2017年，苹果iPhone X前置结构光（SL）模组开启了3D成像和传感时代。随后，安卓智能手机推动第二波3D成像和传感应用，iToF（间接飞行时间）模组加快渗透。2020年3月，苹果新款iPad Pro闪亮登场，捧红了dToF（直接飞行时间）模组——激光雷达扫描仪。那么，2020年下半年苹果即将发布的iPhone 12系列手机是否会再接再厉，加快dToF应用步伐呢？
3D视觉热潮来袭，“ToF”接力“结构光”
视觉是人类获取信息的主要载体；类似地，视觉传感器也是机器获取信息的主要载体。模仿人类视觉体验，机器视觉正从二维（2D）走向三维（3D），并在某些方面超越人类视觉，为丰富多彩的创新应用提供发展驱动力。如今，3D传感结合人工智能（AI），正在改变着各行各业的运行模式和人类的生活方式：从“智能手机人脸识别、零售行业刷脸支付”，到“交通工具自动驾驶、游戏领域体感操控”，再到“增强现实（AR）、虚拟现实（VR）”……
3D成像和传感应用示例（来源：麦姆斯咨询）
在消费电子领域，3D成像和传感模组主要有三大类：立体视觉、结构光、飞行时间（ToF）。但是在智能手机上很难寻觅到立体视觉的身影，主要是结构光和ToF的竞争。结构光和ToF都属于主动光探测方案，包括发射端和接收端两部分，以典型的3D iToF摄像头模组为例，发射端核心元器件包括垂直腔面发射激光器（VCSEL）、扩散片（diffuser）和透镜，接收端核心元器件包括ToF图像传感器、窄带滤光片和透镜。结构光的“舞台”是手机前置摄像头，而ToF则可以“前后通吃”，尤其是利用手机后置摄像头实现增强现实（AR）功能，都是ToF的天下。虽然iPhone X采用的结构光被认为是3D成像和传感时代的起点。但是越来越多的智能手机3D模组向ToF发展，从而提升屏占比（全面屏趋势）和抗阳光干扰性能，并降低计算量和成本。
3D成像和传感模组及元器件示例（来源：麦姆斯咨询）
采用3D成像和传感技术的智能手机（来源：麦姆斯咨询）
其实，智能手机的ToF应用早于2014年就开始了，不过当时还没实现3D成像和传感，仅仅是单点或小阵列测距（1D dToF方案），主要应用是自动对焦、接近检测、人体存在检测。2014~2018年期间，意法半导体（ST）几乎独享手机ToF测距/接近传感器市场，2019年11月宣布出货量突破10亿大关。艾迈斯半导体（ams）嗅到了此商机，除了为华为定制了ToF测距/接近传感器，还于2019年推出全球最小的集成式ToF测距/接近传感器：TMF8701。
ToF在消费电子领域的应用趋势（来源：麦姆斯咨询）
在3D ToF方面，人脸识别、手势识别、增强现实等应用成为增长驱动力。由于采用背照式（BSI）技术，iToF图像传感器现在有了很大的改进，分辨率可达VGA（640像素 x 480像素）甚至更高。在成熟的3D视觉生态系统中，iToF方案也拥有成本优势。这些是iToF赢得安卓智能手机厂商青睐的主要原因。除智能手机之外，3D ToF在智能驾驶、机器人、智能眼镜、智能电视、智慧安防等领域都拥有广阔的发展前景，吸引了众多传统CMOS图像传感器、指纹识别传感器厂商加入“战局”。其中，索尼（Sony）无疑是3D ToF领域的领头羊，pmd与英飞凌（Infineon）也发布了一款极具竞争力的ToF图像传感器。业界预测CMOS图像传感器巨头三星（Samsung）和意法半导体将在2020~2021年推出自己的ToF图像传感器。
iToF传感器代表厂商产品（来源：麦姆斯咨询）
索尼在ToF领域的成功离不开一项收购——2015年10月8日收购比利时公司SoftKinetic，进军ToF传感器领域。2017年12月18日，SoftKinetic正式更名为Sony DepthSensing Solutions，加强DepthSense®系列产品的市场地位。然后到2019年，ToF摄像头模组市场起飞时，这一举措使索尼在3D成像和传感接收芯片领域的市场份额从0%上升到45%。凭借强大的技术研发和供应能力，索尼有望继续保持在ToF传感器市场的领先地位。
苹果捧红3D dToF技术，中国厂商积极布局
