在全球新冠疫情爆發(fā)期間，無接觸式送貨受到各國的關(guān)注。比如，武漢疫情期間，京東送貨小車為醫(yī)務(wù)人員輸送藥品；美國疫情高發(fā)期，硅谷方艙醫(yī)院采用無人駕駛小車運送貨物。值得注意的是，中美兩國的“抗疫”送貨小車，均采用了來自安森美半的智能感知方案。3T2esmc

近日，安森美半導體智能感知部全球市場和應(yīng)用工程副總裁易繼輝（Sammy Yi）向《國際電子商情》介紹了，在過去一年里，安森美的超聲波、成像、毫米波雷達、激光雷達（LiDAR）及傳感器融合等智能感知技術(shù)，在汽車、機器視覺、邊緣人工智能（Edge AI）等領(lǐng)域的新動態(tài)，以及安森美最新的智能感知發(fā)展策略。3T2esmc

安森美智能感知部

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在過去一年里，安森美取得了一些新的成績：年度總營收達到55億美金；正式進入財富美國500強榜單；連續(xù)五年獲得“世界球最道德企業(yè)”稱號；進入全球半導體行業(yè)集成器件制造商榜單前TOP15(排名13)；維持功率半導體（分立和模塊）行業(yè)第二的地位。3T2esmc

這些業(yè)績主要在安森美的三個核心業(yè)務(wù)部門——電源方案部（PSG）、先進方案部（ASG）、智能感知部（ISG）的基礎(chǔ)上來實現(xiàn)。在這些業(yè)務(wù)部中，智能感知部雖然是最新的部門，但其成長速度是最快的。3T2esmc

·通過并購完善智能感知部

盡管安森美的智能感知部只有六年歷史，但是安森美在成像傳感器行業(yè)有超過40年的歷史。易繼輝介紹說，安森美2014年成立的智能感知部，是在幾次戰(zhàn)略性的兼并、并購基礎(chǔ)上形成。比如，2014年5月，安森美完成對TRUESENSE的收購，后者的前身是柯達影像，柯達影像的核心技術(shù)來源于貝爾實驗室CCD影像；同年8月，安森美宣布收購完成Aptina，Aptina的前身是美國航天宇航局JPL噴氣式推動器實驗室。1993年，JPL為了阿波羅登月開發(fā)出全球首款CMOS圖像傳感器。3T2esmc

安森美也創(chuàng)造了許多行業(yè)第一：比如，Bayer Pattern（拜耳陣列），即RGB紅藍綠模式，該項技術(shù)由一位姓Bayer的老員工研發(fā)；1993年開發(fā)出行業(yè)最早一款CMOS圖像傳感器；2005年開發(fā)出全球首款車規(guī)級CMOS圖像傳感器。截至今日，安森美已經(jīng)為汽車市場提供超過5億只圖像傳感器。3T2esmc

在過去三年里，安森美還陸續(xù)收購了IBM在以色列的毫米波雷達研發(fā)中心，以及專注于飛行時間（ToF）激光雷達傳感器開發(fā)的愛爾蘭SensL公司。到現(xiàn)在，安森美在圖像傳感器上已經(jīng)擁有行業(yè)內(nèi)最多的成像專利、龐大的傳感器產(chǎn)品陣容以及強有力的供應(yīng)鏈，當前每周芯片產(chǎn)品的總銷量超過10億件。3T2esmc

·如何處理新舊業(yè)務(wù)之間的關(guān)系？

通過多次收購，安森美不斷完善了感知方面的產(chǎn)品線。它又是如何處理新并入業(yè)務(wù)和舊有業(yè)務(wù)之間的關(guān)系？3T2esmc

易繼輝對《國際電子商情》記者表示，安森美并購后成功案例的比例非常高。一般在半導體行業(yè)，并購成功的比例約為20%-30%，而安森美并購成功的比例達80%-90%。這主要是因為安森美的完整系統(tǒng)和團隊，在并購前通過synergy（協(xié)同增效）前期分析兩個公司的互補性，并購以后由專門的團隊跟蹤，把設(shè)計系統(tǒng)、質(zhì)量管理系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)并入到安森美半導體的構(gòu)架中。此外，安森美也會視情況跟蹤新并購的公司，從高層、中層到底層員工都有全面的融入的具體措施和行動，被并購公司的主管一般會在董事會留任半年到一年。再加上公司的文化因素，并購完成后大家朝著一個方向發(fā)力。因此，并購成功比例是安森美戰(zhàn)略上的競爭優(yōu)勢。3T2esmc

