站在生物識(shí)別的岔路上,未來(lái)智能手機(jī)的發(fā)展重點(diǎn)究竟是所謂的屏幕(隱形)指紋辨識(shí),還是3D感測(cè)?影響相關(guān)技術(shù)普及的瓶頸在哪里?為何高通、聯(lián)發(fā)科技、英特爾等主晶片紛紛布局3D領(lǐng)域?電子實(shí)驗(yàn)?zāi)K
在創(chuàng)新性技術(shù)的競(jìng)賽中,蘋果(Apple)往往憑借其龐大的研發(fā)預(yù)算以及對(duì)供應(yīng)鏈的掌控力而處于領(lǐng)先地位,并讓Android陣營(yíng)跟隨自己的創(chuàng)新腳步。
2013年,Apple收購(gòu)了Authentic,首次將指紋辨識(shí)技術(shù)導(dǎo)入iPhone/iPad中。以三星(Samsung)、華為(Heawei)為代表的Android手機(jī)陣營(yíng)隨后跟進(jìn),讓指紋辨識(shí)技術(shù)成為智慧型手機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)配備。
2017年,Apple在iPhone X中推出了采用3D感測(cè)技術(shù)的Face ID,這使得Android陣營(yíng)中以指紋辨識(shí)為主的生物辨識(shí)技術(shù)路線發(fā)生重大變化。一部份Android手機(jī)廠商仍沿用指紋路線,將前置、后置指紋辨識(shí)升級(jí)為螢?zāi)幌?Under Display)指紋辨識(shí)感測(cè)器,以滿足指紋解鎖和滿版螢?zāi)辉O(shè)計(jì)的雙重需求。另一部份則轉(zhuǎn)向與iPhone類似的3D感測(cè)臉部辨識(shí)技術(shù),不過(guò)由于關(guān)鍵元件被Apple壟斷,這意味著Android陣營(yíng)的大規(guī)模采用可能要到2019年。
站在生物辨識(shí)的岔路上,未來(lái)智慧型手機(jī)的發(fā)展重點(diǎn)究竟是螢?zāi)恢讣y辨識(shí),還是3D感測(cè)?影響相關(guān)技術(shù)普及的瓶頸在哪里?為何ams這家公司會(huì)在短時(shí)間內(nèi)異軍突起?為何高通、聯(lián)發(fā)科技、英特爾等主晶片紛紛布局3D領(lǐng)域?未來(lái)在這個(gè)領(lǐng)域還會(huì)催生哪些新興技術(shù)以及像FPC或匯頂?shù)葮I(yè)者?
屏幕指紋識(shí)別領(lǐng)域有誰(shuí)在玩?
自Apple于2013年首度在iPhone上導(dǎo)入Touch ID后,指紋感測(cè)技術(shù)在Android陣營(yíng)迅速成長(zhǎng),到2017年具有指紋辨識(shí)的智慧型手機(jī)已占總出貨量的60%以上。
然而,隨著2017年智慧型手機(jī)成長(zhǎng)速度放緩,指紋晶片在手機(jī)中的應(yīng)用逐漸飽和。傳統(tǒng)的電容指紋技術(shù)趨于成熟,而技術(shù)成熟則帶來(lái)了價(jià)格戰(zhàn)。包括中國(guó)大陸廠商如思立微、芯啟航、費(fèi)恩格爾、信煒、邁瑞微等「土狼」的猛烈進(jìn)攻,讓匯頂、FPC等領(lǐng)先廠商不得不加入這一波降價(jià)潮。
據(jù)了解,目前普通的電容式指紋模組平均價(jià)格一路下行,2015年一顆晶片價(jià)格約4美元,到了2017年平均價(jià)格下降到2美元,部份廠商甚至報(bào)價(jià)1美元?!笧榱藫屨际袌?chǎng),不到一成甚至賠錢出貨的廠商大有人在。」邁瑞微董事長(zhǎng)李揚(yáng)淵表示,價(jià)格戰(zhàn)是死路,即使贏家也支撐不起指紋技術(shù)團(tuán)隊(duì)的成本,更何況被占據(jù)利潤(rùn)高地的FPC等大廠商「降維」打擊。有業(yè)界人士預(yù)測(cè),指紋晶片將會(huì)類似于觸控產(chǎn)業(yè),最終只會(huì)有三家左右廠商存活下來(lái),「其它家就很慘了,基本出貨量會(huì)降到100K以內(nèi)」。
