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安森美半导体以全面技术优势打破传感器行业壁垒

2019-05-22
王伟

  图像传感器是整个半导体行业复杂程度最高的技术,不同于CPU由单一电子部件组成,图像传感技术则要将光子和电子二者结合,把光转换成电,再把电转换成光,这里面包含了很多?#25226;?#25216;术。安森美半导体一直将图像传感器作为公司主营业务之一,去年,安森美将图像传感器部门(Image Sensor Group)更名为智能感知部门(Intelligent Sensing Group),目前是安森美三大产品部门之一。

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安森美智能感知部全球市场及应用工程副总裁易继辉

  同时,安森美也是全球唯一一家提供全方位智能感知方案的供应商,包括超声波、成像、毫米波雷达、激光雷达和传感器融合。日前,安森美智能感知部全球市场及应用工程副总裁易继辉在媒体交流会上,介绍了公司最新的智能感知发展策略,分析了汽车、工业和边缘人工智能等市场的需求和趋势,并分享了公司的重点智能感知方案和技术。

  聚焦三大市场应用

  智能传感器、深度感知、传感器融合,是感知未来发展的三个趋势。在汽车智能化、机器视觉、工业自动化等不断推进的行业大趋势中,智能感知发挥着关键作用。据易继辉介绍,安森美智能感知部的终端市场有很多,包括航?#23637;?#38450;、科学研究和医?#39057;齲?#20854;中汽车、机器视觉、边缘人工智能是其最重要的三大市场方向。

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  安森美半导体在汽车感知和机器视觉领域的市场份额都是全球第一,具备领先的技术优势和全面的方案阵容,而在边缘人工智能的全局快门技术也领先行业。公司的智能感知业务的未来将聚焦在这三大策略市场的增长机会,不断扩展?#20013;?#21019;新的方案阵容。

  安森美为迈向自动驾驶铺平道路

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  现在汽车中的智能感知元器件越来越多。目前启用自动驾驶的车?#23621;?#26377;9个图像传感器,而下一代正在开发的汽车中图像传感器已经超过12个,还有研发阶段的汽车接近20个图像传感器。同时还配备有10个雷达传感器,至少2个超声波传感器,将来?#19981;?#37197;置至少1个激光雷达。这将是一个迅速增长的市场。

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  在易继辉看来,未来,汽车图像传感器增长最为迅速的将会是如下几种应用场景?#28023;?) 先进驾驶辅助系统(ADAS)摄像机,用于前方碰撞警报、车道偏离警报、自动远光灯控制、交通信号识别、行人检测等;(2)车舱内摄像机,这也下一代智能汽车应用中发展非常快速的一个应用。未来,在?#30340;?#23433;装Driver Monitoring System(驾?#36745;?#30417;控系统)是整个无人驾驶行业的趋势,包括CAR  DVR(行?#23548;鍬家牽?#29616;在安装的很多行?#23548;鍬家嵌?#38656;要用到图像传感器。(3) 视觉摄像机和摄像机监控系统(CMS),一些大型卡车已经开始应用该系统来取代车镜。由于?#20998;?#24066;场法规规定,汽车一定要配备后视镜。但是卡车后视镜面积很大,造成较大的挡风阻力,有了CMS摄像头之后,卡车的后视镜就可以被改小。根据计算,使用后视镜替代能够节省5-10%的能源。(4)自动驾驶,例如前视和环?#30001;?#20687;机、驾?#36745;?#30417;控等。

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  就汽车智能感知的应用而言,安森美现在提供了宽广的汽车传感器阵容。2018年,安森美半导体占整个超声波行业市场份额的60%。2017年?#23637;?#20102;IBM海法研究小组(IBM Research Haifa Lab)在以色列的毫米波研发?#34892;模?#29616;在可提供毫米波雷达方案。2018年5月,安森美?#23637;?#20102;爱尔兰 SensL Technologies公司,掌握了其核心技术--SPAD(单一光电雪崩二极管),该产品具有非常高的感光效应,具有上百万、上亿的感光倍数。至此,安森美成为全球唯一一家拥有所有感知技术的公司,打破了行?#23548;?#30340;壁垒。安森美的战略布局是提升综合能力,以宽广的产品阵容满足客户全方位的需求。

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  半导体器件在汽车应用中除了性能之外,功能安全也至关重要。自动驾驶不光要可靠,更要可信。当你开启自动驾驶车,坐在里面的时候,要让你感觉自在,要让你相信这部车的自动驾驶能力。要做到可信,就要从最?#25758;?#30340;元件做起。

