集微網（文/Kelven）從2017年9月開始，蘋果推出了全球首款搭載3D結構光技術的智能手機——iPhone X，并且以實現了3D人臉識別的Face ID取代我們常用的指紋識別。往后的日子里，各大手機廠商紛紛追隨仿效，從這一刻開始，3D探測市場被開始關注。

隨著2D向3D市場轉變，TOF顯然已經進入到3D感測的戰場。與蘋果開始使用的3D結構光技術一樣，TOF同樣是3D探測的技術之一。如果說三攝持續滲透，四攝搭載率提升將成為明年手機攝像頭的趨勢，那么隨著5G時代的普及， TOF快速上量或將成為明年攝像頭市場的又一大發展趨勢。

一位關注移動攝像頭領域的業內人士表示：從目前的情況來看，明年手機攝像頭的搭載率相較2019年會有一個大幅提升，最明顯的便是4800萬或6400萬這類高像素的攝像頭配置，還有三攝甚至四攝的配置，最后還會有后置的TOF 3D攝像頭。

供應鏈消息稱，蘋果公司近期要求Face ID模塊供應商在2019年底前，向蘋果提供終端設備后置鏡頭TOF用VCSEL元件，這意味2020年的新iPhone很有可能會搭載后置TOF的3D檢測鏡頭。

根據拓墣產業的預測，2018年蘋果普及前置結構光，2019年安卓嘗試后置TOF方案，而2020年蘋果有望導入后置TOF，安卓后置TOF也將快速上量。雖然對于TOF來年發展一片向好，但是TOF同屬CIS領域的產品，而CMOS圖像傳感器（CIS）市場不穩定（芯片供不應求，價格上升，產能不足）的情況在持續，這無疑給TOF明年的市場爆發埋下了隱憂。

2020年TOF能火起來么？

AI拍照是目前全球一線終端品牌持續挖掘的應用之一，在5G時代，這項應用也成為產業鏈協同手機品牌實現升級的一大重點。行業巨頭之一的蘋果公司曾一再表示，AR將會成為未來智能手機的一個發展方向。

近日巴克萊分析師與亞洲的蘋果供應鏈制造商發布了一份報告，報告顯示，在蘋果公司2020年發布的新一代iPhone系列產品中，Pro和Max兩個版本上都將搭載后置3D攝像頭（TOF）。有業內人士預計，蘋果的入局會給明年TOF產業的成長帶來強勁的動力。

實際TOF自2018年出現之后，業內便奏響“2019將會是TOF爆發的時間”的號角。時間來到2019年年末，審視過后，雖然TOF相比較去年有大的進步，多家手機廠商在其中高端手機都導入了TOF，但距離爆發還是有不少的距離。

歸納起來，TOF還沒火起來與其落地應用、技術成熟度、產業鏈都有關系。第一點，TOF技術現階段還缺乏一些剛需的應用，雖然我們現在可以實現諸如AR試衣服、3D跳舞跟隨等應用三維視覺技術的功能，但是這些功能現在大部分僅限于“自娛自樂”，并不是市場應用的剛需。在消費者“娛樂”過后，似乎TOF應用又歸于平淡。

此外，TOF三維視覺技術卻依然不夠成熟。首當其沖的便是模組功耗和發熱量仍然偏大，同時分辨率和成本等問題局限了TOF技術的快速普及，其次3D結構光、毫米波雷達等技術的市場競爭討論依然還在進行中。

從產業鏈角度來看，我國的TOF產業仍不完善，核心的技術依然在國外玩家手中。TOF技術對感光芯片、VCSEL（面射型激光）元件的要求較高，而目前它們基本來自國外的索尼、ADI、Lumentum等廠家供應。國內供應TOF相機模組、元器件的廠商之間則是在價格斗爭。

3D攝像頭作為三維世界信息采集的入口，可以結合5G實現手機端AR應用，有望在5G手機時代普及。拓墣產業研究院研究經理蔡卓卲表示：“蘋果iPhone前置攝像頭導入結構光3D 傳感技術，應用在人臉辨識、刷臉解鎖功能。因此談及3D攝像頭，結構光便成為必談的一個方案。”

蔡卓卲接著補充：“雖然當時Android 陣營廠商也想跟進，可是發現結構光技術門檻較高且有專利問題，因此2017年和2018年針對解鎖功能，仍以透過指紋辨識、密碼方式進行，Android 陣營前鏡頭無法全面導入3D傳感?！?/p>