由于螢?zāi)恢讣y辨識(shí)感測(cè)技術(shù)的銷售凈利遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)指紋辨識(shí)解決方案,匯頂、信煒、邁瑞微等國(guó)產(chǎn)指紋廠商為了擺脫低價(jià)競(jìng)爭(zhēng),正在大力投入到螢?zāi)恢讣y辨識(shí)技術(shù)的研發(fā)中。
根據(jù)IHS Markit最新的《2018年顯示器指紋技術(shù)與市場(chǎng)報(bào)告》,預(yù)計(jì)2018年使用螢?zāi)恢讣y感測(cè)器的智慧型手機(jī)出貨量至少將達(dá)到900萬(wàn)臺(tái),到2019年將會(huì)超過(guò)1億臺(tái)。最積極采用螢?zāi)恢讣y辨識(shí)技術(shù)的廠商是vivo,早在vivo Xplay6時(shí)就搶先采用了軟性螢?zāi)怀舨ǚ桨福钶dSynaptics Clear ID的vivo X20 Plus UD已全面投產(chǎn),該量產(chǎn)機(jī)型也可以實(shí)現(xiàn)在螢?zāi)惶囟▍^(qū)域的指紋辨識(shí)。而vivo X21也成為全球真正量產(chǎn)級(jí)的螢?zāi)恢讣y版手機(jī)。第二個(gè)加入螢?zāi)恢讣y陣營(yíng)的是華為的Mate RS。據(jù)說(shuō)OPPO的螢?zāi)恢讣y辨識(shí)專利技術(shù)已經(jīng)獲得批準(zhǔn),OPPO也有可能成為第三家采用螢?zāi)恢讣y解鎖的手機(jī)品牌,將有希望在OPPO R15s中采用螢?zāi)恢讣y辨識(shí)技術(shù)。vivo產(chǎn)品經(jīng)理韓伯嘯表示,之所以如此積極,是因?yàn)闃I(yè)界都在等三星的完整解決方案(螢?zāi)缓臀災(zāi)幌轮讣y辨識(shí)模組貼合),「但三星還做不了貼合,我們不能等?!?/p>
據(jù)了解,目前領(lǐng)先的螢?zāi)恢讣y辨識(shí)技術(shù)供應(yīng)商包括Synaptics、匯頂、高通和Egis,其次是三星LSI、FPC、VkanSee、CrucialTec、BeyondEyes和FocalTech。除了最早在2016年就率先發(fā)布UnderGlass光學(xué)式方案的Synaptics。中國(guó)大陸指紋辨識(shí)晶片廠商匯頂科技也積極研究螢?zāi)恢讣y技術(shù),在Computex 2017臺(tái)北電腦展上通過(guò)改裝的三星Galaxy S7 edge展示其螢?zāi)恢讣y進(jìn)展,不過(guò)只能在AMOLED螢?zāi)簧鲜褂?,解鎖的速度也還未達(dá)到傳統(tǒng)觸摸式指紋的程度。MWC 2018上,匯頂科技發(fā)布其第二代螢?zāi)还鈱W(xué)指紋技術(shù),特點(diǎn)是性能更優(yōu)異、使用者體驗(yàn)更佳,預(yù)計(jì)2018年內(nèi)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)。
根據(jù)vivo展示的封裝層次來(lái)看,依次是螢?zāi)槐Wo(hù)裝置玻璃、AMOLED堆疊層+指紋辨識(shí)感測(cè)器、指紋辨識(shí)模組的PCB。由于將指紋辨識(shí)感測(cè)器和AMOLED堆疊層做到了一起,利用OLED圖元之間的空隙進(jìn)行指紋的掃描,采集到指紋資訊的關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行解鎖,因此目前光學(xué)指紋只能用于OLED材質(zhì)。
超音波屏幕指紋才是未來(lái)趨勢(shì)?
