汽車和工業(yè)是安森美最為看重的兩大市場,，2019年第1季度分別貢獻(xiàn)了公司全部收入的34%和26%,。而為了提供更寬廣的汽車傳感器陣容，2017年,，安森美收購了IBM海法研究小組(IBM Research Haifa Lab)在以色列的毫米波研發(fā)中心,，用以提供毫米波雷達(dá)方案,；2018年5月，又收購了愛爾蘭SensL Technologies公司,，其核心技術(shù)之一是單一雪崩光電二極管(SPAD),，具有極強(qiáng)的感光效應(yīng)。
“作為全球唯一一家擁有超聲波,、成像,、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)和傳感器融合等全部感知技術(shù)的公司,，安森美的戰(zhàn)略布局是考慮如何提升綜合能力,，以寬廣的產(chǎn)品陣容滿足客戶全方位的需求，而不是滿足于在某一個(gè)領(lǐng)域做到極致,?！币桌^輝說,，與傳統(tǒng)手機(jī)圖像傳感技術(shù)過度追求像素不同,，以汽車、機(jī)器視覺,、邊緣人工智能為代表的新興應(yīng)用對像素的分辨,、理解和判斷能力在不斷提升，創(chuàng)造“超越人眼的新視覺”,，成為了公司的新目標(biāo),。
為自動(dòng)駕駛鋪平道路
按照易繼輝給出的數(shù)據(jù)，目前用于自動(dòng)駕駛的車輛通常擁有9個(gè)圖像傳感器，下一代將超過12個(gè)甚至接近20個(gè),，先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)ADAS,、車艙內(nèi)攝像機(jī)、視覺攝像機(jī)和攝像機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)(CMS)和自動(dòng)駕駛是其主要推動(dòng)力,，2018-2022年行業(yè)收入復(fù)合年增長率將高達(dá)21%,，成為CMOS圖像傳感器最大的增長動(dòng)力所在。相比之下,，用于智能手機(jī)的CMOS圖像傳感器在未來幾年內(nèi)的成長率僅為2%,。同時(shí)，車輛還將配備至少10個(gè)雷達(dá)傳感器,、2個(gè)超聲波和1個(gè)激光雷達(dá),，從而具備360度的智能感知能力，實(shí)現(xiàn)全天候的跟蹤,、檢測和計(jì)算,。
第三方市場調(diào)研公司的數(shù)據(jù)顯示，安森美在汽車成像領(lǐng)域的份額2016年為49%,，2018年增長至62%,；感知攝像機(jī)(ADAS、自動(dòng)駕駛)領(lǐng)域,，2016年市場份額為63%,，2018年則達(dá)到了81%，超過了豪威科技,、索尼等競爭對手的總和,。
·圖像傳感器
多晶圓堆棧(multi-wafer stacking)、寬動(dòng)態(tài)范圍,、近紅外+(NIR+)像素,、LED防抖(LFM)和全局快門，既是安森美目前在圖像傳感器中采用的主要關(guān)鍵技術(shù),，其實(shí)也是那些試圖進(jìn)入汽車領(lǐng)域的CIS廠商必須具備的能力,。而在此前的采訪中，易繼輝還曾表示,，AI將會極大影響當(dāng)前設(shè)計(jì)和制造圖像傳感器的方式,，改變設(shè)計(jì)和構(gòu)建成像方案的方法，使得智能成像和自適應(yīng)成像方案成為創(chuàng)新的一個(gè)新前沿,，例如在自適應(yīng)成像中,，圖像傳感器將能夠采集并提供只對AI算法有用和重要的圖像信息。
多晶圓堆棧將把圖像采集,、信號處理,、圖像感知和物體識別等多種性能高度集成在智能終端設(shè)備中成為可能,，安森美目前已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)并量產(chǎn)兩顆芯片堆棧，下一步是將處理器和存儲器也加入其中,，實(shí)現(xiàn)三顆堆棧芯片的量產(chǎn),。
寬動(dòng)態(tài)范圍則對夜間行車極為關(guān)鍵。在夜間行車時(shí),，如果遇到相向而行的車開啟大燈時(shí),，在寬動(dòng)態(tài)102dB的情況下，圖像傳感器可以看到路邊行人的輪廓,，人工智能算法就可以加以判斷,。但如果寬動(dòng)態(tài)在80-90dB之間，人工智能算法就無法判斷這是行人還是物體,，甚至根本看不到實(shí)體的存在,。
