Цепочка поставок 3D-камер для смартфонов меняется на наших глазах. Все началось в 2017 г. с ограниченного предложения флагманских телефонов Apple, а после преодоления проблем с потребляемой мощностью и правами на интеллектуальную собственность на рынок вышло достаточное количество поставщиков (например, Princeton Optronics и Finisar) и он стал более конкурентоспособным. Эта тема подробно разбирается в исследовании «3D-средства восприятия и формирования изображения» (3D Imaging & Sensing 2020 report), опубликованном фирмой Yole Développement (Лион, Франция).

В 2019 г. фирма Finisar была приобретена компанией II–VI Incorporated, что помогло консолидировать существующую клиентскую базу. В этот же период произошло несколько других крупных сделок, таких как приобретение Philips Photonics компанией Trumpf и поглощение OSRAM компанией AMS. Trumpf и AMS активно участвуют в цепочке поставок 3D-камер для устройств на ОС Android, производя излучающие с поверхности полупроводниковые лазеры с вертикальным резонатором (VCSEL) для корпораций Samsung и Huawei соответственно (рис. 1).

Источник: 3D Imaging & Sensing 2020 report, Yole Développement

Рисунок 1. Цепочка поставок основных игроков рынка 3D-средств восприятия и формирования изображения, 2020 г.

Среди компаний-конкурентов на рынке 3D-средств восприятия и формирования изображения стоит обратить особое внимание на появление AMS. Это, вероятно, лучший пример трансформации цепочки поставок 3D-датчиков, конвергенции и быстрого роста. С 2015 г. AMS активно интегрировала внутренние и внешние ресурсы. Все началось с приобретения фирмы CMOSIS в 2015 г., затем – ​компании по производству микрооптических устройств Heptagon в 2016 г., после чего состоялось приобретение компании VCSEL Princeton Optronics в 2017 г. AMS быстро стала гигантом с капиталом в 1 млрд долл., обладающим конкурентоспособностью на протяжении всей цепочки создания стоимости 3D-средств восприятия и формирования изображения. Компания очень активно действует в Китае, сотрудничая с такими фирмами, как Sunny Optical и Megvii, с целью выйти на более широкие рынки потребительской, промышленной и автомобильной электроники.

В КНР в экосистему 3D-средств восприятия и формирования изображения входит еще один игрок – ​фирма Vertilite. Выйти на рынок ей помогло то, что излучение VCSEL для схем измерения времени пролета (ToF) не требует кодирования и, соответственно, они проще в производстве. Уже в 2019 г. Vertilite получила заказы на устройства 3D-восприятия и формирования изображения от Huawei. Этот шаг также был обусловлен политикой Китая по развитию местных цепочек поставок в связи с торговым конфликтом между США и КНР (рис. 2)

Источник: 3D Imaging & Sensing 2020 report, Yole Développement

Рисунок 2. Прогноз роста оснащенности смартфонов 3D-камерами в 2015–2025 гг., %

В секторе ИС приемников единственный поставщик датчиков ближней ИК-области спектра (NIR) – ​фирма STMicroelectronics, поставляющая датчики Global Shutter для структурированной схемы освещения корпорации Apple. Раньше был еще один поставщик – ​фирма OmniVision, но в 2019 г. она была приобретена китайской полупроводниковой компанией Willsemi и в настоящее время является ее отделением.

3D-схемы измерения времени пролета в настоящее время представляют собой наиболее важную технологию для устройств 3D-восприятия и формирования изображения, расположенных на задней панели мобильных телефонов. Технология камеры со схемой измерения времени пролета была впервые применена к смартфонам в 2016 г., когда Google и Lenovo совместно выпустили первый в мире смартфон Phab 2 Pro, оснащенный модулем такой камеры с использованием технологии от PMD Infineon.

В 2015 г. корпорация Sony приобрела SoftKinetic, бельгийскую компанию-производителя устройств распознавания жестов с хорошо известной сенсорной системой DepthSense ToF, а два года спустя выпустила самый маленький в мире модуль схемы измерения времени пролета. Этот шаг привел к тому, что Sony с нулевой доли рынка 3D-ИС чувствительных приемников поднялась до 45% к моменту выхода новой схемы измерения времени пролета в 2019 г. (рис. 3). Ожидается, что благодаря своим технологиям и возможностям поставок Sony продолжит удерживать лидирующие позиции. Но конкуренция в этой области всегда была высокой, и она по-прежнему будет расти.

Источник: 3D Imaging & Sensing 2020 report, Yole Développement

Рисунок 3. 3D-решение схемы измерения времени пролета фирмы Sony для смартфона Galaxy Note 10+ корпорации Samsung

Действительно, фирма Infineon недавно представила аналогичную ИС. Кроме того, один из крупнейших производителей КМОП-формирователей сигналов изображения, корпорация Samsung, наряду с STMicroelectronics выпустит на рынок свои собственные непрямые матричные ToF-датчики в 2020 г. В целом конкуренция среди небольшой группы игроков на рынке КМОП-формирователей сигналов изображения остается очень высокой.

В секторе модулей для мобильных 3D-камер фирмы LG и Sunny Optical являются производителями фронтальной и расположенной на задней панели 3D-камер соответственно. Кроме того, в цепочке поставок имеются также линзы, фильтры и другие компоненты, которые в основном используют ту же экосистему, что и 2D-камеры, и более или менее одинаково выигрывают от роста отрасли.

В среднесрочной перспективе ожидается активизация процессов слияний и поглощений, поскольку появилось большое количество новых компаний (в т. ч. китайские стартапы Hesai Technology, RoboSense, LeiShen Intelligence), стремящихся укрепить свои позиции. Основными полупроводниковыми продуктами останутся КМОП-формирователи сигналов изображения, VCSEL, MEMS, оптические элементы.

Cambou Pierre, Liu Richard. 2019 Reshuffled the 3D Imaging & Sensing Ecosystem. i-Micronews, February 13, 2020: https://www.i-micronews.com/2019-reshuffled-the‑3d-imaging-sensing-ecosystem/