屏幕指紋目前也分為兩個(gè)技術(shù)路線,包括光學(xué)式螢?zāi)恢讣y和超音波螢?zāi)恢讣y。超音波螢?zāi)恢讣y在辨識(shí)指紋時(shí)不用螢?zāi)婚_啟最高亮度,超音波感測(cè)器發(fā)出的脈沖可以感應(yīng)指紋特有的孔和脊,形成3D的深度資料。與光學(xué)螢?zāi)恢讣y技術(shù)相比,具有更高的準(zhǔn)確性。從安全性來(lái)看,光電方案是平面的,超音波方案是立體的,安全性后者更高。此外,超音波訊號(hào)具有較好的穿透性,可在實(shí)現(xiàn)對(duì)于指紋辨識(shí)的同時(shí),降低手指污垢、油脂以及汗水的干擾,在水下也不會(huì)對(duì)解鎖產(chǎn)生影響,適用范圍更廣。據(jù)了解,雖然基于超音波的螢?zāi)恢讣y技術(shù)產(chǎn)量較低且零件較貴,但超音波比光學(xué)螢?zāi)恢讣y要準(zhǔn)確得多。
目前來(lái)看,超音波方案似乎還未成熟。小米5s上曾經(jīng)用過(guò)高通超音波辨識(shí)方案,當(dāng)時(shí)效果并不理想。2017年6月,高通發(fā)布的第三代超音波指紋辨識(shí)方案,現(xiàn)場(chǎng)展示將手指放在螢?zāi)还潭▍^(qū)域進(jìn)行辨識(shí)才能解鎖,與目前的光學(xué)式指紋方式類似。此前華為榮耀10就采用了高通的超音波指紋辨識(shí)方案。今年下半年華為的旗艦Mate系列,或者命名為Mate20,將會(huì)再次使用超音指紋辨識(shí)。這套方案采用的是高通新的超音波指紋感測(cè)解決方案,能夠把感測(cè)器直接嵌入在玻璃或金屬底下,并在顯示面板上的任何位置捕捉指紋。
2017年FPC發(fā)布的超音波指紋同樣支援在手機(jī)顯示面板任意位置擷取與辨識(shí)使用者的指紋,支援OLED和LCD顯示器。三星的合作伙伴CrucialTec也在2017年12月獲得了與DFS(顯示器指紋解決方案)相關(guān)的美國(guó)專利,并宣布2018年正式商用。據(jù)說(shuō)三星和Apple都計(jì)畫在2019年的Galaxy S10和下一代iPhone上采用超音波螢?zāi)恢讣y。而Apple也將采用自己研發(fā)的基于超音波的螢?zāi)恢讣y技術(shù)。
不過(guò),目前螢?zāi)恢讣y辨識(shí)技術(shù)的整體反應(yīng)速度還不如傳統(tǒng)電容指紋辨識(shí)技術(shù),加上成本太高,AMOLED資源掌握在三星手中,這進(jìn)一步限制了Android陣營(yíng)在旗艦機(jī)種搭載顯示區(qū)內(nèi)指紋辨識(shí)技術(shù)的規(guī)模,因此大量的中低階手機(jī)仍將采用成本較低的傳統(tǒng)電容式指紋辨識(shí)技術(shù)。未來(lái)如果要將螢?zāi)还鈱W(xué)指紋的成本控制在8美元以內(nèi),需要國(guó)產(chǎn)OLED螢?zāi)蝗缇〇|方等的全力配合。
3D感測(cè)成下一風(fēng)口,Android陣營(yíng)誰(shuí)將追上Apple?
