炬佑智能：突破旗艦機“圍城” ToF從“1到N”的“破圈”之路

炬佑智能科技有限公司CEO劉洋：“炬佑智能是采用多種策略并進，一方面會往高性能去走，比如做更高分辨率的ToF，做一些超越傳統iToF性能的方案；另外，我們也會去做減法，將一些次要的東西去掉，將成本降下來，我們現在能夠做到差不多是傳統iToF方案2/3的成本。可能在某個時間段，需要去做到現有成本的1/2或者30%-40%的水平，這樣的話在價格上才會有足夠的吸引力。”

盡管智能手機市場dToF陣容遠不如iToF那般強大，但在蘋果iPhone 12 Pro加持下，dToF已經開始嶄露頭角，被越來越多供應鏈企業所關注。例如不久前的上海MWC大會上，ams就曾與國內算法大廠虹軟公司共同發布了針對移動設備后置3D dToF傳感的整套解決方案，并宣稱有望在2021年底讓安卓手機后置也裝上dToF傳感器。

 

dToF可量產性存疑？ToF突圍旗艦“圍城”刻不容緩

 

論及后置，dToF的遠距離建模、多物體識別都是iToF難以相提并論的優勢，這也使得dToF作為后置AR的“唯一”方案為蘋果所力薦。但也僅僅只是蘋果，當下dToF在安卓陣營似乎并未問世任何可量產方案，這也讓蘋果在dToF陣營一枝獨秀，相當孤獨。

 

究其原因，炬佑智能科技有限公司CEO劉洋在接受華強電子網記者采訪時表示：“首先從芯片的層面來看，由于設計與制程的限制，目前dToF芯片相比iToF芯片來說面積上要大不少，基本上dToF的一個像素，iToF可以做四個或者更多像素。而且同樣的分辨率，感光區的面積dToF需要iToF的四倍，由于芯片成本跟芯片的面積直接成正比，所以說dToF的成本很難上去，如果要做到跟iToF同樣的成本，也就只能犧牲分辨率等參數。”

 

其次，從dToF的技術陣營來看，目前市場關注的主要還是蘋果的dToF，劉洋告訴記者：“除了前述的傳感器芯片成本差異外，相對成熟的iToF其實是可以用目前已經很成熟的背照式CIS、小像素等比較低成本的方案來做。dToF除了芯片面積比較大以外，由于蘋果采用的是3D堆疊的技術，它需要將傳感芯片和處理芯片做在兩個棧上，然后通過3D堆疊的方法壓在一起。而目前3D堆疊也是非常難的技術，成本也很高，這也是需要額外增加成本的地方。”

 

除此之外，從傳感器結構上來看，dToF主要由三大部分組成：發射端VCSEL、接收端SPAD（單光子雪崩二極管）、TDC（時間數字轉換電路）。但與傳統iToF不同的是，dToF無論是發射端還是接收端要求都相對更為嚴格，且控制上也要比iToF復雜很多。據記者了解，目前iToF主要采用的是勻光片，而蘋果的dToF則采用的是DOE衍射技術，這是一種類似于結構光發射端的方案，從而使得蘋果陣營的dToF發射端成本也居高不下。

 

因此，劉洋表示，“今年市場上都很難有可以商用的安卓dToF方案，目前也僅僅只停留在demo層面，想要量產還需要付出相當一段時間。畢竟，這還涉及到從傳感器芯片、驅動芯片到光源以及整個系統架構層面的開發，即便是蘋果也是在收購技術團隊的前提下，耗費了一到兩年的時間才最終完成。炬佑智能的dToF目前也正在開發當中，目前激光器和驅動芯片已經突破，正在測試當中，后續也會有一系列產品在dToF方面布局，但還未到demo的推廣階段。”

 

可在編者看來，當下繼續糾結于dToF與iToF之間的爭端屬實意義不大。對于ToF技術整體而言，當前亟待解決的問題是“破圈兒”而非“內斗”。畢竟，受限于成本的桎梏，目前的ToF在智能手機端的應用仍被緊緊包圍在“旗艦機”范圍之內，難以往外擴散，更不必談能夠達到可以向中低端手機市場滲透的標準。

 

對此，劉洋分析了具體原因，他表示：“客觀層面上看，iToF一直停留在高端或者旗艦級的手機圈子里面，沒有突破這個圈子，要下沉到更中低端的手機市場當中還比較少，這當中其實還是性價比的問題沒有很好的解決。一方面，即便是iToF，成本仍然相對比較貴；另一方面，其實ToF當下能帶來的有粘度的應用點還比較少，拍照只能算是對于消費者來說有點粘度的應用點，但大多數人如果不特別關注技術，還是看最終的效果。一般來說，如果不是拍照領域的專業人士，現在的手機拍照基本上都能不錯的滿足需求。用了ToF之后也許更好，但用戶體驗感受提升的幅度相對比較小。且大約兩年前，手機廠商也沒找到爆點的應用，所以手機廠商也是有些阻力的。”

 