·智能感知部的三大市場方向

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具體來看，安森美智能感知部門主攻三個市場方向，即汽車、機器視覺和邊緣人工智能。近幾年，汽車的電力化、智能化趨勢，使該行業(yè)煥發(fā)出新的動力。由于汽車采用新技術(shù)的速度非?？?，導致汽車智能感知方面的成長速度，比汽車本身的成長速度更快；在工業(yè)4.0時代，自動化、人工智能的導入，使機器視覺行業(yè)有了新的動力，其成長速度非?？?；邊緣人工智能是由人工智能、5G、IoT等新技術(shù)導入后開發(fā)的新應(yīng)用，這是非常有潛力的市場。3T2esmc

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“在感知方面，我們做了非常多的投入，包括圖像感知、多光譜、高光譜感知，激光雷達感知、毫米波雷達感知、傳感器融合等深度感知。這些都在推動AI和第四次工業(yè)革命的進步。”易繼輝說。3T2esmc

汽車感知和汽車成像

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據(jù)日本第三方市場調(diào)研公司TSR（Techno Systems Research）的報告顯示，安森美在全球汽車成像（專門給人眼看的）市場如駕駛員、乘客、后視、環(huán)視、電子后視鏡，占據(jù)了超過60%的市場份額；在汽車感知（即人工智能和機器視覺用的感知系統(tǒng)）市場，安森美占全球>80%的市場份額。對此，易繼輝稱，安森美實際的數(shù)據(jù)比第三方數(shù)據(jù)更高，該公司去年銷售了近一億顆車載傳感器。[!--empirenews.page--]3T2esmc

不同于一些Tier 1廠商把成像、傳感器、攝像頭或雷達都歸入感知，安森美更傾向于把成像和感知分開來對待。易繼輝說，成像的應(yīng)用主要是將顯示屏上的效果給駕駛員看。比如，電子后視鏡無需轉(zhuǎn)頭就能看到，此類給駕駛員看的技術(shù)叫Viewing即成像。而感知主要用于前視，傳輸信息給人工智能算法，通過運算在GPU上做判斷和指令。在應(yīng)用上，成像屬于人工視覺，感知屬于機器視覺。3T2esmc

·汽車感知的挑戰(zhàn)

在易繼輝看來，未來汽車是架在四個輪子上，具有強有力感知能力的計算機。現(xiàn)在汽車感知系統(tǒng)已經(jīng)超過人類的感知能力，前者能不間斷地監(jiān)控周圍環(huán)境，人類駕駛員會有注意力不集中的時候。隨著感知系統(tǒng)越來越豐富、全面、強大，自動駕駛汽車將比人類駕駛更安全。3T2esmc

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自動駕駛汽車的可靠性、安全性，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：3T2esmc

首先，自動駕駛汽車將趨向共享化的模式。未來的汽車大多數(shù)時間都處于行駛狀態(tài)，每天只有一兩個小時來充電、維修。共享化趨勢在近年來開始顯現(xiàn)，安森美已經(jīng)朝著這個方向發(fā)力，致力于加倍提高產(chǎn)品的可靠性能。3T2esmc

其次，自動駕駛汽車已經(jīng)不僅要求是“可靠的汽車”，而且還要求是“可信的汽車”。乘客要信任自動駕駛汽車在緊急情況下能自我判斷、決策和行動。3T2esmc

再次，網(wǎng)絡(luò)安全越來越重要。隨著車聯(lián)網(wǎng)、智能網(wǎng)聯(lián)汽車更加普遍，黑客侵入感知系統(tǒng)將非常危險。為此，歐洲已經(jīng)著手將網(wǎng)絡(luò)安全標準，上升至政府和行業(yè)標準。3T2esmc