盡管各大廠商都在積極布局螢?zāi)恢讣y技術(shù),但Apple在iPhone X中去掉Touch ID轉(zhuǎn)而采用3D 感測(cè)技術(shù)的Face ID還是對(duì)整個(gè)手機(jī)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生了重大影響。部份Android陣營(yíng)也開始轉(zhuǎn)而采用Apple類似的3D感測(cè)技術(shù),不過(guò)由于關(guān)鍵元件被Apple壟斷,3D感測(cè)技術(shù)在Android陣營(yíng)的大規(guī)模普及可能要到2019年。在此之前,有不少?gòu)S商采用2D攝影機(jī)+指紋辨識(shí)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)部份的臉部辨識(shí)功能,但這種方式并不安全,很容易被破解。
3D感測(cè)技術(shù)市場(chǎng)預(yù)測(cè)(來(lái)源:Yole Developpement)
自2015年的Surface pro4開始,包含聯(lián)想、華碩、Google等品牌也嘗試推出3D感測(cè)功能的手機(jī)。目前3D感測(cè)只在手機(jī)正面,和攝影機(jī)一樣,未來(lái)也將在背面設(shè)計(jì)3D感測(cè)模組。據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈了解,預(yù)計(jì)2019年Apple會(huì)率先上馬后置3D感測(cè)。并且背部由于對(duì)于感應(yīng)距離的要求更高,后置3D感測(cè)模組的各個(gè)環(huán)節(jié)ISP也會(huì)高于前置。
市場(chǎng)咨詢機(jī)構(gòu)Yoledevelopment預(yù)測(cè),受益于消費(fèi)電子市場(chǎng)可以預(yù)見的爆發(fā)式成長(zhǎng),3D成像與感測(cè)器市場(chǎng)將從2016年的13億美元成長(zhǎng)至2022年的90億美元。用于消費(fèi)電子的3D成像與感測(cè)市場(chǎng)將從2016年的2,000萬(wàn)美元成長(zhǎng)至2022年的60.58億美元,CAGR達(dá)到158%。Gartner則預(yù)測(cè),到2021年,40%的智慧型手機(jī)將配備3D感測(cè)模組。
3D感測(cè)攝影機(jī)市場(chǎng)滲透預(yù)估
展望2018年,TrendForce旗下拓墣產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)估,全球智慧型手機(jī)3D感測(cè)器滲透率將從2017年的2.1%成長(zhǎng)至2018年的13.1%,Apple仍將是主要的采用者。
一些具有3D感測(cè)功能的Android手機(jī)已經(jīng)少量投放市場(chǎng),例如去年發(fā)布的AsusZenFoneAR,但是這些型號(hào)并沒有像iPhoneX那樣使用感測(cè)器進(jìn)行臉部辨識(shí)。先前聯(lián)想與華碩曾推出搭載GoogleTango模組的手機(jī)產(chǎn)品,但市場(chǎng)反應(yīng)有限,直到2017年iPhoneX導(dǎo)入TrueDepth相機(jī)模組,才使3D感測(cè)重新受到市場(chǎng)關(guān)注。
雖然華為榮耀在2017年發(fā)布的V10號(hào)稱全球首款「散斑結(jié)構(gòu)光」手機(jī),但只是在手機(jī)上增加了一個(gè)攝影機(jī)配件,談不上真正商用的3D 結(jié)構(gòu)光Android手機(jī)。除了Apple,三星和華碩外,中國(guó)大陸的小米、聯(lián)想、華為與OPPO等智慧型手機(jī)品牌都計(jì)畫推出具備3D感測(cè)功能的新手機(jī)。
三大3D感測(cè)技術(shù)及供應(yīng)鏈比較
三大3D感測(cè)技術(shù)比較(來(lái)源:Yole Developpement)
目前3D感測(cè)技術(shù)主要分為三大方向:立體相機(jī)、結(jié)構(gòu)光以及飛行時(shí)間(ToF)。包括ams、PrimeSense、MantisVision、高通/Himax、Intel、奧比中光(Orbbec)、華捷艾米在內(nèi)都是走結(jié)構(gòu)光路線,而意法半導(dǎo)體(ST)、Google/Infineon/pmd、MicroVision、 Orbbec等都使用ToF技術(shù)。在立體相機(jī)路線,包括Omnivision、ST、Osram、Lumentum、Finisar以及Iniutive、Intel/Movidius。
