本刊記者林然
3D成像:光學產業成長新動能
本刊記者林然
回顧消費電子發展歷程,不難發現真正被用戶認可并買單,從而引發需求端換機熱潮的標志性創新,總是集中在人機交互領域,并圍繞輸入輸出體驗的提升而展開:電容觸控、Retina屏、大尺寸屏幕、3D玻璃、指紋識別等。經過微軟兩代Kinect技術迭代、谷歌ProjectTango項目以及聯想Phab2Pro等3D成像技術的預熱,3D成像的應用趨勢或將成為行業新趨勢。
3D成像并非是普通的功能性組件創新,而是激活光學交互屬性,實現二維到三維交互升級,是繼圖形界面、觸控之后的第三次重大人機交互跨越。有理由相信人們對交互體驗更高效、更簡單、更自然的孜孜追求將帶來更陡峭的3D成像滲透率曲線,3D成像的普及力度或將超出市場預期。
光學攝像頭對消費電子產品來說具有雙重意義,一方面提供拍照功能,另一方面又為影像信息提供了唯一入口,即兼具娛樂和交互兩種屬性。隨著信息量的持續提升,交互始終在向更加高效、更低學習成本、更加自然的方向演進。在新一輪創新周期中,AR/VR、AI大量導入,信息需求和信息處理能力激增,“觸”和“聽”將升級為信息量更大的“看”,手勢識別、人臉識別、AR等基于影像的輸入輸出方式是大勢所趨。隨著雙攝的普及,“拍照”到“交互”拐點加速來臨。雙攝對光學的意義,既是拍照功能的跨越式升級,更是交互屬性的激活。
即將發布的國際廠商的旗艦機將在前置鏡頭中導入3D成像,由“雙攝”邁入“四攝”,正式開啟3D交互新浪潮。可以預見,3D成像技術積累最雄厚國際廠商將緊緊圍繞AI+AR兩大抓手,匹配3D成像強大的信息輸入能力,以生物識別(人臉識別、手勢識別等)和AR應用占盡先機。
3D成像不只是為了拍照,更關鍵的是要獲取深度信息,彌補2D成像特征信息損失的缺陷,重建真實世界。深度信息意味著對真實世界更真實、更高質量的圖像描述,配合激增的信息處理能力,可以圍繞3D建模衍生出多樣化的應用:從生物識別、AR/VR到機器視覺、自動駕駛、無人機、安防等。
3D成像并不容易,核心硬件或算法本身就稀缺;而科技巨頭也充分意識到了3D成像的前景,紛紛跑馬圈地式地展開收購占據制高點,打造技術生態。尤其是PrimeSense被蘋果拿下之后,更是有加速跡象。優質標的悉數被巨頭收入囊中,幾乎已被瓜分殆盡,那么后入場的要想使用3D成像技術,就必須尋找替代方案。市場稀缺+替代需求為國內廠商提供了成長土壤,從歐菲光牽手MantisVision,到奧比中光(結構光)、樂行天下(TOF)等先后涌現,國內3D成像布局國外標的被收購后所留下的市場空白,正在加速追趕。
3D成像由于在硬件上會新增紅外光源和紅外攝像頭,一批深耕紅外周邊技術的核心標的將充分享受需求爆發紅利,同時硬件升級也將重構光學產業鏈。
在發射端,新增了紅外激光發射器和輔助元件,包括衍射光柵和光學棱鏡部件(如準直鏡頭);
在接收端,除了可見光鏡頭外,還新增紅外接收部分,包括鏡頭、紅外傳感器和窄帶紅外濾光片,而圖像處理器IC由于算法上的復雜性,也將比單純的2D成像IC成本更高。
總而言之,3D成像帶來的產業機會比2D成像只增不減,大幅提振產業鏈價值的同時改變價值分配,驅動紅外核心廠商高業績彈性。
紅外器件產業鏈門檻較高,不管是發射端還是接收端元器件,技術含量相比普通的攝像頭都高出不少。圖像處理芯片具有較高的算法要求,目前可以提供的僅有幾家芯片巨頭,如意法半導體、德州儀器、英飛凌和恩智浦;紅外圖像傳感器則被意法半導體、AMS、豪威、奇景光電等壟斷;而可用于移動端的微型VCSEL紅外光發射器主要由Finisar、Lumentum、PrincetonOptronics、Heptagon等國外公司生產,國內企業差距較大。國內真正可以可參與的環節主要是紅外窄帶濾光和模組封裝,且頗具競爭力。
本土供應鏈環節,看好國內廠商率先在紅外窄帶濾光和模組封裝環節分享本輪3D創新紅利,同時伴隨著產能轉移和縱向微笑曲線產業升級,國內廠商未來也有望向VCSEL、DOE、準直鏡頭等價值量更高的環節滲透。
對國內廠商而言,窄帶紅外濾光片是受益最為確定的部分。一方面窄帶IRCF對于3D成像必不可少,不論是TOF還是結構光,不論是前置還是后置,窄帶IRCF都是剛需;另一方面全球窄帶IRCF產能主要集中在美國VIAVI和國內水晶光電(002273)手中,供應商有限。考慮到公司目前是大客戶2D攝像頭IRCF主力供應商,看好水晶光電將深度受益大客戶本次引領的從2D向3D成像跨越帶來的鍍膜濾光量價齊升的創新紅利。
3D成像對偏移度、光軸傾斜度等參數要求嚴苛且不良產品無法返修,高成本、高技術的壁壘非一般廠商能夠逾越,模組行業分散的競爭格局有望得到改善,再加上封裝原件的增多,工序與耗時的增加,3D成像帶來的不僅是新增需求,還是產能的升級,模組環節的ASP將有明顯提升。看好之前通過雙攝積累了多鏡頭封裝經驗的龍頭廠商舜宇光學(02382.HK)和歐菲光(002456),有望在3D時代占得先機,分享ASP增加和市占率提升雙重紅利。
此外,建議關注曾與微軟聯合研發HoloLens中DOE等相關光學組件,還曾為JDSU、Finisar等光通信企業供給通信級準直鏡頭的福晶科技(002222),未來有望拓展進軍微型準直透鏡領域,迎接消費級創新紅利。

表:3D成像國內產業鏈上市公司一覽