安森美半導(dǎo)體智能感知聚焦：汽車(chē)、機(jī)器視覺(jué)和邊緣人工智能

　　安森美半導(dǎo)體的前身是摩托羅拉半導(dǎo)體，1999年從摩托羅拉拆分出來(lái)，2000年在美國(guó)納斯達(dá)克上市。現(xiàn)在全球有34,000人左右，2019年總收入約55億美金。安森美半導(dǎo)體市場(chǎng)范圍非常廣泛，核心市場(chǎng)主要是在汽車(chē)、工業(yè)、通信、消費(fèi)類(lèi)和計(jì)算。

　　目前，安森美半導(dǎo)體主要分為電源方案部（PSG）、先進(jìn)方案部（ASG）、智能感知部（ISG）三大產(chǎn)品部門(mén)。其中，智能感知部（ISG）的歷史并不很長(zhǎng)，通過(guò)一些戰(zhàn)略性的兼并、收購(gòu)，安森美于2014年成立了該部門(mén)。據(jù)安森美半導(dǎo)體智能感知部全球市場(chǎng)和應(yīng)用工程副總裁易繼輝（Sammy Yi）表示：“從營(yíng)業(yè)額來(lái)看，智能感知部（ISG）不是公司最大的部門(mén)，但是成長(zhǎng)速度是最快的。”

　　安森美半導(dǎo)體智能感知部全球市場(chǎng)和應(yīng)用工程副總裁易繼輝（Sammy Yi）

　　安森美：市場(chǎng)領(lǐng)先的完整智能感知方案供應(yīng)商

　　據(jù)日本TSR（Techno Systems Research）市場(chǎng)調(diào)研結(jié)果顯示，安森美在汽車(chē)成像和汽車(chē)感知兩大市場(chǎng)，占據(jù)絕對(duì)領(lǐng)導(dǎo)優(yōu)勢(shì)。其中，在汽車(chē)成像市場(chǎng)，如駕駛員、乘客、后視、環(huán)視、電子后視鏡等應(yīng)用領(lǐng)域，安森美全球市場(chǎng)占比超過(guò)60%；在汽車(chē)感知市場(chǎng)，即為人工智能和機(jī)器視覺(jué)用的感知系統(tǒng)，全球市占比更是高達(dá)80%以上，且還在逐年擴(kuò)大。

　　不僅如此，安森美市場(chǎng)份額遠(yuǎn)比第三方市場(chǎng)調(diào)查出來(lái)的高。據(jù)易繼輝（Sammy Yi）指出，僅2019年一年安森美在汽車(chē)市場(chǎng)銷(xiāo)售了近一億顆傳感器，而全球汽車(chē)銷(xiāo)售量約為6,500萬(wàn)輛，平均一輛車(chē)有接近2個(gè)攝像頭。

　　據(jù)悉，安森美是提供完整的感知模式及方案的供應(yīng)商，例如超聲波、成像、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)和傳感器融合。目前，公司重點(diǎn)關(guān)注汽車(chē)、機(jī)器視覺(jué)和邊緣人工智能幾大主要市場(chǎng)方向。

　　重點(diǎn)關(guān)注汽車(chē)、機(jī)器視覺(jué)和邊緣人工智能

　　汽車(chē)感知應(yīng)用

　　很多人都在講，未來(lái)的汽車(chē)已不像傳統(tǒng)的汽車(chē)，而是一個(gè)架在四個(gè)輪子上的計(jì)算機(jī)。易繼輝認(rèn)為，更嚴(yán)格的定義應(yīng)該是：架在四個(gè)輪子上，而且具有極其強(qiáng)有力的感知能力的計(jì)算機(jī)。為什么這樣講？從過(guò)去這些年一步步走過(guò)來(lái)，看到ADAS攝像頭、倒車(chē)攝像頭、環(huán)視360度，監(jiān)控、電子車(chē)鏡、駕駛員監(jiān)控、乘務(wù)員監(jiān)控、車(chē)內(nèi)的、毫米波雷達(dá)和激光雷達(dá)。現(xiàn)在最好的汽車(chē)感知系統(tǒng)已遠(yuǎn)超過(guò)人類(lèi)感知，能夠瞬間不間斷地監(jiān)控周?chē)�環(huán)境，這是人工駕駛員遠(yuǎn)做不到的。駕駛員經(jīng)常會(huì)分心或注意力不集中疲勞的時(shí)候，而感知系統(tǒng)則不會(huì)有這樣的問(wèn)題。易繼輝指出，未來(lái)的自動(dòng)駕駛很可能會(huì)比人類(lèi)駕駛更安全，其中一個(gè)原因就是它的感知系統(tǒng)越來(lái)越豐富，越來(lái)越全面，而且越來(lái)越強(qiáng)大。安森美半導(dǎo)體為整個(gè)汽車(chē)提供全面的智能感知方案。

