單祥茹

安森美半導(dǎo)體的前身是摩托羅拉半導(dǎo)體，1999年從摩托羅拉半導(dǎo)體分拆。20年后，總收人近60億美元的安森美半導(dǎo)體成功進入美國《財富》500強。在過去的五六年間安森美半導(dǎo)體的產(chǎn)值增長近一倍，汽車和工業(yè)是公司非常重要的兩個業(yè)務(wù)板塊。其中，來自汽車市場的收入占總收入的約1/3，工業(yè)市場約占比1/4，通信市場約占比1/5。之所以形成這樣的市場布局，與安森美半導(dǎo)體的業(yè)務(wù)劃分緊密相關(guān)。公司有三大產(chǎn)品部門，包括電源方案部（PSG）、模擬方案部（ASG）和智能感知部（ISG）。據(jù)安森美半導(dǎo)體智能感知部全球市場及應(yīng)用工程副總裁易繼輝（Sammy YI）介紹，安森美半導(dǎo)體在整個電源行業(yè)表現(xiàn)非常出色。去年，公司將圖像傳感器部門（ISG， Image Sensor Group）更名為智能感知部門（Intelligent Sensing Group）。這不僅僅是名稱上的更改，而是表明公司在感知業(yè)務(wù)領(lǐng)域即將推出全新的市場策略和解決方案。

智能傳感器、深度感知、傳感器融合是感知未來發(fā)展的三個趨勢。智能傳感器已被廣泛應(yīng)用于汽車、機器視覺、邊緣人工智能三個領(lǐng)域。而重賦內(nèi)涵的安森美半導(dǎo)體智能感知部亦將這三大應(yīng)用市場作為接下來的主攻方向?！霸谶@三個板塊中，全球世界500強的客戶，包括一些新型創(chuàng)新企業(yè)都是我們的客戶。我們的目標(biāo)是‘創(chuàng)造超越人眼的視覺’。當(dāng)然，有一些功能現(xiàn)在已經(jīng)完全超過了，但這只是我們技術(shù)開發(fā)的開始?！币桌^輝表示。

汽車市場策略：提供感知和視覺總體解決方案

現(xiàn)在，應(yīng)用于汽車上的智能感知元器件越來越多。目前安森美半導(dǎo)體為啟用自動駕駛的車輛配有9個圖像傳感器，下一代正在開發(fā)的產(chǎn)品將超過12個，另有約20個正處于研發(fā)階段。同時還配備有10個雷達，至少2個超聲波，將來也會配置至少1個激光雷達。這樣的裝備使得汽車的感知能力甚至超過駕駛員。駕駛員的視線范圍一般只能覆蓋前方180度，最大也就是200度左右，而汽車的智能感知能力可以做到360度無死角，并且是全天候工作。“感知技術(shù)搭配人工智能，未來自動駕駛和智能駕駛一定會比人類更可靠、更安全，只是現(xiàn)階段技術(shù)還尚未成熟?！币桌^輝說。

在汽車智能感知應(yīng)用上，安森美半導(dǎo)擁有寬廣的汽車傳感器陣容。據(jù)易繼輝介紹，2018年，安森美半導(dǎo)體產(chǎn)品占整個超聲波行業(yè)市場份額的60%?！?017年通過收購IBM海法研究小組（IBM Research Haifa Lab）在以色列的毫米波研發(fā)中心，安森美半導(dǎo)體擁有了毫米波雷達方案。2018年5月，公司再次出手收購了愛爾蘭SensL Technologies公司，該公司的核心技術(shù)之一是SPAD（單一光電雪崩二極管），產(chǎn)品具有非常高的感光效應(yīng)。因此，安森美半導(dǎo)體是迄今全球唯一一家擁有所有感知技術(shù)的公司。我們的戰(zhàn)略布局是進一步提升綜合能力，使其達到極致，以寬廣的產(chǎn)品陣容滿足客戶全方位的需求，而不是僅僅在某一個領(lǐng)域做到極致。這是我們的戰(zhàn)略布局，也是我們未來的一個優(yōu)勢?！币桌^輝表示。

