在手機光學市場取得成功之后，意法半導體（ST）決定在光學市場上持續發力。

意法半導體公布的2017年報顯示，影像產品事業部是意法半導體所有業務中增速最快的，實現了三位數成長，而ToF傳感器更是成長超過300%。

從2017年第四季度開始，公司將以前錄在其它項的影像產品部轉入模擬器件和MEMS產品部（AMG），成立新的部門模擬器件、MEMS和傳感器產品部（AMS），AMG部門總裁Benedetto Vigna繼續擔任AMS部門總裁，這也體現了公司對于影像產品部門的重視，相信在MEMS功臣Benedetto的帶領下，影像部門同樣能取得偉大勝利。

2017年意法半導體投資者峰會上，時任公司COO，現已成為公司CEO的Jean-Marc Chery提出了圖像市場的戰略，既提供差異化的智能光學傳感器解決方案。

ST在MCU和MEMS領域近幾年取得了顯著成效，最主要原因是將產品帶入到了更廣闊的領域中，比如MEMS在手機、玩具、游戲機、可穿戴以及更多領域，而MCU也是如此，涵蓋工控、消費等多領域。

如今，ST希望將這一廣闊市場戰略應用在影像產品中，從而取得更大的成功。

圖為ST的圖像處理開發進程，2015年開始發展ToF，2016年擴展在特殊圖像傳感器（重點是車用CMOS傳感器市場）短短幾年間，ToF市場就得到了主流應用。除了在手機中，由于其優異性能，也逐漸被其他行業所接受。

實現更廣闊領域拓展

在投資者峰會上，Chery表示ST是市場上第一大ToF傳感器供應商，擁有15家以上OEM合作伙伴，超過15個廠家70款手機采用了ST 的 FlightSense技術ToF傳感器，累計出貨量超過2.5億顆，僅開發板就推出了17000塊。不過就在幾天前，意法半導體影像產品部技術市場負責人張程怡透露目前ST ToF出貨量超過了3.5億，僅用半年時間出貨量就超過1億顆。

同時Chery也透露了ST的第三代ToF VL53L1，該產品擁有多目標監測，可編程多區域電容以及抗玻璃蓋板干擾等特性。

采用ST ToF傳感器的部分手機機型

如圖所示，利用ToF可以實現低照度和對比度下的自動對焦，還可以通過多區掃描實現精準的主體與背景判斷，深度判斷，甚至改變閃光燈發射頻率從而實現更精準的曝光。

張程怡具體闡述了ToF VL53L1產品的特性，他表示，激光測距傳感器并不是什么新技術，但是將尺寸、功率、功耗等小型化是很具有挑戰性的。

如圖所示，測距原理就是簡單通過時間差*光速即可得到，但由于距離短，光在1cm的距離所需要時間僅為67皮秒，1，000，000，000，000 皮秒=1秒，所以說準確測量難度可想而知。

ST的FlightSense技術利用了單光子雪崩二級管，超高速時間分辨率讓Direct ToF技術能夠采用ST CMOS SPAD制造工藝，可以實現更小的尺寸和更高的集成度。在整個ToF領域，ST擁有著諸多知識產權。目前在光學產品部門中，有80%的員工是研發人員。

張程怡說道，ST的ToF傳感器有三大優勢，第一是高集成度，ST的ToF結合接收與發送端，同時還包括相應的軟件及算法，用戶可直接拿到模塊化的產品。

第二是不分材質和顏色，無論被測物體的反射率如何，都可以進行準確測量?！癟oF主要采用時間差的方式而不是采用能量判定方式，因此可以識別不同反射介質。”張程怡介紹道。

第三是可以避免環境光帶來的影響，無論是戶外的陽光還是室內的電燈，都可以避免干擾。

張程怡介紹道，從第二代ToF開始就采用了940nm波長紅外發射技術，可以克服其他電子設備帶來的干擾。

“很多家都做ToF傳感器，但真正像我們產品一樣擁有尺寸功耗等多方面優勢的還是不多?！睆埑题f道。

目前ToF最重要的應用是在手機端，包括激光自動對焦攝影以及測距和接近傳感方面。實際上在人臉識別領域，比如iPhoneX中，ST的ToF產品也為FaceID起到了關鍵性作用。

張程怡表示，利用ToF有機會實現人臉識別的初步判斷，比如先對物體大致判斷是否是真正的人臉或者照片之類的，然后再進行面部識別。由于目前除蘋果外的智能手機都采取攝像頭人臉識別，因此這樣可以提前排除部分人臉識別操作，有效避免頻繁開啟攝像頭造成的功耗損失。張程怡透露，ST針對人臉識別進行的先過濾再識別的整體解決方案正在開發中，預計一到兩年后會實現。

