光学行业3D传感专题报告（二）：3D传感，下一代消费电子图像传感、AR定位底层技术

敬请阅读正文之后的免责条款部分先进制造研究部研究员：廖智昊康奈尔大学工学硕士，浙江大学理学学士；通过 CFA 三级，兼有在光学巨头康宁、美国国家实验室、知名券商研究所的项目经历；理工商复合背景，负责光学领域的研究。电话：0755-83068383-8173E-mail: liaozhihao@ jiyechangqing.cn相关报告：【光学：VCSEL 行业研究报告】消费电子和短距光通信的首选光源....2019 年 10 月 23日基业常青经济研究院携国内最强大的一级市场研究团队，专注一级市场产业研究，坚持“深耕产业研究，成就伟大企业”的经营理念，帮助资金寻找优质项目，帮助优质项目对接资金，助力上市公司做强做大，帮助地方政府产业升级，为股权投资机构发掘投资机会，致力于开创中国一级市场研究、投资和融资的新格局！行业报告Page 1/20特别声明：作者保证本报告中的信息均来源于合规的渠道，研究逻辑力求客观、严谨；报告的结论是在独立、公正的前提下得出，并已经清晰、准确地反映了作者的研究观点。除特别声明的情况外，在作者知情的范围内，本报告所研究的公司与作者无直接利益相关。特此声明。行业深度研究报告光学行业3D 传感专题报告（二）推荐（首次评级）2020 年 3 月 23 日3D 传感——下一代消费电子图像传感、AR 定位底层技术 3D 传感：图像传感器的升级方向，可应用于高精场景和运动场景图像传感器自从发明以来，历经彩色化、精细化的迭代，一直在向更加拟人化的方向发展。目前基于 2D 的图像传感器遇到瓶颈，手机、相机的精细化发展都陷入迟滞，AIoT 时代将向 3D 化发展。3D 传感技术不会完全替代现有的 2D 传感，而是将拓展图像传感器的应用范围。本文将重点探究 3D 传感可能的应用场景及需求，我们认为当前主要用于高精度场景（采集更多信息）和运动场景（采集深度信息）。本文主要阐述 3D 传感在消费电子场景中的应用，另外两大场景智能制造、汽车电子（激光雷达）中的应用请见后续报告。 技术方案：不同技术路线决定不同距离下的精度，进而决定应用场景3D 传感技术路线分为结构光、ToF 和双目视觉。不同的技术路线在不同距离下的精度不同，进而决定了不同应用场景所适用的技术。双目视觉精度取决于基线长度，消费电子要求小模组，其精度低、应用少；结构光的精度取决于点阵密度，仅适用于中近距离人脸识别场景；ToF 的精度取决于其单位测量时间，D-ToF 精度不随距离增长而降低，是远距离应用的关键技术；在中近距离，I-ToF 正逐步占领结构光市场。 应用场景：消费电子中以手机为主，未来进一步爆发的关键是 AR 生态的应用，其在支付、安防、智能家居领域也开始渗透全球消费电子用 3D 传感市场空间已超过 100 亿元，预计 2025 年可达 500亿元。消费电子中的 3D 传感应用以手机为主，在 2019 年，华为、三星手机相继开始应用后摄 ToF，带动市场高速发展；2020 年苹果机型有望开始搭载 3D 传感后摄、非苹机型渗透率将继续提升，行业保持高增速发展。AR 生态是 3D 传感从可选走向必选、市场空间从百亿迈向千亿的关键。若不搭载该技术，则 AR 无法体现近大远小特征，虚拟与现实的 3D 交互将失真。目前各大终端厂商正积极探索 AR 生态，并应用 3D 传感技术于其中。3D 传感在其他领域的应用也开始渗透，但目前主要依赖终端厂商的推动。其主要的应用场景包括门锁、门禁、支付等人脸识别类，智能家居、体感游戏等体态识别类和扫地机器人应用的导航定位类。 投资策略：关注长期不变的底层元器件厂商3D 传感产业链，从行业的角度可以分为终端、解决方案、元器件和原材料。终端和大部分原材料商：主要是手机厂商和半导体材料厂，一级市场标的少，且 3D 传感不成为该类公司的核心竞争力，业务占比也相对较小；解决方案商：手机厂商的方案多为自己团队开发（解决方案被终端集成），非手机人脸识别领域目前奥比中光一家独大，其他终端格局未明朗；元器件商：竞争格局有利于创业公司，有较高技术和渠道壁垒。元器件厂商不受下游方案厂商竞争格局影响，是相对长期不变的子赛道，予以推荐。 风险提示：新冠疫情防控效果不及预期影响供应链。敬请阅读正文之后的免责条款部分行业报告Page 2/20内容目录1. 传统图像传感器将往 3D 化发展，应用于需要深度信息高精场景和运动场景..................................................................................................................... 41.1 人类生活的世界是三维的，但是人眼是二维成像传感器。人眼通过双目视觉还原三维世界................................................................................................................41.2 图像传感技术从问世之初就是二维，历经彩色化、精细化的迭代，AIoT 时代将向三维化发展............................................................................................................41.3 3D 传感不是对传统 2D 传感的替代，而将是补充；目前需要应用 3D 传感的场景主要是高精场景和运动场景................................................................................62． 3D 传感技术主要分为结构光、ToF 和双目视觉，不同的技术路线决定了精度曲线，进而决定应用场景.................................................................82.1 3D 传感发展的瓶颈主要是精度，不同的技术路线在不同距离下的精度不同82.2 双目视觉的精度取决于基线距离，对体积要求较高，较少应用于消费电子.82.3 结构光的精度取决于点阵密度，因此不适用于远距离场景..............................92.4 ToF 的精度取决于单位测量时间，未来 D-ToF 将是远距离应用的关键....... 113 目前的消费单子 3D 传感技术主要应用于手机，从可选走向必选的关键是 AR。其他应用场景包括支付、安防、智能家居等................................123.1 全球消费电子 3D 传感市场空间已经超过 100 亿元，从百亿走向千亿市场的关键在于 AR 的应用.................................................................................................. 123.2 3D 传感技术在当下主要应用于手机，渗透率约 20%，仍有较大空间.........14