随着行业竞争逐渐白热化,各大手机厂商都在寻找差异化。作为智能手机的风向标,近几年苹果手机的创新乏力也使得人们对其领导力产生了怀疑。然而,苹果公司总能给我们带来意想不到的惊喜。

 

9 月 13 日,为纪念第一款智能 iPhone 手机上市十周年,苹果公司特别推出了号称有史以来功能最强大的旗舰机 iPhone X。作为苹果公司寄予厚望的一款产品,其中最让人激动的黑科技当属 Face ID 脸部识别技术,取代了之前的 Touch ID。毫无疑问,这又将在智能手机领域掀起一股新浪潮。

 

Face ID 离不开红外线技术

相对于传统的面部识别技术,苹果 Face ID 技术基于三维成像的图像识别技术,并采用主动光照射系统与专用摄像头结合,利用采集的数据建立面部三维模型,同时解决了安全性及光照较差环境下成功识别的难题。

 

(图片来自 苹果官网)

 

具体的人像捕捉过程包括:通过距离传感器与光线传感器反馈成像系统,以确定面部识别所需的红外光强度;然后通过红外光发生器向人脸发射裸眼无法识别的红外光,扫描点多达 3 万处;红外摄像机捕捉从人脸反射回来的扫描点,构建人脸的 3D 图像模型。

 

在识别过程中红外光起到了重要的作用,在苹果品牌的带动下,红外线产品将在未来几年呈现快速增长态势,对于相关行业发展无疑是一个利好消息。作为全球半导体领域的代表性企业,欧司朗早在 1972 年便开始投入红外线的应用开发,并成为其成长最快的业务方向。基于在光电半导体领域的持续耕耘,欧司朗已经成为全球红外线应用的领导企业,具有完备的产品布局和强大的研发定制能力。基于对产业前景的看好,欧司朗也宣布在红外线 LED 方面进一步扩编研发人员,以应对接下来的市场爆发期。

 

除了在面部识别应用之外,虹膜识别、安防监控、激光雷达、健康检测、3D 传感等领域,也被认为是未来红外线 LED 的潜力市场。作为行业领导者,欧司朗已实现率先布局,并不断探索红外线 LED 的新应用方向。

 

红外半导体组件迎来爆发期

去年,三星 Note7 搭载的虹膜识别技术在当时也造成了不小的反响。通过采用红外 LED 搭配虹膜识别技术,使用时朝着人眼发射红外光,进而在特殊环境下也能实现识别。为此,三星特意增加了红外 LED 订单量。由于苹果 Face ID 技术对硬件及软件协同要求较高,国内厂商有望在虹膜识别技术方面率先跟进,其中华为和小米在接下来的旗舰机上都明确将搭载虹膜识别技术。由此可见,虹膜识别技术将成为智能手机的下一个“标配”功能。

 

红外 LED 应用(图片来自欧司朗官网)

 

据相关数据显示,预计 2020 年全球生物识别市场规模将达到 250 亿美元,其中虹膜识别技术总产值将达到 35 亿美元,其年复合增长率为 36.6%,将在智能手机、平板电脑等消费终端市场取得广泛应用。早在 2015 年,欧司朗推出的 Oslux SFH 4780S 发光二极管便率先在智能手机上使用,主要用于虹膜扫描,为红外线产品在消费终端的使用进行了前期探索和技术积累。其紧凑和高功率特性,也为行业发展树立了新的标准,并以此获得了当年的“Kaiser Friedrich 研究奖”。

 

此外,由于红外传感器成本逐渐减低,越来越多的穿戴设备开始搭载红外传感器用于心率、血糖等生理参数检测,而这也将成为穿戴设备未来重要的趋势之一,其背后也离不开红外 LED 技术。例如欧司朗最新推出的 SFH7060 传感器,可用于脉率和血氧饱和度测量。通过集成在穿戴设备中,可持续不断地检测健康水平。

 

 

欧司朗 SFH7060 传感器

SFH7060 由三颗绿光 LED、一颗红光 LED、一颗红外 LED 和一颗大型光电二极管组成,通过不透明的光学挡板将其与发射器之间进行光学隔离。其工作原理是用光照射到皮肤内,血液和周围组织将分别吸收不同量的光,未被吸收的光则被反射回检测器。使用在不同波长下测得的吸收量测量值,即可确定脉率和血氧饱和度。

