安森美半导体智能感知聚焦：汽车、机器视觉和边缘人工智能

  安森美半导体的前身是摩托罗拉半导体，1999年从摩托罗拉拆分出来，2000年在美国纳斯达克上市。现在全球有34,000人左右，2019年总收入约55亿美金。安森美半导体市场范围非常广泛，核心市场主要是在汽车、工业、通信、消费类和计算。

  目前，安森美半导体主要分为电源方案部（PSG）、先进方案部（ASG）、智能感知部（ISG）三大产品部门。其中，智能感知部（ISG）的历史并不很长，通过一些战略性的兼并、收购，安森美于2014年成立了该部门。据安森美半导体智能感知部全球市场和应用工程副总裁易继辉（Sammy Yi）表示：“从营业额来看，智能感知部（ISG）不是公司最大的部门，但是成长速度是最快的。”

  安森美：市场领先的完整智能感知方案供应商

  据日本TSR（Techno Systems Research）市场调研结果显示，安森美在汽车成像和汽车感知两大市场，占据绝对领导优势。其中，在汽车成像市场，如驾驶员、乘客、后视、环视、电子后视镜等应用领域，安森美全球市场占比超过60%；在汽车感知市场，即为人工智能和机器视觉用的感知系统，全球市占比更是高达80%以上，且还在逐年扩大。

  不仅如此，安森美市场份额远比第三方市场调查出来的高。据易继辉（Sammy Yi）指出，仅2019年一年安森美在汽车市场销售了近一亿颗传感器，而全球汽车销售量约为6,500万辆，平均一辆车有接近2个摄像头。

  据悉，安森美是提供完整的感知模式及方案的供应商，例如超声波、成像、毫米波雷达、激光雷达和传感器融合。目前，公司重点关注汽车、机器视觉和边缘人工智能几大主要市场方向。

  重点关注汽车、机器视觉和边缘人工智能

  汽车感知应用

  很多人都在讲，未来的汽车已不像传统的汽车，而是一个架在四个轮子上的计算机。易继辉认为，更严格的定义应该是：架在四个轮子上，而且具有极其强有力的感知能力的计算机。为什么这样讲？从过去这些年一步步走过来，看到ADAS摄像头、倒车摄像头、环视360度，监控、电子车镜、驾驶员监控、乘务员监控、车内的、毫米波雷达和激光雷达。现在最好的汽车感知系统已远超过人类感知，能够瞬间不间断地监控周围环境，这是人工驾驶员远做不到的。驾驶员经常会分心或注意力不集中疲劳的时候，而感知系统则不会有这样的问题。易继辉指出，未来的自动驾驶很可能会比人类驾驶更安全，其中一个原因就是它的感知系统越来越丰富，越来越全面，而且越来越强大。安森美半导体为整个汽车提供全面的智能感知方案。

  据易继辉介绍，汽车行业和几年前比已有了非常大的改变，一是汽车行驶更快；二是汽车自动驾驶功能的要求；三是网络安全要求越来越高。由此给汽车成像带来诸多挑战，其中影响最为突出的就是，宽动态、环境条件和对图像传感器来说很独特的挑战：辨别LED指示牌、交通灯。在许多国家由于采用的图像传感器频率不同步，经常捕捉不到信号，虽然这对驾驶员人眼来看没太大问题，但对机器视觉就是很大的挑战。

  针对上述问题，安森美开发了Hayabusa系列产品，其具有整个市场最高的宽动态效果和第一款具有网络安全功能产品。Hayabusa系列产品可一次曝光就能实现95dB，经过多次曝光可达到120dB。未来，安森美下一代的产品一次曝光有望能够达到110dB，多次曝光可达140dB，这是整个行业中领先的一个指标。

  此外，针对照明环境下的夜视场景应用，安森美新一代产品开发出来的近红外+（NIR+）工艺，在近红外光电转换效应提高了4倍。

  自动驾驶

  经过多年的技术积累，自动驾驶技术已经走到了落地的关键阶段，无人驾驶落地场景不断拓展，商业模式初见雏形。

  目前，中国国内自动驾驶分级和国外基本接近，都是六级，从L0到L5，0级到5级，级别逐渐地提高，里面的自动化程度逐步扩大。最大的一个分界点是从L3到L4。其主要区别在于，L3在一些极限场景下需要驾驶员自己来操控；L4理论上则不需要驾驶员干预，完全可由机器来操作。易继辉指出，从汽车行业来讲，安森美提供一整套的图像传感器方案，有超过十多年的技术投入，其在时间和道路的验证，功能安全、网络安全的领先，且还不断在技术、产品质量等方面不断耕耘。

