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從消費(fèi)電子到消費(fèi)光子，「光鑒科技」以3D感知技術(shù)重構(gòu)AIoT

文丨鄭詩婷劉曉潼

編輯丨江倩君

今年9月，在蘋果的新品發(fā)布會上，新一代iPhone屏幕上方的“劉海”面積縮小20%——“劉海”作為手機(jī)解鎖功能的Face ID驗(yàn)證工具，開創(chuàng)了用前置結(jié)構(gòu)光模組作為人臉識別的交互時(shí)代，可以快速識別人臉、“看懂”人的表情，但不可否認(rèn)“劉海”的存在依然會影響用戶的全屏觀看體驗(yàn)。

那么，告別“劉海”，迎接“全面屏”，我們還需要等多久?

一個(gè)器件、一束光迎接“全面屏”時(shí)代的到來

深圳市光鑒科技有限公司（下稱：「光鑒科技」）首席科學(xué)家呂方璐博士認(rèn)為，“劉海”的面積不斷減小、乃至取消都將成為一個(gè)趨勢，而屏下3D人臉識別技術(shù)將解決視線阻擋和人臉識別二者之間的“博弈”。

追本溯源， “劉海”遲遲不能去掉的主要原因在于iPhone在發(fā)射端通過點(diǎn)陣投射器和泛光感應(yīng)器，以及在接收端通過紅外攝像頭，提升3D識別和紅外拍攝能力。但發(fā)射端與接收端之間又必須隔有一定距離，才能保持成像精度，且等效距離越長，精度越高。

“2018年開始,我們與手機(jī)廠商不斷地接觸后，發(fā)現(xiàn)3D結(jié)構(gòu)光技術(shù)的推廣存在著瓶頸，當(dāng)時(shí)主流的‘劉海屏’‘挖孔屏’‘水滴屏’等和國內(nèi)手機(jī)終端廠商希望打造完整視線體驗(yàn)相矛盾。”呂方璐表示，這些年，無論是蘋果的“劉海屏”，或是安卓廠商的水滴屏、打孔屏、屏下攝像，大家都在尋求一個(gè)可以真正實(shí)現(xiàn)全屏下的新方向。

今年年初于上海舉辦的世界移動通信大會大會上，中興手機(jī)與光鑒科技發(fā)布了3D屏下方案，可以讓手機(jī)真正告別“劉海”時(shí)代。目前，該屏下3D方案在技術(shù)、工程均已達(dá)到量產(chǎn)要求。

光鑒科技屏下3D結(jié)構(gòu)光效果示意圖

（圖源：光鑒科技）

與蘋果的“VCSEL+DOE”不同，光鑒科技把點(diǎn)陣和泛光發(fā)射器件整合在一起，以邊緣發(fā)射激光器（EEL）為光源，然后利用自研的波前調(diào)制器（WFP）來做光線投射的切換，通過在亞波長尺度實(shí)現(xiàn)對光場的調(diào)制，來實(shí)現(xiàn)投射激光散斑的功能即只用了一個(gè)器件就實(shí)現(xiàn)了屏下3D技術(shù)。

事實(shí)上，這種方案將一束光分成幾萬束光線，不僅使其擺脫了對VCSEL的陣列依賴從而打破蘋果一直壟斷的技術(shù)壁壘，更實(shí)現(xiàn)了所有元器件國產(chǎn)化的進(jìn)程。

工藝方面，光鑒科技WFP芯片所使用的工藝，通過國內(nèi)的壓印工藝就可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)，其制程工藝大概在250nm左右；在技術(shù)實(shí)現(xiàn)方向，「光鑒科技」也將激光發(fā)射模組從電到光的整體轉(zhuǎn)換效率提升到40%以上，而傳統(tǒng)的VSCEL方案僅有20%左右；采用國內(nèi)可量產(chǎn)的EEL邊光發(fā)射器，則可以通過減短脈沖、提升功率來實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)的光線亮度，每個(gè)脈沖上的亮度已是VSCEL方案的4倍以上。

