《電子技術(shù)應(yīng)用》
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傳感器賦能智能手機(jī)變革,光學(xué)傳感器巨頭ams解讀三大創(chuàng)新趨勢(shì)

2019-04-26

受市場(chǎng)飽和,、競(jìng)爭日益激烈的影響,,2018年全球智能手機(jī)銷量整體下滑。各大手機(jī)廠商都在尋求創(chuàng)新點(diǎn),,以爭取更大的市場(chǎng)話語權(quán)。但是,在手機(jī)市場(chǎng)整體出貨量持續(xù)下滑的大背景下,,未來智能手機(jī)的重要?jiǎng)?chuàng)新推動(dòng)力——核心傳感器市場(chǎng)受影響似乎并不大,全球光學(xué)傳感器排名第一的供應(yīng)商艾邁斯半導(dǎo)體(ams)就獲得不錯(cuò)的市場(chǎng)表現(xiàn),,2018年?duì)I收達(dá)到史無前例的16億美元,。這或許與艾邁斯半導(dǎo)體以傳感器技術(shù)為公司戰(zhàn)略核心離不開,該公司近年來一直堅(jiān)持提供差異化創(chuàng)新的解決方案,,強(qiáng)調(diào)以用戶需求為導(dǎo)向的策略,。艾邁斯半導(dǎo)體先進(jìn)光學(xué)傳感器部門執(zhí)行副總裁兼總經(jīng)理Jennifer Zhao在“第八屆年度中國電子ICT媒體論壇暨2019產(chǎn)業(yè)和技術(shù)展望研討會(huì)”上就指出:“3D傳感方案、全面屏攝像頭功能優(yōu)化將是未來智能手機(jī)的三大增長點(diǎn),,ams將憑行業(yè)一流的技術(shù)靈活和領(lǐng)先性應(yīng)對(duì)瞬息萬變的市場(chǎng),。”

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艾邁斯半導(dǎo)體先進(jìn)光學(xué)傳感器部門執(zhí)行副總裁兼總經(jīng)理Jennifer Zhao現(xiàn)場(chǎng)演講

業(yè)界人士以及消費(fèi)者都對(duì)未來智能手機(jī)的形態(tài)充滿好奇,,創(chuàng)新的傳感技術(shù)有可能成為引爆智能手機(jī)下一場(chǎng)變革的契機(jī),。

光學(xué)傳感器是智能手機(jī)領(lǐng)域的殺手锏

智能手機(jī)未來的技術(shù)創(chuàng)新趨勢(shì)是什么?你可能說是折疊手機(jī),,或者是光學(xué)變焦,,也可能是更多攝像頭……不同角度可能有不同的觀點(diǎn)。作為長期處于產(chǎn)業(yè)一線的專家,Jennifer Zhao重點(diǎn)關(guān)注智能手機(jī)的這三大趨勢(shì):

第一,,  前置功能設(shè)計(jì)趨勢(shì)——3D人臉識(shí)別:身份驗(yàn)證,、安全、支付,;

第二,,  全面屏——無邊框:設(shè)計(jì)和平面顯示、OLED屏下環(huán)境光亮度測(cè)量,;

第三,,  攝影增強(qiáng):激光檢測(cè)自動(dòng)對(duì)焦、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR),、自動(dòng)白平衡,、光源閃爍檢測(cè)。

ams的3D傳感市場(chǎng)版圖:結(jié)構(gòu)光,、ToF和主動(dòng)立體視覺方案全包攬

3D傳感率先落地智能手機(jī)領(lǐng)域后,,迅速成為手機(jī)以及AR甚至汽車等行業(yè)創(chuàng)新應(yīng)用的關(guān)鍵,市場(chǎng)調(diào)研公司樂觀預(yù)測(cè)光學(xué)傳感器在移動(dòng)設(shè)備上的3D傳感模組市場(chǎng)產(chǎn)值將跳躍式增長,,市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)到2020年將達(dá)到140億美元,,年復(fù)合增長率為209%?;鸨氖袌?chǎng)催生三大主流的解決方案:結(jié)構(gòu)光,、主動(dòng)立體視覺和ToF。

Jennifer給出了三種技術(shù)的基本分析:結(jié)構(gòu)光精度高,、價(jià)格也比較高,;主動(dòng)立體視覺覆蓋距離適中,價(jià)格比較具有優(yōu)勢(shì),;ToF模塊具有尺寸小及價(jià)格較低的優(yōu)勢(shì),。三種方案各有利弊,,最后的發(fā)展情況還未有定局,。“ams能夠支持3D傳感三大主流方案,,為市場(chǎng)提供硬件如VCSEL光源,、先進(jìn)光學(xué)封裝及NIR和ToF攝像頭,以及軟件/算法方案,?!盝ennifer指出。

艾邁斯半導(dǎo)體在光學(xué)器件及封裝技術(shù)上具有業(yè)界領(lǐng)先的優(yōu)勢(shì),,這與該公司前期的收購政策及將創(chuàng)新植入基因的企業(yè)文化分不開,。通過對(duì)高性能光學(xué)封裝和微型光學(xué)器件廠商Heptagon、VCSEL芯片領(lǐng)先供應(yīng)商Princeton Optronics和面部識(shí)別軟件公司KeyLemon等企業(yè)的收購,,ams能夠?yàn)榭蛻籼峁┌?VCSEL(激光)陣列,、投影光學(xué)器件和衍射光學(xué)器件在內(nèi)的3D傳感解決方案,,幫助客戶提升產(chǎn)品性能,降低成本,,節(jié)約開發(fā)時(shí)間,。

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艾邁斯半導(dǎo)體為3D傳感三大主流方案提供各類關(guān)鍵模塊

