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dToF可量产性存疑?ToF突围旗舰“围城”刻不容缓
2021-05-10 来源:华强电子网
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去年十月的iPhone 12 Pro,让dToF在智能手机市场“一战成名”,一时风头无两,彻底盖过iToF成为当下智能手机3D传感器的热门之选。的确,dToF为苹果iPhone 12 Pro的AR应用体验带来了不小的提升,而且技术先进,具备抗干扰能力强、测距距离远、以及多物体识别能力强等优势。但现阶段,由于成本和成熟度的制约,dToF在安卓生态的发展远不及iToF那般理想,目前产业链也正在积极行动,以求能做出改变。iPhone 12 Pro的推波助澜,加之ToF供应链的持续努力下,2021年dToF能否成功逆袭,在安卓市场站稳脚跟,与iToF平分秋色,备受期待。

尽管智能手机市场dToF阵容远不如iToF那般强大,但在苹果iPhone 12 Pro加持下,dToF已经开始崭露头角,被越来越多供应链企业所关注。例如不久前的上海MWC大会上,ams就曾与国内算法大厂虹软公司共同发布了针对移动设备后置3D dToF传感的整套解决方案,并宣称有望在2021年底让安卓手机后置也装上dToF传感器。



毕竟,论及后置,dToF的远距离建模、多物体识别都是iToF难以相提并论的优势,这也使得dToF作为后置AR的“唯一”方案为苹果所力荐。但也仅仅只是苹果,当下dToF在安卓阵营似乎并未问世任何可量产方案,这也让苹果在dToF阵营一枝独秀,相当孤独。

究其原因,炬佑智能科技有限公司CEO刘洋在接受《华强电子》采访时表示:“一般来说,由于芯片制程,目前dToF芯片相比iToF芯片来说要大不少,基本上dToF的一个像素,iToF可以做四个或者更多。而且同样的分辨率,感光区的面积dToF需要iToF的四倍,由于芯片成本跟芯片的面积直接成正比,所以说dToF的成本下不去,如果要做到跟iToF同样的成本,也就只能牺牲分辨率等参数。”




其次,从dToF的技术阵营来看,目前市场关注的主要还是苹果的dToF居多,刘洋告诉记者:“传感器芯片已经体现出成本差异来了,另外就是说iToF是可以用目前已经很成熟的比如小像素CIS等比较低成本的成熟工艺来做。dToF除了芯片面积比较大以外,由于苹果有个3D堆叠的技术,它需要将Sensor芯片和处理芯片做在两个die上,然后通过3D堆叠的方法压在一起。3D堆叠也是非常难的技术,成本也很高,这又是需要额外增加成本的地方。”

除此之外,从传感器结构上来看,dToF主要由三大部分组成:发射端VCSEL、接收端SPAD(单光子雪崩二极管)、TDC(时间数字转换电路)。但与传统iToF不同的是,dToF无论是发射端还是接收端要求都相对更为严格,且控制上也要比iToF复杂很多。据记者了解,目前iToF主要采用的是匀光片,而苹果的dToF则采用的是DOE点阵投射技术,这是一种类似于结构光发射端的方案,从而使得苹果阵营的dToF发射端成本也居高不下。

因此,刘洋表示,“安卓系的dToF目前其实还没有,想要量产还需要付出相当一段时间。毕竟,从Sensor芯片、Driver芯片到光源以及整个系统架构方方面面大家都在开发中,即便是苹果也是开发了好多年时间才开发出来的。炬佑智能的dToF,目前激光器驱动芯片已经有工程样品了,最近已经在测试当中,后续也会有一系列产品在dToF上去布局,但还未到demo的推广阶段。”

的确,3D dToF还属于较新颖的技术,且能提供其系统设计、芯片设计、制造工艺等的厂商也相当局限,短时间(至少近半年)来看,dToF很难取代iToF一跃成为安卓智能机阵营的主流选择。而dToF如果说要达到iToF目前的价格,还是有蛮长一段路要走。

但是随着量的增加,以及工艺性能提高,其价格必然会有所下降,艾迈斯半导体大中华区高级市场经理CK Chua告诉记者:“从ams的角度来说,根据我们的全球化计划,随着产量的提升,还有我们对VCSEL或者SPAD设计效率的提升,dToF模块的价格成本就会往下降。随着我们本土化或者更进一步的全球化,这几个因素综合起来,我相信应该在不远的将来,我们有可能将dToF的成本控制到非常贴近iToF成本的程度。”



“今年2月我们与虹软共同打造的业内首个可用于安卓系统后置3D dToF解决方案更是极大地推动了ToF技术在安卓手机市场的应用。这款解决方案是一套完整的技术堆栈,包含了VCSEL阵列、VCSEL驱动元器件、点阵光学系统和SPAD传感器。通过融合艾迈斯半导体在各个构件模块所拥有的差异化技术,该解决方案具备了超高性能与一流的高环境光抗扰性。可以最大限度地降低手机厂商集成的复杂度和工作量,同时达到系统最优化。”CK Chua表示。

可在记者看来,当下继续纠结于dToF与iToF之间的争端实属意义不大。对于ToF技术整体而言,当前亟待解决的问题是“破圈儿”而非“内斗”。毕竟,受限于成本的桎梏,目前的ToF在智能手机端的应用仍被紧紧包围在“旗舰机”范围之内,难以往外扩散,更不必谈能够达到可以向中低端手机市场渗透的标准。

对此,刘洋分析了具体原因,他表示:“客观层面上看,iToF一直停留在高端或者旗舰级的手机圈子里面,没有突破这个圈子,要下沉到更中低端的手机市场当中还比较少,这当中其实还是性价比的问题没有很好的解决。一方面,即便是iToF,成本仍然相对比较贵;另一方面,其实ToF当下能带来的有粘度的应用点还比较少,拍照只能算是对于消费者来说有点粘度的应用点,但大多数人如果不特别关注技术,主要就看效果。一般来说,如果不是拍照领域的专业人士,现在的手机拍照基本上都能有不错的效果。用了ToF之后会更好,但用户体验感受提升的幅度相对比较小,所以手机厂商也是有些阻力。”

针对这一方面,“炬佑智能是采用多种策略,一方面会往高性能去走,比如做更高分辨率的ToF,做一些超越传统iToF性能的方案;另外,我们也会去做减法,将一些次要的东西去掉,将成本降下来,我们现在能够做到差不多是传统iToF方案一半的成本。我们可能在更晚一些时候可以做到更低,这样的话在价格上才会有足够的吸引力。”刘洋补充到。

目前来看,其实手机客户的品牌形象也与用不用ToF有很大关系,比如作为国内智能手机曾经的“一把手”,华为就一直坚持在用ToF方案来提升拍照性能,这也能使得其产品溢价大幅提升。相对来讲,OPPO、vivo和小米,品牌形象相对华为来说较弱,因此这类厂商在选用ToF时会相对更加谨慎,只有ToF供应商真正将成本做出与现有成本产生明显差距之后,这类手机OEM当然也极为愿意跟进,对于ToF向中低端市场的渗透也大有裨益。



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