三维（3D）是在平面二维系的基础上增加了方向向量构成了空间系，形成视觉立体感。三维视觉感知，也称为3D视觉感知，能够捕捉真实世界空间、人体、物体的三维信息。3D视觉感知是人工智能设备的关键技术之一，其功能是赋予机器读取三维信息的能力。
根据观研报告网发布的《2021年中国3D视觉感知行业分析报告-行业供需现状与发展趋势分析》，在产业链方面，3D视觉感知产业链上游主要为提供各类3D视觉传感器硬件，主要由深度引擎芯片、光学成像模组、激光投影模组以及其他电子器件、结构件等构成。其中光学成像模组的核心部件包括感光芯片、成像镜头、滤光片等核心元器件；激光投影模组包括激光发射器、衍射光学元件、投影镜头等核心元器件。下游则广泛应用于消费电子、智能家电、智能汽车、智能安防、刷脸支付、新零售、智慧医疗、智慧物流、智慧交通、工业机器人、测量检测等领域。
3D视觉感知产业链
数据来源：观研天下整理
随着2D成像逐步向3D视觉感知升级，3D视觉感知市场处于规模快速增长的爆发前期。根据相关数据显示，2019年，全球3D视觉感知市场规模为50亿美元，且市场规模将快速发展，预计在2025年达到150亿美元，2019-2025年复合增长率约为20%。
2015-2025年全球3D视觉感知市场规模及预测情况
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1.3D视觉感知应用发展情况
经过多年的发展，3D视觉感知目前已在生物识别、AIoT、消费电子（中期市场）、工业三维测量、汽车应用（长期市场）等多个领域实现了推广应用，并在国民经济中发挥着越来越重要的作用。
（1）生物识别领域
生物识别是一种通过计算机、光学、声学、生物传感器等多个技术领域密切结合，利用人体固有的生理特性，如指纹、人脸、虹膜等和行为特征如笔迹、声音、步态等进行个人身份鉴定的方法。随着对于身份识别和保密需求的日益增加，各类新兴生物识别的技术不断发展，通过3D视觉感知技术实现的生物识别方法逐渐落地于不同的应用场景。
3D人脸识别指纹、虹膜、2D人脸识别及掌纹比较
| 生物识别方法 | 3D人脸识别 | 2D人脸识别 | 虹膜 | 指纹 | 掌纹 |
| 精度 | 高 | 一般 | 极高 | 高 | 高 |
| 安全系数 | 高 | 一般 | 高 | 一般，容易被仿造 | 较高 |
| 稳定性 | 稳定 | 一般 | 终生不变 | 易磨损 | 易磨损 |
| 采集成本 | 中 | 中 | 高 | 低 | 中 |
| 便利程度 | 高 | 高 | 低 | 一般，接触式识别，部分人无法识别 | 一般，接触式识别 |
| 常用应用场景 | 刷脸支付、门锁门禁、交通、身份核验等 | 门禁、安防等 | 目前应用场景较少 | 手机、考勤、金融等 | 目前应用场景较少 |
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目前，我国3D人脸识别应用渗透率较低，主要应用于安防，而其中门禁考勤和智能锁的渗透率不足10%，随后由于技术的不断更迭而上升。根据相关资料显示，2020年，我国3D人脸识别的渗透率达到15%，市场规模为17亿元左右。
2017-2020年我国3D人脸识别市场规模及渗透率情况
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近年来，人工智能化的浪潮下，人脸识别行业受到越来越多的资本青睐，这为人脸识别技术发展提供了重大机遇，也为3D视觉感知行业创造良好的发展环境。根据数据显示，我国3D人脸识别专利申请量呈快速上升的趋势，截至2020年底相关专利共有1387件；而我国生物识别技术专利申请数量有所减少，为199件。
2012-2020年我国3D人脸识别专利申请量及增长情况
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（2）AIoT领域
目前，3D视觉感知技术在AIoT领域应用主要体现在3D空间扫描、服务机器人、AR交互、人体/动物扫描、智能农牧、智慧交通、安防行为识别、体感健身等。
以服务机器人为例，3D视觉传感器可以帮助服务机器人高效完成人脸识别、距离感知、避障、导航等功能，使其更加智能化。现阶段，已落地的应用包括扫地机器人、自动配送机器人、引导陪伴机器人等，在家庭、餐厅、医院等多个场景得到应用。根据数据显示，2019年我国服务机器人市场规模已达到154亿元，较2016年大幅增长88.2亿元，年复合增长率为32.77%，2020年市场规模约205.8亿元，同比增长33.1%。
2016-2020年我国服务机器人市场规模及同比增长率
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（3）消费电子领域
