赵晓光专访炬佑科技：当ToF技术让世界从二维变成三维 机器可以拥有立体感知的基础

科技圈系列访谈由天风证券副总裁、研究所所长赵晓光主导，通过每周1-3场的访谈揭秘“全球前沿科技技术”，寻找“中国优秀科技公司”，帮助投资者跟踪科技趋势，挖掘未来的科技龙头。

本期访谈嘉宾：炬佑智能首席执行官刘洋，前ADI亚太区研发总监。

嘉宾观点：

1、ToF技术是一种真正能让我们从二维世界变成三维世界的核心技术。

2、未来在AR、VR领域，ToF是一个必然技术，通过ToF可以在游戏中操作自己。

3、3D ToF的应用市场在两三年内达到百亿美元规模，苹果和华为都在大力推动。

4、ToF因为是纯的基于硅工艺的技术，整个成本的下降空间还是很大的。

5、将来只有拥有接收-发射-控制一体技术的相关的企业，才能在这个市场上持续成长。

6、在半导体设计这个领域，除了ToF以外，还很看好智能传感的相关技术。

ToF与5G

赵晓光：我们发现不仅苹果在手机领域大力推广前置后置ToF，电视等其他领域都在成为标配，下面先请刘总谈一下行业需求空间。

刘洋：说到3D ToF的应用，其想象空间是巨大的。不仅是刚才讲的苹果，华为也在大力推动。因为包括苹果和华为都看到了，除了手机之外，其实还有更广泛的应用。比如在电视方面，智慧屏的互动。预期ToF传感器就将成为智慧屏的标配。我们还可以看到大量的机器人，扫地机器人，安防，测量等等。现在另外市场上也很看好的一块，就是三维感知，人脸识别，活体识别。所以整体来说，ToF空间是巨大的。

那么ToF这个新技术未来会有多少市场空间呢？现在基本上几家市场调查公司的结论都已经越来越一致，认为未来两三年会有百亿美元规模空间，并且会随着5G推广不断增加。

赵晓光：5G和ToF应用的关系？

刘洋：说到5G和ToF应用的相关性，其实5G与4G、3G真正的区别并不是我们人在使用通讯设备时所感知的速度。5G更重要的是能够拓展，我们叫做从“人物相连”变成“物物相连”，物物相连即真正意义上启动IoT智能物联网的可能性。智能物联网的一个要点，就是要让所有非人的机器和应用能够有人所具备的三维感知的基础。这样的话，ToF在5G应用中会变成核心技术。物联网的智能化也是5G应用上的一个亮点。

ToF会在哪些领域有所应用？

赵晓光：华为电视的智能健身，智能瑜伽已经是很典型的案例了，那么回到手机，在to c领域3D应用在电商，游戏，社交上有哪些典型应用？

刘洋：华为在电视特别是智慧屏的导入，像智能健身、智能瑜伽这些案例，都是必须要3D。除了这些非手机的场景之外，其实手机上的想象空间也是巨大的。包括您刚才提到的to c端应用。现在有一个在海外很流行的词，叫VPS。不是GPS，GPS是全球定位系统。VPS是基于手机中的3D感知，通过手机的摄像头和ToF的结合，做实时的方位感知。特别适合在游戏上、电商等多人互动场景的体验。

我们相信通过导入ToF的VPS，未来3D应用会为手机应用带来巨大的革新。因为手机其实已经发展到瓶颈期了，已经看不到应用方面的亮点了。我们相信苹果和华为大量聚焦在ToF3D应用的一个关键因素，也是因为他们看到了这项新技术能够带来一些颠覆手机应用的可能性。

赵晓光：可以想象，未来通过ToF，是不是可以在游戏中操作自己？比如买衣服的时候，通过ToF可以自动计算尺寸。

刘洋：完全是有可能的。但是要实现在游戏中操作自己，是要脱离手机的。因为使用手机时，人的两手还是没有被解放出来。下一步会朝更加简易性、便利性的方向发展。随着AR、VR眼镜的出现，再结合ToF三维定位感知，我们可以在虚拟世界中创造出一个Digital Twin来模拟真实世界中的我们自己。这样一来就会产生各种相当有震撼力的应用和游戏。当然，买衣服时候的ToF测量，其实早期就有方案能做，只是成本比较高。现在随着ToF在手机和VR眼镜上的大量应用，未来实现起来就会变得更加直接了。

