ST的ToF模块产品突破10亿大关，手机照相贡献最大

随着ToF在手机等领域应用的日趋火热，也带动上游半导体企业ToF产品的热销。近日，意法半导体（ST）对外公布，其公司的ToF模块产品出货量已累计突破10亿大关。

而实现10亿大关，并不是单一产品的销量，是ST ToF产品线的累计销量。“不像汽车或其他时尚的产品，有了新款就会弃用旧用，我们的上一代可能还有人关注。我们在规划每一代产品中，考虑了应用的特殊面向。ST第一款ToF产品于2016年推出，至今三代产品同时存在，各自都有比较好的市场，这也使我们能够累积出比较不错的成绩。”意法半导体大中华暨南亚区影像事业部技术市场经理张程怡指出。据了解，对ToF10亿大关贡献最大的是手机照相。意法半导体大中华暨南亚区影像事业部技术市场经理张程怡告诉《集微网》记者：“ST ToF最显著的应用是在手机照相上，几年下来累计约150款手机应用了我们的ToF方案。大家去年买的、今年买的、明年买的手机有可能就是应用了ST的ToF传感器。”

ToF技术原理

ToF(Time of Flight)，属于一种光电产品，利用光转化成电子信号做各类应用。ToF有一个发射器，碰到物件反射回来算时间差，时间差×光速=距离测量值。

ToF尺寸小，因为它是一级安规，数字输出，非模拟值，能够数字输出。它和传统红外对管做法靠强度仿真模拟值的原理和效果都不同，若用这类传统红外对管， 客户自己基本得安一个发射器和接受器，算出一个模拟值，最后也省不到钱，还累死人。ST TOF 芯片直接给出5厘米、50厘米绝对数值，客户就很容易应用了，

ToF更大的卖点是高温度、抗温度变化，各类室内光源、目标物颜色干扰。

ToF产品线的高精度的实现，依托于40nm SPAD，SPAD是一个半导体较特殊的光学制程，它的画素（像素）能接受的光亮是目前可行性技术上最大的，也就是比CMOS的sensor更强大的光接收能力。此外，ToF不是一般的封装，而是采用比较特殊的光学封装。

同时，它是一种快速的低功耗，其940nm是人眼不可见的红外线。这意味着器件在用户完全没有看到的时候，已经开始在工作。

新一代ToF角度拓宽且可以切割 

当前，随着苹果手机入局ToF以及5G技术的深入应用，ToF呈现一种蓄势待发的状态。为抓住这一发展浪潮，ST在原有三代产品的基础之上，将推出一款新的ToF芯片VL53L5。

与以往的三款产品相比，VL53L5实现了几方面的突破：一是角度大，扩展至61度；二是可切割，达到16个区域。具体如下：

一是角度大。张程怡指出，ToF产品视场角一般控制在25-27度左右，也结合发射功率、接收能力和算法能承受的有效范围内，统筹出FOV（视场角） 25-27度左右的有效距离。通过软硬件上的提升，目前角度整个能够达到60度。60度有两个好处：一方面涵盖范围更大，特别适合对应稍大型一些的产品， 如大家电，大银幕等；另一方面，这个大角度也可以编程，若用不上这么大的角度，客户可以编程取到所需要的角度，目前最大60度，往下有很多编程的方式可以做客户的应用。

二是实现多区域，可切割达到16个区域或更多。VL53L5切割后分成四个区块，即四个象限，每个象限可以再有切割，达到16个区域或更多。以16有效区域为例，每个区域都能独立输出它的测距，这代表了初步的深度的变化。多深度的关键必须是同时给数字，同一时间数字全部出来达到多区块（multi-zone）。“16个数字是不同的，通过这16个数字的变化就可以做到手势的移动了。稳定的手势识别在过去大家比较困扰，手势怎么识别，其实往3D的路上这件事情就会水到渠成的实现了。”张程怡分析道。

据悉，这款新品将于2020年实现量产。

应用集中在对焦和检测

ToF的功能主要包括：测距、存在检测、接近检测、环境光检测、反射率检测、多区域检测和3D检测。

依托上述的功能，ToF有着广泛的应用领域。主要包括：手机、电脑、家用机器人、智能家电、智能门锁、门禁、运输、货架、自动售货机、智慧建筑、智慧农业、智慧医疗等等。

为此ToF的应用主要分为三大类，张怡程指出：

一是应用于对焦。照相是一种对焦，因为可以准确得到距离；投影仪是一种对焦，因为对着墙来投影，通常设计比较高端一点的照相系统或投影系统。

二是人的检测。现在的智能系统，比如进高铁机场的闸机还不够完善，还需要人员操作，当这个事情持续推广下去，人在一米处系统就会启动，不管是刷脸、刷指纹，系统会非常流畅，不被遮挡、程序性的做这件事情；更先进的有人脸识别机、广告机，当人过来的时候进行启动。

三是物件的检验。最典型的是扫地机器人的避障。张怡程指出：“如何对障碍物检验、沿边等，以及向前走、向右转，使用的不止一个芯片，是多芯片串联的做法。”