一般來說，3D結(jié)構(gòu)光識別精度通常用散斑數(shù)量來衡量，蘋果一般在3萬個(gè)左右，呂方璐表示，「光鑒科技」方案的精度現(xiàn)可以做到蘋果的3到5倍。

「光鑒科技」以納米光子芯片為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)近距離的3D結(jié)構(gòu)光方案和遠(yuǎn)距離的ToF方案兩條路并行的方式布局，使3D感知技術(shù)可以在AIoT領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用，涵蓋智能手機(jī)、人臉支付、物流場景、機(jī)器人等多場景。

多個(gè)場景，定制化的“對齊”

光鑒科技形成行業(yè)護(hù)城河

2018年，3D結(jié)構(gòu)光正興起，彼時(shí)，人臉支付逐漸走入人們的生活，以保障用戶隱私安全為目的的3D視覺技術(shù)成為剛需。同時(shí)，人臉支付亦是打通3D應(yīng)用與AIoT架構(gòu)必不可少的一環(huán)。

為了提高安全性，「光鑒科技」做了算法層面和硬件層面的加密，即使數(shù)據(jù)被盜取，也無法被破解，從而更好的實(shí)現(xiàn)更高效的數(shù)據(jù)獲取能力與更強(qiáng)的數(shù)據(jù)安全性。據(jù)悉,「光鑒科技」的相關(guān)產(chǎn)品已應(yīng)用在國內(nèi)主流支付平臺的，其軟件算法、算法接口、客戶端等形成了定制化的“對齊”。

「光鑒科技」從賽道的切入到供應(yīng)鏈的全線把控，都形成了先發(fā)優(yōu)勢。供應(yīng)鏈的投入隨著交易量的提升也一定程度降低了成本，最終形成一個(gè)良性的生態(tài)循環(huán)。對客戶來說，硬件與軟件已與「光鑒科技」實(shí)現(xiàn)深度綁定。因此，這也成為「光鑒科技」的一大護(hù)城河，對后來者來說是不低的行業(yè)門檻。但對于新興場景和領(lǐng)域，呂方璐坦言，頭部效應(yīng)還未形成，新入局者仍有一定機(jī)會。

在此過程中，軟硬件結(jié)合的全棧式3D視覺解決方案將是較大的技術(shù)趨勢，為AIoT的發(fā)展發(fā)揮著強(qiáng)大的賦能作用。呂方璐認(rèn)為，3D感知的概念不囿于傳統(tǒng)的固有思維，解決方案就是終端的服務(wù)。而未來，入局者的重點(diǎn)不再是“設(shè)計(jì)”，而是“定義”——即與終端客戶共同探討產(chǎn)品要接觸哪個(gè)市場段的客戶，如何把它打造成一個(gè)爆款產(chǎn)品。在他看來，只有更好地知道終端客戶需要什么，才能為他們提供更好的服務(wù)。

據(jù)此，「光鑒科技」的打法根據(jù)客戶需求，對不同場景的深入理解和定制化的開發(fā)，以滿足每個(gè)場景的不同需求，從而更好的與終端廠商一起探索和突破不同產(chǎn)品的新應(yīng)用可能。

“在這個(gè)過程中，從基于客戶需求開發(fā)設(shè)計(jì)模組，到調(diào)配資源和整合生產(chǎn)都很重要。”呂方璐表示，「光鑒科技」堅(jiān)信“3D可以創(chuàng)造新的維度，能夠通過光去重構(gòu)與世界交流的方式，能夠幫助客戶創(chuàng)造真實(shí)的價(jià)值。”目前，「光鑒科技」已組成100多人的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，從硬件端到軟件算法端，具有一定的定制化產(chǎn)品或解決方案輸出的能力，這也形成了「光鑒科技」自身的優(yōu)勢和護(hù)城河。

