刘海屏的发展,未来的机遇会在哪?

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去年11月,银牛微电子完成了对以色列3D视觉芯片设计企业Inuitive的收购。时隔一年,银牛微电子于今年11月份推出了基于Inuitive NU4000芯片的银牛3D机器视觉模组C158。据官方称,本次银牛微电子发布的C158 3D机器视觉模组将面向机器人行业,由2个鱼眼摄像头、一个RGB彩色摄像头、2个IR红外摄像头组成,还搭载了一个3D激光投射器。

3D视觉模组领域是一个相对来说较小的市场,而这一领域的参与者又表现出不同的特点,AI公司、半导体公司、镜头公司都在其中留痕。另外,除了处理器,ISP、算法也都是一个视觉模组的必要组成部分,这让3D视觉模组这个行业更加复杂。

根据Yole发布的全球3D成像和传感市场研究报告,2019年全球3D视觉感知市场规模为50亿美元,预计在2025 年达到150亿美元,年复合增长率约为20%。IPhone X “刘海”的推出将3D视觉技术从商业场景扩展到了消费场景,中国已经出现了3D 视觉的井喷景象,硬件厂商也形成气候。中国已成为继美国、日本之后第三大机器视觉应用市场。如今,元宇宙的爆发又给了3D视觉一个新的增长点。

传统意义上的3D视觉主要有结构光、双目立体、ToF(光飞行时间法)三个技术方向。根据三个技术方向部分公司也发展出新的技术,如iToF等。3D视觉模组产品的产品路线也多根据这几个方向。

3D视觉涉及较多的硬件部分,比如红外激光器、红外接收摄像头、可见光摄像头、芯片。所有组件的相互配合才能打造可靠的3D视觉模组。而对应这些组件,也就有了模组厂商、芯片厂商、算法厂商及元器件厂商的产业链。

野蛮生长的竞争格局

2017年,苹果发布了iPhone X,集成Face ID人脸识别技术,安卓市场也应对手而动,3D视觉的市场迅速崛起。苹果公司的Face ID对3D视觉的下场消费意义非凡。根据海通证券数据,2020年全球智能手机端3D视觉硬件市场规模将到达99.25亿美元,其中苹果手机为31.48亿美元,安卓手机为67.77亿美元。

技术上,Face ID的实现就是在设计上颇受争议的区域“刘海”。这一小块区域集成了多达八个组件,集成了红外镜头、泛光感应元件(Flood illuminator)、点阵投影器等3D视觉模组。

Face ID采用了三种技术中的结构光,通过3万个点来感知用户面部特征。

除苹果之外,3D视觉模组在国际上拥有大量使用厂商,而模组中的芯片却主要被国外大厂占领,如三星、英特尔、英飞凌、索尼等。

英特尔的Realsense是3D 视觉领域的强势选手。英特尔从2012年就开始研究实感技术,2014年将研究实感技术的Perceptual Computing部门改名为Realsense,并于同一年推出首款RealSense 3D模组。目前,英特尔Realsense的模组包括D445等,双目立体是Realsense主要使用的技术。

今年年初,英特尔RealSense推出 3D人脸识别解决方案F450/455,集成Full HD RGB摄像头、Full HD摄像头、850nm红外投射器、850nm红外LED补光灯,以及SoC芯片,应用场景为智能门锁等。

而索尼在3D摄像传感器上一绝前尘,索尼的产品主要用于面部识别、加快摄像聚焦等。与Intel和苹果不同,索尼使用的多是ToF技术,据称,国内超过一半的手机ToF都是采用的索尼感光芯片,华为的部分机型也使用了索尼的ToF技术。本身,ToF技术对光学传感芯片要求高索尼在摄像机领域积累了深厚经验,同时索尼还在2015年收购了ToF技术公司Softkinetic,从此索尼在传感器芯片领域占据了绝对份额。

机会属于有准备的人

3D视觉在中国的发展欣欣向荣,得益于物联网的发展和政策引导,国内有很多公司都在第一时间抓住了风口,他们其中很多是硬件公司和机器人公司。而在3D视觉芯片上,有许多公司也打破了国外的壁垒,自研芯片走下产线,进入到商用场合。

奥比中光

处在上市问询阶段的奥比中光早前便自研了3D感知芯片,这是一家在中国较早开始研究3D视觉的公司,也是中国前排3D视觉模组选手。2018年,奥比中光宣布完成超过2亿美金的D轮融资,本轮融资由蚂蚁金服领投。

