起底 3D 深度摄像技术，看智能手机厂商如何攻陷爆发前夜第一城 | 特稿
行业观察
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2017-12-15
死磕 3D 传感技术，苹果又砸 3.9 亿美元投资激光芯片厂商
目前 VCSEL 芯片市场的情况是，僧多肉少，所以苹果已经开始未雨绸缪。
12 月 13 日，苹果宣布向激光芯片供应商 Finisar 投资 3.9 亿美元，这是苹果「美国先进制造基金」（US Advanced Manufacturing Fund）继今年 5 月入股康宁后的第二笔投资。
有趣的是，这一消息爆出后 Finisar 的股价暴涨 35.6%，而此前为苹果 iPhone X 的 3D 传感器供应 VCSEL 激光器芯片制造商 Lumentum 股价则是应声下跌。
在 iPhone X 发布之前，VCSEL 还只是一种主要应用在工业领域，不被大众知晓的 3D 传感器件；而在 iPhone X 推出后，伴随 Face ID 及 AR 技术的广受追捧，VCSEL 也几乎一夜之间成为资本追捧的明星。
突变网红的 VCSEL 究竟是什么？
iPhone X 的疯狂火爆至少推动了三项技术概念的普及：OLED 全面屏、无线充电及 3D 传感技术，其中 3D 深度传感技术便是苹果 Face ID 功能的基础。
iPhone X 的 3D 摄像头采用的是红外 3D 结构光方案，包含「红外光源+光学组件+红外传感器」等部分，其中最关键的部分就是红外光源。
早期 3D 传感系统一般都使用 LED 作为红外光源，但是随着 VCSEL 芯片技术的成熟，在精确度、小型化、低功耗、可靠性等角度全方面占优，因而现在常见的 3D 摄像头系统一般都采用 VCSEL 作为红外光源。（点击链接，查看 3D 深度摄像技术的详细解读）
近几年随着硬件端技术的不断进步，算法与软件层面的不断优化，TOF、VCSEL 等 3D 传感技术也快速成熟起来，使得「深度相机+手势/人脸识别」的方案具备了大规模进入移动智能终端的基础。
作为全球首款搭载 3D 深度传感摄像头模组的智能手机，iPhone X 的 3D 传感技术不仅有「行业鼻祖」Prime Sense 的加持，更是经过了长达 5 年的软硬件打磨，其中便包括了 VCSEL 芯片。
VCSEL 芯片能够帮助 iPhone X 实现深度感知和接近感应，以增强一些新功能的体验，譬如 Face ID、Animoji 和 ARKit 等。
根据市场调研机构 IHS 的预测，2017 Q4 季度 iPhone X 的出货量可达 3100 万台，每台 iPhone X 中就需要配备 3 块 VCSEL 芯片，这对于 VCSEL 芯片制造商来说的确是一个不小的刺激。
未来或将 3D 传感功能覆盖全线苹果产品，投资 Finsar 是为产能做准备
作为苹果 VCSEL 芯片的第一大供应商的 Lumentum，独占了苹果 100% 的低功率 VCSEL 订单以及 75% 的高功率 VCSEL 订单。而此次苹果对 Finisar 的投资也意味着今后更多的订单资源会向 Finisar 倾斜。
关于苹果投资 Finisar 背后的原因，业界推测，一方面是随着苹果 Face ID 及 AR 功能的普及，未来 3D 传感功能将可能会被覆盖到全线苹果产品中，Lumentum 可能会面临产能不足的问题；另一方面也可能是苹果想要将核心零部件生产控制权牢牢掌握在自己手中，以防止在关键时刻掉链子。
而 Finsar 方面也表示，将会利用这笔资金在美国德克萨斯州重新启用一家原本已经关闭的工厂，并增设 500 个工作岗位，将之改造成为专门开发垂直腔面发射激光器（VCSEL）芯片的高科技工厂，预计将于明年下半年开始出货。
2018 年 VCSEL 芯片需求量可达 1.2 亿只，产能却严重不足
在 iPhone X 推出后，华为、小米、vivo、OPPO 等国内手机厂商被曝均在与 3D 传感相关技术方案商积极接洽，其中华为已在不久前率先推出继 iPhone X 发布后全球第二款智能手机 3D 深度传感摄像头——Jupiter X。
不难想象，明年的智能手机市场将会掀起一股 3D 传感应用浪潮。而作为手机 3D 深度传感中的重要器件之一，VCSEL 芯片市场有望在 2018 年迎来一次爆发。
据市场研究公司 Light Counting 的预测，2017 年智能手机方面 VCSEL 激光器需求量在 6000 万只，2018 年将迅速增加至 1.2 亿只，2019 年将会达到 2.4 亿只，基本上保持每年翻番增长。
然而问题是，眼下有量产 VCSEL 芯片能力的厂商少之又少，产能方面将会面临不小的挑战：
目前，全球范围内致力于移动端 VCSEL 芯片设计的公司不超过十家，且大部分在美国，除了上面提到的 Finsar、Lumentum，还有 Princeton Optronics、Heptagon（已被 AMS 收购）。
国内尽管也有一批 VCSEL 器件厂家，包括武汉光迅、山东太平洋、深圳源国及江苏华芯等，但根据目前曝光的信息，可以实现量产并应用于智能手机 VCSEL 芯片的只有江苏华芯一家，其设计的高功率 VCSEL 芯片与 Finisar 类似，能够帮助手机厂商提高 3D 传感的性能。
在 iPhone X 的推动下，2017 年已经成为 VCSEL 激光器在智能手机应用的转折点。面对即将引爆的市��，主流 VCSEL 芯片产商却面临严重的产能不足，这也是苹果会耗费巨资投资 Finisar 的主要原因吧。
