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),不同于CPU由單一電子部件組成,,圖像傳感技術(shù)則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,,這里面包含了很多前沿技術(shù),。安森美半導(dǎo)體一直將圖像傳感器作為公司主營業(yè)務(wù)之一,去年,,安森美將圖像傳感器部門(Image Sensor Group)更名為智能感知部門(Intelligent Sensing Group),,目前是安森美三大產(chǎn)品部門之一。
安森美智能感知部全球市場及應(yīng)用工程副總裁易繼輝
同時,,安森美也是全球唯一一家提供全方位智能感知方案的供應(yīng)商,,包括超聲波、成像,、毫米波雷達(dá),、激光雷達(dá)和傳感器融合。日前,,安森美智能感知部全球市場及應(yīng)用工程副總裁易繼輝在媒體交流會上,,介紹了公司最新的智能感知發(fā)展策略,分析了汽車,、工業(yè)和邊緣人工智能等市場的需求和趨勢,,并分享了公司的重點(diǎn)智能感知方案和技術(shù)。
聚焦三大市場應(yīng)用
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,。在汽車智能化,、機(jī)器視覺、工業(yè)自動化等不斷推進(jìn)的行業(yè)大趨勢中,,智能感知發(fā)揮著關(guān)鍵作用,。據(jù)易繼輝介紹,安森美智能感知部的終端市場有很多,包括航空國防,、科學(xué)研究和醫(yī)療等,,其中汽車、機(jī)器視覺,、邊緣人工智能是其最重要的三大市場方向,。
安森美半導(dǎo)體在汽車感知和機(jī)器視覺領(lǐng)域的市場份額都是全球第一,具備領(lǐng)先的技術(shù)優(yōu)勢和全面的方案陣容,,而在邊緣人工智能的全局快門技術(shù)也領(lǐng)先行業(yè),。公司的智能感知業(yè)務(wù)的未來將聚焦在這三大策略市場的增長機(jī)會,不斷擴(kuò)展持續(xù)創(chuàng)新的方案陣容,。
安森美為邁向自動駕駛鋪平道路
現(xiàn)在汽車中的智能感知元器件越來越多,。目前啟用自動駕駛的車輛擁有9個圖像傳感器,而下一代正在開發(fā)的汽車中圖像傳感器已經(jīng)超過12個,,還有研發(fā)階段的汽車接近20個圖像傳感器,。同時還配備有10個雷達(dá)傳感器,至少2個超聲波傳感器,,將來也會配置至少1個激光雷達(dá),。這將是一個迅速增長的市場。
在易繼輝看來,,未來,,汽車圖像傳感器增長最為迅速的將會是如下幾種應(yīng)用場景:(1) 先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)攝像機(jī),用于前方碰撞警報,、車道偏離警報,、自動遠(yuǎn)光燈控制、交通信號識別,、行人檢測等,;(2)車艙內(nèi)攝像機(jī),這也下一代智能汽車應(yīng)用中發(fā)展非??焖俚囊粋€應(yīng)用,。未來,在車內(nèi)安裝Driver Monitoring System(駕駛員監(jiān)控系統(tǒng))是整個無人駕駛行業(yè)的趨勢,,包括CAR DVR(行車記錄儀),,現(xiàn)在安裝的很多行車記錄儀都需要用到圖像傳感器。(3) 視覺攝像機(jī)和攝像機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)(CMS),,一些大型卡車已經(jīng)開始應(yīng)用該系統(tǒng)來取代車鏡,。由于歐洲市場法規(guī)規(guī)定,,汽車一定要配備后視鏡,。但是卡車后視鏡面積很大,造成較大的擋風(fēng)阻力,有了CMS攝像頭之后,,卡車的后視鏡就可以被改小,。根據(jù)計算,使用后視鏡替代能夠節(jié)省5-10%的能源,。(4)自動駕駛,,例如前視和環(huán)視攝像機(jī)、駕駛員監(jiān)控等,。
就汽車智能感知的應(yīng)用而言,,安森美現(xiàn)在提供了寬廣的汽車傳感器陣容。2018年,,安森美半導(dǎo)體占整個超聲波行業(yè)市場份額的60%,。2017年收購了IBM海法研究小組(IBM Research Haifa Lab)在以色列的毫米波研發(fā)中心,現(xiàn)在可提供毫米波雷達(dá)方案,。2018年5月,,安森美收購了愛爾蘭 SensL Technologies公司,掌握了其核心技術(shù)--SPAD(單一光電雪崩二極管),,該產(chǎn)品具有非常高的感光效應(yīng),,具有上百萬、上億的感光倍數(shù),。至此,,安森美成為全球唯一一家擁有所有感知技術(shù)的公司,打破了行業(yè)間的壁壘,。安森美的戰(zhàn)略布局是提升綜合能力,,以寬廣的產(chǎn)品陣容滿足客戶全方位的需求。
半導(dǎo)體器件在汽車應(yīng)用中除了性能之外,,功能安全也至關(guān)重要,。自動駕駛不光要可靠,更要可信,。當(dāng)你開啟自動駕駛車,,坐在里面的時候,要讓你感覺自在,,要讓你相信這部車的自動駕駛能力,。要做到可信,就要從最底層的元件做起,。
同時,,網(wǎng)絡(luò)安全現(xiàn)在越來越重要。對于汽車自動駕駛,,如果有黑客可以控制汽車自動駕駛系統(tǒng),,或者在系統(tǒng)上做一些手腳,,就會造成極大的危害。所以,,網(wǎng)絡(luò)安全對汽車而言越來越重要,。安森美半導(dǎo)體是全球第一個把網(wǎng)絡(luò)安全的功能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,。