目前3D攝像頭主要有結構光、TOF和雙目三種3D方案。其中結構光近距離精度高，主要應用智能手機至手機人臉識別、解鎖支付等領域；雙目被應用于安防、智能貨柜等領域；TOF被應用于智能手機后置拍照、人臉識別、解鎖支付、VR、AR、汽車電子、安防監控以及掃地機、門鎖、新零售等多個領域。

雖然作為前置3D攝像頭，TOF在近距離的精度比3D結構光低，但是近兩年TOF的技術提升和成本下降，不少終端廠商已經開始逐步在自家的中高端手機上布局TOF的3D技術，為未來的5G時代的AR應用做準備。

奧比中光手機事業部總經理胡科峰表示：“結構光和TOF兩種技術同時也都在繼續向前演進，各自的優劣勢也并不是一成不變的。而且，市場也并非是簡單的由技術的優劣所決定，更重要的還是看主流廠商的方向性選擇和引導、用戶的選擇，以及應用生態的完善?！?/p>

“TOF技術也有它的優點，比如遠距離的相對精度比較好。它與3D結構光兩者各有優缺點，并不存在誰全面壓倒誰的情況。這需要從手機使用的角度出發，去分析哪種技術更適合落地到手機的應用場景里。”胡科峰補充。

目前華為、OV、三星等廠商均推出后置TOF的機型。其中，三星S10 5G版、華為Mate 30 Pro前后也均采用了TOF方案。預測不論是蘋果或非蘋陣營如三星、華為、小米、OPPO、vivo 等等，紛紛計劃在2020年的終端后置攝像頭搭載TOF鏡頭，并且這不再是中高端手機的獨享，慢慢會下放到中低端的終端。

“從應用端來看，TOF技術由于具有更廣闊的應用空間，所以也一致被業界所看好?！币晃粯I內人士表示，“從另外一個角度來看，5G正悄悄向我們靠近，而它的來臨對于TOF技術也有著積極的催化作用?！?/p>

有意思的是，蘋果作為3D探測市場的開創者，除了使用3D結構光技術外，預計其也要在2020年開始使用TOF技術。集微網向供應鏈求證得知，蘋果公司的確將在新品后置攝像頭中增加一顆TOF鏡頭，而前置人臉識別攝像頭則還是沿用了3D結構光的技術。

據知情人透露，蘋果公司計劃在新一代iPhone系列中的兩個版本搭載四顆后置攝像頭，其中包括，一顆AF鏡頭、一顆廣角鏡頭、一顆超廣角鏡頭以及一顆3D TOF鏡頭。

集微網采訪現在國內TOF模組主力制造商得知，雖然TOF在短距離精度的表現不如結構光，但長距離精度表現不錯，除了能夠滿足在后置攝像頭應用場景中的需求，目前TOF用于前置攝像頭的人臉解鎖精度也是可以滿足的。

當然成本也是蘋果所考慮的因素，集微網從市場上得知，目前一顆3D結構光模組均價幾乎都達到20美金以上，而TOF模組的單價基本維持在10美金左右，兩者之間存在成倍的價差。

有了行業領導者蘋果的加入，或許已經說明TOF應用領域開始逐漸成熟，將會極大推動TOF市場的行業發展，明年的TOF相信會真正開始放量。

TOF供應鏈擴大，核心芯片尚待突破

目前手機的后置鏡頭模組一般包含3-4個鏡頭，一般是廣角、長焦、景深等，而TOF鏡頭的配備將會取代景深鏡頭，實現3D空間數據的采集。蔡卓卲指出，ToF 鏡頭成本會較原本的景深鏡頭貴一些，但是對廠商來說，成本只多一點點，除了能取代原本功能之外，還可以為未來AR 應用鋪路。

手機后置TOF鏡頭的興起對于整個產業和供應鏈來說，似乎是一個從無到有的過程。以往3D探測手機產業幾乎都在蘋果供應鏈的手上，隨著安卓手機逐漸開始導入TOF鏡頭，同時逐漸下放，除了高端旗艦手機外，中低端手機也會逐漸跟上，如華為Mate系列、華為P系列、三星A系列等都用上了TOF?？梢灶A見，TOF鏡頭的需求會越來越大，供應鏈隨之需要擴大。