目前手機(jī)領(lǐng)域主要采用結(jié)構(gòu)光和ToF技術(shù)。首先是iPhoneX才用的結(jié)構(gòu)光路線。除了ams之外,Omnivision或ST同樣提供結(jié)構(gòu)光需要的全域快門NIR攝影機(jī);ams、HiMax、Namuga以及歌爾則提供結(jié)構(gòu)NIR照明元件;此外相關(guān)的3D重建軟體供應(yīng)商則包括Apple Primesense、Mantis、Namuga與奧比中光。
至于ToF方案,事實(shí)上包括ams和ST都提供ToF近接探測(cè)器,但只支援幾個(gè)畫素,兩家公司都還未開發(fā)ToF攝影機(jī)。至于pmd、Sony/Softkinetic則提供ToF鏡頭,而Osram、Lumentum、Finisar與ams則提供NIR照明元件。其中pmd是唯一將深度感測(cè)器成功植入手機(jī)的ToF技術(shù)供應(yīng)商。在今年的CES 2018上,首次展示了其最新的3D影像感測(cè)器IRS238XC,同時(shí)展示了基于此感測(cè)器的全球最小3D攝影機(jī)模組,尺寸僅為12mm×8mm,它將使ToF深度感測(cè)3D攝影機(jī)變得更加易于整合。
3D結(jié)構(gòu)光模組當(dāng)中的結(jié)構(gòu)光發(fā)射器(即iPhone X上的Dot projector)是整個(gè)模組當(dāng)中最為核心的關(guān)鍵元件。而結(jié)構(gòu)光發(fā)射器中又包含了光學(xué)衍射元件(DOE)、準(zhǔn)直鏡頭(WLO)和VCSEL等關(guān)鍵元元件。結(jié)構(gòu)光發(fā)射器原理就是VCSEL發(fā)出940nm點(diǎn)雷射之后,透過(guò)WLO校準(zhǔn)為線性雷射,然后線性雷射照射在DOE上發(fā)生衍射,形成近千個(gè)具備調(diào)變資訊的光斑。這其中VCSEL可以說(shuō)是最為核心的關(guān)鍵元件。iPhoneX中就使用了三顆VCSEL晶片。
ams是3D感測(cè)技術(shù)最佳卡位者?
在結(jié)構(gòu)光的3D感測(cè)路線中,價(jià)值最高的兩個(gè)環(huán)節(jié)是:VCSEL雷射器大約占總價(jià)值的32%,WLO大約占總價(jià)值的38%。LED inside預(yù)測(cè),到2020年,由VCSEL和EEL組成的紅外雷射模組市場(chǎng)將達(dá)到19.53億美元。按照當(dāng)前VCSEL成本1.5~3美元計(jì)算,行動(dòng)端VCSEL市場(chǎng)將達(dá)到6.5~13.5億美元,為當(dāng)前VCSEL市場(chǎng)帶來(lái)20%~30%的成長(zhǎng)。
Apple自2016年下半年開始在其AirPod中使用VCSEL。具有VCSEL晶片設(shè)計(jì)能力的公司,全球只有少數(shù)幾家,例如Lumentum、Finisar、Princeton Optronics(已被ams收購(gòu))、Heptagon、ⅡⅥ等公司,而且大多從光通訊晶片領(lǐng)域轉(zhuǎn)型到消費(fèi)電子市場(chǎng)。根據(jù)資料顯示,目前Lumentum是iPhone X的VCSEL晶片的主要供應(yīng)商,而Finisar是第二大供應(yīng)商,ams則是第三家供應(yīng)商。
此外,ams透過(guò)收購(gòu)Heptagon,補(bǔ)全了光學(xué)感應(yīng)的產(chǎn)業(yè)鏈,向Apple提供3D感測(cè)中的WLO(3.5美元),目前除了ams外別無(wú)替代的WLO供應(yīng)商,其技術(shù)壁壘很高。收購(gòu)的Princeton Optronics則生產(chǎn)VCSEL,有望在2019年殺入Apple供應(yīng)鏈。
據(jù)了解,目前ams具備從WLO介入VCSEL和CIS晶片(整合濾波器)能力。ams約有35%的營(yíng)收來(lái)自Apple業(yè)務(wù)。展望未來(lái),巴克萊分析師預(yù)測(cè),2019年更多Android手機(jī)采用3D感測(cè)器將推動(dòng)ams的收入增加到22億歐元。雖然目前ams沒有公布任何Android新客戶,但分析師認(rèn)為,包括中國(guó)大陸的華為、小米以及韓國(guó)三星都將成為ams的潛在客戶。而根據(jù)ams投資者關(guān)系部門負(fù)責(zé)人MoritzGmeiner的透露,目前ams正在新加坡建立內(nèi)部VCSEL生產(chǎn)能力。
中國(guó)大陸廠商在VCSEL這塊起步相對(duì)較晚,但據(jù)說(shuō)光通訊晶片企業(yè)光訊科技和華芯半導(dǎo)體都已具備了VCSEL晶片量產(chǎn)能力,另外,三安光電在2016年也切入了VCSEL產(chǎn)業(yè)。中國(guó)大陸新創(chuàng)公司縱慧光電也正在開發(fā)并試產(chǎn)VCSEL。不過(guò)目前這些企業(yè)大多針對(duì)光通訊領(lǐng)域,暫時(shí)還沒有能力針對(duì)手機(jī)3D感測(cè)市場(chǎng)量產(chǎn)VCSEL晶片。
誰(shuí)將搶先量產(chǎn)?