近紅外+(NIR+)像素、LED防抖(LFM)技術(shù)和全局快門則構(gòu)成了汽車智能感知陣營,。近紅外+(NIR+)像素技術(shù)增加了約4倍NIR敏感度,，不必再采用大功率LED補(bǔ)光，大幅提升低照度下圖像清晰度的同時(shí)還降低了功耗,；另一方面,，由于LED在閃爍的時(shí)候頻率并不一樣，目前還沒有統(tǒng)一的業(yè)界標(biāo)準(zhǔn),，所以如果攝像機(jī)和紅綠燈的頻率不吻合,，就會難以捕捉信號，這對整車廠挑戰(zhàn)極大,。安森美的做法是在獲取信號后通過軟件分析延遲和功耗,，在傳感器硬件上直接加以解決。
除了車外人工視覺(環(huán)視/后視),、車外機(jī)器視覺(ADAS/自動(dòng)駕駛),，易繼輝還特別提到了迅速擴(kuò)展的車艙內(nèi)應(yīng)用給圖像傳感器帶來的新機(jī)會。駕駛員監(jiān)控方面,，除了傳統(tǒng)的疲勞檢測,，還新增了疾病檢測、情緒/生理測量,、安全氣囊精準(zhǔn)調(diào)整,、人機(jī)互動(dòng)、虹膜識別和面部識別等,。乘員監(jiān)控,，比如安全帶提醒、兒童在場檢測,、物體和寵物檢測,、視頻電話會議、出租車錄像等,，都是未來自動(dòng)駕駛都要涉及到的應(yīng)用,。
自動(dòng)駕駛另外一個(gè)需要保障的是功能安全。如果將整個(gè)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的故障率單位標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定為100FIT(Failure in Time),，那么子系統(tǒng)就是10FIT,，傳感器就是1FIT，這是非常高的要求,。盡管可以通過工程判斷和路測來避免風(fēng)險(xiǎn),，但終究不能保證100%的可靠性。安森美聯(lián)合整車廠,，將目前已知的8000+種失效模式植入芯片中以鑒別芯片的可信度,。此外，考慮到網(wǎng)絡(luò)安全標(biāo)準(zhǔn)ISO 21434將于2019年底出臺,，安森美在2018年底已經(jīng)推出了具備網(wǎng)絡(luò)安全功能的800萬像素圖像傳感器,。
·毫米波雷達(dá)與激光雷達(dá)
NR4401是安森美開發(fā)的一款自動(dòng)駕駛毫米波雷達(dá)融合方案，具備4個(gè)同步收發(fā)器Tx,，考慮到未來L3-L5級自動(dòng)駕駛對長距,、中距和短距毫米波雷達(dá)的需求量會越來越多，NR4401采取了可擴(kuò)展設(shè)計(jì)的級聯(lián)和靈活配置,，在單芯片上就可以支持短/長距雷達(dá),。
得益于對愛爾蘭SensL公司的收購，安森美在首款200萬像素車規(guī)級激光雷達(dá)FuseOne中第一次實(shí)現(xiàn)了圖像傳感技術(shù)與激光雷達(dá)的融合,。按照易繼輝的說法,，傳統(tǒng)激光雷達(dá)采用的是特殊材料和雪崩光電二極管(APD)技術(shù)，感光率普遍偏低,，且成本動(dòng)輒上萬美元,。而安森美的目標(biāo)則是將傳統(tǒng)上萬美元的激光雷達(dá)降至幾百美元，從而實(shí)現(xiàn)商品化,、大眾化,。
當(dāng)然，激光雷達(dá)和圖像傳感器只能看見物體,，無法識別速度,，且有著類似的缺陷，即容易受到天氣和周邊環(huán)境的影響,。而毫米波雷達(dá)則沒有上述顧慮,，對金屬敏感，能偵測感知移動(dòng)物體的速度,。所以,，每種傳感器在智能化設(shè)備中都有其獨(dú)特作用,，傳感器融合將成為必然趨勢。
很顯然,，把不同傳感器獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合,，繼而產(chǎn)生最終的判斷和決策，這是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛必須解決的問題,。傳統(tǒng)CIS提供商如果能夠向整車廠提供包括CIS產(chǎn)品,、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá),，甚至融合性算法在內(nèi)的一攬子解決方案,，汽車廠商開發(fā)自動(dòng)駕駛的難度就會顯著降低，他們對CIS供應(yīng)商的接受度就會大幅提升,。
