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，张程怡指出：

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。张程怡指出：“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。”