針對這一方面，“炬佑智能是采用多種策略并進的方式，一方面會往高性能去走，比如做更高分辨率的ToF，做一些超越傳統iToF性能的方案；另外，我們也會去做減法，將一些次要的東西去掉，將成本降下來，我們現在能夠做到差不多是傳統iToF方案2/3的成本。可能在某個時間段，需要去做到現有成本的1/2或者30%-40%的水平，這樣的話在價格上才會有足夠的吸引力。”劉洋補充到。

 

目前來看，其實手機客戶的品牌形象也與用不用ToF有很大關系，比如作為國內智能手機曾經的“一把手”，華為就一直堅持在用ToF方案來提升拍照性能，這也能使得其產品溢價大幅提升。相對來講，OPPO、vivo和小米，品牌形象相對華為來說較弱，因此這類廠商在選用ToF時會相對更加謹慎，只有ToF供應商真正將成本做出與現有成本產生明顯差距之后，這類手機OEM當然也極為愿意跟進，對于ToF向中低端市場的滲透也大有裨益。

 

手機之后：ToF大發展亟待“剛性”破圈兒

　　

AR是目前ToF在智能手機端最具“殺手級”特性的應用，因為它能給人帶來科幻的感覺，體驗也相當不錯，譬如華為的“河圖”應用，就是一個絕佳的案例。“但是后續市場的成長我們也無法預測，因為這是一個時間問題以及成長的速度問題，但最后不管是iToF還是dToF也好，都會有用武之地。比如近距離的特征、體態的識別，iToF會有很大優勢，而像遠距離的建模，dToF也會有優勢。”劉洋強調。

 

可作為ToF供應商，自然不能在“一棵樹上吊死”，智能手機場景之外，企業也急需尋找其他應用場景來刺激自身業務的增長，彌補在手機市場的缺憾。隨著當下國內各類創新型應用風潮的涌現，蟄伏許久的ToF廠商們也嗅到了新的商機，一場尋找剛需市場的“破圈兒”運動正式打響。

 

對于深諳國內細分化場景需求的炬佑智能來說，當下大火的人臉識別、機器人避障以及智能家居，都是非常有增長潛力的市場。劉洋對記者透露：“目前來講，機器人避障和人臉識別這塊，我們已經落地了很多方案，這也是對我們營收貢獻最大的領域。人臉識別領域也是iToF的獨門絕技，用dToF的話做不了，比如智能門鎖（人臉識別型）、人臉門禁、人臉閘機以及人臉考勤機等都有應用落地。另外一塊就是機器人避障，比如目前很多家庭使用的掃地機器人的前方、后方的避障、SLAM導航等，當然還有一些商用領域的AGV小車。因為機器人避障一般都看是比較近距離的地方，用iToF綽綽有余，這也為iToF貢獻了很大的應用空間。”

 

另外一大極具增長潛力的市場是智能家居的環境感知，劉洋補充到：“比如自動門，傳統的紅外感應升級用iToF之后就更為智能，可以感知到來了幾個人、體型甚至大小等特征，同時在智能家電領域，我們也做了不少的落地方案。總之，傳感器看世界是三維的，而TOF正好解決了這個問題，但我們需要去挖掘和優化系統的成本，因為相比于傳統的RGB以及紅外方案，ToF的發展和下沉也需要時間去沉淀。”

 

因此，相比于國外老牌ToF大廠，國內企業更善于發現細分應用場景，并能高效快速地響應、導入并有所斬獲，這也日益成為越來越多本土芯片企業的生存之道。劉洋認為：“國際大廠可能沒有這么靈活，比如索尼基本就關注手機市場，強調投入產出比，做了這個案子就要獲得相應的營收，因此就扎根手機市場。但做IoT市場的話，一個案子能有20萬套就已經很不錯了，國外的廠商主要是手機這類大客戶，但炬佑的話率先且最早的去拓展了人臉識別這個市場。而且我們也采取分塊合作的模式去為一些研發能力相對較弱的非手機市場的客戶服務，針對不同的應用，為他們提供芯片、算法或是模組、完整的解決方案。”久而久之，IoT市場一旦廣泛接受ToF之后，也能反哺ToF廠商，助力其推進整體應用成本的降低。

 

總之，隨著3D視覺市場的逐步打開，iToF與dToF之爭將變得越來越沒有意義，畢竟這兩種路徑各有優勢，理應相輔相成，而非相愛相殺。眼下，擺在ToF供應商們面前最現實的課題，是如何在手機市場之外尋覓到短期內能夠真正創造營收的剛需性市場，即所謂的剛性“破圈兒”。對于技術積淀深厚的國際大廠來說，汽車、工業這類高端場景自然是最穩定的增長極，但IoT這塊大蛋糕也不容錯過，矯健靈活的本土ToF企業如今已搶先占據高位，隨著如人臉識別、機器人避障、智能家居甚至更多細分市場的逐步鋪開，iToF與dToF都大有用武之地，齊頭并進邁向低成本普及化，進而鑄就ToF產業鏈的“萬里長城”。