·汽車成像的挑戰(zhàn)

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汽車成像的挑戰(zhàn)主要集中在三個方面：3T2esmc

一是寬動態(tài)。道路的方向是固定的，行車時可能要逆著太陽前進，這要求攝像頭具備寬動態(tài)，能很好地適應(yīng)從暗到亮的環(huán)境。當汽車從車庫、隧道出來時，攝像頭能夠清晰顯示暗處或亮處的物體。3T2esmc

二是環(huán)境條件。汽車可能會在寒冷的東北地區(qū)、高溫的沙漠地區(qū)、高濕度的南方地區(qū)行駛，要求汽車成像系統(tǒng)在惡劣環(huán)境中能正常工作。3T2esmc

三是針對圖像傳感器的挑戰(zhàn)：辨別LED指示牌、交通燈。許多國家的公路已經(jīng)采用電子管控牌，它們使用LED背光源，因閃爍頻率不同步，圖像傳感器有時會捕捉不到信號，這對機器視覺來說，有較大的挑戰(zhàn)。過去的方案都是在軟件里來解決這個問題，現(xiàn)在的方案可在硬件中解決。3T2esmc

自動駕駛汽車成像有外部感知、內(nèi)部感知、增強視覺等多樣化特征。其中，外部感知非常復雜，包括遠近、大小車輛、自行車；行人，大人、小孩、老人；路標、車線，斑馬線，交通燈……外部感知要求能全天候?qū)崿F(xiàn)。內(nèi)部感知主要從對駕駛員的疲勞監(jiān)控，逐漸地擴大到對駕駛員有無分散精力以及是否系好安全帶等行為的監(jiān)控，進一步擴大到對乘客的感知。視覺增強則主要是為駕駛員和乘客提供更好的視覺感知，比如電子后視鏡，保證駕駛員的駕駛更安全。3T2esmc

先進的圖像傳感器技術(shù)

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上面是一個圖像傳感器示意圖，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)由半導體制成。有人認為GPU和CPU是半導體行業(yè)中最具挑戰(zhàn)性的技術(shù)，實際上與傳感器相比只是小巫見大巫。易繼輝解釋說：“GPU和CPU主要對付電子（Electron），圖像傳感器既要對付電子又要對付光子，光子和電子的結(jié)合使其成為非常復雜的半導體。除此之外，未來圖像傳感器內(nèi)部還會疊加更多芯片，還會集成AI等更智能化的功能。所以，圖像傳感器需要非常長時間的技術(shù)積累和投入。”3T2esmc

他進一步補充說：“光子進來以后，轉(zhuǎn)換成電核，變成電信號。相當于下雨時拿著水桶接雨，水桶越大接雨水也越多。同樣，容積越大，光子轉(zhuǎn)化成電子的電容、電荷量也就越多。安森美有一個新的技術(shù)，被應(yīng)用在高端、專業(yè)的攝影機中。就好比在傳統(tǒng)小像素旁邊，開一個大的‘蓄水池’，多余的電荷流到‘蓄水池’中，提高整個光強量、信息量，增加動態(tài)范圍。李安拍攝《少年派的奇幻漂流》時的ARRI公司的攝影機，就采用了安森美的圖像傳感器。目前，安森美已經(jīng)逐步將該技術(shù)導入汽車領(lǐng)域，未來也會導入到工業(yè)機器視覺和其他領(lǐng)域。”3T2esmc

安森美的Hayabusa系列產(chǎn)品就采用了上述技術(shù)，其一次曝光就能實現(xiàn)95dB，多次曝光之后可達到120dB。下一代產(chǎn)品的一次曝光有望達到110dB，多次曝光將達到140dB，這是行業(yè)領(lǐng)先的一個指標。3T2esmc

為什么寬動態(tài)非常重要？上圖左邊是寬動態(tài)欠佳的情況，暗的部分清楚，但亮的部分無法辨別。若寬動態(tài)好，不光暗的地方顯示得非常清楚，亮部的紅綠燈、前方車輛等信息都能看得很清楚。這就能給人工智能、算法提供精準的信息，在這個基礎(chǔ)上做出準確的判斷。所以，寬動態(tài)對成像來說非常重要。3T2esmc

