预计到2030年,全球3D 传感市场规模将达到180 亿美元,消费电子、汽车、工业领域是三大主力应用市场。

从人脸识别到激光雷达(LiDAR),预计到 2030 年,3D传感市场的规模将达到180亿美元,具体应用将主要分布在消费、汽车和工业领域。

市场扩张趋势

3D传感市场正在快速增长,其中智能手机在消费与移动领域中占据主导地位。苹果手机中的人脸识别功能率先推动了该技术的应用,而其他品牌也在逐渐采用更具成本效益的深度传感解决方案。与此同时,工业市场(包括智能基础设施、物流和制造业)在3D传感应用方面保持着强劲的市场份额;在汽车市场,在自动驾驶和安全相关的激光雷达技术驱动下,3D传感应用正在实现快速增长。

相比之下,医疗应用仍属于细分领域,而国防和航空航天领域则将3D传感用于安全、自主控制和探测任务。市场增长的关键驱动因素还包括增强现实/虚拟现实(AR/VR)的环境追踪、摄影、机器人技术以及生物识别等应用场景。

技术发展动态

在技术层面,飞行时间(Time-of-Flight,ToF)技术在导航和人员监测领域的应用日益广泛,而结构光技术对于生物识别场景依然至关重要。立体视觉和 CT 扫描也持续发挥重要作用——立体视觉支持机器人技术、高级驾驶辅助系统(ADAS)和机器视觉。展望未来,金属透镜(Metalenses)有望彻底改变光学元件的制造方式,从而大幅降低生产成本。

图1:2020-2030年3D传感市场预测(按各项应用所占据的总收入占比)。

市场竞争格局

头部企业占据主要市场份额,同时众多挑战者也在崛起:

  • 消费电子领域:LG Innotek 是3D摄像头模组市场的领导者,为苹果供应人脸识别和后置 ToF 摄像头;意法半导体和索尼则在传感器生产领域占据主导地位。舜宇光学和欧菲光紧随其后,专注于个人机器人、智能门锁等消费应用,并为华为、荣耀等品牌供应前置3D iToF 摄像头。

  • 工业领域:天宝(Trimble)和海克斯康(Hexagon AB)是激光雷达领域的领军企业,但受建筑和测绘行业下滑的影响,其增长有所放缓。相比之下,其他企业在智能交通系统(ITS)和安全项目的推动下实现了强劲增长。在工厂自动化、机器人技术和汽车检测的支撑下,工业3D视觉市场持续扩张。西克在工业激光雷达和3D摄像头领域领先,而基恩士和康耐视则主导激光三角测量扫描仪市场。

  • 汽车领域:乘用车和 Robotaxi(机器人出租车)的激光雷达市场正在增长,禾赛(Hesai)、速腾聚创(Robosense)和华为合计占据 75% 的市场份额。手势控制在汽车中的应用逐渐增加(尤其是宝马、奔驰等品牌),但车内3D传感设备的未来发展仍存在不确定性。

技术未来:半导体与光子学驱动

CMOS 成像技术持续进步,传感器性能、架构以及神经形态传感、偏振传感等新兴传感技术不断优化。背照式(BSI)堆叠技术进一步缩小了像素尺寸,同时实现了更低功耗、更强片上计算能力,以及 RGB 与深度融合等高级功能。此外,部分前照式(FSI)设计(如用于机器人技术和苹果 Face ID 的方案)仍能提供足够的性能。

在3D激光雷达领域,垂直腔面发射激光器(VCSEL)行业正转向多结设计,而调频连续波(FMCW)激光雷达在探测距离、速度测量和能效方面具有优势。超表面(Metasurfaces)技术有助于缩小3D传感模组的尺寸并降低成本,预计将应用于移动设备、AR/VR 和平板电脑等场景。基于单摄像头的被动式3D传感作为立体视觉的低成本替代方案,其应用也在不断增加。

短波红外(SWIR)技术因其对人眼安全且抗阳光干扰的特性变得愈发重要,意法半导体和索尼等公司正在开发用于生物识别的量子点 SWIR 传感器。

图2:未来的成像技术,将是新架构、光学技术与新兴科技的融合。

作者:Yole Group