人脸识别时代到来：3D结构光、TOF产业链解析

一、智能手机3D感测渗透加速，TOF有望成主流技术1、3D 感测渗透加速，主流手机厂商加入 TOF 阵营
3D 感测技术路线很多，不同技术的性能不同，适合的应用领域也不同。在消费电子应用领域，目前主流的 3D 感测技术有两种：3D 结构光(3D Structure Light)和时间飞行法(TOF, Time of Flight) 。
3D 结构光在消费电子领域的商用最早可追溯到 2009 年，微软与以色列 3D 感测公司 PrimeSense 合作发布了搭载 3D 结构光模组的体感设备 Kinect 一代，2010 年 11 月上市后，该产品成为 2011 年销售最快的消费电子设备。尽管产品大获成功，但第一代 Kinect 的准确度、图像分辨率和响应速度并不理想，微软在 2009 年和 2010 年先后收购了以色列 TOF 相机公司 3DV Systems 和 3D 手势识别公司 Canesta，并在 2013 年终止了与 PrimeSense 的合作，自行研发推出搭载 TOF 摄像头的 Kinect 2 代产品。
然而好景不长，由于缺乏爆款游戏应用、硬件亏本销售等问题的存在，2017 年 10 月微软表示已经停止生产 Kinect，自 2011 年上市以来累计销量仅 3500 万部。
尽管 Kinect 失败，但在游戏市场的沉淀使得 3D 感测技术日益成熟。2017 年苹果发布 iPhone X，首次搭载 3D 结构光模组，可实现 3D 人脸识别技术，成为苹果近两年最大的创新。
此前由于半导体工艺等多方面技术的限制，3D 感测很难应用到体积非常有限、功耗要求低的手机上，因此 iPhone X 的发布是 3D 结构光技术的重大突破，市场对 3D 结构光技术的热情重新点燃。苹果的 3D 结构光方案正是来自为微软 Kinect 一代提供技术方案的 PrimeSense，苹果在 2013 年 11 月宣布以 3.6 亿美元收购该公司。
苹果之外，主要 3D 结构光方案厂商还有美国的英特尔、高通/Himax，以色列 Mantis Vision 以及国内华为、奥比中光等公司。
2014 年英特尔发布全球首款内嵌于各种智能设备的 3D 景深摄像头 RealSense，采用 3D 结构光技术，应用在联想、戴尔等多款超极本电脑以及无人机等设备中。同年高通宣布与影像 IC 设计公司奇景光电 Himax 合作提供高分辨率、低功耗的 3D 结构光模组 SLiMTM 。
iPhone X 发布后，国内小米、华为和 OPPO 也先后发布了首款搭载 3D 结构光模组的智能手机，其中小米采用的是以色列 Mantis Vision 公司的解决方案，华为采用的是自研方案，OPPO 采用的是国内公司奥比中光的解决方案。苹果在 2018 年和 2019 年的 iPhone 新产品中也全部搭载了 3D 结构光模组。
目前已经发布的搭载 3D 结构光模组的智能手机包括苹果的 iPhone X 以后的所有机型，华为的 Mate20 Pro、荣耀 Magic 2 和 Mate 30 Pro,小米的小米 8 探索版以及OPPO FindX 。据 DigiTimes 数据，2018 年搭载 3D 结构光的智能手机整体约 1 亿台，其中苹果占比约 88% 。
TOF 最早的商用可追溯到 2006 年 7 月，衍生自 CSEM(瑞士电子与微技术中心)的MESA Imaging公司成立，并推出商用TOF摄像头产品系列SwissRanger，最开始应用于汽车的被动安全检测。2014 年，MESA 被新加坡微型光学器件厂商 Heptagon 收购，Heptagon 在 2016 年又被奥地利知名传感器厂商ams(艾迈斯半导体)收购，在小型化 TOF 传感器领域已经具备了一定优势。
2013 年，微软在第二代 Kinect 中采用了 TOF 技术，方案来自 2010 年收购的 TOF 相机公司 3DV Systems 。
2015 年，索尼索尼收购比利时手势识别技术公司 SoftKinetic，该公司拥有知名 DepthSense TOF 感测系统，两年后索尼就发布了全球最小的 TOF 模组。
TOF 技术首次应用到智能手机是在 2016 年，Google 和联想合作推出了全球首个搭载 TOF 模组的智能手机 Phab2 Pro，采用的是 pmd/英飞凌的 TOF 方案，该手机可实现一些如三维测量等简易的 AR 应用，但并没有引起市场较大的反响。
英飞凌和德国 3D 感测公司 pmd 在 TOF 领域合作了数十年，并开发出了知名的 REAL3 TOF 传感器芯片，其中 pmd 主要提供 TOF 像素矩阵，英飞凌主要提供芯片上系统(SoC)集成的所有功能组件，并开发相应的制造工艺，该方案还用在了华硕 2017 年发布的 AR 智能手机 Zenfone 上。

