自2017年蘋果(Apple)推出了iPhone X開始，使用結(jié)構(gòu)光原理設(shè)計(jì)的相機(jī)模組與光學(xué)元件，以及近紅外光(NIR)全域快門(Global Shutter)感測器，成為了消費(fèi)性產(chǎn)品3D感測技術(shù)的新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，各手機(jī)大廠皆積極在自家產(chǎn)品中導(dǎo)入該技術(shù)。因此，預(yù)計(jì)相關(guān)市場規(guī)模將持續(xù)擴(kuò)大，到了2023年有望達(dá)到185億美元市場規(guī)模。
近日市場研究機(jī)構(gòu)YoleDéveloppement發(fā)布了2018年的3D成像與感測器產(chǎn)業(yè)報(bào)告，Yole技術(shù)與市場首席分析師Pierre Cambou指出，盡管實(shí)現(xiàn)點(diǎn)光源與泛光照明(Flood Illumination)的VCSEL技術(shù)同時(shí)帶來了高成本，但這也是超高單價(jià)的iPhone X的最大技術(shù)驚喜所在。
Yole的報(bào)告中指出，預(yù)計(jì)在2023年，3D成像與感測的全球市場規(guī)模，將從2017年的21億美元擴(kuò)大至185億美元。在此期間，市場的年附合增長率將達(dá)到44%。該技術(shù)在消費(fèi)性產(chǎn)品、車用、工業(yè)與其他高階市場也都會(huì)達(dá)到10%以上的增長。隨著小型化半導(dǎo)體的進(jìn)步，3D成像與感測器將會(huì)應(yīng)用在各種不同的領(lǐng)域，在2018年，該趨勢也將會(huì)持續(xù)進(jìn)行。全球的影像感測器、VCSEL、光學(xué)玻璃與相關(guān)半導(dǎo)體封裝業(yè)者都將從中受益。
在消費(fèi)性電子產(chǎn)業(yè)，如Oppo、小米、華為等智能手機(jī)廠商也為因應(yīng)此趨勢提出各種3D感測策略。而一但Android廠商的供應(yīng)鏈到位，3D感測的導(dǎo)入率預(yù)估將由2018年的13.5%，在2023年時(shí)提升至55%。
然而，由于手機(jī)在AR/VR上的應(yīng)用尚未成熟，因此主鏡頭的3D相機(jī)導(dǎo)入率將會(huì)因此受到限制，短期內(nèi)該技術(shù)的導(dǎo)入將以前鏡頭為主。值得注意的是，該技術(shù)也將擴(kuò)展至手機(jī)以外的領(lǐng)域，特別是消費(fèi)機(jī)器人或是如醫(yī)療、工業(yè)等高階市場。
3D感測并非蘋果首創(chuàng)
然而，3D感測概念技術(shù)運(yùn)用在智能手機(jī)并非首例。早在2014年三星旗艦機(jī)S4即導(dǎo)入手勢辨識功能，使用者可在不觸碰螢?zāi)幌拢允謩莶倏禺嬅嫱舷伦笥揖韯?dòng)。唯此技術(shù)主要仰賴前置鏡頭做手勢動(dòng)作的影像辨識，并非真實(shí)3D感測，且應(yīng)用情境局限，故三星后續(xù)旗艦機(jī)種并未再沿用。
真正3D感測技術(shù)應(yīng)用要回溯至2016年的Google「Project Tango」計(jì)畫，主打擴(kuò)增實(shí)境（AR）應(yīng)用，其硬件規(guī)格即需3D感測模組，包括一顆RGB鏡頭、一顆深度鏡頭（TOF感測芯片）、一顆動(dòng)態(tài)追蹤鏡頭，以提供使用者較佳的擴(kuò)增實(shí)境體驗(yàn)。不過，僅少數(shù)幾家品牌支援，如聯(lián)想PHAB2 Pro、華碩Zenfone AR等，因此未造成市場回響，Google在2018年初宣告中止計(jì)劃。
