雖然不少的分析機構(gòu)宣稱iPhone X銷量下跌、蘋果公司的訂單數(shù)處于下滑狀態(tài)，但是人們不得不承認，3D傳感技術(shù)因iPhone X的Face ID功能推向市場。據(jù)拓璞產(chǎn)業(yè)研究院的數(shù)據(jù)，2018-2020年智能手機搭載3D傳感模組年復合增長率約45.62%，2020年滲透率將達到28.6%，整體3D傳感模組產(chǎn)值預計超過百億美元。如此廣闊的市場前景，吸引了安卓與蘋果兩大系統(tǒng)陣營接連布局，3D傳感關鍵技術(shù)“垂直腔面發(fā)射激光器”(VCSEL)的組件需求大增，引發(fā)了各家廠商的卡位混戰(zhàn)。

3D傳感數(shù)據(jù)記錄更精準

用專業(yè)術(shù)語講，3D傳感技術(shù)就是透過3D激光掃描(3D傳感)建立一種非接觸、非破壞性技術(shù)來數(shù)字化捕捉物理對象的形狀。簡單來說，就是一種識別面孔解鎖的新技術(shù)，還可以用來支持AR。相比于傳統(tǒng)的識別技術(shù)，3D傳感可以帶來更精準的數(shù)據(jù)記錄，因為它可以創(chuàng)建一個人臉的特有數(shù)字矩陣，其精確度要遠超于普通照片。

“3D傳感技術(shù)更加方便且具備更高安全性，將引領未來技術(shù)的發(fā)展趨勢，比屏下指紋技術(shù)等傳統(tǒng)識別技術(shù)要好用很多。”艾邁斯半導體(ams)大中華區(qū)移動及可穿戴設備銷售總監(jiān)任璐佳對《中國電子報》記者說。

在進一步向記者解釋為何3D傳感具備更高的安全性時，集邦拓墣產(chǎn)業(yè)研究院分析師黃敬哲表示，3D傳感之所以性能更好，是因為3D傳感技術(shù)使用的光線與傳統(tǒng)識別技術(shù)有所不同，因此識別效果要高于傳統(tǒng)識別技術(shù)。“傳統(tǒng)識別技術(shù)使用stereo vision的三角定位技術(shù)，這項技術(shù)的功能雙鏡頭也可達成，其精度不高、技術(shù)門檻低，反應速度慢，而且環(huán)境光線對其影響很大。3D傳感技術(shù)使用紅外光，受環(huán)境光影響較小，且若使用結(jié)構(gòu)光，所采集的信息豐富程度也較高，整體辨識效果較佳。”黃敬哲《中國電子報》記者說。

蘋果與安卓各自布局

正是由于3D傳感技術(shù)帶來的優(yōu)良用戶體驗，引得安卓和蘋果兩大系統(tǒng)均重點布局3D傳感。蘋果系統(tǒng)陣營主要以iPhone X的Face ID為主，廠商陣營主要為蘋果、高通、奇景、微軟、英特爾、Orbbec等。安卓系統(tǒng)陣營主要以Google陣營為主，德國PMD設計IR CIS，英飛凌做代工，Princeton Optronics為其提供垂直腔面發(fā)射激光器VCSEL技術(shù)。

分析師張軍認為蘋果手機在3D傳感技術(shù)上領先安卓手機2.5年以上。決定其領先的主要原因可能與3D傳感技術(shù)中的一項關鍵產(chǎn)品垂直腔面發(fā)射激光器VCSEL有關。

據(jù)任璐佳介紹，3D傳感的實現(xiàn)需要兩種重要的測距技術(shù)，分別是結(jié)構(gòu)光技術(shù)和飛行時間ToF技術(shù)，3D成像前置攝像頭方案以結(jié)構(gòu)光為主，后置攝像頭方案以3D ToF為主。

