炬佑智能:突破旗舰机“围城” ToF从“1到N”的“破圈”之路

来源:华强电子网 作者:Andreas Mangler 时间:2021-07-27 09:23

ToF dToF AR

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炬佑智能科技有限公司CEO刘洋:“炬佑智能是采用多种策略并进,一方面会往高性能去走,比如做更高分辨率的ToF,做一些超越传统iToF性能的方案;另外,我们也会去做减法,将一些次要的东西去掉,将成本降下来,我们现在能够做到差不多是传统iToF方案2/3的成本。可能在某个时间段,需要去做到现有成本的1/2或者30%-40%的水平,这样的话在价格上才会有足够的吸引力。”


尽管智能手机市场dToF阵容远不如iToF那般强大,但在苹果iPhone 12 Pro加持下,dToF已经开始崭露头角,被越来越多供应链企业所关注。例如不久前的上海MWC大会上,ams就曾与国内算法大厂虹软公司共同发布了针对移动设备后置3D dToF传感的整套解决方案,并宣称有望在2021年底让安卓手机后置也装上dToF传感器。

 

dToF可量产性存疑?ToF突围旗舰“围城”刻不容缓

 

论及后置,dToF的远距离建模、多物体识别都是iToF难以相提并论的优势,这也使得dToF作为后置AR的“唯一”方案为苹果所力荐。但也仅仅只是苹果,当下dToF在安卓阵营似乎并未问世任何可量产方案,这也让苹果在dToF阵营一枝独秀,相当孤独。

 

究其原因,炬佑智能科技有限公司CEO刘洋在接受华强电子网记者采访时表示:“首先从芯片的层面来看,由于设计与制程的限制,目前dToF芯片相比iToF芯片来说面积上要大不少,基本上dToF的一个像素,iToF可以做四个或者更多像素。而且同样的分辨率,感光区的面积dToF需要iToF的四倍,由于芯片成本跟芯片的面积直接成正比,所以说dToF的成本很难上去,如果要做到跟iToF同样的成本,也就只能牺牲分辨率等参数。”

 

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其次,从dToF的技术阵营来看,目前市场关注的主要还是苹果的dToF,刘洋告诉记者:“除了前述的传感器芯片成本差异外,相对成熟的iToF其实是可以用目前已经很成熟的背照式CIS、小像素等比较低成本的方案来做。dToF除了芯片面积比较大以外,由于苹果采用的是3D堆叠的技术,它需要将传感芯片和处理芯片做在两个栈上,然后通过3D堆叠的方法压在一起。而目前3D堆叠也是非常难的技术,成本也很高,这也是需要额外增加成本的地方。”

 

除此之外,从传感器结构上来看,dToF主要由三大部分组成:发射端VCSEL、接收端SPAD(单光子雪崩二极管)、TDC(时间数字转换电路)。但与传统iToF不同的是,dToF无论是发射端还是接收端要求都相对更为严格,且控制上也要比iToF复杂很多。据记者了解,目前iToF主要采用的是匀光片,而苹果的dToF则采用的是DOE衍射技术,这是一种类似于结构光发射端的方案,从而使得苹果阵营的dToF发射端成本也居高不下。

 

因此,刘洋表示,“今年市场上都很难有可以商用的安卓dToF方案,目前也仅仅只停留在demo层面,想要量产还需要付出相当一段时间。毕竟,这还涉及到从传感器芯片、驱动芯片到光源以及整个系统架构层面的开发,即便是苹果也是在收购技术团队的前提下,耗费了一到两年的时间才最终完成。炬佑智能的dToF目前也正在开发当中,目前激光器和驱动芯片已经突破,正在测试当中,后续也会有一系列产品在dToF方面布局,但还未到demo的推广阶段。”

 

可在编者看来,当下继续纠结于dToFiToF之间的争端属实意义不大。对于ToF技术整体而言,当前亟待解决的问题是“破圈儿”而非“内斗”。毕竟,受限于成本的桎梏,目前的ToF在智能手机端的应用仍被紧紧包围在“旗舰机”范围之内,难以往外扩散,更不必谈能够达到可以向中低端手机市场渗透的标准。

 

对此,刘洋分析了具体原因,他表示:“客观层面上看,iToF一直停留在高端或者旗舰级的手机圈子里面,没有突破这个圈子,要下沉到更中低端的手机市场当中还比较少,这当中其实还是性价比的问题没有很好的解决。一方面,即便是iToF,成本仍然相对比较贵;另一方面,其实ToF当下能带来的有粘度的应用点还比较少,拍照只能算是对于消费者来说有点粘度的应用点,但大多数人如果不特别关注技术,还是看最终的效果。一般来说,如果不是拍照领域的专业人士,现在的手机拍照基本上都能不错的满足需求。用了ToF之后也许更好,但用户体验感受提升的幅度相对比较小。且大约两年前,手机厂商也没找到爆点的应用,所以手机厂商也是有些阻力的。”