機(jī)器看圖的時(shí)代正在到來
一般來說,，今天的成像產(chǎn)品有兩大類的應(yīng)用：視覺(viewing)和感測(sensing)。視覺是指人眼視覺,，即拍攝的圖像(圖片和視頻)主要用于為人眼所看并領(lǐng)會,；感測是指機(jī)器視覺，即用于算法或機(jī)器學(xué)習(xí)理解而拍攝的圖像,。也就是說,，在人眼視覺中，圖像是為人眼所見并欣賞的,，因此圖像通常需要做到清晰,、細(xì)致、色彩豐富且美觀,。而在機(jī)器視覺中,，圖像則需提供足夠的信息，例如邊緣,、形狀,、大小等，用于算法讀取并理解,。
機(jī)器視覺應(yīng)用非常廣泛且多樣化,，除了工廠自動(dòng)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),、安防/監(jiān)控、AR/VR/可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域不斷發(fā)展。
安森美半導(dǎo)體在CCD和CMOS兩種圖像傳感器技術(shù)領(lǐng)域均有布局,。在易繼輝看來,，CMOS事實(shí)上已取代CCD成為用于中低分辨率和大體量應(yīng)用的主流技術(shù)。但他也同時(shí)提醒行業(yè)說,，目前市場上有誤解,，認(rèn)為CMOS技術(shù)適用于所有應(yīng)用,，并人為地去開發(fā)并不適合CMOS技術(shù)的產(chǎn)品和應(yīng)用,，這種做法是絕對錯(cuò)誤的。
根據(jù)他的介紹,，為了能夠捕捉移動(dòng)物體的清晰圖像,，全局快門技術(shù)已成為機(jī)器視覺市場的基本要求，其效率高低是關(guān)鍵的性能指標(biāo)之一,。例如在平板檢測應(yīng)用中,，對更高分辨率、更佳圖像均勻性和更高快門速度的需求在不斷提升,，其驅(qū)動(dòng)力主要來自于面板材質(zhì)的轉(zhuǎn)變(由LED過渡至OLED)和更高分辨率(4K和8K)與生產(chǎn)力的提升,，為支持這些需求，高性能小像素技術(shù)至關(guān)重要,。
具有4K超高清(4096x2180)分辨率的XGS 8000和具有1200萬像素(4096x3072)分辨率的XGS 12000是兩款具有代表性的產(chǎn)品,，均采用3.2?m全局快門CMOS設(shè)計(jì)，能夠完全兼容緊湊的29x29 mm2攝像機(jī)設(shè)計(jì),。而最新的產(chǎn)品則包括功耗3瓦,，支持每秒60幀8K視頻的XGS 45000系列，以及專為現(xiàn)代智能手機(jī)顯示屏檢測而設(shè)計(jì)的5000萬像素CCD圖像傳感器KAI-50140,。
而在機(jī)器人和電子制造應(yīng)用中,，智能相機(jī)和智能視覺也正成為重要的推動(dòng)因素。如何通過一個(gè)攝像頭和一顆芯片,，在不需要任何補(bǔ)光的前提下,，就能實(shí)現(xiàn)對五種深度映射技術(shù)：立體視覺、結(jié)構(gòu)光,、飛行時(shí)間(TOF),、Super Depth和雷達(dá)的支持，并不是一件簡單的事情,。
Pandion是安森美最新推出的SPAD陣列激光雷達(dá),，采用了400×100矩陣型感光點(diǎn)，通過將傳統(tǒng)的LiDAR點(diǎn)云(point cloud)變?yōu)長iDAR圖像(Image),，使得Pandion在Flash LiDAR時(shí)可感知3米內(nèi)的深度,，而當(dāng)切換至掃描式波速控制(Beam Steering)時(shí)，則可以感知100米左右的深度,。
“人眼視覺和機(jī)器視覺并無孰優(yōu)孰劣之分,，因?yàn)閮烧叻?wù)于不同的目的和應(yīng)用,。過去人眼視覺主導(dǎo)著成像應(yīng)用和開發(fā)，隨著人工智能的發(fā)展和對智能邊緣設(shè)備的強(qiáng)勁需求,，我們預(yù)期會有更多機(jī)器視覺應(yīng)用的技術(shù)和產(chǎn)品創(chuàng)新,。”易繼輝說,。