赵晓光：所以在AR，VR领域ToF也有巨大空间？

刘洋：是的，应该不仅是有巨大空间，而是在AR、VR领域，ToF是一个必然技术。因为真正好的AR、VR技术需要的是动态的，在众多技术中，ToF是最适合动态3D感知的技术。另外，AR，VR中有大量的 “空间定位”需求，这样才不会产生眩晕感，ToF就很适合刚才我谈到的VPS空间定位。所以整体来说ToF是AR、VR领域的必然也是必须的技术。

赵晓光：刘总，我的理解过去ToF主要的应用是人脸识别，用于安全和便捷的认证。未来在行为、动作、表情识别上的空间你怎么看？最简单一句话，借助ToF，我们从二维世界变成三维世界？

刘洋：其实现在ToF应用于人脸识别技术，并不是它本来的市场。只是说ToF在3D人脸识别方案上做了一些基于结构光的的替代。ToF真正的优点在于它高速的动态感知，高精度的远距感知等。特别是您刚才提到的对行为、动作识别上的三维感知的处理，所以空间是巨大的，也是不可替代的。ToF技术是一种真正能让我们从二维世界变成三维世界的核心技术，虽然也存在着很多技术上的巨大难题。

赵晓光：ToF的应用趋势判断，成本下降空间？

刘洋：ToF因为是纯的基于硅工艺的技术，整个成本的下降空间还是很大的，我们认为它基本上和现在CIS的成本会是一致的，所以这也是我们一直专注于做ToF的一个原因。

赵晓光：ToF在AR与VR的应用场景？ToF对摄像质量提升的具体帮助是？

刘洋：刚才也提到了ToF在AR/VR的应用场景，当然业界也还在摸索，刚才我谈到的VPS，就是Visual Position System。通过引入3D的ToF技术，我们的手机在没有GPS的情况下，也可以做比较精准的定位，而且在定位的基础上可以呈现比较真实的AR/VR的场景，第二个，将来随着AR/VR眼镜的普及，ToF能够更有机的做相应的方位感知。

ToF对摄像提升也是很大的，因为它有三维感知的信息，摄像包括虚拟、虚化，和实际的一些场景的强化。特别是现在所需要的三维构图的呈现都有巨大的好处。

具备什么样核心竞争力的公司能够脱颖而出？

赵晓光：下面我们讨论更重要的问题，技术路线和公司核心竞争力问题。您认为未来什么样的企业会胜出？

刘洋：ToF虽然有巨大潜力，但它也是一个新兴的技术。国外的公司技术也不是已经很成熟了，也还在摸索之中。那我们作为其中的一家公司，在创始之初到现在接近三年的时间里，一直在深刻思考技术路线的方向。我们认为，动态感知的核心要点是一定要有足够的速度同时能够感知到比较大的范围，还要能够实现实时动态化感知。

所以我们认为ToF技术的发展必然不是像现在包括几家大厂都在推的“连续型”的技术，而是更加有快速反应的，我们叫做脉冲式的和直接ToF。但其实直接ToF有很多它自己的问题，包括时区、测量精度和测量范围的问题。所以我们在业界独家首推一套混合式的脉冲方案。我们认为只有这种方案才能真正做到更优化的动态三维感知。

另外，说到将来什么样的企业真正能够站稳市场，我们也认为ToF不是一个我们传统意义上看到的单纯的“Image Sensor”。看上去像是个图像技术，但其实不是图像技术，而是无线传输与图像的结合，更应该说它是个雷达技术。做这种非图像的雷达技术的核心不是只是把Sensor做好，而是要把Sensor、发射部分及发射接收的控制部分都要做好。我们也认为将来只有更全面的企业，我们叫做三位一体的，就是拥有接收-发射-控制一体技术的相关的企业，才能在这个市场上持续成长。

赵晓光：所以人工智能的最核心应用是视觉，视觉的核心和ToF还是紧密相关的？

刘洋：是的，人工智能的核心是视觉。但是现在人工智能视觉其实是二维的，不是真正的三维、高维的信息处理。ToF是在人工智能的视觉上增强了智能化，把视觉做成了更高维的三维的视觉。而且不仅是视觉系统，还有感知系统。就是把我们的视觉提高到了更高的一个维度。