随着3D视觉感知技术的不断发展，其在消费电子领域的应用正在不断拓展，智能手机、电脑、电视等多种终端设备均有所应用。中国已成为全球消费电子产品生产大国。随着集成电路、电子技术、互联网及人工智能等新兴技术的发展，传统电子产品的智能化升级和新型消费电子产品成为消费电子市场的主要驱动力，3C消费电子产品的智能化和互联网特色越来越明显，促使消费电子产品向多元化发展，迭代变革周期缩短。
智能手机、PC、平板电脑、可穿戴设备、智能音箱等消费电子产品市场概况
| 部分品类 | 市场概况 |
| 智能手机 | 5G手机的更新有望带动全球智能手机需求的增长。据IDC数据显示，2019年全球智能手机出货量为13.71亿台，同比下降2.25%。但随着5G基建加速建设，5G智能手机普及速度加快，增强下游消费终端的换机需求，智能手机将再次迎来新的发展机遇。据StrategyAnalytics数据显示，2019年5G智能手机出货量为1,870万台，按此计算2019年5G手机的出货占比仅为1.36%。据高通预计，全球智能手机制造商2021年的5G手机出货量将达4.5亿部，2022年出货量有望增长至7.5亿部。 |
| PC | 笔记本电脑发展多年来其市场规模进入了稳定发展阶段。但随着笔记本电脑主流厂商差异化定位，新增及存量替换需求仍较为明显。特别是2020年，新冠疫情在全球蔓延，对人们的生活工作方式产生了较大影响。疫情期间，企业运营交流、学校远程授课、不出门的电竞娱乐以及各类商务活动以居家线上模式来完成，笔记本电脑需求持续增加，全球笔记本电脑出货量也大幅增长。根据Omdia的预测，到2024年全球笔记本电脑出货量将增长至2.13亿台，2018年-2024年复合增长率预计为5.47%。 |
| 平板电脑 | 凭借着多方面优势，平板电脑在近年来得到了快速的发展。根据IDC数据统计，2019年中国平板电脑市场复苏，出货量达2,240万台，系2015年以来首次实现同比增长，其中消费市场出货量约1,760万台，同比增长6.73%，拉动了整体市场的回暖。2020年，受新冠疫情影响，居家远程办公和在线教育等活动对平板电脑需求较大。根据IDC数据，2020年第二季度，全球平板电脑的出货量高达3,860万台，同比增长了18.6%。预计随着平板在在线教育、远程办公、餐饮、医疗、交通的普及应用，未来平板电脑仍具有一定发展潜力。 |
| 可穿戴设备 | 以可穿戴耳机、智能手环和智能手表为代表的智能可穿戴设备发展迅速，据IDC统计，2019年全球可穿戴设备出货量为3.37亿台，同比增长89.0%。据Gartner预测，2020年全球用户在可穿戴设备上的支出将达到515.45亿美元。据IDC数据，2019年我国可穿戴设备出货量增长迅速，为9924万台，同比增长37.1%。 |
| 智能音箱 | 据StrategyAnalytics数据，2019年全球智能音箱出货量达1.47亿台，比上年增长70%。据IDC数据，2019年中国市场智能音箱出货量达4589万台，同比增长109.7%。 |
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智能手机是3D视觉感知技术在消费电子领域最大的应用场景之一。3D视觉感知技术的加载使智能手机在解锁、支付、拍照、AR互动、图片美化、三维空间扫描等功能的用户体验得到了升级或实现。自2017年9月以来，苹果公司的iPhoneX、iPhone11、iPhone12手机系列均搭载了前置结构光3D视觉传感器。
随着5G通信网络布局的加快，5G消费电子产品出货量迅速增加，推动3D视觉感知行业需求上升。根据数据显示，2020年，我国5G手机出货量达到163百万部，占总出货量的52.90%。因此，5G消费电子产品出货量的增加将成为3D视觉感知的主要增长驱动力。
2014-2021年1-6月我国智能手机出货量统计情况
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（4）汽车领域
3D视觉感知技术在汽车领域的应用主要分为车外和车内应用，其中车外应用包括自动驾驶及辅助驾驶360度3D环视、车外身份识别等，车内应用包括驾驶员检测以及车内交互。随着国家不断推出系列鼓励支持智能汽车的相关法规和政策、企业加大投入研发技术，预计未来产业链将不断完善，相关应用场景关注度和认可度不断提升。根据数据显示，2020年，中国自动驾驶行业市场规模约为1716亿元。
2016-2020年我国自动驾驶行业市场规模
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其中，2021年第一季度L2级实际新车搭载率为13.1%，预计2021年年底L2整体新车渗透率将达到20%。此外，不少车企已经在2021年宣布将L3及以上的新车上市计划延后，所以预测2025年国内大量L3车辆将大规模上市。
中国自动驾驶市场渗透率预测
