有越來越多的證據表明,蘋果新一代的iPhone會在上一代后置雙攝像頭后,再配備前置3D感應攝像頭,這也得到了像郭明池這樣的證券分析師的支持。
而任何一次關于蘋果的傳言,都可能引來手機產業的騷動。在最近中信證券組織的一次手機產業鏈光學創新峰會上,從部件到3D模組再到終端的行業人士,就討論了3D傳感器用于手機的可能性。
3D攝像頭的前世今生
1. Microsoft 和JDSU 3D攝像頭的歷史起源于2006年微軟與CVI開始一起研發紅外投影式多點觸控桌面電腦,但由于價格太高推廣不及預期,但是自此打開了3D感應和多點觸控領域。2007年Primsense通過La一家設計公司與微軟接觸。2008年微軟聯合JDSU、Primsense開始一起研發3D攝像頭,但同時JDSU也在私下與蘋果也在洽談。2009年JDSU打算轉型做消費電子,把深圳搞光通訊的工廠賣給新美亞。2010年 JDSU大陸廠商移到了蘇州設廠,同年11月份三個月KINECT上市賣的很火。2011年蘋果與JDSU談收購。2013年蘋果收購了Primesense(主做飛行時間的3D探測檢測芯片)。2015年JDSU拆分為lumentum和Viavi兩家上市公司,原JDSU股東為Viavi大股東,原JDSU股東為lumentum的小股東。
2. 3D 攝像頭的應用領域有哪些?微軟對于3D攝像頭認識的第一代是基于光飛行時間(TOF)的,第二代是基于結構光的。3D攝像頭可以用到家庭娛樂、遙控、汽車電子控制、照明控制、家庭安防、手機控制、手機安全、人工智能、VR、AR。攝像頭的使用壽命和可靠性相對其它按鍵更長更穩定、蘋果目前已經開始量產3D攝像頭。
3. TOF的工作原理光在兩點之間行程需要有限時間,如果行程時間已知,可以通過近紅外光特性計算出相應的距離。CMOS成像器利用光行程時間通過重建圖像軟件轉換成圖像指令。一般適用于短距離。
4. 結構光的工作原理通過投影裝置把條紋或者Pattern投影到物體上,攝像裝置獲得變形以后的條紋圖像,經過軟件解調獲得物體3D信息,缺點是背景干擾、角度和集成問題。蘋果iPhone8很大程度上用TOF技術,下一代有可能用結構光。目前有專利,但是實現還需要一段時間。
5. 目前國際大廠已經在3D方向有布局蘋果—整合PrimeSense, 發力3D手勢與人臉識別;英特爾—開始做RealSense;微軟—從KINECT到HANDPOSE;谷歌—Tango項目;索尼—收購softkinetic; 三星—Gear VR。
6. 3D 攝像頭有哪些關鍵部件?光源:VCSEL(耗能低、譜線窄、壽命高)紅外LD(譜線寬)、紅外
LED(受溫度影響大、譜線更寬),價格一般在0.5美元~2.5美元之間;鏡頭;濾光片0.6~1.5 美元之間;CMOS攝像元件;結構圖器件,幾分錢;信號處理芯,1.5美元左右;蘋果總預算是要低于5美元。
7. 國內外技術方案情況TOF目前國外廠商涉及的有德州儀器、意法半導體、英飛凌、微軟、索尼、PrimSense、蘋果等;結構光在做的有英特爾、AMS、微軟、蘋果;系統集成國外有LG,國內有富士康和微創立;VCSEL國外在做的有Lumentum、Finsar、Princeton,國內有能力做的是光迅科技,但是未來能做的有很多,競爭會很有競爭力。
奧比中光在國內量產結構光3D攝像頭
人工智能大概可以分為兩個層面,一是感知,一是算法。在感知層面,3D攝像頭無疑是最重要的組件之一,它就像人眼一樣,給2D的圖像疊加了一層深度信息,讓感知更立體,可以實現人臉識別、手勢與肢體識別、3D建模等功能。目前,像電視、服務機器人、無人機、VR設備,甚至是手機平板,都逐漸加入了3D攝像頭。
