雖然2018年才剛開始，但Apple于2017年9月推出iPhone X后，3D感測等新技術便成為今年討論度最高的議題。說到3D感測，消費者最有印象的大概就是臉部解鎖、Animoji表情偵測兩項功能。隨著其他手機廠商也將陸續(xù)跟進，之后可望見到非蘋陣營手機搭載3D感測技術，集邦咨詢LED研究中心（LEDinside）預估，全球行動裝置3D感測市值將在2020年上升至15億美元，年復合成長率為209%。
除行動裝置外，3D感測技術也可見于其他多項應用，包含擴增/虛擬現(xiàn)實裝置、車用領域、無人機、生物辨識、機器人、游戲設備、筆記本電腦和居家設備等。這也意味著有眾多廠商投入3D感測模塊、零組件、系統(tǒng)或是算法之研發(fā)。筆者列出各研發(fā)領域中主要廠商與其動態(tài)發(fā)展，其中包括我們早已熟知的科技大廠和一些耕耘多年也值得關注的廠商。
3D感測主要包含幾項技術：飛時測距、結構光、Light Coding和 Stereo Vision，廠商以研發(fā)前兩項居多。
Microsoft, Sony等大廠早已投入TOF飛時測距感測技術開發(fā)
TOF主要是透過光在鏡頭模塊與受測物體間來回通行的速度來計算出與受測物體間的距離，而模塊系統(tǒng)中關鍵零組件包含打出脈沖光的LED或雷射二極管和感測組件。經(jīng)多年研發(fā)，TOF感測技術也漸成熟，主要投入研發(fā)的廠商有Microsoft、Sony、Infineon、 PMD Technologies。
從廠商投入TOF技術研發(fā)的歷史來看，外界對Microsoft著力于3D感測技術研發(fā)的第一印象可追溯于2009年Microsoft以3500萬美元買下3DV Systems，以及2010年并購3D感測芯片研發(fā)廠Canesta的動態(tài)。此后推出的Xbox One游戲設備中的Kinect即搭載了TOF感測技術，讓玩家可以利用手勢辨識或語音指令進行游戲。
另一大廠Sony，則是在2015年買下比利時手勢識別技術公司SoftKinetic和其最知名的DepthSense TOF感測系統(tǒng)。兩年后，Sony便推出全球最小的TOF感測組件，僅10微米像素間距，但卻能非常精準執(zhí)行距離量測。
同時，德國半導體廠商Infineon和PMD Technologies也投入3D TOF感測組件的開發(fā)，使用于諸多應用，更合作開發(fā)華碩Zenfone AR中的REAL3 TOF圖像感測組件，包含Google Tango和聯(lián)想Phab 2 Pro中的3D模塊，皆是采用PMD所研發(fā)的模塊。
2017年7月PMD也宣布與中國新創(chuàng)公司Untouch合作，采用后者研發(fā)的3D手勢辨識方案—黎曼平臺作為CamBoard Pico flexx模塊的中間件，可以讓人們在使用行動裝置過程中體驗更直覺式的人機互動。
另外，德州儀器也為機器人、自動化建筑等領域研發(fā)了一系列TOF感測技術。
其實，大致看來，因為感測原理和距離計算方式等因素，TOF感測技術許多時候較常被使用于著重距離或物體偵測的應用中，為其提供量測距離等數(shù)據(jù)。
結構光感測技術由蘋果供應鏈廠商主導
一個結構光感測模塊內(nèi)主要包含發(fā)射器和接收器，藉由向受測物體打出一個光形，接收物體反射回來的形變光，再透過算法來推算物體深度。而其中，VCSEL的角色便是提升出光集中度并確保光在通過晶圓級光學透鏡和繞射組件后能均勻分布在物體上。
相較之下，以市面上的產(chǎn)品來說，結構光感測原理為推算法（推算物體深度），較常用在著重辨識/識別的應用里。依據(jù)不同算法，一方面可以辨別受測人或物的特征是否與系統(tǒng)中預存數(shù)據(jù)相符合，進而確認是否需解鎖該應用裝置，這正是iPhone X的face ID功能，因而，我們可以重新檢視蘋果的3D感測模塊供應鏈。
蘋果TrueDepth發(fā)射器模塊中的dot projector、flood illuminator、proximity sensor代表先進光學半導體技術的集成。VCSEL的部分結合Lumentum和II-VI的設計、IQE的長晶技術、Winsemi的切割和AWSC的封裝技術，而形塑結構光的DOE組件則是由Corning提供材料、臺積電制造再由采鈺和精材完成后段制程。
接收器模塊則是采用蘋果原有的700萬畫素相機和由大立光、STM、同欣電接力制造的紅外線鏡頭。
而蘋果前一陣子也宣布向Finisar下單，3.9億美元購買VCSEL置入無線耳機Airpods中，F(xiàn)inisar預計在2018下半年開始出貨。
Qualcomm搭Himax將成2018年下旬觀察焦點
除此之外，今年又將有另一條3D感測供應鏈浮出臺面，成員包含：Qualcomm、Himax，再另外搭配潛在VCSEL供貨商Lumentum或ams旗下的Princeton，可以期待將有搭載Himax研發(fā)的WLO、DOE組件與Qualcomm自家運算芯片和算法的3D感測模塊上市。至于VCSEL的來源目前推測可能是具有生產(chǎn)6英寸晶圓能力的Princeton或Lumentum，兩者其一。Qualcomm和Himax陣營的3D模塊最快可能在下半年推出的Android手機中可以見到真面目。
3D感測需要的技術繁復，舉凡算法、芯片、光學組件都必須符合高效、高規(guī)格標準，可以想象這背后投入的廠商數(shù)量何其多，未來幾年更會越來越多，參與的廠商類別也會越來越多元。
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