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另外，車燈場景下的寬動態(tài)范圍是102dB。在這種場景下，寬動態(tài)范圍為70dB的傳感器，有很多細節(jié)無法看出來，假設(shè)車旁邊有一個行人，機器視覺可能無法偵探到行人。在同樣的場景下，安森美的110dB傳感器能提供更詳細的信息。3T2esmc

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在幾乎沒有燈的夜視場景中，安森美新一代產(chǎn)品提供的近紅外+（NIR+）工藝的近紅外光電轉(zhuǎn)換效應(yīng)提高了4倍。上圖的前半部分是沒有NIR+的情況，后半部分是有NIR+的情況。經(jīng)過對比可知，有NIR+的場景更清晰。3T2esmc

·全面的汽車智能感知陣容

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據(jù)了解，安森美的產(chǎn)品覆蓋面非常廣泛，在視覺、自動駕駛、車艙內(nèi)智能駕艙，邊緣計算，毫米波雷達，激光雷達等應(yīng)用中都有完整的系列產(chǎn)品；不光提供單一的產(chǎn)品，安森美還提供其他器件，包括二極管、LDO、電源管理IC。3T2esmc

基于以上特征，安森美的優(yōu)勢是在設(shè)計新的下一代圖像處理器時，可以和其他產(chǎn)品部門合作，來探討怎樣開發(fā)相應(yīng)的電子產(chǎn)品、器件，使攝像頭能夠達到最優(yōu)化。由于這些優(yōu)勢，安森美深受用戶的喜愛。3T2esmc

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安森美是業(yè)內(nèi)首個搭建起生態(tài)系合作伙伴系統(tǒng)的公司。目前，安森美的汽車生態(tài)合作伙伴已經(jīng)超過50家，涉及業(yè)務(wù)包括光學鏡片、信號處理器，I/O、Interface接口、SoC處理器、軟件系統(tǒng)等。經(jīng)過與這些合作伙伴的密切合作，安森美可為汽車用戶提供完整的端到端的圖像方案。3T2esmc

自動駕駛汽車從to B模式切入

中國的自動駕駛汽車分級，也主要遵循SAE的標準，從L0到L5級別越高，自動化程度就越大。從L1到L5，傳感器數(shù)量及種類都在增加。其中，L3到L4是最重要的分界點。L3在一些極限場景下，需要駕駛員自己來操控；L4理論上無需駕駛員操控，完全是由機器來操作。L4需要激光雷達，很多L3方案中沒有激光雷達。3T2esmc

因為在極限場景下，L3還需要靠駕駛員來操控，所以它在自動程度的設(shè)計和感知數(shù)量、種類的應(yīng)用方面要考慮成本問題。其人工智能算法、計算平臺，都是為了有局限性的自動駕駛，而不是所有場景。L4不需要考慮到駕駛員，其場景要求要用到激光雷達和高清地圖?？傊琇3和L4是兩個不一樣的平臺。3T2esmc

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目前，國內(nèi)的新車以L2、L3為主流，一些整車廠的高端品牌車已經(jīng)具備L2、L3的功能。國外的L2、L3即先進駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS），由法規(guī)和安全標準驅(qū)動，比如歐洲在七、八年前就已經(jīng)開始法規(guī)驅(qū)動。而國內(nèi)暫時還未有明確的法規(guī)和安全標準，車廠主要創(chuàng)造自己的技術(shù)和品牌效應(yīng)。3T2esmc

如今，L4、L5自動駕駛落地的商業(yè)模式已經(jīng)基本清晰。此前，大家主要發(fā)力B2C的形式即私家車的模式。到現(xiàn)在，國外很多整車廠的L4私家車項目已經(jīng)暫緩或停止，L4、L5自動駕駛汽車主要走B2B的模式，從商業(yè)車來切入。因智能感知系統(tǒng)當前的成本還非常高，只有商業(yè)車才能承受得住這樣的成本。3T2esmc