  同时,网络安全现在越来越重要。?#26434;?#27773;车自动驾驶,如果有黑客可以控?#30772;?#36710;自动驾驶系统,或者在系?#25104;?#20570;一些手脚,就会造成极大的危害。所以,网络安全对汽车而言越来越重要。安森美半导体是全球第一个把网络安全的功能加到图像传感器中的半导体公司,目?#23433;?#21697;已经处于量产阶段。

  安森美半导体的核心技术Clarity+能够把Viewing和Sensing技术结合。现在市场上人工视觉使用一个相机,机器视觉使用另外一个相机。而一个使用安森美半导体的相机既能做到机器视觉信号又能提供人工视觉信号,这是系统集成的一项技术。

  在产品之外,安森美也与50多家端到端图像方案合作伙伴建立了紧密的联系,共同构建了良好的汽车生态系?#22330;?/p>

  安森美在机器视觉领域遥遥领先

  近几年随着人工智能的开发,工业机器视觉和边缘人工智能越来越受到业界重视。除了传统工厂自动化、智能化工厂的发展,机器视觉还在智能交通、新零售、智能楼宇/家居、机器人(无人机、服务机器人、工业用机器人、送货机器人、合作机器人)等领域不断发展。目前,安森美半导体,凭借全方位的产品阵容,成为工业机器视觉的领袖。

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  安森美为工业用户客户提供全方位的产品服务,既有CMOS图像传感器,又有CCD图像传感器,可达到上千万的VGA(Video Graphics Array,视频图像?#30452;?#29575;)。两年前的上海机器视觉展上,安森美推出的PYTHON系列CMOS图像传感器轰动业界,它是目前市场上唯一一款在29×29mm设计尺寸内做到1600万像素的产品。今年安森美推出X系列,在PYTHON系列的基础上又进一?#25945;?#21319;了性能。

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  XGS传感器系列采用3.2微米全局快门CMOS设计,降低了设计尺寸。它的性能非常好,包括高宽动态、低功耗架构、低噪声。同时,安森美拥有全系列像素的传感器产品,客户的一个摄像机可以支持多种?#30452;媛省?/p>

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  安森美下一代传感器用于边缘人工智能应用

  目前AI技术、5G、IoT(物联网)不断发展,云端、物端、边?#23548;?#31639;也应运而生。云端计算速度非常高,感知、识别或判断、决策、行动,这四个步骤都在会云端得以处理,但它的问题是大量数据送到云端成本非常高,延时性也不好。节点就是物端。边缘设备基本上有两种,一是处理密集型,?#34892;?#35774;备像机器人的电池储电量非常高,因为要保证机器人的行走、运动,所以对传感器智能和功耗要求并不高,它需要终端有更高的处理能力。另外一种是IoT的,这些设备有时会放在一个地方一两年,因此对耗电量的要求非常高,同时对灵活使用性要求也非常高的,因为常常需要的时候才?#34892;?#23427;,不需要24小时运转。

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  安森美的AR0430、AR0431专为IoT设计,最大的特点是低功?#27169;?#22312;一帧的时候?#25381;?毫安,而且其帧数可以调节,可在1帧至120帧调节。典型的应用是家中的监控相机,?#25381;?#26377;人走动时才会被触动开启。另外,据透露,安森美还有一款正在开发的产品,该产品采用卷帘式快门,但却具有全局快门的功能,速率非常高,每秒250帧左右,且极具成本优势。其次是功耗低,在1帧的情况下功耗小于2.5毫安。而且它有运动检测,可以自动?#21483;选?#22312;?#25381;?#20154;的时候,它处于休息状态,一旦有人运动,便可快速自动?#21483;眩?#31435;即进入照相功能。另外,还使用到 NIR+技术,来保证?#34892;?#30340;夜间成像。最后,芯片尺寸非常小,几乎可以隐藏起来。

  随着人工智能的发展,智能机器人需要具有空间感,不能只是平面上的感知,还要感觉到这个人在?#35009;?#20301;置,离我多远。目前深度?#25104;?#25216;术有五种方法?#27627;?#20307;视觉、结构光、飞行时间、Super Depth和雷达。安森美的技术可以做到只需要一个摄像头和一个芯片,在不需要任何补光的前提下,就可以同时提供彩色图像和深度图像。?#26434;?#26381;务机器人、家用机器人感知周围的深度是非常好的选择。

  最后,易继辉总结到,安森美在成像领域拥有四十余年的经验,拥有业界最久的历史,提供着业界最多的产品组合,同时也在积极开发生态系统及客户方案。而中国市场是安森美尤为看中的一块市场,近几年,国内的技术更新换代相比国外快得多,尤其是在新技术上,国内动作非常快。安森美在国内设有三个制造厂、几百个技术支持和销售团队,汇集了来自各个高校毕业的人才,以便更好的耕耘中国市场。

  

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