若未來蘋果iPhone或iPad將3D感測規(guī)格列為人臉辨識標(biāo)配，在忠實(shí)客戶基礎(chǔ)上，必能帶動(dòng)3D感測相關(guān)零組件需求大增，刺激其他潛力深度感測應(yīng)用發(fā)展，如手勢辨識、3D美顏、3D彩妝、3D社交等實(shí)用性或娛樂性App。
2017年全球智能手機(jī)產(chǎn)業(yè)掀起全面屏風(fēng)潮，從三星S8系列、LG G6系列，延續(xù)至三星Note 8、小米MIX 2、Oppo R11s plus等，正面螢?zāi)婚L寬比設(shè)計(jì)都朝向18：9及逾80 %的屏占比。但這些機(jī)種為實(shí)現(xiàn)全面屏設(shè)計(jì)，多數(shù)將Home鍵指紋辨識模組移至背面，縮減正面邊框的間距。而蘋果iPhone X未采取背面指紋辨識設(shè)計(jì)，是在正面機(jī)身上方保留U型空間，內(nèi)嵌3D感測相機(jī)模組，提供3D人臉辨識新使用體驗(yàn)。
目前市場推測，2018年蘋果將推出三款搭載人臉辨識功能的iPhone新機(jī)，甚至iPad Pro平板也會(huì)首度采用，將使全球行動(dòng)裝置3D感測模組需求快速成長，2018年產(chǎn)值將躍升343%、達(dá)20億美元，預(yù)估2018年下半年安卓手機(jī)陣營跟進(jìn)，產(chǎn)值在2022年成長為46億美元，2017年至2022年復(fù)合成長率為59%。
蘋果過往iPhone推出新規(guī)格，向來有風(fēng)行草偃的效果，帶動(dòng)安卓手機(jī)陣營跟進(jìn)。唯此次蘋果的3D人臉辨識技術(shù)，采用2013年收購的以色列公司PrimeSense辨識技術(shù)，搭配VCSEL結(jié)構(gòu)光專利護(hù)城墻，技術(shù)領(lǐng)先其他競爭者一至二年，提高3D感測模組的競爭門檻。此外，蘋果3D感測模組BOM成本約15至20美元，相較指紋辨識模組貴，加上關(guān)鍵零組件VCSEL供給有限，產(chǎn)能幾乎被蘋果綁定，是安卓陣營遲未推出3D感測手機(jī)的主因。
截至今年5月中旬，安卓陣營未推出具3D人臉辨識功能的手機(jī)，僅在2D人臉辨識功能進(jìn)行強(qiáng)化。而正面3D感測應(yīng)用若只處理手機(jī)解鎖或行動(dòng)支付認(rèn)證，應(yīng)用相對局限，蘋果是否會(huì)推出其他3D創(chuàng)新應(yīng)用以提升使用價(jià)值，值得觀察。
蘋果執(zhí)行長庫克曾表示：「和App Store、多點(diǎn)觸控一樣，AR技術(shù)必將改變世界」。蘋果也在2017年的WWDC大會(huì)發(fā)表ARKit平臺，要讓眾多開發(fā)者可透過其平臺發(fā)展各種AR應(yīng)用，企圖復(fù)制App Store的成功經(jīng)驗(yàn)。
目前ARKit對行動(dòng)裝置的硬件規(guī)格要求，僅需配置單鏡頭及其它感測器輔助，即能展現(xiàn)AR的虛實(shí)場景融合效果。但單鏡頭僅能擷取2D影像資訊，雖可透過影像軟件演算每個(gè)像素的3D深度資訊，但有延遲性及精確度不足問題。市場推測，蘋果可能在2019年將3D感測技術(shù)應(yīng)用在iPhone的后置鏡頭，提升AR的使用體驗(yàn)。
AR是否會(huì)帶動(dòng)3D感測硬件市場商機(jī)，仍存在未定之?dāng)?shù)。Google主打ARCore系統(tǒng)平臺，冀望降低安卓終端裝置的進(jìn)入門檻，利用軟件演算法彌補(bǔ)單鏡頭對深度感測的不足。
但缺點(diǎn)是系統(tǒng)運(yùn)算量較大、畫面更新率（FPS）較低，相對影響使用的流暢性，不若蘋果藉由掌握iPhone軟硬件系統(tǒng)整合技術(shù)，提供較為一致及水準(zhǔn)上的AR使用體驗(yàn)。此外，iPhone將硬件成本轉(zhuǎn)嫁給消費(fèi)者的能力較高，故其后續(xù)推動(dòng)3D AR應(yīng)用仍具有一定的優(yōu)勢與未來性。