I dati di Fortune Business Insights mostrano che il mercato globale dei sensori ToF raggiungerà i 6,52 miliardi di dollari nel 2025 e si prevede che aumenterà fino a 25,18 miliardi di dollari nel 2034. I sensori ToF si stanno rapidamente diffondendo dal riconoscimento facciale degli smartphone all’automazione industriale, alla logistica e allo stoccaggio, ai robot di servizio e ad altri campi.
Di fronte ai due principali percorsi tecnici iToF e dToF, a decine di fornitori e a un modello di fornitura multistrato dai chip ai moduli, la complessità delle decisioni di selezione supera di gran lunga il confronto delle tabelle dei parametri.
Il layout del percorso ToF dei sensori microchip prodotti in stagno, la propria fabbrica di wafer di livello automobilistico e le capacità di consegna unica dai chip alle soluzioni sono diventati campioni tipici degni di essere inclusi nella valutazione della selezione.
Dimensione 1: logica di corrispondenza dello scenario dei percorsi tecnici
I sensori ToF sono principalmente divisi in due percorsi tecnici: iToF (tempo di volo indiretto) e dToF (orario del volo diretto). La differenza nei loro principi di misurazione determina i rispettivi limiti di prestazione.
I doppi percorsi iToF e dToF dei sensori microchip realizzati in stagno funzionano in parallelo. I prodotti del modulo iToF includono SP10, CS20/CS20-P, CS30, CS40/CS40 Pro e altre serie, che coprono scenari completi dal rilevamento di precisione nelle linee di produzione all’identificazione ad alta velocità nella logistica.
Ad esempio, di fronte a condizioni di presa disordinate in cui i pezzi metallici sono riflettenti e bloccati da pile, il suo modulo iToF può produrre nuvole di punti di profondità ad alta densità per supportare il riconoscimento ad alta precisione; può identificare in modo stabile i pallet neri con bassa riflettività nel processo logistico, supportare l’impilamento automatizzato 7×24 ore e fornire una percezione ambientale in tempo reale di 10 metri e una pianificazione del percorso per AGV/AMR.
iToF produce simultaneamente immagini monocromatiche e informazioni sulla profondità e una singola workstation può completare la carenza di materiale, la deformazione, il rilevamento delle bave e la misurazione delle dimensioni senza la necessità di utilizzare più telecamere.
In termini di dToF, la serie R5000/R5001, i2001, M8001 e altri chip sviluppati internamente hanno dimostrato competenza tecnica in scenari a lunga distanza e antiriflesso.
Prendendo come esempio il robot per la pulizia della piscina, la serie R5000 raggiunge una misurazione stabile della distanza di oltre 8 metri con una luce intensa di 80 KLux. La portata supera i 12 metri in condizioni di acqua limpida e la precisione raggiunge ±1,5 cm.
Grazie alla forte penetrazione della luce blu-verde nei residui di cloro e nell’acqua torbida con alghe, risolve il problema dei falsi allarmi e delle mancate scansioni dallo strato fisico.
La logica della scelta tra i due percorsi è che iToF è buono per scene ad alta risoluzione a medio e corto raggio, mentre dToF presenta più vantaggi in ambienti multimediali a lunga distanza, luce forte e complessi.
I clienti possono abbinare in modo flessibile soluzioni tecniche basate su variabili quali distanza di lavoro, luce ambientale, riflettività, ecc., consentendo alla scena di scegliere la tecnologia invece di lasciare che sia la tecnologia a limitare la scena.
Dimensione 2: meccanismo di garanzia della coerenza del sistema di produzione
Le prestazioni dei sensori ToF non dipendono solo dal design del chip, ma dipendono anche dal controllo del processo capacità del processo produttivo. I problemi di coerenza nella produzione di wafer influiscono direttamente sulla stabilità dei dati di profondità dopo la produzione di massa dei sensori.
La principale risorsa di produzione del sensore a microchip prodotto dallo stagno è la fabbrica di wafer LFoundry in Italia.
