自從蘋果把3D光學傳感器引入到智能手機應用后，行業中關于3D結構光傳感器和TOF光學傳感器組件的硬件研究、軟件開發及應用拓展等，都達到了一個產業高峰期。目前除蘋果手機外，中國國產品牌手機也紛紛在中、高端機型中，引入3D結構光傳感器和TOF光學傳感器等硬件配置，來實現人臉識別、空間感知和3D建模等一系列功能。
而隨著5G網絡技術商用的日期越來越近，5G網絡所催生的物聯網大市場也慢慢漸次打開。作為物聯網核心技術之一的3D光學傳感器，以及包括以垂直腔面發射激光器（VCSEL TOF）為代表的相關上游核心元器件市場，也進入到了一個井噴發展階段。
VCSEL TOF引領智能手機升級
“細心的人也許早已注意到，從iPhone 7開始，蘋果就在聽筒上方也有一個小孔，臉靠近屏幕會暗，離開會亮，蘋果在這里，就是采用了名為VCSEL芯片的關鍵零件，實現了用業界稱為‘TOF光學傳感器’的光學器件，作為距離傳感器來使用。”深圳市邁科光電有限公司（以下簡稱“邁科光電”）研發總監王森先生對手機報在線介紹了VCSEL TOF是如何走入智能手機行業應用的。
“實際上，除了作為距離傳感器用外，蘋果還在iPhone 7的后置主攝像頭模組上，也為之配置了一顆‘TOF光學傳感器’，作為攝像頭的光學對焦使用。而到了iPhone X這一代機型時，蘋果不但在上述應用上使用了TOF光學傳感器，還在前置的人臉識別模組上，一起用上了3D結構光傳感器和TOF光學傳感器組件，把VCSEL TOF在智能手機上的應用，推向了一個高峰”
“VCSEL TOF是機器視覺里面最明亮的眼睛之一。VCSELTOF基本原理就是傳遞空間三維信息，三維識別、手勢識別、虹膜識別、無人駕駛激光雷達等許多我們熟悉的應用都通過它得到實現。它擁有許多優點，比如體積小，隱藏在智能手機里，僅有不到1毫米×1毫米的面積，但相對其他激光器件而言，它對技術要求更高、更嚴。”王森先生認為，VCSEL TOF代表了半導體光源器件的一個新技術高度。
目前邁科光電正在瞄準這一領域，以激光器芯片封裝行業的國際頂尖技術，為中國終端市場提供各種規格的VCSEL TOF模組產品，助力中國終端企業實現3D光學傳感在以智能手機為代表的各種智能終端產品上的應用，快速推進智能終端產品升級，并提升其產品的應用范圍和產品競爭力。
VCSEL TOF封裝市場前景廣闊
雖然目前VCSEL TOF光學傳感器在消費電子領域的應用才剛剛起步，但是邁科光電早已瞄準了它的巨大潛力。據了解，除蘋果將繼續在以iPhone智能手機為代表的電子產品上，繼續推廣VCSEL TOF光學傳感器的應用外，國際上其他手機大廠也將在隨后推出的新款智能手機里里，嵌入各種VCSEL光學傳感器來實現三維識別功能。
王森先生表示，每年全世界消費約14億部智能手機，如果每部手機嵌入1到2顆VCSEL TOF光學傳感器，那么每年就是3、40億顆的市場規模。而未來5G網絡正式運營后，預計接入網絡的各種物聯網智能設備總量將超過100億的規模，這些物聯網智能設備只要有一半的產品為了具備3D環境感知功能，每臺設備上裝置1到2顆VCSEL TOF光學傳感器，每年還將增加最大約100億的市場需求。
填補我國行業空白，邁科光電迎難而上
作為智能手機行業攝像頭閃光燈核心供應商，邁科光電很早就接獲了行業客戶的VCSEL TOF模組產品開發需求。“之所以這么快獲得行業訂單，除了邁科光電已經連續服務行業客戶十多年外，還因為VCSEL TOF半導體光源封裝的行業技術壁壘較高。”王森先生介紹說，目前能做VCSEL芯片封裝的公司，即使在全球范圍內都很少，大部分都集中在歐、美。
據了解，VCSEL TOF半導體光源封裝從研發到量產要攻克很多技術難關。在VCSEL TOF半導體光源封裝領域，邁科光電的量產技術突破填補了我國核心光電芯片行業空白，對于打破歐、美公司在該領域的市場壟斷，掌握智能手機核心零部件自主可控意義重大。
在VCSEL TOF半導體光源封裝領域之所以長年被歐美所壟斷，主要還是因為關鍵技術特別難以攻破。半導體光源器件除了自身發光時會有熱量散發出來外，各種不同封裝技術在量產生產過程中，半導體光源芯片同樣要遭受很高的溫度。因此，除了VCSEL TOF模組在設計過程中，需要進很嚴格的散熱結構設計外，如何控制量產生產過程中VCSEL芯片本身的受熱變形，以及封裝產品和各層材料平整度，都是一系列重要環節。
“要在不到平方毫米的面積上，對半導體芯片進行各種材料焊接組裝加工，可見VCSEL TOF模組封裝技術的難度之高。事實上每顆VCSEL芯片都是由幾百顆細微的光源排布在不到平方毫米的面積上組成，因在生產過程中，產品除了精密度極高之外，加工環境中不允許有任何的塵埃等環境污染，以及還要杜絕靜電、溫度、濕度等環境因素對產品的破壞。”
王森表示，為了保證整體的框架穩定性，邁科光電采用了高分子環氧的塑封支架，這樣的材料能夠抵抗280℃回流焊的溫度，光源通電時也可以在180℃到220℃正常工作。為了保證結構以及芯片與衍射器之間的穩定性，借助于高分子環氧材料在高溫時候的低蠕變現象，可以保證高溫下VCSEL（TOF）光源的整體結構完整性和穩定性。
作為一家國家支持，擁有自主知識產權的高科技企業，邁科光電為了量產VCSEL TOF模組產品，建設了百萬級的無塵車間，并投入巨資引入自動化生產線、老化線等先進裝備，確保產品品質。
我國是智能手機生產基地和消費大國，邁科光電利用人才優勢專注技術研發，通過近十年來在智能手機半導體光源行業沉淀下來的技術，以及積累下來的行業經驗，將先進半導體光源技術進行產業化、市場化。
在智能手機迭代市場的“風口”，邁科光電在VCSEL TOF模組封裝領域的量產技術突破，迎來眾多智能手機品牌廠商和3D光學傳感器生產廠商的關注，有許多打算對智能手機進行產品升級的手機廠商主動找上門求合作。目前，邁科光電的VCSEL TOF模組產品，已經成功裝置在國內一線知名智能手機廠商的旗艦手機上。
邁科光電成立于2008年，是一家國家高新技術企業，公司通過了ISO9001，IATF16949等認證體系。公司主要致力于高端非標半導體固態光源生產，提供客戶高品質、定制化、個性化的封裝產品，產品廣泛運用于手機，生物醫療，安防監控，POS機，PD，車機工控等便攜式數碼產品。3D VCSEL TOF產品已經運用到人臉識別，手勢識別，輔助駕駛，物體檢測，測距導航，3D建模，試衣鏡，AR游戲等領域！邁科光電以深圳為研發中心，以國內為生產基地，放眼國際市場。未來，這支年輕的團隊將乘風破浪，繼續攀登世界半導體芯片封裝頂尖技術的巔峰。
01月07日 18:14