赵晓光：下面请刘总介绍下炬佑在在整个ToF上，目前的进展情况，无论是手机端还是非手机端以及团队的情况。

刘洋：我们炬佑智能专注于刚才我提到的技术路线，包括芯片和系统的联合开发。相对于应用来说，我们叫做4 1。在非手机端，我们在大力开发包括机器人、智能安防、人脸识别、活体识别及测量的应用。在手机端，我们也是加快了推出我们VGA的ToF Sensor。争取在新的一年能够在手机方面有所突破。同时，我们也在开发业内比较领先的百万级的像素的ToF传感器，也希望在明年后半年能够推出。

我们技术团队过去近三年的发展也是很快的，现在已经有70多个成员。成员主要是从国际一流的芯片大厂出来的，包括TI、ADI，海思、NXP等这些著名的公司。因为我本人也在TI、ADI做过很多年，有很多成员也都是我过去很熟悉的工作伙伴。所以整个团队的战斗力很强，也是很稳定的。而且我们团队也是覆盖了包括芯片、模组，光学、应用算法等方方面面的技术。

赵晓光：所以我们提供的不仅是芯片，更是解决方案提供商？前面刘总反复说到物联网，我们知道信息系统三部分，输入数据，处理数据和输出数据，毫无疑问，输入数据和是处理数据也就是人工智能的不可缺少的前提。

刘洋：是的。不仅是芯片，我们一直强调我们是专注于智能感知ToF传感。但同时，我们基于两个核心，一个是芯片，另一个是系统。芯片与系统是互动的。我们在芯片的基础上给客户提供更好的系统，在提供系统的同时改进我们的芯片。同时，我们有个叫“五环联动”的策略，就是说，芯片-模组-平台-算法-客户应用，在这五个方向上，我们都在紧密与客户合作，希望给客户提供一个全方位的解决路径。

赵晓光：刘总能否就智能物联网的应用展开下？

刘洋：是的，您说到很重要的一个要点。其实说到智能物联网，其中数据的输入是至关重要的。数据的输入也是我们这个ToF要解决的最核心的部分。因为智能物联网的重要性是把我们所谓的物理世界的信息通过三维感知，或者各种感知变成一个数字世界。物理世界到数字世界的转换需要无缝的或者说是无偏差的转换，那就需要更好的三维感知技术和各种高端的智能感知技术。

谈到应用更多的就是说，让我们的机械和各种物体有更好的智能化的应用。现在时代您看到了像那个Autonomous vehicles自动驾驶汽车，还有像智能门锁门禁，另外就是我们安防上用的人流统计、快速人脸跟踪，还有物流上用的高精度的三维测试……这些都是将来智能物联网会发展到的领域。同时，在三维感知越来越得到认可的情况下，会有更多新的应用得到更广泛地拓展。

所以说总体来说，真正的智能物联网不是由人参与的物联网，而是机械有高度的智能化，包括机器人和不是机器人形态的，所谓智能机械有更高的智能化。同时现在国外也开始流行起来的自动建筑、智能设计、智能工厂管理等等，这些都需要用三维感知技术把我们的真实世界毫无偏差地输入到数字世界，数字世界才能做更精准的智能物联网开发。

对半导体产业发展的看法

赵晓光：刘总，您是半导体的资深专家，在顶级半导体公司二十年经验，您怎么看中国半导体产业发展？

刘洋：这个我的感触很深，我应该是复旦电子工程系第一届的微电子毕业生，刚毕业的时候国内应该基本上没有半导体，那也是让我们这些毕业生很多都背井离乡出国的一个原因，中国半导体的发展也是从无到有，我们现在看到整个半导体发展的也是到了高潮期，那相对于说国外已经到了没落期，现在中国的半导体已经进入一个大好时代，有机会对国外半导体的优势做到反转的一个可能性，我认为中国半导体设计这块儿已经比较成熟了，现在缺的是制造和一些高端芯片的材料及相应的制程。

另外，就是中国的半导体，还有一个问题是现在的公司还是太多，如魏少军教授提到中国现在有上千家的半导体设计企业，这也是有点过多，我们也期待着中国的半导体产业，能够有几家巨头公司做起来，能够更集中整个资源的优势，能做得更大更强。

赵晓光：半导体设计领域，除了ToF，您最看好哪些下游方向？

刘洋：在半导体设计这个领域，除了ToF以外，我还是很看好智能传感的相关技术，不仅是像ToF这种光学传感，包括微波、雷达等相应的传感。这些会进一步拓展我们的电磁波光谱的感知能力，不仅是像现有CIS只能看到可见光，而是向红外、近红外、远红外、微波和包括紫外的感知的拓展。