根據TrendForce預估，手機3D探測中Vcsel 產值，預估2019年市場產值達11.39 億美元，成長26%。 供應鏈預期2020年市場也將達雙位數成長。3D探測模組廠立普思指出，一線手機廠中對TOF的需求很高，各模組廠不斷提供更新方案，使得TOF的能力得到提高，感測效果獲得提升。

按照我們的分類，TOF產業鏈中主要包括TOF傳感器芯片廠商、模組廠商、算法廠商及VCSEL、DOE等元器件廠商。其中VCSEL（Vertical Cavity Surface Emitting Laser）譯為垂直腔面發射激光器，簡稱面射型激光，是TOF技術方案所采用的光源；DOE（Diffraction Optical Element）就是衍射光學元件，用來使發出的光保持均勻，準確測距。這兩者都是TOF三維視覺硬件的核心元器件。

TOF技術對光學傳感芯片要求高，而目前國外傳感器芯片廠商在國內TOF產業鏈中占據著主導地位。當中如三星、索尼、松下、ADI、英特爾等巨頭，他們都手握重要的TOF傳感器芯片。

來源：攝像頭觀察

根據攝像頭觀察整理信息，以華為Mate 30 Pro為例，其TOF相機模組就選用了索尼的TOF傳感器芯片，并選擇舜宇光學和歐菲光作為攝像頭模組的一供、二供。立景創新、丘鈦科技也參與了Mate 30 Pro的攝像機模組供應，VCSEL由縱慧、 Lumentum和Ams 供應，Diffuser 由 Viavi、舜宇光學供應。

再如去年12月vivo推出的NEX雙屏版，其所搭載的TOF 3D攝像頭模組廠為信利，其中的ToF傳感器芯片供應商為松下，驅動芯片及算法均由ADI提供，VCSEL由ams供應。

現階段國外芯片廠商是通過與模組廠商搭配的模式與手機廠商簽訂訂單，而日前有消息稱索尼、三星、英飛凌等廠商開始加大TOF的投資，推動相關模組廠商增加產能。

目前國內超過一半的手機TOF相機方案都是采用的索尼感光芯片，這是因為索尼2015年收購了TOF影像技術的Softkinetic公司，之后憑借在手機傳感器的市場地位，逐步被手機廠商客戶所認可。此外ADI是國內被選擇最多的芯片商之一，其TOF的感光芯片技術比較成熟，比如ADI早就研發出VGA（分辨率達到640x480dpi）感光芯片。

除了TOF的傳感器芯片，Vcsel供應商臺灣穩懋除了發展已久的射頻（RF）領域之外，這幾年也開始把應用布局在3D光探測上，其Vcsel應用在手機的臉部3D探測，同時也已打入蘋果iPhone供應鏈。穩懋因良率佳，以4吋晶圓產能為主，而且其也具備充足的6吋晶圓產能，在成本上有優勢，能夠順利打入供應鏈成為主要供應商。

穩懋總經理陳國樺指出：“以消費電子來說，除了前鏡頭搭載結構光技術的Vcsel外，目前商機還包括搭載于后鏡頭的ToF 鏡頭，而ToF 鏡頭的出現，背后代表著將來AR / VR應用所帶來的機會。”

接著他補充：“目前安卓手機搭載TOF Vcsel 幾乎仍以旗艦機為主，量還不夠大，但預期2020 年將向下滲透至數量更多的機型，將帶動2020 年手機的Vcsel成長?！?/p>

據了解，臺灣穩懋已經屬于滿產階段，為了后續的市場需求，其已經啟動擴廠增加更多的產能，預計至2020 年上半年，穩懋將擴增5,000片/月產能。有供應鏈的人士指出，除了臺灣穩懋，目前市場上主要的Vcsel的供應商產能都十分緊張，包括縱慧、 Lumentum等。穩懋和Lumentum的大部分產能會優先供給蘋果，因此市場的需求缺口仍然很大，新增的TOF Vcsel需求會無法消化。

當然TOF傳感器芯片、Vscel的產能憂慮其實從2019年中已經開始，國內包括舜宇光學、歐菲光等模組廠商已經開始行動。舜宇光學具有鏡頭這一垂直領域優勢，同時還擁有眾多元器件的子公司，試圖通過產業鏈垂直整合來解決產能的憂慮；歐菲光通過戰略投資國內Vcsel芯片研發的常州縱慧芯光半導體公司，獲得模組、鏡頭和Vcsel芯片，打通產業鏈。同時縱慧也已經進入了華為手機TOF方案供應鏈。