記者了解到，3D傳感使用的結(jié)構(gòu)光技術(shù)、飛行時間技術(shù)ToF均需搭配 IR 發(fā)射/接收模組測距，IR 發(fā)射模組中需要用到激光，而激光勢必要用到VCSEL，但是現(xiàn)今全球垂直腔面發(fā)射激光器VCSEL的供應商卻并不多。因此，VCSEL產(chǎn)能的分布成為了影響3D傳感發(fā)展的重要因素。

“垂直腔面發(fā)射激光器VCSEL主要供應商包括Lumentum，II-VI，F(xiàn)inisar，Princeton Optronics，HLJ。除此之外的一些VCSEL的廠商，在產(chǎn)能與良率上可能都沒有明顯優(yōu)勢。”黃敬哲說。目前VCSEL的幾個代表性企業(yè)向外界透露，2019年或才可以解決3D傳感關鍵組件的產(chǎn)能瓶頸。所以目前3D感應組件尚不能大規(guī)模量產(chǎn)。

因為蘋果與垂直腔面發(fā)射激光器VCSEL的重要供應商存在協(xié)議，使得蘋果陣營已經(jīng)鎖定了大部分垂直腔面發(fā)射激光器VCSEL的供應。所以很多安卓系統(tǒng)被迫尋找新的實現(xiàn)3D傳感的技術(shù)路線。

其實，據(jù)記者了解，在VCSEL之外，邊緣發(fā)射激光器(EEL)也是3D傳感的另一套方案，但是與VCSEL相比，其光束質(zhì)量較低，光束發(fā)散度偏高，能耗較高、模塊體積也不具備優(yōu)勢。蘋果陣營目前使用的是VCSEL，安卓陣營由于能得到VCSEL的產(chǎn)能有限，使用的是EEL。

安卓陣營需克服成本和技術(shù)難點

安卓陣營追趕蘋果陣營的機會究竟在哪里?記者采訪了兩個陣營共同的供應商ams，但是其發(fā)言人任璐佳表示，不便對客戶發(fā)表評論。“無論是哪個系統(tǒng)供應商，對于ams來說都是需要幫助其實現(xiàn)產(chǎn)品設計，提供從產(chǎn)品到算法到系統(tǒng)的整體解決方案。市場是動態(tài)的，領導者永遠是被追趕的，而差距是經(jīng)過追趕，才會縮小，繼而再有超越。時間是驗證市場的唯一途徑。”任璐佳對《中國電子報》記者說。

但是黃敬哲認為安卓陣營追趕蘋果陣營，需要克服兩大難關。“長遠來看，安卓陣營為了與蘋果競爭，勢必也會跟進搭載3D傳感。然而追趕蘋果陣營，安卓需要克服兩大重點問題：成本和技術(shù)。若在這兩個關鍵因素上無法取得有效進展，將影響3D傳感在安卓手機上普及的可能性。”黃敬哲告訴記者，成本和技術(shù)已經(jīng)成為兩大陣營的競爭核心。“就成本而言，安卓陣營不太容易能夠?qū)?D傳感零組件額外成本轉(zhuǎn)嫁到消費者身上，因此，對多數(shù)品牌來說，導入3D傳感勢必將影響到自身獲益能力。而在技術(shù)層面，高效率的VCSEL目前供給有限，性能和體系都具備著不小的挑戰(zhàn)。最為明顯的挑戰(zhàn)是整體模塊的體積。華為實際上已經(jīng)有人臉辨識模塊，但體積過大，如何恰當?shù)拇钆涫謾C可容納的空間，是應該思考的問題。”黃敬哲說。

目前，VCSEL主要供貨商Lumentum與蘋果之間存在專利協(xié)議，安卓系統(tǒng)雖然有部分的廠商提供方案支持，但是VCSEL的供應商依舊成為卡點。若為了強行跟進3D傳感技術(shù)，安卓陣營可能采取降低辨識精度的方法來降低對VCSEL的性能要求。“但這樣一來犧牲安全度換來的效益可能不高。”黃敬哲說。

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