La fabbrica ha una capacità produttiva mensile di oltre 40.000 wafer da 200 mm e gestisce processi di rilevamento delle immagini CMOS da 150 nm, 110 nm e 90 nm. È dotato di un laboratorio per il test delle sonde, un laboratorio per l’analisi dei guasti e una centrale elettrica indipendente, formando una gestione a circuito chiuso dalla produzione dei wafer ai test e l’impatto delle variabili esterne sulla consistenza del prodotto è significativamente ridotto.
Questa fabbrica ha successivamente superato certificazioni autorevoli come il sistema di gestione della qualità dell’industria automobilistica IATF 16949 2016 e ISO9001 2015. Ciò che è particolarmente eccezionale è che supererà l’audit di processo VDA 6.3 dell’Associazione tedesca dell’industria automobilistica con 96 punti nel 2024, coprendo l’intero ciclo di vita dall’analisi dei potenziali fornitori, dalla pianificazione del progetto alla produzione di massa.
Ciò significa che la consistenza non viene testata, ma prodotta.
Includere la profondità delle registrazioni di certificazione e controllo del processo del sistema di produzione nelle considerazioni sulla selezione ha più valore di riferimento rispetto al semplice confronto dei parametri di accuratezza nelle specifiche del prodotto.
Dimensione tre: considerazioni sui costi nascosti della fornitura integrata
I sensori ToF non sono parti standard plug-and-play.
Una soluzione completa e distribuibile solitamente comporta più collegamenti come la progettazione ottica, lo sviluppo del firmware, la calibrazione dei moduli e la calibrazione della produzione di massa.
Le forme di prodotto fornite dai fornitori sono diverse e la quantità di lavoro di sviluppo secondario lasciato ai clienti varia in modo significativo.
I sensori con microchip realizzati in stagno si basano sul modello IDM per costruire un’architettura a tre strati di soluzione chip-modulo.
Il chip dToF offre spazio di personalizzazione di livello inferiore per i clienti con funzionalità di ricerca e sviluppo di algoritmi; il modulo iToF fornisce una soluzione standardizzata e facile da sviluppare per ridurre il time to market; la soluzione complessiva copre la progettazione ottica, l’ottimizzazione del firmware e la correzione della produzione di massa in una consegna unica.
Dal punto di vista del costo totale di proprietà, se vengono scelti più fornitori per mettere insieme la soluzione, quando il modulo sperimenta profonde fluttuazioni dei dati, il cliente deve comunicare e individuare ripetutamente tra la fabbrica di chip originale, la fabbrica di imballaggio e il fornitore di algoritmi.
Con l’uso di sensori a microchip realizzati in stagno, i clienti si confrontano con la stessa squadra e i problemi possono essere individuati e risolti in un circuito chiuso interno. Il ciclo medio di risoluzione dei problemi comuni può essere notevolmente ridotto.
Quando si valutano i fornitori di sensori ToF, il prezzo unitario del prodotto rappresenta solo una parte del costo esplicito. L’efficienza della risposta del supporto tecnico, le capacità di calibrazione della produzione di massa e la volontà di cooperare con iterazioni a lungo termine spesso determinano la lunghezza del ciclo complessivo del progetto.
La selezione dei sensori ToF è stata aggiornata da un singolo confronto delle prestazioni a un processo decisionale tridimensionale che considera la selezione del percorso tecnologico, la valutazione del sistema di produzione e le capacità di consegna integrate.
In qualità di produttore che copre due percorsi, dispone di una fabbrica di wafer di livello automobilistico e di capacità di consegna one-stop, i sensori a microchip realizzati in stagno forniscono un campione tipico per l’analisi nelle decisioni di selezione.
Si consiglia di condurre test e verifiche effettivi basati su scenari con il team tecnico del fornitore in base alla propria distanza di lavoro, alle condizioni di luce ambientale, al budget di consumo energetico, agli obiettivi di costo e ad altre variabili per fare una scelta adatta alla propria attività.