在Apple的帶動(dòng)下,中國(guó)大陸有一大批2D攝影機(jī)企業(yè)均在大力布局3D攝影機(jī)模組,如瑞聲科技、大立光、舜宇、信利、歐菲光等,各家方案各有利弊。其中瑞聲科技重點(diǎn)布局混合鏡頭,玻璃晶圓級(jí)鏡片極具優(yōu)勢(shì);大立光優(yōu)勢(shì)在塑膠鏡頭端,但也有玻璃產(chǎn)能;舜宇光學(xué)ToF、散斑結(jié)構(gòu)光、編碼結(jié)構(gòu)光三大主流方案均有量產(chǎn)。值得一提的是,去年舜宇和ams簽署了合作協(xié)定,兩者產(chǎn)品線互補(bǔ),預(yù)計(jì)將加快推出3D感測(cè)機(jī)型的速度,預(yù)計(jì)中國(guó)大陸OEM首批大眾市場(chǎng)3D感測(cè)機(jī)型將在2018年下半年推出。
目前結(jié)構(gòu)光產(chǎn)業(yè)鏈一流供應(yīng)商皆已被Apple鎖定,中國(guó)大陸廠商在Fliter(水晶光電)、模組(歐菲光)方面具備較強(qiáng)實(shí)力,但在VCSEL、DOE、WLO、IRCIS、3D影像處理晶片方面能力較為欠缺。拓墣產(chǎn)業(yè)研究院分析師黃敬哲表示,目前生產(chǎn)3D感測(cè)模組的技術(shù)門檻主要有三:第一,高效率VCSEL元件生產(chǎn)不易,目前平均光電轉(zhuǎn)換效率僅約30%;第二,結(jié)構(gòu)光技術(shù)的必要元件DOE以及紅外光鏡頭的CIS,都需要極高的技術(shù)底蘊(yùn);第三,3D感測(cè)模組生產(chǎn)過(guò)程需考慮熱漲冷縮的問(wèn)題,提高模組組裝的困難度。這些因素導(dǎo)致現(xiàn)階段中國(guó)大陸3D感測(cè)供應(yīng)商的生產(chǎn)良率仍低。
iPhone X的3D感測(cè)模組主要是由LG旗下的電子零件制造商LG Innotek供應(yīng)。要在手機(jī)中采用3D感測(cè)實(shí)現(xiàn)人臉辨識(shí)等應(yīng)用,還必須搭配主晶片中的「神經(jīng)引擎」演算法。所以高通目前正在聯(lián)合奇景光電(Himax)提供3D解決方案,去年高通宣布下一代驍龍?zhí)幚砥鲗⒅гt外3D感知技術(shù),并且聯(lián)合Himax推出了三款基于Qualcomm Spectra ISP技術(shù)的攝影機(jī)模組專案,其中就一款是就是基于結(jié)構(gòu)光3D感測(cè)技術(shù)的攝影機(jī)模組。由高通提供演算法技術(shù),奇景提供模組。高通似乎還與信利也進(jìn)行了合作。而傳聞中的小米7或?qū)⑹装l(fā)搭載。但是有消息稱,因高通的軟體調(diào)適進(jìn)度落后,臉部辨識(shí)成功率偏低,小米搭載3D臉部辨識(shí)功能的機(jī)型可能將延至第三季推出。
雖然高通+奇景的3D感測(cè)方案是目前Android陣營(yíng)當(dāng)中相對(duì)更為成熟的方案(其內(nèi)部的DOE/WLO等多個(gè)核心元件都是基于奇景的自有技術(shù)),但是受限于需要采用高通的驍龍845晶片或者更新一代的晶片,所以三星、華為等廠商的旗艦手機(jī)可能不會(huì)直接采用,而是更為傾向于開發(fā)自己的3D演算法。
據(jù)稱華為已經(jīng)完成3D攝影機(jī)相關(guān)設(shè)計(jì),目前接收端已經(jīng)完成挑選。預(yù)計(jì)在4月份發(fā)射端供應(yīng)鏈可形成,預(yù)期今年下半年旗艦機(jī)中華為Mate11將會(huì)首次搭載3D攝影機(jī)相關(guān)功能。有傳言稱,華為的3D演算法將由自己提供,光學(xué)部份由舜宇提供。不過(guò)也有消息稱玉晶光已打入華為,躋身為華為3D感測(cè)接收端鏡頭供應(yīng)商。
