iPhone浏海屏幕何时更换?长波长雷射芯片成关键
来源:何致中 发布时间:2022-02-17 分享至微信


苹果要弃结构光3D传感、拥抱屏下ToF技术,恐至少需3~5年酝酿。符世旻摄

苹果要弃结构光3D传感、拥抱屏下ToF技术,恐至少需3~5年酝酿。符世旻摄

苹果(Apple)采用的脸部识别Face ID模块打响结构光3D传感名号,不过iPhone「浏海屏幕」究竟沿用到何时,一直是各界关注重点,市场上也持续传出苹果有意把3D传感模块埋入「屏下」,舍弃开发量产多年的结构光技术,改采较为简易的时差测距(ToF)识别。


熟悉化合物半导体人士坦言,上述说法实在「过於乐观」。除了2022年估计iPhone 14(暂称)Face ID模块不会有明显更动外,外传2023年iPhone 15时代导入恐怕也颇有难度,估计这至少将是3~5年的中长期大计,关键仍回到「长波长」雷射发光源芯片。


熟悉3D传感光学元件业者直言,目前有几大解决方案研究路线,其一,从既有砷化镓(GaAs)面射型雷射芯片(VCSEL)力求升级至1,000纳米以上波长。其二,或是直接改采磷化铟(InP)的边射型芯片,这都是各大业者包括雷射芯片设计、代工、磊芯片(Epi)业者戮力研发的部分,甚至还得配合长波长的收光传感器如锗矽(GeSi)Sensor等,可说是浩大工程。


三五族半导体相关业者直言,比较有可能的是先行在近接传感器(proximity sensor)导入InP,但基本上这与Face ID模块本身距离较远,至於Face ID模块本身要做到「屏下」设计,基本上波长一定得高於现行的940nm,否则无法穿透OLED面板。


InP虽然可以生产1,550nm的长波长雷射芯片,目前主要应用泰半是新款的车用激光雷达(LiDAR),并为边射型雷射芯片应用居多,主流制程为4寸晶圆生产,封装、测试成本也相对较高。


业界人士估计,就算先行导入於iPhone用P-Sensor,每个月大约是1,000~2,000片的4寸晶圆量能,由於Die Size偏小,每片约可切割出10万颗~20万颗芯片,这也大概就是1年iPhone的出货量。


但这个量能对於三五族晶圆厂等业者来说,贡献不算太大,整合评估成本效益,事实上目前包括三五族晶圆代工龙头稳懋,或是主要磊芯片大厂IQE或全新光电来说,或许从既有砷化镓VCSEL升级将是较有成本竞争力的选项。


熟悉苹果3D传感供应链业者坦言,从砷化镓VCSEL升级或是改采磷化铟的各种开发案其实或多或少都已经在进行中,磊芯片业者也努力尝试,但就算是苹果供应链的IQE,长波长雷射芯片的磊芯片品质仍有待加强。


是故,多数三五族业者认为至少两年内,苹果舍弃结构光拥抱屏下ToF的说法,可能「过於乐观」,估计将是3~5年的中长期大计。


业界人士坦言,当然苹果对於消费市场、使用者针对「浏海」的正反看法了然於心,但回归发展多年、砸下重本的结构光3D传感,改朝换代的难度,实在有其考量。


再者,长波长雷射芯片以现行的CMOS收光传感器作为「接收端」,也有其技术上的难度,一般预期如矽制程的锗矽合金作为长波长收光传感器具有较佳效果,可以接收如1,310、1,550nm波长。


如新创芯片业者Artilux、IDM龙头意法半导体(STM)等,台面下都与台积电的特殊制程工厂持续合作,产品也有一定试产进度,惟关键的雷射芯片发射端目前尚未有明确定案,外界也流传,若收光传感器新创产品力趋於完善,苹果或许也可能收为己有等说法。


业界推估,或许2022年3月新品发表会之後可望对於2023~2024年产品有较明确轮廓,但以2022年iPhone 14、2023年iPhone 15来看,要在脸部识别3D传感技术上改朝换代机率偏低,反倒是更多终端产品如NB、PC端是否导入更有看头。


结构光3D传感相比於ToF识别,除了设计较为复杂外,也需要导入光学绕射元件(DOE),现行供应链包括台积电、旗下采钰、精材等光学膜、传感器封测相关业者,今2023年估计仍将稳居苹果Face ID零组件供应链。稳懋、精材等供应链业者发言体系,强调不对客户与特定系统厂做出公开评论。



责任编辑:陈奭璁



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