赵晓光：三维感知有没有其他技术可能性？

刘洋：总体来说，中国半导体从无到有，到现在的快速发展。我认为在将来的五到十年，完全可以超越国外的半导体，半导体将成为中国走向世界的一个核心技术和核心资源。

说到三维感知技术，其实也没有那么复杂，都是由物理的基础来决定的，不管是光，微波，还是超声波，其实都是电磁波，它最大的区别其实是波长的不一样，波长不一样决定了测量的精度，波长越小测量精度理论上是越高的，所以在三维感知里面，要达到合理的精度，三维的激光ToF，应该是很难被替代的。当然有些应用可能不需要很高的分辨率，微波技术，声波技术都是有可能的。

另外，光的三维感知与其他几个技术的一个巨大优势，就是它的成本是最低的，因为光学器件理论上都是可以用硅制成，包括玻璃，整个的规模化效应该是最高的，我们也认为光学的三维感知ToF，应该是会占统治地位。

赵晓光：中国智能传感的发展怎么样？

刘洋：中国智能传感的发展应该是刚刚起步，前段时间并不是我们芯片开发行业的一个热点，因为我们需要填补的空白很多，但是随着5G IoT的发展，就是赵总刚才提到的那个入口技术，这个信息接入到数字世界的入口技术其实是会带动智能传感。我们也预期不仅是我们现在谈到的ToF，会有大量的智能传感技术变得越来越重要，也给我们国内的半导体行业提供很多机会，因为智能传感，在国外其实也是最新的一个领域，未来完全有能力与国外的一些巨头齐头并进，创造我们的美好的未来。

赵晓光：非常有道理，传感器和物联网是人工智能的重要前提。回到刘总老本行，怎么看中国模拟半导体的发展？

刘洋：因为我本人也是一直做模拟电路的设计和开发，模拟电路的难点是我们一直谈到工匠精神，必须要有一定的年数，才能真正的把这个电路做的更好，一般至少要五年到十年。所以从整体来看，相对来说比Memory和SOC等还是要落后一些，主要是相关的技术工程师还是不够，或者水平还有些欠缺，但是模拟这个行业，它的利润率极高，随着现在国内Memory和SOC已经拓展到一定的水平，我们看到有大量的新公司，已经开始转入到做模拟半导体的开发。

随着Memory和SOC这些国内的公司已经做得比较成熟，大量的公司开始转向更有成长性和更有profit的模拟半导体行业，国内其实已经有几家很好的模拟半导体公司，其利润率都很高，所以我们认为中国模拟半导体会有长足的发展，但总体上模拟半导体是急不得的，需要一个公司有比较稳定的持续的投入，至少五年以上。

赵晓光：ST有大规模量产的产品和工艺的knowhow 作为fabless竞争优势在哪？

刘洋： ST主要的单点，少数像素的领域，我们的竞争更多是在大画面，另外， TOF不能说成是简单的CIS的竞争，因为ToF不是单纯的CIS sensor，它其实是一个通讯系统，给创新公司很大的空间。很多人以CIS的方式研发ToF，其实是很难成功的，这也是我们在开发ToF的时候，一直强调三位一体。ToF接收、发射、控制全方位的整合。

赵晓光：ToF接收端也需要CIS，请谈谈这些CIS厂商目前的布局？

刘洋：ToF接收端某种意义上是一种CIS sensor，但是它不是一个我们通常所谈到的CIS，在这边的布局，还是Sony为主，因为Sony在CIS和感知这块布局的很广泛，除了Sony以外，三星也在做一些努力，我们认为这两家将来也会是ToF这个市场的主要巨头。

赵晓光：中低阶CIS目前产能紧，有涨价，这块有没有影响公司的成本？

刘洋：最近CIS整体的产能都很吃紧，整个成本在上涨，但是对我们影响不大。因为我们已经与我们的核心的fab做了一个长期的deal。所以现在我们的整体成本还没有上涨，我们公司在做相应的预期管理。

炬佑智能科技公司简介

专注于开发和提供智能传感与人工智能系统产品和方案。产品包括激光雷达（TOF）芯片和系统，三维图像提取和建模，虚拟现实及增强现实合成，智能人脸识别，手势识别和姿态识别，智能传感，以及人工智能系统等。拥有业界领先产品和技术，高效系统整合能力，众多合作伙伴与客户，强大的开发与市场团队。支持智能终端，无人机，机器人，智能驾驶，智能空间和安防，虚拟和增强现实（VR/AR）购物等各类应用。

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（来源：财联社的财富号 2019-12-04 18:53） [点击查看原文]