“隱藏”傳感器,幫助手機(jī)屏占比向100%接近

手機(jī)的高屏占比也是大勢(shì)所趨,,從2016年的65%到2019年的大于95%,。為了達(dá)到更高的屏占比,各家手機(jī)廠商也是各顯神通,,劉海屏,、水滴屏以及雙屏版手機(jī)紛紛出現(xiàn)。其實(shí),,提高屏占比的一大關(guān)鍵就是隱藏傳感器,。

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全屏顯示成為必然趨勢(shì)

艾邁斯半導(dǎo)體在集成式傳感器技術(shù)上投入了大量的開發(fā)力量,其全集成式顏色/環(huán)境光/接近傳感器模塊TMD3702VC為手機(jī)設(shè)計(jì)師提供的解決方案比前一代產(chǎn)品縮小60%以上,,該模塊采用超薄封裝尺寸,,能夠滿足最新的窄邊框手機(jī)工業(yè)設(shè)計(jì)的要求。同時(shí),,借助此模塊,,制造商能夠更好地優(yōu)化智能手機(jī)觸屏的功能,包括在通話過程中自動(dòng)禁用以及根據(jù)環(huán)境條件調(diào)整屏幕亮度,,可讓智能手機(jī)使用起來更舒適,,能耗更低。

另外一款OLED屏下傳感器TCS3701能夠幫助手機(jī)廠商盡可能多地消除邊框,,盡管它在發(fā)光OLED顯示屏后面的運(yùn)行受到限制,,但它仍能感應(yīng)到穿過顯示屏、疊加到傳感器正上方的顯示屏像素發(fā)出的光線中的環(huán)境光,。此外,,艾邁斯半導(dǎo)體還開發(fā)了獨(dú)特的算法,能夠在不需要知道傳感器上方顯示屏像素亮度的情況下精確檢測(cè)環(huán)境光水平,。

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寬邊框/窄邊框與劉海屏

手機(jī)拍照比肩單反,?還有這些問題需要解決

現(xiàn)在網(wǎng)上流傳一種說法“手機(jī)相機(jī)+AI”拍照效果比肩單反,手機(jī)攝像頭已經(jīng)承載了人們對(duì)美好圖像世界的幾乎全部想象,。新發(fā)布的手機(jī)攝像頭數(shù)量從單攝到雙攝再到三攝,,最近的高端手機(jī)甚至配置了四攝攝像頭。但是,,只增加攝像頭數(shù)量不能完全解決手機(jī)拍照問題,,還有一些細(xì)節(jié)需要關(guān)注。

為了改善手機(jī)拍照功能,各大解決方案廠商針對(duì)手機(jī)攝像的痛點(diǎn)問題如激光檢測(cè)自動(dòng)對(duì)焦,、自動(dòng)白平衡及光源閃爍檢測(cè)問題,,努力提出有效的解決方案。艾邁斯半導(dǎo)體發(fā)布了1D ToF測(cè)距傳感器TMF8801,,幫助攝像頭實(shí)現(xiàn)激光檢測(cè)自動(dòng)對(duì)焦,,測(cè)距范圍為2cm到2.5m,精確度達(dá)到5%,,封裝尺寸縮小了33%,,并且可以扛屏蓋上的污漬和太陽光。

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手機(jī)攝像增強(qiáng)

此外,,在所有光源場(chǎng)景中提供精確的色溫,,解決自動(dòng)白平衡中無法提取干凈的白點(diǎn)的問題也是過去幾年各大光學(xué)傳感器廠商努力的方向。艾邁斯半導(dǎo)體的色溫傳感器則通過精確測(cè)量環(huán)境光,,解決自動(dòng)白平衡算法在自然光和人工照明混合光照環(huán)境下失效的問題,。同時(shí),利用光源閃爍檢測(cè)引擎的自動(dòng)檢測(cè)環(huán)境閃爍輔助算法,,還可以免除由于環(huán)境光閃爍,,圖像受波紋效應(yīng)的影響。

從消費(fèi),、工業(yè)到汽車,,光傳感器將成為重要?jiǎng)?chuàng)新推手

根據(jù)中國電子元件行業(yè)協(xié)會(huì)信息中心的數(shù)據(jù),預(yù)計(jì)到2022年,,全球光傳感器市場(chǎng)規(guī)模將成長至1836億元,,2016-2022年復(fù)合增長率達(dá)5%。得益于智慧城市,、物聯(lián)網(wǎng),、機(jī)器人等下游應(yīng)用市場(chǎng)的推動(dòng),光傳感器市場(chǎng)增長迅速,。

IHS報(bào)告表明,,艾邁斯半導(dǎo)體光學(xué)傳感器領(lǐng)域連續(xù)8年排名第一。艾邁斯半導(dǎo)體的光學(xué)傳感器產(chǎn)品線非常豐富,,涵蓋了包括環(huán)境光檢測(cè)傳感器,、顏色傳感器、顏色+接近傳感器,、光譜傳感器、ToF等市場(chǎng)上幾乎所有的光學(xué)傳感器產(chǎn)品,。

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艾邁斯半導(dǎo)體光學(xué)傳感器產(chǎn)品線

過去這幾年,,以先進(jìn)傳感技術(shù)為核心的智能傳感時(shí)代正悄然來臨。艾邁斯半導(dǎo)體營收增速也不斷提高,這與其一流的技術(shù)及市場(chǎng)布局有關(guān),。作為一家專注于提供傳感器解決方案的廠商,,艾邁斯半導(dǎo)體將繼續(xù)以光學(xué)傳感器、圖像傳感器及音頻傳感器為主的從傳感器IC到傳感器解決方案再到接口及相關(guān)軟件等一整套產(chǎn)品,,推動(dòng)消費(fèi),、汽車、工業(yè)與醫(yī)療市場(chǎng)的變革,。


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