而聯(lián)發(fā)科技(Mediatek)也打算以APU供應(yīng)商的角色加入3D感測(cè)戰(zhàn)場(chǎng),打算以卷積神經(jīng)網(wǎng)路(CNN),透過(guò)類似于Apple的神經(jīng)引擎來(lái)支援生物辨識(shí)。目前聯(lián)發(fā)科技已經(jīng)投資了奧比中光,該公司創(chuàng)辦人兼董事長(zhǎng)黃源浩此前接受媒體采訪時(shí)表示,奧比中光Astra P研發(fā)成功后,已與中國(guó)大陸Top3的手機(jī)廠商展開合作,目前已經(jīng)取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。雖然沒有公開宣布,但幾天前OPPO發(fā)布的3D結(jié)構(gòu)光技術(shù)就是采用的奧比中光的Astra P模組。目前聯(lián)發(fā)科技全新的P系列晶片平臺(tái)將支援奧比中光3D感測(cè)攝影機(jī),
奧比中光的核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于,晶片、光學(xué)、演算法、SDK整體一套都是自己團(tuán)隊(duì)研發(fā)。從奧比中光近期公布與Applei Phone X的3D感測(cè)對(duì)比結(jié)果來(lái)看,奧比中光的3D感測(cè)模組已經(jīng)達(dá)到了接近iPhone X的水準(zhǔn)。
在中國(guó)大陸市場(chǎng),類似于微信支付、支付寶等行動(dòng)支付方案已經(jīng)成為手機(jī)用戶剛需,也就是說(shuō)「只要支付寶認(rèn)定哪種3D感測(cè)技術(shù)夠好,就會(huì)被中國(guó)大陸市場(chǎng)認(rèn)可。」巧合的是,阿里旗下的螞蟻金服成為了奧比中光投資方,這有可能進(jìn)一步左右手機(jī)廠商對(duì)3D感測(cè)供應(yīng)商的選擇。
中國(guó)大陸另一家較早布局3D結(jié)構(gòu)光技術(shù)的公司是華捷艾米。據(jù)悉華捷艾米針對(duì)手機(jī)的3D感測(cè)器將在今年Q4量產(chǎn)。而立普思雙目3D攝影機(jī)模組正在與歐美系、臺(tái)系智慧型手機(jī)廠商進(jìn)行研發(fā)試樣階段,預(yù)計(jì)今年底至2019年初將正式量產(chǎn)。據(jù)了解,英特爾Real Sense雙目深度攝影機(jī)技術(shù)也在設(shè)計(jì)小型化方案,有望載入智慧型手機(jī)。立普思也是英特爾雙目方案的軟體演算法供應(yīng)商之一。
除此之外,指紋廠商也在緊密關(guān)注3D感測(cè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,并且有一些廠商已經(jīng)提前布局。在今年4月舉行的匯頂科技投資者交流會(huì)上,匯頂宣布其3D人臉辨識(shí)解決方案將在今年底明年初完成第一代商用產(chǎn)品開發(fā)。
據(jù)介紹,匯頂?shù)?D方案將圍繞以下幾個(gè)方面的問(wèn)題有所突破:1.功耗問(wèn)題。導(dǎo)入3D人臉辨識(shí)的同時(shí)并不希望導(dǎo)致手機(jī)使用時(shí)間縮短;2.成本問(wèn)題。對(duì)Android和Apple手機(jī)來(lái)說(shuō),它的適用人群和手機(jī)銷售價(jià)格都差異非常大;3.交付能力。除了匯頂以外,預(yù)計(jì)到7月份還會(huì)有一些新玩家加入3D感測(cè)的競(jìng)爭(zhēng)熱潮中。
生物識(shí)別的終極解決方案是?