歐菲光切入iPhone攝像頭供應鏈后，經過這兩年的沉淀，成功拿到了新一代iPhone的后置攝像頭訂單。不過本次新iPhone中采用的3D ToF模組還是由夏普（鴻海）和LG提供，而配合TOF用到的Vcsel則是由蘋果公司自主設計交給穩懋代工。

另有消息稱，蘋果計劃于2020年發布一款搭載3D感應后置攝像頭的全新iPad Pro。如果TOF在蘋果的多個產品線中采用，國內供應商的機會還是很大的。

攝像頭紅利持續，TOF應用何時落地？

有人認為：TOF只是個噱頭沒有太大的實際效用。不過也有人反駁：未來TOF能夠突破性的將現實世界物體、人像、空間虛擬化，必將是5G移動互聯網最重要的應用場景之一。

TOF技術在手機上現在已經可以實現很多的功能應用，例如使手機拍照的景深效果得到優化，三維建模對物體進行建模并讓其動起來，再比如三維視覺技術應用在面部解鎖等生物驗證應用上。

當然諸如MR（混合現實）游戲、體型測量、AR尺子、Emoji表情、三維摳圖等功能都是各大手機廠商給我們宣傳的功能，雖然看起來娛樂性十足也足夠豐富，但還是不夠“硬”，距離剛性應用還有很大的距離。

拓墣產業研究院研究經理蔡卓卲表示：“手機品牌廠導入TOF鏡頭，現階段是取代景深鏡頭，并提供更好的拍照效果，做為多鏡頭的規格競賽，不過長期而言，是著眼于未來5G時代的AR應用展開的鋪路。”

接著蔡卓卲補充：“今年雖然很多手機開始導入TOF 鏡頭，但是廠商沒有特意宣傳TOF 所能帶來的AR應用。等到2020年iPhone 鏡頭開始搭載TOF 之后，結合蘋果這幾年來在AR 的發展，預估安卓陣營以及相關開發商才會有較為明確的方向。當這些開發商開發出應用功能之后，終端廠商才會將他們的TOF鏡頭與應用功能有機結合，預估到2020年或2021后才會比較明顯?！?/p>

一位資深業內人士在與筆者溝通的時候也表示：“內容缺乏仍是市場質疑TOF的主流觀點?！蹦壳癟OF主要作為深度攝像頭測量景深數據，使得照片更具立體感，但是5G時代的到來將會解決AR實時通信的應用困難，終端廠對于TOF的布局仍然是基于長遠應用范圍來考量的。

OPPO早前曾透露未來會讓TOF與5G技術、AR技術相結合，待5G網絡提速后，TOF更多應用在AR應用上，全息投影的日常應用距離我們已經不遠了。從目前的情況來看，全球手機廠商們也陸續發布5G手機產品，而5G將加速TOF的應用。5G時代，應用場景更加廣泛，其將拓展出全新的應用場景，TOF應用不足的局面會被慢慢改變。

值得一提的是，除了iPhone外，蘋果公司還將把3D TOF技術延伸使用到其他產品線上。原因是與普通攝像頭技術相比，TOF可以讓屏幕從單純2D畫面轉變到更具空間感的3D畫面。通過TOF模塊與后置鏡頭的搭配，TOF可以更針對性地滿足具體應用場景的安全和體驗需求。

除了智能手機外，隨著5G時代汽車ADAS的滲透以及智能家居、物聯網的推進，TOF同樣在這些領域有廣闊的應用場景?？梢悦黠@的察覺到，受物聯網的快速發展影響，攝像頭供應商們在原有的攝像頭市場中也已開拓出又一重要業務板塊。

業內人士曾表示，有調研機構預測2020年迎來5G換機周期，手機銷量有望轉暖。在手機端，明年受益于多攝的持續滲透，攝像頭的用量還將進一步增加。雖然現階段TOF在整個攝像頭市場的基數比較小，占比也不高，但是隨著iPhone的采用，以及華為、OV、三星這幾家一線終端品牌的推動，TOF的市場前景會被看好。

蘋果的入局與5G帶來的市場回暖，使得2020年3D TOF擁有極佳的發展機遇，加上攝像頭搭載率提升的情況下，紅利仍然會是明年攝像頭行業的主調。（校對/范蓉）