圖像傳感器力爭實現(xiàn)動態(tài)范圍最大化：圖像傳感器是整個半導(dǎo)體行業(yè)復(fù)雜程度最高的技術(shù)，其中包含很多前沿技術(shù)，它需要將光子和電子二者結(jié)合，把光轉(zhuǎn)換成電，再把電轉(zhuǎn)換成光。光轉(zhuǎn)換成電以后，通過數(shù)字線路和模擬線路進行傳輸。據(jù)易繼輝介紹，安森美半導(dǎo)體已經(jīng)可以做到兩個芯片堆棧，并已經(jīng)在批量生產(chǎn)。三個芯片堆棧的量產(chǎn)很快也會實現(xiàn)，接下來還將把處理器、存儲器等加載到圖像傳感器中。

寬動態(tài)最早是滿足汽車應(yīng)用的需求，現(xiàn)在寬動態(tài)已經(jīng)不光局限在汽車應(yīng)用上，還延伸至邊緣人工智能和工業(yè)領(lǐng)域。簡單來說，寬動態(tài)是指一個圖片上亮和暗的比差。用手機從室內(nèi)拍攝窗外的時候，一般室外景物拍攝清晰時但室內(nèi)拍攝效果卻是一片漆黑，若保證室內(nèi)清晰窗外效果就一片空白，原因就是手機的寬動態(tài)不夠。

夜間行車，特別是遇到相向而行的車開啟大燈的時候。在寬動態(tài)102dB的情況下，可以看到路邊行人的輪廓，那人工智能就可以判別左邊有行人。但如果寬動態(tài)在90dB或80dB，人工智能算法就沒有辦法判斷這是人，甚至看不到左邊這個實體的存在。所以，寬動態(tài)汽車在應(yīng)用中非常重要。

功能安全和網(wǎng)絡(luò)安全雙管齊下：從易繼輝提供的第三方市場調(diào)研數(shù)據(jù)可以看出，安森美半導(dǎo)體在安森美半導(dǎo)體在汽車視覺和感知領(lǐng)域已經(jīng)處于絕對的市場領(lǐng)先地位。2016年，智能感知部門在汽車視覺（Viewing）和感知攝像機（Sensing）兩個市場的總體市占率達到50%02018年，市占率上升到62%，如果只看機器視覺（ADAS+自動駕駛），已經(jīng)擁有超過80%的市場份額。

在汽車應(yīng)用中除了性能之外，功能安全也至關(guān)重要。自動駕駛不僅要可靠，更要可信。要做到可信，就要從最底層的元件做起。另外，隨著汽車智能化進程的加快，網(wǎng)絡(luò)安全也變得越來越重要。對于一輛自動駕駛的汽車而言，如果有黑客控制汽車或者在系統(tǒng)上做一些手腳，將會造成極大的危害。據(jù)易繼輝介紹，安森美半導(dǎo)體是全球第一個把網(wǎng)絡(luò)安全功能增加到圖像傳感器中的半導(dǎo)體公司，目前產(chǎn)品已經(jīng)處于量產(chǎn)階段。

加大汽車生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)：建立汽車生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴關(guān)系非常重要。目前，安森美半導(dǎo)體的生態(tài)系統(tǒng)分為三個層面：第一，在產(chǎn)品上的對接，即新開發(fā)的產(chǎn)品必須與合作伙伴的新產(chǎn)品對接;第二，在產(chǎn)品線路圖上的對接，即新產(chǎn)品的線路圖與友商的下一代新產(chǎn)品的線路圖對接;第三，也是最深層次的合作，即產(chǎn)品概念上的契合，在產(chǎn)品定義之前就與合作伙伴展開合作。

建立全面的汽車智能感知陣容：目前汽車電子的應(yīng)用主要針對三個方向，一是車外的人工視覺，包括環(huán)視、后視;二是車外的機器視覺，包括ADAS、自動駕駛。三是艙內(nèi)監(jiān)控，除了傳統(tǒng)的駕駛員疲勞監(jiān)控，還有疾病檢測、情緒/生理檢測，安全氣囊精準(zhǔn)調(diào)整、人機互動（Human Machine Interaction）、虹膜識別（IrisDetection）和人臉識別等。另外對乘員的監(jiān)控、寵物檢測、機器人出租車（robot taxi）的很多的功能等都屬于艙內(nèi)監(jiān)控。