商用車主要分為幾類，一是自動駕駛的出租車（Robotaxi），該類模式在國內(nèi)發(fā)展的速度非常快，至少有18個城市頒布了自動駕駛許可證，有近500輛全自動駕駛出租車在路上跑；二是物流機器人，新冠疫情爆發(fā)后，物流機器人在小區(qū)、校園、工業(yè)園區(qū)、醫(yī)院、機場的應(yīng)用更加普及；三是自動駕駛大型商用車，在美國、歐洲、中國這類應(yīng)用都已經(jīng)上路或試運營。3T2esmc

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在汽車領(lǐng)域，安森美有超過十多年的技術(shù)投入，可提供完整的圖像傳感器方案。經(jīng)過時間的驗證，安森美的圖像傳感器方案在功能安全、網(wǎng)絡(luò)安全方面已經(jīng)領(lǐng)先。同時該公司還在技術(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量、功能安全和網(wǎng)絡(luò)安全方面不斷耕耘。3T2esmc

其他：工業(yè)機器視覺、邊緣人工智能應(yīng)用

Yole Development數(shù)據(jù)顯示，安森美在工業(yè)機器視覺領(lǐng)域的市場份額為全球第一。工業(yè)4.0、工業(yè)自動化、人工智能，促使機器視覺市場快速發(fā)展。同時，邊緣人工智能領(lǐng)域，每年都會出現(xiàn)新應(yīng)用，比如新零售，智慧農(nóng)業(yè)等。新興設(shè)備也有了新趨勢：一是遠程化。遠程教學、遠程醫(yī)療會越來越普遍；二是無人化，無人送貨車、無人商店也增多。三是COVID-19的檢測，安森美正與合作伙伴聯(lián)合開發(fā)COVID-19病毒檢測設(shè)備。3T2esmc

·平板檢測應(yīng)用

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平板檢測是工業(yè)機器視覺對圖像傳感器最有挑戰(zhàn)性的應(yīng)用，其像素從1K、2K、4K到8K在逐漸擴大。平板檢測的過程分兩步：第一步是上電前的暗檢測，主要檢測一些指紋、劃痕和其他物理問題；第二步是上電后的檢測，主要針對OLED、AMOLED（Active Matrix OLED）的檢測。OLED、AMOLED的每個像素都是一個單獨的發(fā)光源，出廠前要求檢測像素發(fā)光的強度和色彩的均勻度，這對圖像傳感器有非常高的要求。[!--empirenews.page--]3T2esmc

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同時，圖像傳感器也在不斷地升級。以1.3英寸固定尺寸的圖像傳感器為例：一是其分辨率在逐年提升，其像素從過去的200萬到現(xiàn)在的超過2000萬；二是噪聲導數(shù)即圖像質(zhì)量不斷提高，相同尺寸下的圖像傳感器，隨著像素的增大圖像質(zhì)量也不斷提高；三是帶寬逐年提高。十年前，29×29mm2標準工業(yè)用攝像頭的像素是200萬像素，后來增加到300萬、500萬、1200萬，今年已經(jīng)達到1600萬。依靠技術(shù)的推動，安森美每一代產(chǎn)品的性能都在提高。3T2esmc

·PCB檢測應(yīng)用

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在PCB檢測中，分辨率和帶寬非常重要。在工業(yè)制造里，勞動生產(chǎn)率是降低成本的重要因素，線路板檢測的勞動生產(chǎn)率，是在固定單位時間內(nèi)所能檢測的線路板面積越大，勞動生產(chǎn)效率就會越高。對圖像傳感器而言，單位時間內(nèi)收集信息量越大，其生產(chǎn)效率就越高。安森美PCB檢測方案的像素為2100萬，信息采集量比競爭對手能大了4倍。3T2esmc

最新的XGS系列圖像傳感器，具備從200萬像素到4500萬像素11款不同像素的產(chǎn)品。該系列最大的特點在于產(chǎn)品開發(fā)戰(zhàn)略，客戶只需要兩塊線路板設(shè)計，就能支撐11款傳感器，較之11個線路板，節(jié)省了大量的成本和時間。該系列產(chǎn)品的性能，包括幀數(shù)、寬動態(tài)、暗電流都有極大地提升。3T2esmc

