代視覺革命
手機中的深度感知技術
Yole預計全球3D成像和傳感市場將從2017年的21億美元增長至2023年的185億美元，復合年增長率高達44%。由于消費類市場的帶動（復合年增長率為82%），汽車電子（復合年增長率為35%）、工業(yè)和商業(yè)應用（復合年增長率為12%）和其它高端市場也將進入快速增長通道。
3D成像和傳感市場規(guī)模按照應用領域細分
2011~2023年3D成像和傳感市場預測
從成像到傳感的變化正發(fā)生在我們眼前。人工智能（AI）使得設備和機器人更好地了解周圍環(huán)境，并開創(chuàng)了人機交互的新時代。3D成像和傳感技術目前正在逐步滲透至生活的方方面面。除了蘋果iPhone X，微軟（Microsoft）Xbox的Kinect技術和Leap-Motion手勢控制器的嘗試都取得了成功，促進3D傳感技術的應用普及。全局快門CMOS圖像傳感器、VCSEL、注塑成型和光學玻璃透鏡、光學衍射元器件（DOE）、半導體封裝等技術提供商都受益匪淺。本報告將為您提供3D成像和傳感市場變革中的重要見解。
3D成像和傳感的關聯(lián)性
接下來如何發(fā)展？
在消費類市場中，智能手機廠商正在快速適應3D成像和傳感引發(fā)的變革，積極展開技術和產(chǎn)品布局。OPPO Find X采用中國奧比中光（Orbbec）提供的3D結構光技術，可實現(xiàn)0.1秒極速3D人臉解鎖；此外，3D結構光技術與Find X前置 2500萬攝像頭配合，可實現(xiàn)3D個性美顏。小米 8探索版采用以色列Mantis Vision提供的基于掩膜的編碼結構光技術，呈現(xiàn)出規(guī)律性的幾何編碼圖形，可快速匹配特征點，減少3D信息計算量，降低結構光算法功耗。我們預計華為將很快發(fā)布自己的3D攝像頭方案，合作伙伴可能是ams、舜宇光學。但是由于3D攝像頭的整體成本高昂，短期市場預測較為保守。
2013~2023年3D攝像頭在智能手機中的滲透情況
智能手機后置3D攝像頭應用
事實上，類似奇景光電（Himax）這樣的廠商目前正在為降低3D攝像頭成本付出努力，并計劃為微軟的增強現(xiàn)實（AR）/虛擬現(xiàn)實（VR）頭戴式設備提供相關產(chǎn)品設計。
一旦安卓（Android）智能手機的3D攝像頭供應鏈成熟，那么3D成像和傳感市場營收將加速增長，滲透率將從2018年的13.5%上升至2023年的55%。智能手機后置3D攝像頭仍然存在一些問題，因為AR/VR尚未顯示出穩(wěn)定的增長勢頭。然而，我們認為后置3D攝像頭還是會與時俱進，只是短期內(nèi)滲透率有限。其它值得注意的是：接下來，3D成像和傳感技術會逐步擴展至更多的消費類產(chǎn)品（尤其是消費類機器人）、汽車、工業(yè)和醫(yī)療設備。
3D成像和傳感的應用領域
復雜的供應鏈
2017年，我們對消費類3D成像和傳感硬件和軟件進行深入分析，發(fā)現(xiàn)整個生態(tài)系統(tǒng)非常復雜。2016年，聯(lián)想Phab 2 Pro智能手機采用了谷歌Tango技術（詳情：《聯(lián)想Phab 2 Pro三維飛行時間（ToF）攝像頭》），具有復雜的環(huán)境感知功能，其3D攝像頭中的傳感器包括英飛凌（Infineon）、PMD飛行時間（ToF）傳感器、豪威科技（Omnivision）近紅外全局快門圖像傳感器、三星（Samsung）RGB圖像傳感器等。2017年，蘋果iPhone X的3D攝像頭集成了五個子模塊：近紅外攝像頭、ToF測距傳感器+紅外泛光照明器、RGB攝像頭、點陣式投影器和彩色/環(huán)境光傳感器（詳情：《蘋果iPhone X近紅外3D攝像頭傳感器》）。
3D成像和傳感供應鏈
在紛繁復雜的產(chǎn)業(yè)生態(tài)中，我們梳理了3D成像和傳感供應鏈，舉例如下：
?。?）晶圓和外延片：SOITEC和IQE；
（2）傳感器芯片公司：索尼（Sony）、三星（Samsung）、豪威科技（Omnivision）、意法半導體（STMicroelectronics）、安森美半導體（On Semiconductor）、松下（Panasonic）；
（3）VCSEL供應商：Lumentum、Finisar、II-VI、ams子公司Princeton Optronics、Philips Photonics；
?。?）封裝廠商：同欣電子（Tong Hsing）、精材科技（Xintec）；
?。?）光學模塊公司：艾邁斯半導體（ams）、奇景光電（Himax）；
?。?）模組制造廠商：LG Innotek、舜宇光學（Sunny Optical）、三星電機（Semco）、歐菲股份（O-Film）。
2018~2023年手機和消費類3D傳感生態(tài)系統(tǒng)
與其它傳感器模組不同，3D攝像頭系統(tǒng)設計需要專業(yè)的設計團隊和專家，為此蘋果公司在2013年收購了Primesense公司，其它設計團隊如Mantis Vision、Orbbec、ams、PMD等，為3D成像和傳感提供解決方案。那么，如今的3D傳感生態(tài)系統(tǒng)成熟了嗎？至少在降成本方面還有很大空間，需要大家共同努力！
本報告涉及的部分公司：II-VI, Abbott, ams, Anritsu, Apple, ASC, BAE Systems, Bioptigen, Bosello, Canon, Continental, Core Photonics, Crystalvue, Epcos, Faceshift, Fairchild, Faro, Finisar, First Sensor, Fujiflm, GE, Gestigon, IDS, Huvitz, IFM, IQE, iRobot, iRay, Hamamatsu, Heptagon, Hexagon Metrology, Himax, Hokuyo, Hologic, Honeywell, Lee, Infneon, Keyence, Konica Minolta, Kreon, LeddarTech, Leica, Linx, Lips, LMI, Lumentum, Mantis Vision, Medtech, Melexis, Namuga, Nidek, Nikon, Nordson Dage, Nsi, Oculus, On Semi, Opto, Optopol, Orbbec, Pebbles, Olympus, Panasonic, Perceptron, Philips Photonics, Pix4D, PMD, Quanergy, Sanan, Sensata, Samsung, Sensl, Sick, Siemens, Softkinetic, Soitec, Sony, St.Jude Medical, STMicroelectronics, Teledyne Dalsa, Tetravue, Topcon, Toshiba, Trixell, Trinamix, Valeo, Varex, Varian, Velodyne Lidar, Vieworks, Yxlon, Zimmer, Zeiss Meditech...