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2、接收端——近红外摄像头(NIR Camera)
传感器芯片
ToF 接收端的传感器芯片仍是以 Sony 为主，Sony 和三星作为图像传感器芯片的龙头公司，在 TOF 市场也积累深厚，未来将成为市场的主要领导。国内主要由被韦尔股份收购的豪威科技，目前在 TOF 领域还没有明显动作。
光学镜头
手机镜头领域，台湾大立光公司遥遥领先，2017 年占据全球市场 38% 的份额，其次是国内公司舜宇光学，占据 17%的市场份额。华为 Mate 30 Pro 前后两颗 TOF 摄像头的镜头供应商主要为大立光和舜宇光学，看好 TOF 市场爆发对舜宇光学业绩的拉动。
窄带滤光片
窄带滤光片的薄膜一般由低折射率和高折射率的两种膜组成，叠加后层数达几十层，每一层薄膜的参数漂移都可能影响最终性能。而且窄带滤光片透过率对薄膜的损耗非常敏感，所以制备峰值透过率很高、半带宽又很窄的滤光片非常困难。目前全球供应商仅有美国公司 Viavi 和国内水晶光电，水晶光电给 Viavi 提供代工服务。iPhone 的 3D 结构光模组中 Viavi 在后期将部分订单释放给水晶光电以减少生产费用，TOF 模组中也有望延续。此外，在安卓端，水晶光电有望成为三星和华为的窄带滤光片的直接供货商，毛利率将进一步提高。
3、国内相关上市企业
国内厂商相对来说在接收端优势更明显，包括模组、窄带滤光片和镜头等环节。看好手机摄像头模组龙头厂商欧菲光，谨慎看好窄带滤光片龙头厂商水晶光电，建议关注国内镜头领先厂商联创电子。

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1、欧菲光
欧菲光是全球手机摄像头模组龙头企业。公司目前业务包含两大部分：一是智能手机业务，主要产品包括手机摄像头模组、触控显示模组和生物识别模组;二是智能汽车业务，主要产品包括智能中控系统、智能驾驶系统(ADAS)和车身电子等。
公司近 5 年营收保持快速增长，手机摄像头模组是公司最主要的业务，2017 年营收占公司总营收的 50%左右。2018 年随着内嵌触控(In-Cell)方案的崛起，公司的外挂式触控业务受到重大影响，大幅拖累当年业绩。
2019 年 11 月 19 日，公司发布公告称将非 A 客户相关的触控显示业务以股权转让的形式出表并进行独立发展，未来将聚焦光学业务。公司在摄像头模组领域具备技术和规模的领先优势，并是已经上市的多款 TOF 手机的模组供应商。看好 TOF 模组渗透率提高对公司业绩的拉动。
2、水晶光电
水晶光电是全球滤光片龙头厂商，主要业务包括成像光学、新型显示、生物识别、反光材料和蓝宝石衬底五大业务板块。成像光学主要包括手机摄像头采用的红外滤光片等产品，新型显示主要包括视频眼镜、超短焦投影、HUD (Head-up Display，抬头显示器)和为微影光引擎等产品。
公司 2018 年营业收入为 23.26 亿元，同比增长 8.39%，相比之前几年的增速有较大幅度放缓，主要是因为 2018 年全球消费类电子尤其是手机行业的发展渐入平稳期，增速放缓，以及 LED 业务产能过剩，导致蓝宝石衬底业务收入萎缩;公司 2018 年归母净利润为 4.68 亿元，同比增长 31.57%，主要系公司出售日本光驰股份带来的 1.62 亿投资收益所致。2019 年前三季度公司实现营业收入 20.66 亿元，同比增长 26.43%;归母净利润为 3.60 亿元，同比下滑 11.18%，主要系非经常性损益金额减少所致;扣非归母净利润为 2.87 亿元，同比增长 14.32% 。‘
公司作为全球仅有的两家窄带滤光片供应商之一，未来随着 TOF 渗透率提高，一方面在 A 客户端受益 Viavi 的部分订单释放，另一方面受益安卓端的需求增长，将成为三星和华为的窄带滤光片的直接供货商，毛利率进一步提高。
3、联创电子
公司是国内光学镜头、摄像头模组和触控显示产品领先厂商，产品应用于智能手机、平板电脑等消费电子领域、以及运动相机、智能驾驶、智能家居、 VR/AR 等其他领域。据官网信息，公司目前具备年产高清广角镜头及手机镜头 1 亿颗、触摸屏 6000 万片、显示模组 8000 万片、触摸显示一体化 8000 万片的生产能力。公司 2015-2017 年营收和净利润都保持较高的增速。2018 年受到下游消费电子需求下滑等外部因素影响，公司营收和归母净利润有所下滑。2019 年上半年公司光学业务营收同比增长 88%，达 4.66 亿元，带动公司整体营收重回上升通道。
【人脸识别时代到来：3D结构光、TOF产业链解析】公司目前手机镜头客户主要为韩国大客户，用于 3D 感测的准直镜头已实现量产，并已小批量出货给华为，公司是华为 3D 结构光模组准直镜头的唯一供应商。公司表示目前已经具备 TOF 镜头及模组的生产能力，看好 TOF 模组渗透率提高对公司业绩的拉动。