無(wú)論是ToF或結(jié)構(gòu)光技術(shù),都是滿足人臉辨識(shí)應(yīng)用的一種手段,且各有優(yōu)劣利弊,除了技術(shù)上的差異之外,其中當(dāng)然也包含成本、技術(shù)門檻與產(chǎn)品效益等問(wèn)題。蔡卓邵表示,結(jié)構(gòu)光模組大約須要20~30美元的零件成本,而這些成本是否可以給廠商帶來(lái)同等值的效益回饋,這是廠商須要思考的一部份。
iPhoneX的光學(xué)中樞系統(tǒng)成本(來(lái)源:Yole Developpement與System Plus Consulting)
據(jù)了解,目前雙攝影機(jī)模組成本目前約在12~25美元,是單攝影機(jī)的1.5~3倍;iPhone所使用的雙攝影機(jī)規(guī)模更為高階,成本預(yù)估超過(guò)30美元。此外,雙攝影機(jī)模組的組裝良率比一般模組要低5%~15%。對(duì)于Android陣營(yíng)來(lái)說(shuō),其結(jié)構(gòu)光模組至少要做到15美元左右,才有可能挑戰(zhàn)iPhone X的系統(tǒng)成本。
實(shí)際上,即使是iPhone X的3D方案也不是沒有安全隱患,在實(shí)際測(cè)試中,雙胞胎或多胞胎都可以直接解鎖Face ID,相對(duì)于獨(dú)一無(wú)二的指紋和虹膜,3D解鎖的安全性其實(shí)不如Touch ID 。因此筆者認(rèn)為,未來(lái)Android陣營(yíng)應(yīng)該仍然是以指紋辨識(shí)為主??紤]到Android陣營(yíng)的3D方案可能在技術(shù)上跟iPhoneX有一定差距,因此不少?gòu)S商可能會(huì)在背面增加一個(gè)兩美元左右的普通指紋模組。至于3D方案和螢?zāi)恢讣y同時(shí)存在的可能性不大,因?yàn)槌杀具^(guò)高,而且在設(shè)計(jì)上沒有必要。
不過(guò),根據(jù)近日Apple的一項(xiàng)專利——用脈沖輻射檢測(cè)靜脈成像。Apple表示可以用紅外線檢測(cè)的原理來(lái)得到皮膚下方靜脈血管的影像,然后將其用作生物辨識(shí),這樣一來(lái)辨識(shí)的安全性和準(zhǔn)確性將會(huì)變得無(wú)與倫比。由于靜脈也是獨(dú)一無(wú)二的,所以這種靜脈檢測(cè)技術(shù)其實(shí)已經(jīng)應(yīng)用到指紋辨識(shí)中,并被稱為「活體指紋」。未來(lái)有可能透過(guò)TrueDepth相機(jī)陣列實(shí)現(xiàn)3D結(jié)構(gòu)光+靜脈檢測(cè)功能,到時(shí)候「活體3D人臉辨識(shí)」可望成為手機(jī)生物辨識(shí)的終極解決方案。