《苹果iPhone X红外点阵投影器》

Apple iPhone X – Infrared Dot Projector

——逆向分析报告

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麦姆斯咨询 王懿
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全球最先进的应用于3D传感的点阵投影器，具有四项创新：封装、专用VCSEL、折叠光学、有源DOE

据麦姆斯咨询报道，苹果iPhone X放弃了触摸式指纹解锁——Touch ID，开创性地采用了3D人脸识别——Face ID，再次革新消费电子产品的用户交互界面，引爆3D成像和传感市场。Face ID涉及的3D摄像头核心元件包括近红外图像传感器和点阵投影器、飞行时间（ToF）传感器、泛光照明器、多光谱传感器等。

在使用Face ID时，用户只需与iPhone X进行“目光接触”，就可以解锁了。iPhone X还可以把用户表情转变为动画表情包或动物表情包（Animoji）。3D摄像头可以捕获和分析超过50种不同的面部肌肉运动，用户能够改变表情特征，如熊猫、鸡或独角兽。iPhone X提供了一系列屏幕上的面具，通过增强现实（AR）技术将用户变成个性化的自我。

此前，我们已经出版了近红外图像传感器逆向分析报告：《苹果iPhone X近红外3D摄像头传感器》和多光谱传感器逆向分析报告：《苹果iPhone X中的ams多光谱传感器》，今天为大家带来的是红外点阵投影器逆向分析报告。

3D摄像头系统采用结构光原理，红外摄像头会读取点阵图案，捕捉它的红外图像，为你的脸部绘制精确细致的深度图，然后将数据发送至iPhone中央处理器——A11芯片中的安全隔区，以确认是否匹配。其中，点阵图案由红外点阵投影器（即结构光发射器）投射超过30000个肉眼不可见的红外光点形成。由于借助不可见的红外光，即使在黑暗中也能识别用户的脸。

iPhone X中的红外点阵投影器

本报告重点介绍应用于3D传感的点阵投影器四项创新部分：

（1）封装：采用插入陶瓷衬底的新型热管理方法。

（2）专用垂直腔面发射激光器（VCSEL）：采用由Broadcom集成电路驱动的专用光发射谱。

（3）折叠光学（Folded Optical）：采用晶圆级光学的折叠光路。

（4）有源衍射光学元件（DOE）。

本报告对红外点阵投影器进行完整的拆解与逆向分析，并详细剖析了其供应链情况。

红外点阵投影器逆向分析

VCSEL芯片

本报告介绍了红外点阵投影器技术与制造工艺，包括封装、VCSEL、电子元件、折叠光学元件、DOE，并估算了其制造成本和价格。此外，还将其与其它3D传感技术（如英特尔的RealSense 3D摄像头、pmd提供给联想Phab 2 Pro智能手机的3D摄像头）进行对比分析。

相关报告：

《英特尔RealSense 3D摄像头与意法半导体红外激光发射器》

《联想Phab 2 Pro三维飞行时间（ToF）摄像头》

特别提醒：2018年3月30日至4月1日，麦姆斯咨询主办的“MEMS制造工艺培训课程”将在无锡举行，培训内容包含：（1）硅基MEMS制造工艺及典型制造工艺流程详解；（2）晶圆级芯片尺寸封装（WLCSP）相关的晶圆级凸点、TSV和临时键合工艺；（3）时下最热门传感器的特殊薄膜材料（AlN、ZnO和PZT压电薄膜）制造工艺及应用，如FBAR滤波器、压电麦克风等；（4）3D传感产业的热点VCSEL激光器重要工艺设备、工艺难点、工艺控制等；（5）非硅基MEMS制造工艺及应用，主要针对塑料基、玻璃基、金属基和纸基微流控器件的制造工艺。培训咨询：郭蕾，电话：[phone]，E-mail：[e-mail]。

附录：《苹果iPhone X红外点阵投影器》报告目录

Overview / Introduction
• Executive Summary
• Reverse Costing Methodology

Company Profile
• Heptagon, Lumentum
• Apple 3D Tri-Camera System
• Apple iPhone X Teardown

Physical Analysis
• Overview of the Physical Analysis
• Physical Analysis Methodology
• Dot Projector
- Dot projector views and dimensions
- Dot projector disassembly: Lenses, active DOE, NIR VCSEL, package
• Package
- View, dimensions and marking
- Cross-section
- Process characteristics
• NIR VCSEL
- Die view, dimensions and marking
- Wire bonding and cavity
- Cross-section
- Process characteristics
• Folded Optic
- View, dimensions and marking
- Disassembly and main block identification
- Lens cross-section
• Active DOE
- DOE dimensions, disassembly and main block identification, cross-section
• Comparison: Apple Dot Projector, Intel Real Sense, pmd/Infineon

Manufacturing Process Flow
• Global Overview of the Dot Projector
• NIR VCSEL Front-End Process
• NIR VCSEL Wafer Fabrication Unit
• Folded Optic Wafer Process Flow
• Folded Optic Wafer Fabrication Unit
• DOE Wafer Process Flow
• DOE Wafer Fabrication Unit
• Package Process & Assembly Unit

Cost analysis
• Overview of the Cost Analysis
• Yields Explanation and Hypotheses
• Integrated Circuit Cost
• NIR VCSEL Cost
• Folded Optic Cost
• DOE Active Cost
• Package Assembly & Test Cost
• Dot Projector Cost

Estimated Price Analysis

Company Services

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