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传感器赋能智能手机变革,光学传感器巨头ams解读三大创新趋势

时间:2019-04-29 阅读:
3D传感方案、全面屏及摄像头功能优化将是未来智能手机的三大增长点,ams将凭行业一流的技术灵活和领先性应对瞬息万变的市场。

受市场饱和、竞争日益激烈的影响,2018年全球智能手机销量整体下滑。各大手机厂商都在寻求创新点,以争取更大的市场话语权。但是,在手机市场整体出货量持续下滑的大背景下,未来智能手机的重要创新推动力——核心传感器市场受影响似乎并不大,全球光学传感器排名第一的供应商艾迈斯半导体(ams)就获得不错的市场表现,2018年营收达到史无前例的16亿美元。这或许与艾迈斯半导体以传感器技术为公司战略核心离不开,该公司近年来一直坚持提供差异化创新的解决方案,强调以用户需求为导向的策略。艾迈斯半导体先进光学传感器部门执行副总裁兼总经理Jennifer Zhao在“第八届年度中国电子ICT媒体论坛暨2019产业和技术展望研讨会”上就指出:“3D传感方案、全面屏及摄像头功能优化将是未来智能手机的三大增长点,ams将凭行业一流的技术灵活和领先性应对瞬息万变的市场。”

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艾迈斯半导体先进光学传感器部门执行副总裁兼总经理Jennifer Zhao现场演讲

业界人士以及消费者都对未来智能手机的形态充满好奇,创新的传感技术有可能成为引爆智能手机下一场变革的契机。

光学传感器是智能手机领域的杀手锏

智能手机未来的技术创新趋势是什么?你可能说是折叠手机,或者是光学变焦,也可能是更多摄像头……不同角度可能有不同的观点。作为长期处于产业一线的专家,Jennifer Zhao重点关注智能手机的这三大趋势:

第一, 前置功能设计趋势——3D人脸识别:身份验证、安全、支付;

第二, 全面屏——无边框:设计和平面显示、OLED屏下环境光亮度测量;

第三, 摄影增强:激光检测自动对焦、增强现实(AR)、自动白平衡、光源闪烁检测。

ams的3D传感市场版图:结构光、ToF和主动立体视觉方案全包揽

3D传感率先落地智能手机领域后,迅速成为手机以及AR甚至汽车等行业创新应用的关键,市场调研公司乐观预测光学传感器在移动设备上的3D传感模组市场产值将跳跃式增长,市场规模预计到2020年将达到140亿美元,年复合增长率为209%。火爆的市场催生三大主流的解决方案:结构光、主动立体视觉和ToF。

Jennifer给出了三种技术的基本分析:结构光精度高、价格也比较高;主动立体视觉覆盖距离适中,价格比较具有优势;ToF模块具有尺寸小及价格较低的优势。三种方案各有利弊,最后的发展情况还未有定局。“ams能够支持3D传感三大主流方案,为市场提供硬件如VCSEL光源、先进光学封装及NIR和ToF摄像头,以及软件/算法方案。”Jennifer指出。

艾迈斯半导体在光学器件及封装技术上具有业界领先的优势,这与该公司前期的收购政策及将创新植入基因的企业文化分不开。通过对高性能光学封装和微型光学器件厂商Heptagon、VCSEL芯片领先供应商Princeton Optronics和面部识别软件公司KeyLemon等企业的收购,ams能够为客户提供包括 VCSEL(激光)阵列、投影光学器件和衍射光学器件在内的3D传感解决方案,帮助客户提升产品性能,降低成本,节约开发时间。

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艾迈斯半导体为3D传感三大主流方案提供各类关键模块

“隐藏”传感器,帮助手机屏占比向100%接近

手机的高屏占比也是大势所趋,从2016年的65%到2019年的大于95%。为了达到更高的屏占比,各家手机厂商也是各显神通,刘海屏、水滴屏以及双屏版手机纷纷出现。其实,提高屏占比的一大关键就是隐藏传感器。

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全屏显示成为必然趋势

艾迈斯半导体在集成式传感器技术上投入了大量的开发力量,其全集成式颜色/环境光/接近传感器模块TMD3702VC为手机设计师提供的解决方案比前一代产品缩小60%以上,该模块采用超薄封装尺寸,能够满足最新的窄边框手机工业设计的要求。同时,借助此模块,制造商能够更好地优化智能手机触屏的功能,包括在通话过程中自动禁用以及根据环境条件调整屏幕亮度,可让智能手机使用起来更舒适,能耗更低。

另外一款OLED屏下传感器TCS3701能够帮助手机厂商尽可能多地消除边框,尽管它在发光OLED显示屏后面的运行受到限制,但它仍能感应到穿过显示屏、叠加到传感器正上方的显示屏像素发出的光线中的环境光。此外,艾迈斯半导体还开发了独特的算法,能够在不需要知道传感器上方显示屏像素亮度的情况下精确检测环境光水平。

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宽边框/窄边框与刘海屏

手机拍照比肩单反?还有这些问题需要解决

现在网上流传一种说法“手机相机+AI”拍照效果比肩单反,手机摄像头已经承载了人们对美好图像世界的几乎全部想象。新发布的手机摄像头数量从单摄到双摄再到三摄,最近的高端手机甚至配置了四摄摄像头。但是,只增加摄像头数量不能完全解决手机拍照问题,还有一些细节需要关注。

为了改善手机拍照功能,各大解决方案厂商针对手机摄像的痛点问题如激光检测自动对焦、自动白平衡及光源闪烁检测问题,努力提出有效的解决方案。艾迈斯半导体发布了1D ToF测距传感器TMF8801,帮助摄像头实现激光检测自动对焦,测距范围为2cm到2.5m,精确度达到5%,封装尺寸缩小了33%,并且可以扛屏盖上的污渍和太阳光。

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手机摄像增强

此外,在所有光源场景中提供精确的色温,解决自动白平衡中无法提取干净的白点的问题也是过去几年各大光学传感器厂商努力的方向。艾迈斯半导体的色温传感器则通过精确测量环境光,解决自动白平衡算法在自然光和人工照明混合光照环境下失效的问题。同时,利用光源闪烁检测引擎的自动检测环境闪烁辅助算法,还可以免除由于环境光闪烁,图像受波纹效应的影响。

从消费、工业到汽车,光传感器将成为重要创新推手

根据中国电子元件行业协会信息中心的数据,预计到2022年,全球光传感器市场规模将成长至1836亿元,2016-2022年复合增长率达5%。得益于智慧城市、物联网、机器人等下游应用市场的推动,光传感器市场增长迅速。

IHS报告表明,艾迈斯半导体光学传感器领域连续8年排名第一。艾迈斯半导体的光学传感器产品线非常丰富,涵盖了包括环境光检测传感器、颜色传感器、颜色+接近传感器、光谱传感器、ToF等市场上几乎所有的光学传感器产品。

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艾迈斯半导体光学传感器产品线

过去这几年,以先进传感技术为核心的智能传感时代正悄然来临。艾迈斯半导体营收增速也不断提高,这与其一流的技术及市场布局有关。作为一家专注于提供传感器解决方案的厂商,艾迈斯半导体将继续以光学传感器、图像传感器及音频传感器为主的从传感器IC到传感器解决方案再到接口及相关软件等一整套产品,推动消费、汽车、工业与医疗市场的变革。

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