安森美半導(dǎo)體的核心技術(shù)Clarity+能夠把Viewing和Sensing技術(shù)結(jié)合?,F(xiàn)在市場上人工視覺使用一個相機(jī),機(jī)器視覺使用另外一個相機(jī),。而一個使用安森美半導(dǎo)體的相機(jī)既能做到機(jī)器視覺信號又能提供人工視覺信號,,這是系統(tǒng)集成的一項(xiàng)技術(shù)。
在產(chǎn)品之外,,安森美也與50多家端到端圖像方案合作伙伴建立了緊密的聯(lián)系,,共同構(gòu)建了良好的汽車生態(tài)系統(tǒng)。
安森美在機(jī)器視覺領(lǐng)域遙遙領(lǐng)先
近幾年隨著人工智能的開發(fā),,工業(yè)機(jī)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(jī)器視覺還在智能交通,、新零售、智能樓宇/家居,、機(jī)器人(無人機(jī),、服務(wù)機(jī)器人、工業(yè)用機(jī)器人,、送貨機(jī)器人,、合作機(jī)器人)等領(lǐng)域不斷發(fā)展。目前,,安森美半導(dǎo)體,,憑借全方位的產(chǎn)品陣容,成為工業(yè)機(jī)器視覺的領(lǐng)袖,。
安森美為工業(yè)用戶客戶提供全方位的產(chǎn)品服務(wù),,既有CMOS圖像傳感器,又有CCD圖像傳感器,,可達(dá)到上千萬的VGA(Video Graphics Array,,視頻圖像分辨率)。兩年前的上海機(jī)器視覺展上,,安森美推出的PYTHON系列CMOS圖像傳感器轟動業(yè)界,,它是目前市場上唯一一款在29×29mm設(shè)計尺寸內(nèi)做到1600萬像素的產(chǎn)品。今年安森美推出X系列,,在PYTHON系列的基礎(chǔ)上又進(jìn)一步提升了性能,。
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。它的性能非常好,,包括高寬動態(tài),、低功耗架構(gòu),、低噪聲,。同時,安森美擁有全系列像素的傳感器產(chǎn)品,,客戶的一個攝像機(jī)可以支持多種分辨率,。
安森美下一代傳感器用于邊緣人工智能應(yīng)用
目前AI技術(shù)、5G,、IoT(物聯(lián)網(wǎng))不斷發(fā)展,,云端、物端,、邊緣計算也應(yīng)運(yùn)而生,。云端計算速度非常高,感知,、識別或判斷,、決策、行動,,這四個步驟都在會云端得以處理,,但它的問題是大量數(shù)據(jù)送到云端成本非常高,延時性也不好,。節(jié)點(diǎn)就是物端,。邊緣設(shè)備基本上有兩種,一是處理密集型,,有些設(shè)備像機(jī)器人的電池儲電量非常高,,因?yàn)橐WC機(jī)器人的行走、運(yùn)動,,所以對傳感器智能和功耗要求并不高,,它需要終端有更高的處理能力。另外一種是IoT的,,這些設(shè)備有時會放在一個地方一兩年,,因此對耗電量的要求非常高,同時對靈活使用性要求也非常高的,,因?yàn)槌3P枰臅r候才叫醒它,,不需要24小時運(yùn)轉(zhuǎn)。
安森美的AR0430,、AR0431專為IoT設(shè)計,,最大的特點(diǎn)是低功耗,,在一幀的時候只有8毫安,而且其幀數(shù)可以調(diào)節(jié),,可在1幀至120幀調(diào)節(jié),。典型的應(yīng)用是家中的監(jiān)控相機(jī),只有有人走動時才會被觸動開啟,。另外,,據(jù)透露,安森美還有一款正在開發(fā)的產(chǎn)品,,該產(chǎn)品采用卷簾式快門,,但卻具有全局快門的功能,速率非常高,,每秒250幀左右,,且極具成本優(yōu)勢。其次是功耗低,,在1幀的情況下功耗小于2.5毫安,。而且它有運(yùn)動檢測,可以自動喚醒,。在沒有人的時候,,它處于休息狀態(tài),一旦有人運(yùn)動,,便可快速自動喚醒,,立即進(jìn)入照相功能。另外,,還使用到 NIR+技術(shù),,來保證有效的夜間成像。最后,,芯片尺寸非常小,,幾乎可以隱藏起來。
隨著人工智能的發(fā)展,,智能機(jī)器人需要具有空間感,,不能只是平面上的感知,還要感覺到這個人在什么位置,,離我多遠(yuǎn),。目前深度映射技術(shù)有五種方法:立體視覺、結(jié)構(gòu)光,、飛行時間,、Super Depth和雷達(dá)。安森美的技術(shù)可以做到只需要一個攝像頭和一個芯片,,在不需要任何補(bǔ)光的前提下,,就可以同時提供彩色圖像和深度圖像,。對于服務(wù)機(jī)器人、家用機(jī)器人感知周圍的深度是非常好的選擇,。
最后,,易繼輝總結(jié)到,安森美在成像領(lǐng)域擁有四十余年的經(jīng)驗(yàn),,擁有業(yè)界最久的歷史,,提供著業(yè)界最多的產(chǎn)品組合,同時也在積極開發(fā)生態(tài)系統(tǒng)及客戶方案,。而中國市場是安森美尤為看中的一塊市場,,近幾年,,國內(nèi)的技術(shù)更新?lián)Q代相比國外快得多,,尤其是在新技術(shù)上,國內(nèi)動作非???。安森美在國內(nèi)設(shè)有三個制造廠、幾百個技術(shù)支持和銷售團(tuán)隊(duì),,匯集了來自各個高校畢業(yè)的人才,,以便更好的耕耘中國市場。