2023年 3D 感測市場規模達180億美元，蘋果3D結構光產業鏈如何布局？

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自蘋果手機 iPhone X 搭載 3D Sensing 攝像頭引爆市場後，國內各手機品牌在新推出的智能手機上也紛紛搭載 3D結構光組件。Trend Force預測，未來幾年 3D Sensing 市場規模將呈幾何式增長。

文｜Lee

校對｜爾目

圖源｜網路

集微網消息，去年蘋果推出十周年紀念版機型 iPhone X，其搭載的以VCSEL為核心關鍵元器件的3D Sensing 人臉識別，快速成為業界熱捧的智能手機新功能。iPhone X人臉識別再次引領手機產業開啟新一輪創新周期的升級風潮。

華為即將加入，3D Sensing 市場可期

自蘋果手機 iPhone X 搭載 3D Sensing 攝像頭引爆市場後，國內各手機品牌在新推出的智能手機上也紛紛搭載 3D結構光組件。

最近，最新發布的安卓手機小米8探索版中搭載了Mantis Vision編碼結構光方案；OPPO的FIND X手機也採用3D結構光模組，通過向人臉投射 15000 個光點，建立毫米級精度的 3D 深度圖，並快速與用戶信息進行比對。同樣，華為預計今年下半年相關機型也將會搭載 3D Sensing。

據 Trend Force 預測，未來幾年 3D Sensing 市場規模將呈幾何式增長，到 2020 年 3D Sensing 市場規模可達到 108.49 億美元，2023年 3D 感測的市場空間達到 180 億美元，2018 年-2023 年複合增速達到 44%。其中，3D Sensing 在智能手機市場上的滲透率不斷提高， 3D Sensing 滲透率有望從 2017 年的 2.1%提高至 2020 年的 28.6%。

據 Deutsche Bank 統計，2017 年搭載 3D Sensing 模組的智能手機（僅有 iPhone）數量為 3800 萬台，在智能手機上搭載率僅為 3%。2018 年隨著 3D Sensing 模組在 Android 手機上進行使用，智能手機市場 3D Sensing 模組需求擴大。 據預測，2020 年搭載 3D Sensing 模組的 iPhone 手機數量將達 4.4 億台，搭載 3D Sensing 的 Android 手機數量將達 4.65 億台，3D Sensing 在智能手機上搭載率將達到 38%。

可以說3D Sensing得以飛速發展，幕後的功臣就是VCSEL，VCSEL (Vertical-cavity surface-emitting laser)，即垂直腔面發射激光器，是集高輸出功率和高轉換效率和高質量光束等優點於一身，相比於 LED 和邊發射激光器 EEL，在精確度、小型化、低功耗、可靠性等角度全方面佔優。

蘋果積極布局 3D Sensing 領域

iPhone X 採用的 3D Sensing 核心元件包括點陣投影器（Dot projector）、接近感測器（TOF）和泛光照明（Floodilluminator）等。

iPhone X 紅外點陣投影器通過採用 VCSEL 二極體配合主動式衍射光學元件和摺疊光學元件得以實現。iPhone X 泛光照明器採用近紅外 VCSEL，通過發射輔助紅外光確保系統在較暗環境下正常運行。TOF 接近感測器可測得用戶和手機距離，當用戶在接聽電話時，會自動關閉屏幕。

在光學領域，蘋果始終保持行業領先地位。當下熱門的 3D 攝像頭技術，蘋果早在 2010 年便展開布局。如今，蘋果已收購多家相關技術領域的公司。

3D Sensing 供應鏈趨於完善

目前，全球 3D Sensing 供應鏈趨於完善，VCSEL 設計廠商 Lumentum、II-VI 、Finisar、AMS，VCSEL 外延片供應商 IQE、全新光電以及台灣晶圓代工廠穩懋、晶電等均紛紛布局 3D Sensing 領域。

VCSEL 設計環節：Lumentum、II-VI 、Finisar、AMS

Lumentum是一家專業光學廠商，產品主要應用於數據通信、電信網路、商用激光器以及消費電子領域的 3D 感測。 公司於 2017 年進入蘋果公司 3D Sensing 供應鏈，當年業績突出，於 2018 年 3 月收購 Oclaro 以促成技術創新，加速產品發展，VCSEL 及 3D Sensing 產品將於 2019 年開始為公司業績作 出重大貢獻，公司有望長期處於行業領先位置。

II-VI Incorporated 是全球領先的工業材料製造商，其激光部門已推出了多款 VCSEL 產品，且已被部分 VR 產品採用，公司於 2017 年 8 月收購 6 寸晶圓廠Kaiam，強化 VCSEL 方面競爭力，拓展 6 英寸器件製造 能力，公司將繼續和 3D Sensing 客戶合作，擴大市場滲透率並且組建更廣泛的產品組合，實現包括汽車和工業市場在內的多元化銷售終端市場。

Finisar是全球最大、技術最先進的光通訊器件供應商，在 VCSEL 製造技術和生產能力方面，公司保持每年 1.5 億件 VCSEL 出貨量。2017 年 12 月，公司進入蘋果公司 3D Sensing 供應鏈，並且獲得蘋果公司 3.9 億美元預付款用於支持研發和批量生產 VCSEL 激光器。公司在德克薩斯州 Sherman 市開設工廠專門用於開發和生產 VCSEL 6 英寸晶圓，並預計 2018 年下半年開始可以批量供應。