·4K傳感器應(yīng)用

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上圖是4K產(chǎn)品的寬動態(tài)效果圖。在這個場景中，如果人眼直視該場景，其實完全不能看清細節(jié)，而這款圖像傳感器能夠幫助我們看清細節(jié)。即使0.2cd/cm2光照量非常低和190,000cd/cm2光照量非常高，它們兩處場景的細節(jié)都很清晰，這已經(jīng)超過了人眼的能力。經(jīng)過該傳感器處理的圖片，黑暗與明亮交界的地方輪廓非常清晰。這些特點將能為人工智能提供大量的可靠數(shù)據(jù)。此外，這款4K傳感器還能用于戶外夜景應(yīng)用中。3T2esmc

3D成像、高光譜和多光譜成像也都是安森美未來的方向?，F(xiàn)有的方案都是在系統(tǒng)上解決，比如3D就是雙目，兩個攝像頭或者結(jié)構(gòu)光來解決，高光譜、多光譜，是用多個鏡頭或者多個相機在系統(tǒng)里合成。安森美希望能夠在半導體層面，用摩爾定律來解決這些問題。3T2esmc

具體怎么融入摩爾定律？易繼輝解釋說，需要把在軟件系統(tǒng)或通過硬件系統(tǒng)解決的問題，轉(zhuǎn)移到半導體制程中來解決。比如，針對3D，市場上有很多使用雙目的方法，用軟件把它合成3D效果，不過兩個攝像頭的成本非常高，而且Calibration校準非常嚴格。如果把攝像頭集成到芯片層級，其成本、校準都會降低。這就是把產(chǎn)品、硬件、軟件的問題放到摩爾定律半導體層面來解決。3T2esmc

·激光雷達應(yīng)用

激光雷達的傳統(tǒng)用的技術(shù)是APD，叫做雪崩光電二極管。它的缺點是體積大、功耗高、偵測距離范圍有限、一致性不好。安森美針對激光雷達的技術(shù)叫做SiPM（硅光電倍增管），它的增益是APD的1萬倍，靈敏度是APD的2000倍，工作電壓要求非常低，只要30V，（APD要250V）。而且SiPM的一致性非常好，可支持大批量生產(chǎn)。3T2esmc

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基于在激光雷達產(chǎn)品，安森美也能提供整體的、系統(tǒng)的方案。上圖是激光雷達功能框架圖，由激光發(fā)射源、激光素的發(fā)射，激光素的接收、激光的傳感器、放大器、點云的形成，功率電源管理、激光驅(qū)動器等幾大塊組成。安森美的激光源、激光素發(fā)射、激光素接收的器件是與合作伙伴聯(lián)合開發(fā)，其他電子線路和激光的接收器則則是自研出系統(tǒng)級方案。3T2esmc

在這樣的情況下，安森美的激光產(chǎn)品有單點的，應(yīng)用于醫(yī)療、工業(yè)、汽車領(lǐng)域，還有新的陣列產(chǎn)品（1×12或1×16），下一代激光雷達會用到這樣的技術(shù)。SPAD面陣（400×100）是最新產(chǎn)品，它相當于一個圖像，將來可實現(xiàn)有深度信息的圖像。3T2esmc

·毫米波雷達應(yīng)用

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毫米波雷達適用L1、L2、L3、L4、L5級別的汽車，在不同自動駕駛的級別上有不同的應(yīng)用。安森美的下一代毫米波雷達產(chǎn)品，主要是針對L3級的汽車。安森美把這個技術(shù)稱為“MIMO+”，這是采用安森美專利新開發(fā)出來的技術(shù)，它能夠提供4D的信息（R是距離，V是速度，A是角度，E是高度），適用于L3級別的自動駕駛汽車。3T2esmc

易繼輝最后強調(diào)說：“MIMO+的實際通道、虛擬通道要比競爭對手同類產(chǎn)品多一倍。在同樣性能的毫米波雷達中，我們可節(jié)省50%的mmIC器件、減少優(yōu)化控制器、線路板，從而降低總體的成本。我們也會開發(fā)雷達信號處理，對外聯(lián)接接口符合行業(yè)標準。”3T2esmc