近紅外+（NIR+）像素技術(shù)是應(yīng)用于汽車領(lǐng)域的重要技術(shù)，汽車在夜間行駛時對近紅外傳感器的有極高的要求。安森美半導(dǎo)體的近紅外頻段在850納米至940納米之間，增加了約4倍的近紅外靈敏度。

現(xiàn)在的圖像傳感器主要包括兩項技術(shù)，即卷簾式快門和全局快門技術(shù)。全局快門是一次性即時捕捉所有的信號。卷簾快門是逐行掃描，在拍攝高速運轉(zhuǎn)的物體時，圖像會變形，但如果采用全局快門，拍攝出的效果會非常清晰?！捌?、八年前，就是因為這項技術(shù)我們在工業(yè)掃描行業(yè)擁有超過60%的市場占有率。現(xiàn)在這項技術(shù)已經(jīng)發(fā)展至第八代。與競爭對手相比，我們至少領(lǐng)先兩代。該技術(shù)將很快應(yīng)用到汽車上，主要針對駕駛員疲勞監(jiān)控功能?！币桌^輝說。

毫米波雷達在自動駕駛中將扮演重要角色。安森美半導(dǎo)體正處于客戶評估階段的一款產(chǎn)品，其主要優(yōu)勢是能降低整個系統(tǒng)的成本。目前市場需要4個發(fā)射器，該產(chǎn)品只需2個就能達到同樣效果。隨著L2、L3、L4和全自動駕駛的需求增長，長距、中距和短距毫米波雷達的需求量將越來越多，安森美半導(dǎo)體的成本優(yōu)勢將愈發(fā)突出。

安森美半導(dǎo)體的激光雷達是通過收購獲得的，產(chǎn)品原在醫(yī)療設(shè)備市場上擁有最高占有率。現(xiàn)在，這項技術(shù)將轉(zhuǎn)人到汽車應(yīng)用，并且成為市場上第一款達到車規(guī)的激光雷達。由于采用固態(tài)雷達，這款產(chǎn)品的成本大約到幾百美元，在一個動不動就需要上萬美元的激光雷達市場，實在是自動駕駛行業(yè)的一大利好，其接下來的竟?fàn)幜Σ蝗菪∮U。

工業(yè)機器視覺市場策略：以產(chǎn)品的不可取代性占領(lǐng)市場制高點

隨著人工智能的開發(fā)，工業(yè)機器視覺和邊緣人工智能越來越受到業(yè)界重視。除了傳統(tǒng)工廠自動化、智能化工廠的發(fā)展，機器視覺還在智能交通、新零售、智能樓宇/家居、機器人等領(lǐng)域不斷發(fā)展。安森美半導(dǎo)體憑借全方位的產(chǎn)品陣容，在工業(yè)機器視覺市場表現(xiàn)亮眼。

與汽車市場一樣，安森美半導(dǎo)體在工業(yè)機器視覺市場擁有寬廣的產(chǎn)品陣容。既有CMOS圖像傳感器，又有CCD圖像傳感器，可達到上千萬的VGA（視頻圖像分辨率）。

其中，安森美半導(dǎo)體XGS傳感器系列采用3.2微米全局快門CMOS設(shè)計，降低了設(shè)計尺寸。具有高寬動態(tài)、低功耗架構(gòu)、低噪聲等特點。同時，安森美半導(dǎo)體擁有全系列像素的傳感器產(chǎn)品，客戶的一個攝像機可以支持多種分辨率。29×29mm是工業(yè)上使用的標(biāo)準(zhǔn)相機尺寸，在這么小的尺寸下實現(xiàn)高像素是一件極其困難的事情。據(jù)易繼輝介紹，XGS傳感器系列采用緊湊占位，在同樣29×29mm尺寸內(nèi)像素點明顯提高?，F(xiàn)在PYTHON系列可以達到1200萬像素，XGS系列可以達到1600萬像素，且均已量產(chǎn)。而PYTHON系列是目前市場上唯一一個在29×29mm尺寸上做到1600萬像素的產(chǎn)品。XGS 45000系列像素非常高，功耗低僅有3瓦，支持8K視頻。以PCB檢測為例，使用2000萬像素傳感器只能看到其中一部分，至少需要2個攝像頭或兩次曝光，僅用一個XGS 45000系列即可檢測PCB的全貌。