消費(fèi)光子時(shí)代

3D感知重構(gòu)AIoT

隨著移動技術(shù)的發(fā)展，移動設(shè)備的計(jì)算能力和內(nèi)存能力也在不斷地迭代升級，5G技術(shù)、云計(jì)算的不斷發(fā)展也不斷賦能移動設(shè)備的性能，手機(jī)算力過剩。呂方璐認(rèn)為，未來消費(fèi)電子賽道，消費(fèi)者的關(guān)注點(diǎn)將更多地放在人機(jī)交互與控制上，比如屏幕顯示、攝像頭、3D傳感等，而這些都將基于光技術(shù)的底層邏輯。“未來，消費(fèi)電子時(shí)代將走向消費(fèi)光子時(shí)代，”他肯定地表示。

根據(jù)法國咨詢機(jī)構(gòu)Yole Développement的最新預(yù)測，到2026年，3D感知市場的市場規(guī)模將達(dá)到150億美元，年復(fù)合增長率高達(dá)14.5%。光鑒科技以軟硬件結(jié)合的全棧式3D視覺感知方案助力AIoT領(lǐng)域進(jìn)入更全新的數(shù)字化場景中，為AI帶來更多的可能。

呂方璐介紹道，光學(xué)產(chǎn)業(yè)整體鏈條較長，3D視覺領(lǐng)域是其中一個(gè)細(xì)分領(lǐng)域。對于3D傳感而言，其相對于傳統(tǒng)的CPU生產(chǎn)，全棧式3D視覺感知方案需要硬件技術(shù)搭配軟件算法，具有一定的技術(shù)門檻，這也是其技術(shù)上的難點(diǎn)所在。

對于此細(xì)分行業(yè)的特征而言，「光鑒科技」從戰(zhàn)略上實(shí)現(xiàn)軟硬件并重，以自主創(chuàng)新的方式，以客戶需求為驅(qū)動開發(fā)新技術(shù)。在ToB業(yè)務(wù)中通過深入溝通和合作去準(zhǔn)確把握到B端客戶核心關(guān)注點(diǎn)，將其反饋到整個(gè)研發(fā)和生產(chǎn)體系中。

軟硬件并重策略中，“硬件”隨著新冠疫情的變化，存在一定的突破難點(diǎn)——芯片和供外供應(yīng)存在不可估的變量。「光鑒科技」團(tuán)隊(duì)也著力于追求供應(yīng)鏈上的穩(wěn)定性，尋求不同芯片供應(yīng)商的方案來實(shí)現(xiàn)供應(yīng)的穩(wěn)定性。

隨著國家對于芯片建設(shè)的重視，國家資本和民間資本的投入使得20nm以上芯片的工藝成為可能，投入資金在未來也將成為生產(chǎn)力，反哺行業(yè)發(fā)展。而當(dāng)前，呂方璐介紹道，集成電路產(chǎn)能不足是最大的痛點(diǎn)，在資金入局轉(zhuǎn)化為實(shí)際生產(chǎn)力和產(chǎn)能后將得以緩解。

放眼粵港澳大灣區(qū)，呂方璐認(rèn)為，粵港澳大灣區(qū)的區(qū)位產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀對于3D視覺技術(shù)行業(yè)來說，由于上游和下游資源豐厚是產(chǎn)業(yè)鏈相對完整的區(qū)域，利于供應(yīng)鏈的整個(gè)開發(fā)。往下游看，支付、機(jī)器人、物流等領(lǐng)域都有布局。這也是「光鑒科技」選擇立足于深圳的因素。

“從技術(shù)方面來講，我們公司強(qiáng)調(diào)持續(xù)的自主創(chuàng)新技術(shù)，這也是技術(shù)公司的立足根本。所以不管是從硬件和核心的光學(xué)器件以及在軟件算法上，光鑒科技一直堅(jiān)持自研和創(chuàng)新的方案，在行業(yè)中亦有口皆碑。”呂方璐說道。

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