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2.3D视觉感知主要企业的基本情况
目前，在消费级应用市场中，已开展相关技术与产品研发的主要企业包括苹果、华为、微软、英特尔、索尼、三星等科技巨头企业，还包括英飞凌、瑞芯微、华捷艾米、奥比中光等企业。其中，微软是业内最早推出消费级3D视觉传感器的企业，现在已推出了结构光、iToF技术的3D视觉传感器面向市场销售，推动了3D视觉感知技术的发展。
3D视觉感知主要企业的基本情况
| 公司 | 经营实力 | 主要技术 | 技术发展状况 | 市场地位（3D视觉领域） | 核心竞争力及关键指标数据 |
| 苹果 | 2020《财富》世界500强第12位。1980年12月完成NASDAQ上市，股票代码：AAPL。 | 结构光dToF | 大力投入基于结构光和dToF的3D视觉传感器技术并应用于自身的终端产品。目前3D视觉技术已经深度融入了苹果公司的产品中（2017年9月以来，苹果的iPhoneX、iPhone11、iPhone12手机系列均搭载了前置结构光3D视觉传感器，并在iPhone12Pro上同步搭载了基于dToF技术的后置激光雷达扫描仪）。 | 全球最大的内置3D视觉传感器的移动产品制造商，在手机、平板以及VR、AR领域基于3D视觉感知技术的布局一直处于领先地位。 | ①芯片自主性：一款以上带结构光深度引擎加速的芯片，与STMicron合作结构光感光芯片，与索尼合作dToF感光芯片②关键元器件自主性：自主设计且有高质量的供应商、代工厂资源③量产能力：高于百万级④其他：有手机、平板等终端产品线做依托 |
| 华为 | 2020《财富》世界500强第49位。 | 结构光iToF | 自研3D视觉传感器，服务于自家产品。自2018年来，已推出多款搭载结构光、iToF3D视觉传感器的智能手机。 | 国内领军的高科技企业，在智能手机3D视觉传感器领域投入程度领先其他制造商。 | ①芯片自主性：未公布，拥有自己设计芯片的能力，同时还支持第三方的iToF芯片②关键元器件自主性：自主设计且有高质量的供应商、代工厂资源③量产能力：高于百万级④其他：有手机、平板等终端产品线做依托 |
| 微软 | 2020《财富》世界500强第47位。1986年3月完成NASDAQ上市，股票代码:MSFT。 | 结构光iToF | 2010年首次推出了消费级的3D视觉传感器Kinect，后续推出了Kinect2、AzureKinect等产品以及Azure云平台，在世界范围内有大量的开发者用户。 | 微软的3D视觉传感器以及配套的算法服务（如骨架，云计算等）在开发者及学术领域有着高知名度。 | ①芯片自主性：自主研发的iToF芯片②关键元器件自主性：自主设计加采购（微软已经宣布和奥比中光合作设计制造下一代Kinect3D视觉传感器）③量产能力：高于百万级（代工）④其他：有算法（如骨架等）平台、云计算平台（Azure云）、操作系统（Windows系列）以及游戏机（Xbox）等作为依托 |
| 英特尔 | 2020《财富》世界500强第138位。1971年完成NASDAQ上市，股票代码：INTC。 | 结构光双目Lidar | 2014年至今，推出了基于结构光、iToF、双目视觉等技术的数款Realsense系列3D视觉传感器，应用于机器人、物联网等领域。 | 目前世界上规模最大的消费级双目3D视觉传感器制造商。 | ①芯片自主性：双目3D深度引擎芯片自主，芯片的设计及制造是英特尔的领先优势②关键元器件自主性：自主设计加采购③量产能力：百万级④其他：暂无 |
| 索尼 | 2020《财富》世界500强第122位。1970年完成NYSE上市，股票代码：SNE。 | iToFdToF | 2015年通过收购SoftKinetic公司及其iToF技术，自研iToF、dToF感光芯片并开放销售，同时为苹果等公司的dToF技术提供相关设计和制造服务。 | 世界上最大的感光芯片供应商之一，由于技术及生产工艺等受到广泛信赖，其产品被苹果等大型企业广泛使用。 | ①芯片自主性：感光芯片自主设计生产（iToF、dToF）②关键元器件自主性：不生产3D视觉传感器整机③量产能力：百万级以上④其他：业内声望及有效的感光芯片销售渠道 |
| 三星 | 2020《财富》世界500强第19位。 | iToF | 自研发iToF感光芯片及3D视觉传感器。iToF感光芯片开放销售，3D视觉传感器已应用于旗下的GalaxyS10等智能手机。 | 与苹果类似的巨型移动产品制造商，区别在于三星专注于iToF技术。 | ①芯片自主性：感光芯片自主设计生产（iToF）②关键元器件自主性：自主设计且有很高质量的供应商资源③量产能力：百万级以上④其他：有手机等消费品作为依托 |
数据来源：观研天下整理（WYD）
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