KAI-50140 CCD圖像傳感器是一款5000萬像素的CCD圖像傳感器。CCD的優(yōu)勢是圖像質(zhì)量非常高，主要應(yīng)用于高端相機，但成本也很高?，F(xiàn)在的典型應(yīng)用主要用于4K平板檢測。4K平板檢測現(xiàn)在已經(jīng)從LED過渡到OLED，OLED和LED最大的區(qū)別是LED有背光源，而OLED是每個像素本身帶一個光源。由于每個光源的均勻度是不一樣的，給檢測帶來了挑戰(zhàn)。要保證在檢測的時候能夠看得非常清楚，將LED光源的不均勻度分辨出來，現(xiàn)在只有CCD圖像傳感器能夠做到。KAI-50140 CCD圖像傳感器的優(yōu)勢將在這一領(lǐng)域得到充分體現(xiàn)。

邊緣人工智能策略：加快新產(chǎn)品開發(fā)進程壯大產(chǎn)品線

隨著AI技術(shù)、5G、IoT（物聯(lián)網(wǎng)）的不斷發(fā)展，云端、物端、邊緣計算技術(shù)應(yīng)運而生。云端計算速度非常高，感知、識別或判斷、決策、行動這四個步驟都可在云端進行處理，但最大的問題是大量數(shù)據(jù)送到云端成本非常高，延時性也不好，邊緣計算應(yīng)運而生?，F(xiàn)在的邊緣設(shè)備主要有兩種，一種是處理密集型，對傳感器智能和功耗要求并不高，但需要終端有更高的處理能力。另一種是IoT設(shè)備，對耗電量有苛刻的要求，同時對靈活性也有非常高的要求，能隨時喚醒。

AR0430、AR0431是安森美半導(dǎo)體專為IoT設(shè)計的傳感器。最大的特點是低功耗，一幀時只有8毫安，而且其幀數(shù)可以在1幀至120幀之間調(diào)節(jié)，典型的應(yīng)用是家中的監(jiān)控相機，無人時相機不工作，一旦有人走動就會觸動它開啟。

另一款安森美半導(dǎo)體正在開發(fā)的傳感器產(chǎn)品，主要用于邊緣人工智能應(yīng)用，產(chǎn)品類似全局快門，實際上是卷簾式快門，但功能相當(dāng)于全局快門，速率非常高，每秒約250幀左右。低成本、小尺寸、低功耗是它的另一大特色，在1幀的情況下功耗小于2.5毫安，芯片尺寸小到幾乎可以隱藏起來。因使用到NIR技術(shù)，夜間成像也有了保證。另外，該產(chǎn)品還有運動檢測以及自動喚醒功能。

SPAD陣列激光雷達（LiDAR）Pandion是安森美半導(dǎo)體今年剛剛推出的一個產(chǎn)品，固態(tài)光源Flash可以感知3米內(nèi)的深度，掃描式的波速控制（Beam Steering）則可以感知到100米左右的深度。因采用了矩陣型感光點，形成400×100的矩陣，區(qū)別于傳統(tǒng)的點云（point cloud），該激光雷達可以形成圖像。易繼輝表示：“這是我們走的第一步，把激光雷達矩陣化，變成圖像，以后我們提到的可能就不是LiDAR pointcloud，而是LiDAR image?！?/p>

門禁、閘口人臉識別的防偽是安森美半導(dǎo)體產(chǎn)品在人工智能深度感知上的一個應(yīng)用嘗試。它們用相機同時提供彩色圖像和深度圖像，2D相片識別后為平面的，沒有深度的數(shù)據(jù)，因此，安森美半導(dǎo)體則通過CNN（卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）深度學(xué)習(xí)提高感知的可靠性。

對于安森美半導(dǎo)體智能感知部門而言，在至關(guān)重要的應(yīng)用領(lǐng)域一一汽車自動駕駛、工業(yè)機器視覺、邊緣人工智能，以完整的感知模式及成像方案，包括超聲波、成像、毫米波雷達、激光雷達和傳感器融合，全方位服務(wù)市場和客戶，應(yīng)是其重新定義該部門的最大目標(biāo)。