 

针对这一方面,“炬佑智能是采用多种策略并进的方式,一方面会往高性能去走,比如做更高分辨率的ToF,做一些超越传统iToF性能的方案;另外,我们也会去做减法,将一些次要的东西去掉,将成本降下来,我们现在能够做到差不多是传统iToF方案2/3的成本。可能在某个时间段,需要去做到现有成本的1/2或者30%-40%的水平,这样的话在价格上才会有足够的吸引力。”刘洋补充到。

 

目前来看,其实手机客户的品牌形象也与用不用ToF有很大关系,比如作为国内智能手机曾经的“一把手”,华为就一直坚持在用ToF方案来提升拍照性能,这也能使得其产品溢价大幅提升。相对来讲,OPPOvivo和小米,品牌形象相对华为来说较弱,因此这类厂商在选用ToF时会相对更加谨慎,只有ToF供应商真正将成本做出与现有成本产生明显差距之后,这类手机OEM当然也极为愿意跟进,对于ToF向中低端市场的渗透也大有裨益。

 

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手机之后:ToF大发展亟待“刚性”破圈儿

  

AR是目前ToF在智能手机端最具“杀手级”特性的应用,因为它能给人带来科幻的感觉,体验也相当不错,譬如华为的“河图”应用,就是一个绝佳的案例。“但是后续市场的成长我们也无法预测,因为这是一个时间问题以及成长的速度问题,但最后不管是iToF还是dToF也好,都会有用武之地。比如近距离的特征、体态的识别,iToF会有很大优势,而像远距离的建模,dToF也会有优势。”刘洋强调。

 

可作为ToF供应商,自然不能在“一棵树上吊死”,智能手机场景之外,企业也急需寻找其他应用场景来刺激自身业务的增长,弥补在手机市场的缺憾。随着当下国内各类创新型应用风潮的涌现,蛰伏许久的ToF厂商们也嗅到了新的商机,一场寻找刚需市场的“破圈儿”运动正式打响。

 

对于深谙国内细分化场景需求的炬佑智能来说,当下大火的人脸识别、机器人避障以及智能家居,都是非常有增长潜力的市场。刘洋对记者透露:“目前来讲,机器人避障和人脸识别这块,我们已经落地了很多方案,这也是对我们营收贡献最大的领域。人脸识别领域也是iToF的独门绝技,用dToF的话做不了,比如智能门锁(人脸识别型)、人脸门禁、人脸闸机以及人脸考勤机等都有应用落地。另外一块就是机器人避障,比如目前很多家庭使用的扫地机器人的前方、后方的避障、SLAM导航等,当然还有一些商用领域的AGV小车。因为机器人避障一般都看是比较近距离的地方,用iToF绰绰有余,这也为iToF贡献了很大的应用空间。”

 

另外一大极具增长潜力的市场是智能家居的环境感知,刘洋补充到:“比如自动门,传统的红外感应升级用iToF之后就更为智能,可以感知到来了几个人、体型甚至大小等特征,同时在智能家电领域,我们也做了不少的落地方案。总之,传感器看世界是三维的,而TOF正好解决了这个问题,但我们需要去挖掘和优化系统的成本,因为相比于传统的RGB以及红外方案,ToF的发展和下沉也需要时间去沉淀。”

 

因此,相比于国外老牌ToF大厂,国内企业更善于发现细分应用场景,并能高效快速地响应、导入并有所斩获,这也日益成为越来越多本土芯片企业的生存之道。刘洋认为:“国际大厂可能没有这么灵活,比如索尼基本就关注手机市场,强调投入产出比,做了这个案子就要获得相应的营收,因此就扎根手机市场。但做IoT市场的话,一个案子能有20万套就已经很不错了,国外的厂商主要是手机这类大客户,但炬佑的话率先且最早的去拓展了人脸识别这个市场。而且我们也采取分块合作的模式去为一些研发能力相对较弱的非手机市场的客户服务,针对不同的应用,为他们提供芯片、算法或是模组、完整的解决方案。”久而久之,IoT市场一旦广泛接受ToF之后,也能反哺ToF厂商,助力其推进整体应用成本的降低。

 

总之,随着3D视觉市场的逐步打开,iToFdToF之争将变得越来越没有意义,毕竟这两种路径各有优势,理应相辅相成,而非相爱相杀。眼下,摆在ToF供应商们面前最现实的课题,是如何在手机市场之外寻觅到短期内能够真正创造营收的刚需性市场,即所谓的刚性“破圈儿”。对于技术积淀深厚的国际大厂来说,汽车、工业这类高端场景自然是最稳定的增长极,但IoT这块大蛋糕也不容错过,矫健灵活的本土ToF企业如今已抢先占据高位,随着如人脸识别、机器人避障、智能家居甚至更多细分市场的逐步铺开,iToFdToF都大有用武之地,齐头并进迈向低成本普及化,进而铸就ToF产业链的“万里长城”。

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