VR/AR、自駕車都用的到！國外新創及科技巨頭正加速布局這項技術

2017年蘋果推出十周年紀念款新機iPhoneX，首次導入3D感測技術，搭載TrueDepth相機系統，實現臉部辨識（FaceID）功能，引發各界對於3D感測技術的現況與未來發展高度關注。

3D感測歷經多年發展，加入蘋果導入再度受到各界關注

就3D感測的發展過程而言，早在2006年～2010年就已應用於任天堂熱銷的遊戲機Wii以及微軟所推出的Xbox周邊體感裝置Kinect，當時3D感測技術多應用於影音娛樂領域，但隨著晶片運算速度不斷提升，生物辨識、VR/AR、物聯網、自駕車、智慧機器人、無人商店等各項新興應用對於深度感知功能的需求明顯增加之下，3D感測技術的發展再度受到市場矚目。

聚焦立體相機、結構光及飛時測距等三大技術發展

3D感測是一種電腦視覺技術，讓各項裝置得以擷取各類物體或環境的3D數據，實現深度感測、追蹤定位以及3D投影功能。

3D感測系統主要包括光源、控制光學元件、圖像感測器及固件等四大零組件，其中光源大多使用發光二極體（LED）或面射型雷射（VESEL），圖像感測器則常採用CMOS感測器，固件則是需要透過高速運算晶片來接收數據，並轉換成終端應用所需之格式，而控制光學元件則主要用於降低固件運算負擔。

在各項3D感測技術中，國內外廠商多聚焦於立體相機（StereoVision）、結構光（StructuredLight）及飛時測距（TimeofFlight；ToF）等三大技術的發展，其中立體相機技術主要是利用2個鏡頭的拍攝模仿人眼所見，透過計算2個鏡頭之間的距離決定與物體間的距離，運算出3D圖像。

而蘋果TrueDepth相機系統所採用的結構光技術，則是透過投射結構光圖案至待測的物件，再用鏡頭擷取圖像信息後測距。

至於車用光達廠商主要採用的飛時測距（ToF）技術藉由投射雷射雷達等光源於待測物件，圖像感測器透過計算光反射的時間來進行測距。

截至目前為止，三大3D感測技術在不同的情境與應用上各具優勢。

一、立體相機技術：

在明亮的戶外環境、省電及軟體支持能力上表現相對較佳，但在感測深度、速度上表現相對較弱

二、結構光技術：

因具備反應速度、準確度、解析度、模塊設計較薄等優勢，多用於智慧手機支持AR、臉部辨識、環境掃描等功能，並逐步導入至機器人等工業應用。

三、飛時測距（ToF）技術：

在長距離、快速掃描、深度感測表現較佳，但由於其耗能較高、體積較大，適用於車用光達（Lidar）、智慧家庭、工業機器人等領域。

三大3D感測技術比較一覽表

智慧型手機、VR/AR、自駕車、機器人等應用將驅動3D感測市場逐步起飛

近年來，3D感測技術憑藉其深度感知的能力，吸引國內外大廠加速搶進，在智慧手機、VR/AR、自駕車、機器人等應用陸續導入之下，將驅動3D感測市場逐步起飛，其中智慧型手機因具備龐大的市場規模，成為能否有效驅動3D感測需求擴大的首要關鍵，而VR/AR、自駕車、機器人等應用亦在國際大廠加速布局之下，發展備受矚目。

就智慧型手機應用領域而言，繼2017年蘋果iPhoneX首次導入之下，2018年蘋果將進一擴大導入至iPhone新機，並計劃導入高階平板電腦iPad，顯示蘋果在3D感測領域的布局仍相對積極，同步吸引蘋果供應鏈相關廠商加速爭取3D感測相關零組件的訂單。

相較之下，三星、華為、OPPO及小米等Android手機品牌考察到iPhoneX銷售表現不如預期及重要專利仍掌握在蘋果手中，加上VCSEL零組件良率仍待提升、模塊組裝具技術門坎、成本相對偏高等因素，2018年Android手機品牌新機導入3D感測比重仍低，且以導入技術門坎相對較低的3D感測解決方案為主，根據TrendForce的估計，2018年全球智慧手機3D感測滲透率僅13.1%，仍以蘋果為主要貢獻者。