　　據(jù)易繼輝介紹，汽車(chē)行業(yè)和幾年前比已有了非常大的改變，一是汽車(chē)行駛更快；二是汽車(chē)自動(dòng)駕駛功能的要求；三是網(wǎng)絡(luò)安全要求越來(lái)越高。由此給汽車(chē)成像帶來(lái)諸多挑戰(zhàn)，其中影響最為突出的就是，寬動(dòng)態(tài)、環(huán)境條件和對(duì)圖像傳感器來(lái)說(shuō)很獨(dú)特的挑戰(zhàn)：辨別LED指示牌、交通燈。在許多國(guó)家由于采用的圖像傳感器頻率不同步，經(jīng)常捕捉不到信號(hào)，雖然這對(duì)駕駛員人眼來(lái)看沒(méi)太大問(wèn)題，但對(duì)機(jī)器視覺(jué)就是很大的挑戰(zhàn)。

　　針對(duì)上述問(wèn)題，安森美開(kāi)發(fā)了Hayabusa系列產(chǎn)品，其具有整個(gè)市場(chǎng)最高的寬動(dòng)態(tài)效果和第一款具有網(wǎng)絡(luò)安全功能產(chǎn)品。Hayabusa系列產(chǎn)品可一次曝光就能實(shí)現(xiàn)95dB，經(jīng)過(guò)多次曝光可達(dá)到120dB。未來(lái)，安森美下一代的產(chǎn)品一次曝光有望能夠達(dá)到110dB，多次曝光可達(dá)140dB，這是整個(gè)行業(yè)中領(lǐng)先的一個(gè)指標(biāo)。

　　此外，針對(duì)照明環(huán)境下的夜視場(chǎng)景應(yīng)用，安森美新一代產(chǎn)品開(kāi)發(fā)出來(lái)的近紅外+（NIR+）工藝，在近紅外光電轉(zhuǎn)換效應(yīng)提高了4倍。

　　自動(dòng)駕駛

　　經(jīng)過(guò)多年的技術(shù)積累，自動(dòng)駕駛技術(shù)已經(jīng)走到了落地的關(guān)鍵階段，無(wú)人駕駛落地場(chǎng)景不斷拓展，商業(yè)模式初見(jiàn)雛形。

　　目前，中國(guó)國(guó)內(nèi)自動(dòng)駕駛分級(jí)和國(guó)外基本接近，都是六級(jí)，從L0到L5，0級(jí)到5級(jí)，級(jí)別逐漸地提高，里面的自動(dòng)化程度逐步擴(kuò)大。最大的一個(gè)分界點(diǎn)是從L3到L4。其主要區(qū)別在于，L3在一些極限場(chǎng)景下需要駕駛員自己來(lái)操控；L4理論上則不需要駕駛員干預(yù)，完全可由機(jī)器來(lái)操作。易繼輝指出，從汽車(chē)行業(yè)來(lái)講，安森美提供一整套的圖像傳感器方案，有超過(guò)十多年的技術(shù)投入，其在時(shí)間和道路的驗(yàn)證，功能安全、網(wǎng)絡(luò)安全的領(lǐng)先，且還不斷在技術(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量等方面不斷耕耘。

　　工業(yè)機(jī)器視覺(jué)及邊緣人工智能應(yīng)用

　　據(jù)第三方調(diào)研公司Yole Development的數(shù)據(jù)顯示，安森美在工業(yè)機(jī)器視覺(jué)領(lǐng)域的市場(chǎng)份額也是第一。工業(yè)4.0、工業(yè)自動(dòng)化、人工智能使機(jī)器視覺(jué)市場(chǎng)快速發(fā)展，特別是在國(guó)內(nèi)。邊緣人工智能不斷地、幾乎每年會(huì)出現(xiàn)一些新領(lǐng)域，比如新零售，智慧農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)和農(nóng)業(yè)都開(kāi)始了智能化。

　　平板檢測(cè)是整個(gè)工業(yè)機(jī)器視覺(jué)行業(yè)中，對(duì)圖像傳感器最有挑戰(zhàn)性的應(yīng)用。它從1K、2K、4K一直到8K，像素在逐漸擴(kuò)大。過(guò)去檢測(cè)LED面板上的1顆像素，對(duì)應(yīng)需要9顆像素（3×3），OLED則對(duì)應(yīng)需要16顆（4×4），甚至25顆（5×5）像素。所以對(duì)圖像傳感器的像素要求越來(lái)越高，從4,500萬(wàn)要到1.5億像素，甚至超過(guò)2億像素。