而為了擴展ToF的應用，ST要將ToF應用到更多領域，實際上在第一代時，ST就已打算將ToF用在更廣闊市場。

目前三代ToF產品線和目標應用，由于精度進一步提升，第三代ToF可用于包括無人機、機器人、門禁系統、投影儀自動對焦等都可以實現精準定位，提升用戶使用體驗，進一步降低系統功耗、成本及尺寸。

ToF可應用領域

張程怡表示，相比傳統的接近傳感器，ToF技術由于準確度更高，可以實現更好的用戶體驗。

如圖所示，接近傳感器準確度不高，容易出現產品失靈，影響用戶體驗

目前，ST已在非手機應用中進行了廣泛布局，張程怡也帶來了幾款采用ST ToF技術的產品。

智能化妝鏡，ToF可以實現人體檢測，當人靠近準備化妝時，燈會變得更亮

智能掃地機器人，ToF可以實現精準定位，從而確保機器人沿邊直線清掃

科勒智能水龍頭，相比接近傳感器，采用ToF可以更加靈敏

重返車用圖像傳感器市場

除了ToF之外，張程怡還介紹了ST即將推出的高動態防閃爍圖像傳感器和ISP--VG6768+STV0971。

汽車是ST最為重要的部門之一，ST一直在包括動力、娛樂、ADAS等車用系統發力，而現在，ST又將觸角再次延伸到ADAS系統中最重要的組成部分之一，車用圖像傳感器領域。

目前車用CMOS傳感器市場已被幾大廠商占領，包括安森美、Omnivision、索尼、東芝、邁來芯、鏡泰等廠商占據，留給其他公司的市場已經不多了，ST作為后來者，必須要有自己的獨到之處，才有可能占據一席之地。

張程怡表示，ST的CMOS傳感器獨到之處有兩點，分別是高動態范圍和防LED閃爍。

ST車用CMOS傳感器特性

張程怡介紹道，車載攝像頭的使用環境決定了其性能不取決于像素，而是取決需要更高的攝錄速度及更高的動態范圍?！皯敉猸h境很復雜，有特別亮的地方也有特別暗的地方，比如過橋洞，就會從突然特別暗的地方進入到特別亮的地方，這時候如果動態范圍不好，會造成影像記錄效果不佳，從而影響ADAS系統性能?！?/p>

ST最新的圖像傳感器VG6768的HDR為145dB，遠高于目前業界普遍的120dB。

而對于LED閃爍來說，相信大家都有過經驗，就是用手機拍顯示器，會出現波紋。這是因為LED頻寬非常寬，永遠處于閃爍狀態，可是對行車記錄儀來說，閃爍會影響用戶體驗，而對于未來的電子后視鏡來說，為了安全考慮更不允許有閃爍發生。

電子后視鏡要求非常嚴苛，需要消除LED閃爍并具有高動態范圍，ST的產品在這一市場極具競爭力，目前已有歐洲車廠采用了ST上一代圖像傳感器產品。

張程怡詳細解釋了ST的獨特工藝，確保圖像傳感器無閃爍。

如圖所示，針對一般影像傳感器來說，為了保持更寬的動態范圍，通常采用不同的長短曝光周期，實現明暗圖像信號的全采集，這樣就會錯開LED的部分開關周期，從而變得閃爍。

而ST通過雙二極體方式，一個負責長曝光，一個負責中短曝光，這樣就可以實現信號全采集。“理論上并不難，但是工藝很難，如何在感應器的表面感應層放置兩個不同的二極體，而且還要結合起來，實現快速相應很難，需要工藝的長期積累。”張程怡介紹道。

正因為有著更好的技術指標，因此ST將這一技術的目標市場首先定位在高端ADAS系統及電子后視鏡應用中。

技術之外

ST在MEMS和MCU領域的成功，技術占一定因素，更重要的是圍繞整個生態系統進行的搭建，而ToF從一開始就注意到了這些。

ST在全球重點市場都有技術支持和本土市場營銷布局，同時全球化的生產模式也保證了供貨周期，目前ST的影像產品采用12寸及8寸晶圓生產，可保持更高的產量及更好的性價比。

對于開發環境來說，以VL53L0為例，ST提供了多種開發板和套件，可以讓客戶盡早進行評估與開發工作。

接近傳感器及低功耗開關監測用ToF產品路線圖

自動對焦輔助裝置ToF產品路線圖

通過更完善的產品分類及長期不斷投入，確?？蛻粲懈L的使用周期和更靈活的選擇，這也是ST在MCU和MEMS領域制勝法寶之一，如今ST將這一戰略復制到影像產品中，并且額外加大了在研發方向的投入。相信ST在影像領域，不會讓客戶們失望。