值得關注的是，手機品牌廠商陸續導入3D感測技術，除實現臉部辨識功能之外，更重要的是為了迎接擴增實境（AR）時代的來臨，早在2014年Google就已推出以3D感測為基礎的Tango平台，包括聯想、華碩均陸續推出搭載Tango平台的智慧手機，但面對AR領域仍缺乏殺手級的應用，未能有效引發消費者對於支持AR手機的需求，使得Tango平台發展被迫中止。

即便如此，包括蘋果、Google亦相當看好AR未來的發展，2017年蘋果推出ARKit開發平台，希望透過以軟體結合現有的iPhone手機，讓消費者逐步感受AR應用，而Google亦針對Android手機推出ARCore平台，藉以降低AR應用的開發門坎。

對於手機品牌廠商而言，透過3D感測技術的導入，絕對不僅在於實現臉部辨識功能，更重要的是讓智慧手機得以向消費者呈現不同的AR應用，並透過取得用戶的各項數據，建立3D數據資料庫，讓AR應用軟體開發業者得以利用相關數據開發出更具市場影響力的關鍵應用。

另一方面，在自駕車領域扮演關鍵角色的車用光達（Lidar）亦是3D感測技術重要的應用領域，由於光達具有高量測距離、高精度、高辨識度等優勢，且不受環境亮度影響，隨時感測環境中各項物體形狀、距離等信息，藉以建立3D地理信息模型，因而成為自駕車領域各家車廠與零組件廠商關注的焦點，吸引Quanergy、Velodyne及Ibeo等廠商陸續投入車用光達的生產。

截至目前為止，有鑒於光達量產成本仍高，故各家車廠新車仍以搭載鏡頭、雷達為主，僅在少數高階車款導入光達（Lidar），宣示其在自駕車的領先地位。

在歐美各國政策的要求以及自動駕駛風潮的驅動下，預計品牌車廠未來仍將加速導入各項先進駕駛輔助系統（ADAS），促使光達的需求隨之提升，廠商若能有效降低量產成本，品牌車廠將大量採用，驅動整體光達市場規模明顯放大。

國際汽車廠新車搭載光達（LiDAR）概況

除此之外，繼智慧型手機、自駕車之後，3D感測技術因可讓機器與機器之間進行測距跟辨識，因而吸引全球主要機器人廠商加速投入3D視覺感測技術的發展。

有鑒於「視覺」在機器人等自動化系統中扮演重要的角色，透過3D感測技術的導入，可以讓機器人進行取料時可快速辨認複雜形狀的零件，自主找到物件，並思考用何種角度抓取，品管檢查時可檢測產品的3D尺寸以排除不良品，且解析度可明顯提升，提升機器人智慧化的能力。

因此在各家晶片大廠陸續推出3D感測解決方案之下，包括瑞士ABB、德國Kuka、日本發那科（Fanuc）及安川電機（YASKAWA）將積極布局3D視覺感測技術，藉以強化自身工業機器人的附加價值。

新創業者擁有創新技術潛質，國際大廠透過投資/併購加速布局

觀察國內外大廠與新創業者投入3D感測技術的布局，在智慧型手機及VR/AR應用方面，除英特爾（Intel）、意法半導體（ST）、德儀（TI）各家晶片大廠投入3D圖像感測晶片及相關技術的開發之外，來自美國、以色列等國的新創業者則積極投入各類電腦視覺、手勢辨識、動作追蹤、臉部辨識以及光場技術等各項軟硬體技術，國際大廠則積極透過併購、結盟、參與募資等方式加速自身在3D感測領域的布局。

Google早在2009年就買下3D深度感測技術業者3DVSystems，2010年進一步併購3D感測晶片廠商Canesta，得以推出搭載飛時測距技術的Kinect體感裝置，讓玩家得以利用手勢或語音指令進行遊戲。