3D攝像頭這個行業其實已經有比較長的時間了,最早的一家公司是以色列廠商Primesense。它與微軟合作開發了第一代體感設備Kinect。當時,微軟想以體感體驗與任天堂的Wii和索尼的PS爭奪家庭主機市場。此后,微軟有意收購Primesense,但由于價格沒談攏而作罷。在失去最大的客戶后,Primesense估值下滑,最終被蘋果收購。
奧比中光的工作人員告訴記者,做深度攝像頭主要有三種方案,結構光、雙目與TOF,他們各有優劣勢。
TOF測量的精準度和穩定性較好;但結構光可以做得更小,功耗小,測量分辨率也相對高;雙目模擬了人眼結構,但它屬于被動光,無法適應暗光環境,前兩者是主動光。更重要的是,結構光方案供應商比較多。而TOF方案對鏡頭的要求比較高,能做供應鏈廠商很少。所以綜合來看,奧比中光選擇了應用范圍更廣的結構光方案,目前的產品主要是Astra系列3D傳感器模組。
奧比中光的相關人士表示,目前全球能量產結構光方案3D攝像頭的,只有四家公司:蘋果,英特爾,微軟以及奧比中光。而目前公司的產品已經和國內除了小米外的電視機廠商都有合作;機器人公司也有近七八成在用他們的產品做視覺;安防方面,如格林深瞳與??低暤龋捕加性谟闷鋽z像頭做主動監控產品。
3D攝像頭的投資要點
通過對于3D Sensing攝像頭的分析,我們認為VCSEL模組是整個產業鏈中最大彈性點與難點。抓住0-1機會的彈性標的,重點推薦三家公司,光迅科技、福晶科技、水晶光電:
光迅科技自2015年宣布自主研發的VCSEL陣列芯片將投入商用以來,公司目前已經開發出四款基于VCSEL的收發器模塊產品;用于光模塊產品在傳輸距離、功率上的要求要顯著高于消費電子級別應用,通過對比主流VCSEL相關型號產品,我們認為公司具有切入消費級市場的技術可行性。作為中國光電子龍頭,光芯片重點突破,和主業無源器件、有源器件構成三駕馬車,未來三年,公司收入規模有望從目前的40億,實現翻一翻以上,收入規模突破百億,全球競爭力挺近三強。
福晶科技,全球激光器光學元器件隱形冠軍,迎來光通信與消費級應用之燃爆良機。2012年切入光通信領域,擁有包括光迅科技、珠海光庫等在內的光通信應用客戶,下游終端客戶涵蓋主流的光通信應用全球大廠。2015年開始公司與微軟聯合研發AR眼鏡-HoloLens;目前已經開發到第三代產品。2016年公司實現收入與利潤的創歷史性突破,實現利潤規模的翻番。公司作為A股最懂“激光”的光學組件供應商,已與微軟合作的產品包括DOE等核心光學組件,并為全球光芯片龍頭企業供應晶體與光學處理單元。
水晶光電,濾光片行業的前三,積極布局AR業務。公司是國內唯一一家規?;a光學低通濾波器的企業,全球排名第4;紅外截止濾光片及組立件,全球排名第3??蛻舭℉OV等手機龍頭企業,國產智能機提升與攝像頭用量增多將推動公司產品高景氣;而主要產品有望切入3D攝像頭的接收端-濾光片,雖然價值量在3D Sensing攝像頭各環節中不算高,但由于其制程要求比普通攝像頭復雜,單價有望高于普通攝像頭的濾光片。同時,積極布局AR業務,有望受益3D攝像頭普及之后AR市場的爆發。
此外,我們通過全面的分析與梳理,力求呈現完全的供應鏈體系的背景下,梳理如下其他產業鏈工藝相關或產品相關的公司如下:(加粗代表進入可能性較大)
1)OV(北京君正擬收購標的)——前置CIS芯片技術;
2)晶方科技、華天科技——晶圓級封裝技術;
3)歐菲光——攝像頭前置模組技術;
4)聯創電子——攝像頭鏡頭及模組技術;
5)大族激光、華工科技——激光器技術;