　　同樣圖像傳感器的分辨率在逐年提升，從過(guò)去的200萬(wàn)像素，500萬(wàn)，800萬(wàn)，1200萬(wàn)，現(xiàn)在達(dá)到超過(guò)2000萬(wàn)。二是噪聲導(dǎo)數(shù)，相當(dāng)于圖像質(zhì)量，在同樣大小的尺寸下的圖像傳感器逐年隨著像素的增大，圖像質(zhì)量也是不斷地提高。帶寬也是在逐年提高。據(jù)易繼輝指出，安森美在技術(shù)上有非常長(zhǎng)時(shí)間的積累：全局快門(mén)，是在高速運(yùn)動(dòng)下使圖像不會(huì)有拖影；內(nèi)校正，像素內(nèi)的校正，以前都是在系統(tǒng)里通過(guò)軟件校正，現(xiàn)在直接做到硬件里，像素內(nèi)部去做圖像校正；堆棧架構(gòu)，以后就不光是兩維空間了，而是三維，堆棧式，兩次堆棧，三次堆棧都有可能實(shí)現(xiàn)。以后不光把模擬和數(shù)字信號(hào)放在第二層，甚至于人工智能一些算法放在第三層里，整個(gè)圖像傳感器就是高智能化的圖像傳感器。

　　1.3英寸固定尺寸的圖像傳感器2000-2006年的發(fā)展趨勢(shì)

　　PCB檢測(cè)：在工業(yè)制造里，勞動(dòng)生產(chǎn)率是降低成本很主要的因素，線路板檢測(cè)的勞動(dòng)生產(chǎn)率，就是在固定單位時(shí)間內(nèi)所能檢測(cè)的線路板面積越大，勞動(dòng)生產(chǎn)效率就會(huì)越高。相對(duì)圖像傳感器來(lái)講，單位時(shí)間內(nèi)收集信息量越大，生產(chǎn)效率就越高。據(jù)易繼輝介紹，安森美一款用于PCB檢測(cè)的圖像傳感器高達(dá)2100萬(wàn)像素（競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的是500萬(wàn)像素和1300萬(wàn)像素），其信息采集量是競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的4倍，能夠成倍地提高生產(chǎn)率。

　　據(jù)悉，安森美最近新的XGS系列圖像傳感器，從200萬(wàn)像素一直到4500萬(wàn)像素，有11款不同像素的產(chǎn)品。該系列有個(gè)最大的特點(diǎn)，就是公司的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略，客戶(hù)只需要兩塊線路板設(shè)計(jì)就能支撐11款不同的傳感器，相對(duì)于11個(gè)線路板就節(jié)省了大量的成本和時(shí)間。

　　此外，特別是在后疫情時(shí)期出現(xiàn)的一些大趨勢(shì)：一是遠(yuǎn)程化。遠(yuǎn)程教學(xué)、遠(yuǎn)程醫(yī)療會(huì)越來(lái)越普遍；二是無(wú)人化，例如無(wú)人送貨車(chē)、無(wú)人商店，減少人和人之間的接觸，即無(wú)接觸化，減少一些傳染。還有一方面就是COVID-19的檢測(cè)，安森美現(xiàn)在正和一些公司合作開(kāi)發(fā)COVID-19病毒檢測(cè)設(shè)備。

　　汽車(chē)遠(yuǎn)距激光雷達(dá)(LiDAR)

　　在激光雷達(dá)產(chǎn)品上，安森美也是按照傳統(tǒng)的產(chǎn)品戰(zhàn)略提供整體的、系統(tǒng)的方案。據(jù)悉，安森美在激光源、激光素發(fā)射、激光素接收的器件上和合作伙伴合作，其他電子線路和激光的接收器則是由自己開(kāi)發(fā)出系統(tǒng)級(jí)方案。

　　安森美的激光產(chǎn)品有單點(diǎn)的，例如在醫(yī)療、工業(yè)、汽車(chē)都有應(yīng)用，還有新開(kāi)發(fā)出來(lái)的陣列，1×12或1×16，下一代的激光雷達(dá)都會(huì)用到這樣的產(chǎn)品。最新開(kāi)發(fā)出來(lái)的叫做SPAD面陣，是400×100，已經(jīng)不是點(diǎn)云了，已經(jīng)和圖像傳感器差不多，相當(dāng)于是一個(gè)圖像，將來(lái)完全可實(shí)現(xiàn)有深度信息的圖像。

　　毫米波雷達(dá)的適用范圍有：L1、L2、L3、L4、L5。在不同自動(dòng)駕駛的級(jí)別上有不同的應(yīng)用。安森美下一代毫米波雷達(dá)產(chǎn)品的重點(diǎn)是放在L3上，安森美將其稱(chēng)作“MIMO+”。據(jù)悉，作為新開(kāi)發(fā)的專(zhuān)利技術(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，能夠提供四維信息，用于L3層級(jí)的自動(dòng)駕駛。