而蘋果2010年以來就陸續併購具臉部辨識、圖像辨識、鏡頭等3D感測技術能力的新創業者，其中以2013年收購替微軟打造第一代Kinect的以色列3D深度感測技術廠商PrimeSense最具代表性，而後又陸續併入以色列鏡頭廠商LinX、德國AR軟體開發者Metaio、英國圖像辨識業者Perceptio、瑞士臉部動畫生成技術Faceshift、美國圖像辨識業者FlybyMedia以及以色列辨識廠商RealFace，逐步奠定在3D感測技術領域的領先地位。

而新創業者在蘋果龐大的資源挹注下，除可投入更多資金髮展先進技術外，亦有助於相關技術與元件的量產能力。

手機及VR/AR應用之3D感測與相關技術廠商一覽表

在車用光達的領域，新創業者積極投入相關技術的研發，強化光達在測距上的優勢，並逐步改善體積過大、量產成本過高的問題。

而品牌車廠、車用零組件廠商則持續透過參與新創業者募資，以提升自身在光達領域的技術實力，降低量產成本，加速實現自動駕駛。

以福特汽車（Ford）為例，除斥資7,500萬美元投資光達新創企業Velodyne，2017年更透過旗下ArgoAI收購光達業者PrincetonLightwave，其所發展的光達技術的特點在於更為敏感，偵測距離比一般光達感測器更遠，讓光達技術走向平價。

汽車零部件大廠ZFFriedrichshafenAG（ZF）則選擇收購Ibeo40%股權，取得Ibeo的光達和環境感測算法領域的專業技術，而ZF的投資為Ibeo的而成長提供更好的支持除可擴充更多的研發人力外，更可協助其建立一個自動駕駛能力提升中心（AutonomousDrivingCompetenceCenter），解決量產問題及研發自動駕駛解決方案。

至於Quanergy則順利獲得包括戴姆勒（Daimler）、DelphiAutomotive、WardenclyffePartnersLLC（TeslaFounders）的投資，加速固態光達量產時程。

布局3D光達及相關技術廠商一覽表

對照之下，國內科技廠商與新創業者在3D感測的布局態度顯得保守，除鴻海集團陸續投資以色列鏡頭廠商Corephotonics、美國光場技術新創業者Lytro、3D快閃光達技術新創TetraVue及中國臉部辨識新創業者曠視科技，取得發展新興應用的入場券之外，其餘廠商仍仰賴終端品牌廠商的導入，藉以爭取相關零組件訂單，顯見國內廠商在新興技術的投入上相對不足，布局態度相對被動。

3D感測技術：驅動各項新興應用的關鍵驅動力

進入到2018年，短期內雖受限於3D感測相關技術尚未成熟、良率有待提升，加上量產成本仍高，使得2018年在智慧手機、汽車市場的滲透率仍相對低，難以大幅提升，但值得注意的是，在各大消費性電子展場中都能看到3D感測技術的相關發展，顯見3D感測技術的崛起，為全球科技產業帶來全新的「視」野，成為驅動各項新興應用的關鍵驅動力，透過3D感測技術的導入，智慧手機、VR/AR、自駕車、物聯網、機器人、無人商店等應用領域才能有效發展出創新應用體驗，帶動終端應用市場需求規模進一步擴大。

在3D感測領域的布局上，相對國際品牌大廠與新創業者的積極搶進，國內廠商腳步相對落後，除既有的光學、半導體、感測器等廠商因順利切入蘋果等手機品牌供應鏈，得以取得相關零組件的訂單之外，在算法、光源、圖像辨識等各項領域的布局相對缺乏，在車用光達領域的發展更是薄弱，此將對於國內廠商在拓展各項新興應用的過程中無法取得相對有利的位置。

面對3D感測應用範圍不斷擴大，國內廠商未來除應積極加快投入3D感測相關技術的研發之外，亦亟需思考如何透過併購或參與新創業者的募資，補足自身在研發能量的不足之處，並積極參與國際主要大廠的平台與生態系，才能在3D感測驅動各類新興應用崛起的過程中，取得成長的機會。