自主3D视觉技术取得重大突破 有望打破苹果公司垄断

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随着“

刷脸解锁

”、“刷脸支付”、“刷脸安检”等新业态不断走进

大众

视野,3D+消费级

智能终端

的组合将撬动巨大市场已成为普遍共识。但“骨感”的现实是,实现3D识别的结构光技术长期为

美国

苹果公司

垄断,特别是核心元件

VCSEL激光器

成本高昂、产能有限,这导致了能够在产品中采用该3D方案的安卓厂商寥寥无几。

曾任职于苹果公司摄像头模组设计主管的朱力正是看到了这个机会,与清华和

伯克利

的师兄弟于今年4月成立光鉴科技。9月初,这支海归团队宣布,基于自主研发的全球第一款纳米光芯片,光鉴所提供的新方案可使用

EEL激光器

替代VCSEL,人眼安全性更高,且产能更成熟、成本亦大幅下降。在不久的将来,这一方案有望大规模取代苹果方案,助力我国在消费级终端普及3D视觉技术,在人工智能时代占据先机。

记者了解到,3D视觉技术利用红外线光扫描周围环境,再由影像

传感器

接收转换为数字信号,最后通过芯片计算出物体在三维空间中的远近与相对位置,从而了解物体的动作和与环境的互动。与基于平面影像的2D摄像头相比,3D摄像头能获取景深立体信息,精度级别可达0.1毫米,因此不仅可以轻易识破平面照片,并且有更高的生物识别准确率。

在朱力看来,3D视觉的意义不止在于实现“

刷脸解锁

”,或是提高“刷脸支付”安全性。更宏观的看,智能识别作为机器与世界交互的基础窗口,是实现人工智能的大前提,将打开更加广阔的AI应用空间。

无论是辅助驾驶、无人超市,还是在建筑、医疗、

教育

等领域的

虚拟现实

增强现实

应用,这些前沿概念的落地都建立在信息交互基础上。对正处于发展中的AI产业来说,3D视觉将帮助机器更好的“看”世界,从而不断输入数据、反馈数据、训练模型。

过去5年,

苹果公司

投入了大量人力物力进行3D结构光研发,形成“VCSEL+双层DOE+准直透镜组”方案,并构建起全面

专利

保护。目前,全球仅Lumentum、Finisar、AMS、II-VI等公司能生产

VCSEL激光器

,而苹果垄断了绝大部分供应链产能。尽管如此,2017年苹果的

iPhone

X也还是因VCSEL模组产能掣肘一度推迟上市。

核心

激光器

元件产能有限,这意味着数倍于苹果出货量的安卓机阵营只能在VCSEL方案上“浅尝辄止”,仅能用在屈指可数的几款旗舰机型上。此外,高昂的技术成本也意味着即便产能允许,重视价格控制的安卓机型也很难引入3D摄像头模组。

如此背景之下,

朱力团队

基于不同原理的“

EEL

+纳米光引擎”方案更显珍贵。从安全性上来说,光鉴方案中的激光器不直射人眼,而VCSEL方案中一旦光学架构失效,有可能直接对人眼安全造成危害。从经济性来说,光鉴方案元器件更少,成本较苹果方案降低了2/3以上,对标中低端市场的安卓机厂商有望激活每年10+亿台移动设备的行业潜力。而对国家而言,使用国产化技术既有利于数据保护,也有助于国内企业不断完善

算法

、采集

大数据

,对国家信息安全、经济安全以及前沿技术发展都具有重要意义。

据研究机构

Zion

Research预测,3D摄像头市场规模将从2015年的12.5亿美元增长到2021年的78.9亿美元,年均增长率达35%。按2021年18亿部

智能手机

40%渗透率来算已经超过100亿美元市场空间,加上在AR、

自动驾驶

机器人

等领域应用,整个3D摄像头市场空间实际有望超过200亿美元。

这意味着,“EEL+纳米光引擎”方案的“春风”不仅将吹向安卓机厂商,也将吹向产业链上游的国内光电子产业。

据朱力介绍,相比于VCSEL,EEL是一款产能十分成熟的激光器,国内有多家公司能够实现量产。实际上,由于当前应用的局限性,不少国内EEL供应商主要还是依靠传统工业和医疗领域(如近视眼激光手术设备、

激光祛痘

设备等)订单和政府扶持生存,常年处于“吃不饱”状态。

因此,一旦基于

EEL

的3D摄像头模组落地量产,国内

EEL激光器

厂商“吃不饱”局面可能随之改写。空前巨大的新市场有望带动整个光电子芯片产业,不仅缓解现有低端产能过剩问题,还将助推这些

激光器

公司升级发展,不断提升我国光电子行业的国际竞争力。

回国不到半年,

朱力团队

的纳米光子芯片已经成功流片,并完成原型机demo和

手机

3D模组适配测试。按照他们预计,光鉴的3D摄像头模组有望在2019年上半年进入第一款

手机

中,达到百万出货量;在2019年下半年进入部分品牌旗舰机型,达到千万量级。同时,预计2020年迎来出货量的爆发,达到1.5亿台以上。

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