  工业机器视觉及边缘人工智能应用

  据第三方调研公司Yole Development的数据显示，安森美在工业机器视觉领域的市场份额也是第一。工业4.0、工业自动化、人工智能使机器视觉市场快速发展，特别是在国内。边缘人工智能不断地、几乎每年会出现一些新领域，比如新零售，智慧农业、畜牧业和农业都开始了智能化。

  平板检测是整个工业机器视觉行业中，对图像传感器最有挑战性的应用。它从1K、2K、4K一直到8K，像素在逐渐扩大。过去检测LED面板上的1颗像素，对应需要9颗像素（3×3），OLED则对应需要16颗（4×4），甚至25颗（5×5）像素。所以对图像传感器的像素要求越来越高，从4,500万要到1.5亿像素，甚至超过2亿像素。

  同样图像传感器的分辨率在逐年提升，从过去的200万像素，500万，800万，1200万，现在达到超过2000万。二是噪声导数，相当于图像质量，在同样大小的尺寸下的图像传感器逐年随着像素的增大，图像质量也是不断地提高。带宽也是在逐年提高。据易继辉指出，安森美在技术上有非常长时间的积累：全局快门，是在高速运动下使图像不会有拖影；内校正，像素内的校正，以前都是在系统里通过软件校正，现在直接做到硬件里，像素内部去做图像校正；堆栈架构，以后就不光是两维空间了，而是三维，堆栈式，两次堆栈，三次堆栈都有可能实现。以后不光把模拟和数字信号放在第二层，甚至于人工智能一些算法放在第三层里，整个图像传感器就是高智能化的图像传感器。

  PCB检测：在工业制造里，劳动生产率是降低成本很主要的因素，线路板检测的劳动生产率，就是在固定单位时间内所能检测的线路板面积越大，劳动生产效率就会越高。相对图像传感器来讲，单位时间内收集信息量越大，生产效率就越高。据易继辉介绍，安森美一款用于PCB检测的图像传感器高达2100万像素（竞争对手的是500万像素和1300万像素），其信息采集量是竞争对手的4倍，能够成倍地提高生产率。

  据悉，安森美最近新的XGS系列图像传感器，从200万像素一直到4500万像素，有11款不同像素的产品。该系列有个最大的特点，就是公司的产品开发战略，客户只需要两块线路板设计就能支撑11款不同的传感器，相对于11个线路板就节省了大量的成本和时间。

  此外，特别是在后疫情时期出现的一些大趋势：一是远程化。远程教学、远程医疗会越来越普遍；二是无人化，例如无人送货车、无人商店，减少人和人之间的接触，即无接触化，减少一些传染。还有一方面就是COVID-19的检测，安森美现在正和一些公司合作开发COVID-19病毒检测设备。

  汽车远距激光雷达(LiDAR)

  在激光雷达产品上，安森美也是按照传统的产品战略提供整体的、系统的方案。据悉，安森美在激光源、激光素发射、激光素接收的器件上和合作伙伴合作，其他电子线路和激光的接收器则是由自己开发出系统级方案。

  安森美的激光产品有单点的，例如在医疗、工业、汽车都有应用，还有新开发出来的阵列，1×12或1×16，下一代的激光雷达都会用到这样的产品。最新开发出来的叫做SPAD面阵，是400×100，已经不是点云了，已经和图像传感器差不多，相当于是一个图像，将来完全可实现有深度信息的图像。

  毫米波雷达的适用范围有：L1、L2、L3、L4、L5。在不同自动驾驶的级别上有不同的应用。安森美下一代毫米波雷达产品的重点是放在L3上，安森美将其称作“MIMO+”。据悉，作为新开发的专利技术，它能够提供4D的信息，R是距离，V是速度，A是角度，E是高度，能够提供四维信息，用于L3层级的自动驾驶。