3D成像与传感技术将在消费类市场迎来爆发

“除了传统的医疗和工业市场，3D成像与传感技术已经准备好进军消费类和汽车市场，” Yole Développement成像业务部负责人Pierre Cambou说。这家“超越摩尔”市场研究和战略咨询公司预计3D成像与传感市场将从2016年的13亿美元，指数型增长至2022年的90亿美元。

上述数据来自Yole近期发布的创新成像技术和市场研究报告——《3D成像和传感-2017版》。该研究报告以清晰的视角提供了3D成像与传感技术所面临的挑战。有些技术将迎来数十亿美元的发展，而另一些则在数千万美元或数亿美元之间。市场爆发并不会让所有厂商都赚得盆满钵满。作为中立的第三方市场和技术观察者，Yole在市场引来爆发之前，为大家带来了对于此次变革的独到见解。

得益于在消费类应用领域可以预计的爆发性增长，一场3D成像与传感市场变革即将到来。数十年来，3D成像和传感技术在高端市场的庇护下已经成熟，并主要在医疗和工业领域成功地获得了市场应用。

2011~2022年3D成像和传感器件市场预测

2016年，3D成像与传感器件市场运营非常成功，产生了超过13亿美元的营收。Yole的分析师预计在2020年，消费类产品中将成功应用3D成像和传感技术，不过，近几个月看来，这一预测似乎将加速到来。事实上，得益于半导体的微型化，新型3D技术目前已经能够满足消费类市场的需求。此外，Yole认为，通过首次进入智能手机市场的推动，2017年，3D成像和传感器件的制造数量将迎来腾飞。计算和可穿戴应用领域也将助推出货量的增长，预计到2022年，将出货超过10亿颗3D成像器件。

“随着第一批在智能手机和计算领域的应用，2018年将看到大量的相关产品涌入市场，” Pierre Cambou称，“iPhone 8预计将嵌入一颗前置3D摄像头，3D应用作为一种新的用户交互界面将由此更好地获得市场认知。”

3D成像和传感技术此前曾多次在消费类领域试水，例如Kinect游戏配件，以及Leap Motion手势控制器等。现如今，Yole预计苹果公司将使3D成像和传感技术在消费类领域真正获得成功应用。增强现实是一种应用而非硬件，智能手机将成为这一创新的主要推手。无人机和机器人也将从中获益。Yole预计2017~2022年期间，3D成像和传感市场的复合年增长率（CAGR）可达37.7%，全球市场规模到2022年将增长至90亿美元。

根据《3D成像和传感-2017版》报告，3D成像和传感技术的发展已经开始影响所有的市场应用领域。事实上，由于多种3D成像和传感技术的并存，该市场很难进行细分。“这是市场还不成熟的典型标志，每一种应用都在开发其所需要的技术，很多厂商在争夺不同的市场商机，”Pierre Cambou说。

不过，这种市场局面将在未来五年得到彻底改变，因为一种即将到来的“杀手级应用”将为市场带来一系列特定的器件和厂商。市场变局即将到来，尤其对于ToF（飞行时间）技术和结构光技术带来的器件微型化，能够在合理的成本下带来高分辨率成像。

iPhone 7 Plus中的意法半导体接近传感器剖面图

目前，基于3D传感技术的系统是最赚钱、最创新的成像解决方案之一。消费类市场的领导者们清楚的了解这些新型传感器的优势。多年来，STMicroelectronics（意法半导体）一直在投入研发ToF技术，现在已经为多家智能手机制造商提供测距传感器。Yole集团子公司System Plus Consulting，在对苹果iPhone 7 Plus嵌入的意法半导体最新款接近传感器的逆向拆解报告《意法半导体飞行时间（ToF）测距传感器 - 苹果iPhone 7 Plus》中，详细剖析了意法半导体的技术方案。

FlightSense?接近传感器具有非常小的外观尺寸（2.80 mm x 2.40 mm），是一款专为苹果定制开发的器件，尺寸仅为意法半导体其它类似产品的一半。主要的改进部分在于VCSEL（垂直腔面发射激光器）的整合，在其传感/处理芯片上搭载了一款新设计的SPAD（单光子雪崩二极管）探测器。“这或许是意法半导体证明其小尺寸ToF器件可行性的第一步，未来或将成为iPhone 8更强大的3D传感摄像头的一部分，” System Plus Consulting 射频、传感器及先进封装成本工程师Stéphane Elisabeth说。

该领域的半导体厂商将在这场变革中扮演重要角色，因为它们肯定会涉及成像产品。SPAD和3D混合堆叠BSI等特种技术或将获得重要应用。激光发射器和LiDAR（激光雷达，另一个ToF技术应用方向）也将起到决定性影响作用。