AMS 公司於 2017 年 7 月完成收購 Princeton 100%股權的交易，Princeton 致力於開發並供應高性能 VCSEL，憑藉此次收購，AMS 將能夠為移動 3D 感測和成像、汽車自動駕駛等未來增長市場，設計並製造最完整最差異化的光學解決方案。

VCSEL外延片環節：IQE、全新光電

IQE 公司是一家位於英國威爾士海港城市卡迪夫的硅晶圓公司。IQE 是 VCSEL 產品的市場和技術領導者，具備能夠實現光學互連的化合物半導體技術。2013 年，IQE 與飛利浦簽訂磊晶片供應合約，並共同開發終端市場應用的垂直腔面發射激光器（VCSEL）產品。截至 2017 年中旬 IQE 在外延片市場份額上佔比已達到 60%，近期其法人代表更是向相關媒體透露公司在 VCSEL 晶圓市場佔有約 80%的份額，並且在終端市場供應幾乎所有公司。

IQE公司生產的硅晶圓為3D感測器使用的 VCSEL所必須部分，公司在 2017年傳聞成為蘋果公司新 iPhone VCSEL 激光器供應商之後在短期內股價暴漲大約 400%。據外資分析師分析，2019 年 IQE 的感測器業務僅來自蘋果的營收就有希望達到 5000 萬美元。

隨著 VCSEL 技術的不斷成熟和應用範圍擴展，VCSEL 的市場需求不斷擴大，IQE 公司通過了產能擴張計劃。2018 年 2 月，IQE 宣布公司將增加一條新的生產線來生產相關的 VCSEL 元件，目前公司仍是蘋果公司 iPhone 系列唯一的已知 VCSEL EPI 外延片供應商。

台灣廠商全新光電已積澱了將近 15 年的外延與晶元技術，目前也已經送樣 VCSEL 外延片至蘋果公司，雖然仍需等待蘋果公司的產品審核，但公司已將加入蘋果 iPhone 系列手機和其他設備的VCSEL 3D 感測器供應鏈列為 2018 年公司主要業務目標之一。一旦此次審核通過，全新光電 有望成為蘋果公司除 IQE 之外的第二家 VCSEL 外延片供應商。有消息透露公司將於 2018 年第 2 第 3 季度開始生產 6 英寸 VCSEL 外延片。

VCSEL代工環節：穩懋、晶電

穩懋公司於 2017 年成功進入蘋果公司 iPhone X 3D Sensing 供應鏈，業績也因此增長迅猛， 其餘競爭者如若想進入手機 3D Sensing 市場需將 4 英寸設備改為 6 英寸設備，短期不會對公司構成威脅。公司今年將支出約 70 億元新台幣用於採購設備和添置生產線滿足 客戶下半年產能需求。

此外，晶電近日分割半導體代工業務，成立全權控股子公司「晶成」，後者將專註於 VCSEL 及 GaN on Si電力電子元件等半導體代工業務，VCSEL事業方面4英寸將以數據通訊為主， 6 英寸則鎖定 3D Sensing。公司目前已有能力出貨 VCSEL 距離感測器，用於 3D Sensing 的 VCSEL 技術已處於認證階段，有望於 2018 年第 4 季度拿下第一家 3D Sensing 代工客戶，公司將繼續更改機台，擴大 VCSEL 產能建置，提升 25%的VCSEL產能。

據預估，晶電將從第 2 季開始生產蘋果 iPhone 使用的 VCSEL，而 Android 的 VCSEL 產品將於下半年開始出貨。至於 VCSEL 的技術部分，晶電已有能力出貨 VCSEL 距離感測器，但是用於 3D Sensing 的 VCSEL 技術仍在認證階段。據預計，晶成最快將於本年第 4 季度拿下第一家非蘋果 3D Sensing 代工客戶，並再未來 12 個月內實現獲利。

長電科技正在開發iPhone用3D Sensing模組

據ETNews報道，蘋果明年推出的新一代iPhone將在後置三攝像頭上添加3D Sensing技術。從規格方面來看，相比去年秋季推出的iPhone X在前置攝像頭搭載3D Sensing技術，有了進一步的發展。前置可用來解鎖，後置可以提高增強顯示（AR）體驗。相關的供應商也已顯露端倪。

據6月3日業界消息，中國長電科技（JCET）在韓國投資的子公司JSCK從今年初開始與蘋果合作，正在開發iPhone用後置三攝像頭模組中間的3D Sensing模組。整體的攝像頭模組的組裝是否由JSCK負責還未確定。因為3D Sensing模組是核心，此開發項目若成功的話，也有可能會同時負責三攝像頭模組的組裝業務。

JSCK計劃明年初結束相關模組開發，到2019年二季度末3季度初時量產。若能夠滿足蘋果的所有要求事項，將會與LG Innotek等現有的模組合作公司產生供應競爭。業內稱，JSCK向蘋果提議，若能夠項目開發成功，要求蘋果分配30%的產量。

據悉，JSCK的前身是現代電子（現SK海力士）半導體組裝事業部。1998年，分離為ChipPAC Korea後，2004年被新加坡Stats公司收購，更名為Stats ChipPAC。Stats ChipPAC在2015年賣給了中國JCET。2015年在仁川國際機場自由貿易區內新設立的JSCK工廠法人主要負責應用於蘋果的封裝作業，被稱為「蘋果專用產線」。

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