隨著ToF在手機等領域應用的日趨火熱，也帶動上游半導體企業ToF產品的熱銷。近日，意法半導體（ST）對外公布，其公司的ToF模塊產品出貨量已累計突破10億大關。

而實現10億大關，并不是單一產品的銷量，是ST ToF產品線的累計銷量。“不像汽車或其他時尚的產品，有了新款就會棄用舊用，我們的上一代可能還有人關注。我們在規劃每一代產品中，考慮了應用的特殊面向。ST第一款ToF產品于2016年推出，至今三代產品同時存在，各自都有比較好的市場，這也使我們能夠累積出比較不錯的成績。”意法半導體大中華暨南亞區影像事業部技術市場經理張程怡指出。據了解，對ToF10億大關貢獻最大的是手機照相。意法半導體大中華暨南亞區影像事業部技術市場經理張程怡告訴《集微網》記者：“ST ToF最顯著的應用是在手機照相上，幾年下來累計約150款手機應用了我們的ToF方案。大家去年買的、今年買的、明年買的手機有可能就是應用了ST的ToF傳感器。”

ToF技術原理

ToF(Time of Flight)，屬于一種光電產品，利用光轉化成電子信號做各類應用。ToF有一個發射器，碰到物件反射回來算時間差，時間差×光速=距離測量值。

ToF尺寸小，因為它是一級安規，數字輸出，非模擬值，能夠數字輸出。它和傳統紅外對管做法靠強度仿真模擬值的原理和效果都不同，若用這類傳統紅外對管， 客戶自己基本得安一個發射器和接受器，算出一個模擬值，最后也省不到錢，還累死人。ST TOF 芯片直接給出5厘米、50厘米絕對數值，客戶就很容易應用了，

ToF更大的賣點是高溫度、抗溫度變化，各類室內光源、目標物顏色干擾。

ToF產品線的高精度的實現，依托于40nm SPAD，SPAD是一個半導體較特殊的光學制程，它的畫素（像素）能接受的光亮是目前可行性技術上最大的，也就是比CMOS的sensor更強大的光接收能力。此外，ToF不是一般的封裝，而是采用比較特殊的光學封裝。

同時，它是一種快速的低功耗，其940nm是人眼不可見的紅外線。這意味著器件在用戶完全沒有看到的時候，已經開始在工作。

新一代ToF角度拓寬且可以切割

當前，隨著蘋果手機入局ToF以及5G技術的深入應用，ToF呈現一種蓄勢待發的狀態。為抓住這一發展浪潮，ST在原有三代產品的基礎之上，將推出一款新的ToF芯片VL53L5。

與以往的三款產品相比，VL53L5實現了幾方面的突破：一是角度大，擴展至61度；二是可切割，達到16個區域。具體如下：

一是角度大。張程怡指出，ToF產品視場角一般控制在25-27度左右，也結合發射功率、接收能力和算法能承受的有效范圍內，統籌出FOV（視場角） 25-27度左右的有效距離。通過軟硬件上的提升，目前角度整個能夠達到60度。60度有兩個好處：一方面涵蓋范圍更大，特別適合對應稍大型一些的產品， 如大家電，大銀幕等；另一方面，這個大角度也可以編程，若用不上這么大的角度，客戶可以編程取到所需要的角度，目前最大60度，往下有很多編程的方式可以做客戶的應用。

二是實現多區域，可切割達到16個區域或更多。VL53L5切割后分成四個區塊，即四個象限，每個象限可以再有切割，達到16個區域或更多。以16有效區域為例，每個區域都能獨立輸出它的測距，這代表了初步的深度的變化。多深度的關鍵必須是同時給數字，同一時間數字全部出來達到多區塊（multi-zone）。“16個數字是不同的，通過這16個數字的變化就可以做到手勢的移動了。穩定的手勢識別在過去大家比較困擾，手勢怎么識別，其實往3D的路上這件事情就會水到渠成的實現了。”張程怡分析道。

據悉，這款新品將于2020年實現量產。

應用集中在對焦和檢測

ToF的功能主要包括：測距、存在檢測、接近檢測、環境光檢測、反射率檢測、多區域檢測和3D檢測。

依托上述的功能，ToF有著廣泛的應用領域。主要包括：手機、電腦、家用機器人、智能家電、智能門鎖、門禁、運輸、貨架、自動售貨機、智慧建筑、智慧農業、智慧醫療等等。

為此ToF的應用主要分為三大類，張怡程指出：

一是應用于對焦。照相是一種對焦，因為可以準確得到距離；投影儀是一種對焦，因為對著墻來投影，通常設計比較高端一點的照相系統或投影系統。

二是人的檢測。現在的智能系統，比如進高鐵機場的閘機還不夠完善，還需要人員操作，當這個事情持續推廣下去，人在一米處系統就會啟動，不管是刷臉、刷指紋，系統會非常流暢，不被遮擋、程序性的做這件事情；更先進的有人臉識別機、廣告機，當人過來的時候進行啟動。

三是物件的檢驗。最典型的是掃地機器人的避障。張怡程指出：“如何對障礙物檢驗、沿邊等，以及向前走、向右轉，使用的不止一個芯片，是多芯片串聯的做法。”