奥比中光的自研3D感光芯片产品包括了MX400、MX6000、MX6300、MX6600。目前,MX6300已经在OPPO等手机上得到广泛使用。MX6000已经用在支付宝刷脸设备上。而最新的MX6600已经具备了量产条件,可以实时计算并输出30帧/s 1920*1080的深度图或者60帧/s 1280*960的深度图。

据其官网称,奥比中光的3D视觉系统适用于各类服务机器人、人脸识别和刷脸支付等,目前,奥比中光已服务的客户包括了OPPO、蚂蚁集团、银联等公司。2015年,奥比中光的3D视觉传感器量产,打破了多年以来被苹果、索尼、三星、英特尔等公司建筑的屏障。

11月30日,科创板网站显示奥比中光IPO信息为已问询。12月8日,奥比中光科技集团股份有限公司首发IPO通过审核。奥比中光招股书显示,将募集18亿元人民币用于3D视觉技术项目。

埃瓦科技

初创公司埃瓦科技成立于2018年,专注于3D AI系统产品。据其官方介绍,公司有来自AMD、英特尔、博通等公司的大量科研人员。

2020年5月,埃瓦科技正式发布其第一款3D视觉芯片——追萤Ai3100,这是埃瓦针对AI终端市场首款芯片。去年12月,追萤Ai3101芯片推出。依托追萤,埃瓦科技打造了追萤系列3D人脸视觉模组,包含了A31L18、A31G25、A31P40三款产品,多应用于门禁、人脸支付。追萤系列3D视觉模组还包含了NPU、HDR、ISP等,使用了双目立体视觉的技术。

今年7月,埃瓦科技完成A轮融资,用于自研3D AI 视觉芯片追萤系列视觉模组研发和商业化进程。

中科融合

9月17日,中科融合完成数千万元人民币Pre-A轮投资。12月1日,中科融合获得又一轮千万级别投资,本轮融资资金将主要用于芯片的研发优化、流片和市场拓展等方面。连续不断的融资进入中科融合,这一家从科研所走出的公司也将迎来生意窗口。

中科融合源自中科院苏州纳米所,成立于2018年,依托苏州园区MEMS芯片研发线,拥有自研MEMS感知芯片和超低功耗专用AI处理器,模组产品包括3D相机、MEMS动态条纹结构光模组等。

除了上述之外,国内深视光点的双目视觉模组、光鉴科技的WFP纳米光子芯片等都是国内3D视觉硬件方面的后期之秀。但是,在技术发展的同时,国内公司仍要克服许多困难。

蓝海也起大浪

技术门槛高

曾有相关公司指出,3D视觉除了涉及处理算法等,还会涉及到相关的光学、结构、散热等问题, 3D视觉的芯片和模组方案技术门槛非常高,需要投入更多时间、技术、人才。而国内外还没有非常规范的标准和技术,物联网的快速发展也给企业研发带来压力。

同时,三种技术的配套设备也不同,各成气候。ToF需要窄带滤光片;结构光需要发射端光学棱镜与DOE光栅;双目立体需要红外光摄像头或可见光摄像头。在确定技术的同时基本上产品路线就更改不了了,鱼与熊掌不可兼得,每一种都是一种独特的发展路径。

市场收入不稳

正如前文所说,奥比中光正处于上市关键点。但是,根据其招股书披露,2018至2020年,奥比中光的营收不稳定且净利润持续大额亏损, 2020年营收较上年下降56.62%;同期净利润呈连续亏损状态,分别亏损1.01、6.89、6.82亿元,整体亏损金额不断加大。三年间,奥比中光向前五客户收入分别为1.41、3.80、1.01亿元,波动较大。

无独有偶,此前8月据外媒称,英特尔将关闭RealSense部门,逐步减少投资3D相机和传感器,未来将专注于芯片制造等核心业务。有相关人士指出, RealSense相对于面向消费类市场的产品来说其仍然是一个非常小众化的产品,且对于英特尔的营收贡献和业务拓展的帮助也相对有限,随着相关负责人的离职,英特尔这一领域也要考虑何去何从。

海阔凭鱼跃,机遇与风险并存。国内市场刷脸支付开始普及,未来人脸识别还能有怎样的可能性?小小的刘海屏带出广阔的市场,谁又说得准呢?

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