 

除了消费市场外,自动驾驶汽车正成为全球关注的下一个风口。其主要原理是利用 LIDAR 传感器构建周围环境 3D 模型,检测和感知周围物体与汽车的相对移动,进而反馈汽车实现辅助或自动驾驶。其中,LIDAR 传感器主要以快速红外脉冲激光二极管作为基础,捕捉物体与汽车之间的距离。欧司朗为世界首款汽车激光传感器提供了激光二极管。近日,欧司朗战略性地购入了加拿大激光雷达公司 Leddar Tech 25.1%的股份,进一步强化其在自动驾驶汽车领域的布局。

 

随着消费终端市场兴起,红外线 LED 产品需求量将迅速打开,为产业链带来新一轮增长机遇。据相关数据显示,预计 2022 年红外光源市场有望增长至 15.5 亿美元。在此带动下,相关企业开始重点布局。

 

红外 LED 市场格局及挑战

基于新兴应用市场的爆发,红外 LED 自 2015 年开始升温。由于在智能手机、安防监控、汽车等领域的不断渗透,亚太地区有望成为全球最大的红外 LED 应用市场。

 

欧司朗红外 LED 用于 AR/VR 眼镜的眼动追踪系统

 

相较于已经杀得血流成河的可见光 LED 市场而言,红外 LED 无疑是新大陆。为此,进入红外 LED 领域的厂商激增,据统计已达 40 多家。有别于 LED 照明应用,红外 LED 制造需要使用四元晶粒机台设备,并且更加注重 LED 组件光型设计及定制。对于一般厂商而言,仍具有一定的技术门槛。虽然说进入的厂商较多,但是真正有实力满足新兴应用开发的企业还是少数。

 

目前,全球红外 LED 主要提供厂商有欧司朗、晶元光电、亿光电子、光鋐科技、光磊科技等厂商。其中主要以台湾地区厂商为主,相较而言大陆厂商布局稍晚,如联创光电、鸿利光电等。台湾地区厂商由于在通用照明方面优势逐渐缩小,较早地转向细分应用领域开发。在红外 LED 领域,已经具备一定规模化优势,但是在市场拓展及新技术导入方面还是稍逊国际大厂。大陆厂商由于技术瓶颈,目前切入的厂商还相对较少,形成规模化效益还得一段时间。在红外 LED 领域,欧司朗等少数厂商仍处于领导地位。

 

欧司朗作为全球光电半导体代表企业,在 LED 技术方面引领着产业发展方向。在红外 LED 方面,欧司朗产品能够覆盖各种功率输出级别及封装版本,如 760nm、850nm、940nm 等波段,可以满足各种新兴应用市场的需求。除此之外,欧司朗在光学设计、封装技术、标准化、光学模拟、电气模拟、产业协同发展等方面具有领先优势,能够为下游提供定制化的完整解决方案。特别是在战略转型之后,欧司朗将更加聚焦新兴市场,未来将在更多领域推动者 LED 技术的发展,如食品检测、光谱检测、通讯等应用。

 

小结:

近两年,红外 LED 之所以备受关注,iPhone X 和三星 Note7 自然功不可没。智能手机上亿级的销售量,为红外 LED 勾勒出了美好的前景,这也是 LED 厂商对于未来的期许。对于消费终端的快速变化,LED 厂商也必须保持警觉,继续深化产品类型,以满足不断变化的应用需求。

 

红外 LED 市场正处于爆发前夜,企业对未来布局还需要有清醒的认识。一方面应用爆发需要周期性,另一方面厂商进入的步伐正在加快。可以预见的到,红外 LED 市场由蓝海转向红海也是必然,只是时间早晚的问题。但这并不是意味着没有机会,毕竟红外 LED 市场规模的增长也是显而易见的。

 

综合而言,通用 LED 照明领域的盛衰兴亡告诉我们,新应用领域的开发才是未来市场增长点。对于企业而言,除了在产能方面保持优势外,还需要不断创新和探索,从而领导 LED 应用市场发展,这样才能具有先发优势赢得未来,正如欧司朗所正在做的一样。

 

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