安森美半导体的全系列智能感知方案

由 winniewei 提交于周三, 16 十二月 2020 - 09:27

近日，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）在媒体交流会上分享了过去一年，安森美半导体在智能感知领域取得的进展及成就，以及安森美半导体全系列的智能感知解决方案。

现在的智能感知技术在很多行业均有应用，尤其在汽车、机器视觉等方面都有颇多应用趋势。安森美半导体的智能感知部门主要分为三大方向：汽车、机器视觉、边缘人工智能。由于电力化和智能化，汽车智能感知领域发展迅速；机器视觉也因为工业4.0时代，再加上自动化、人工智能的导入，使这个行业有了新的动力、新的活力，成长速度也非常快。边缘人工智能是具有巨大潜力的新兴市场，主要是由人工智能、5G、IoT等新技术导入后开发出新的应用。

● 安森美半导体在汽车感知的领先地位

汽车市场成长得非常快，但汽车智能感知方面的成长速度，远比汽车本身的成长速度快得多，就是因为汽车采用新技术的速度非常快。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度等技术发展得越来越快，现在最好的汽车感知系统已经远远超过人类的感知，能够分分秒秒、时时刻刻不间断地监控周围环境。汽车感知系统的未来发展趋势将会越来越丰富，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。

安森美半导体在汽车感知领域具有领先的地位，在汽车成像市场占全球大于60%的市场份额，在汽车感知市场占全球大于80%的市场份额，而且还在逐年扩大。安森美半导体领先地位的建立，离不开多年来在技术、产品上的投入和积累，包括对客户市场的信誉，持久性的产品服务和质量可靠性。去年安森美半导体在汽车市场，实际销售了近一亿颗传感器，而全球汽车销售量在6,500万辆，平均一辆车有2个摄像头。

安森美半导体的产品覆盖面非常广泛，在视觉、自动驾驶、车舱内智能驾舱，边缘计算，毫米波雷达，激光雷达，相应的应用上都有整个一系列产品。安森美半导体不光只是提供单一的产品，比如图像传感器和信号处理器（ISP），还提供很多其他的器件，包括二极管、LDO、电源管理IC。安森美半导体能够给客户提供一站式的服务以及最优化的系统设计方案，再加上做汽车元器件历史非常悠久，其他元器件的车规、功能安全已经能够实现ASIL-B程度，所有元器件都是按照公司统一的质量系统，拥有统一的可靠性能，统一的售后服务提供给客户。

● 工业机器视觉

机器视觉也是一个很历史悠久的行业，因为工业4.0时代，再加上自动化、人工智能的导入，使这个行业有了新的动力、新的活力，成长速度也非常快。特别是在中国，机器视觉这几年的发展非常快。根据一家欧洲的第三方调研公司Yole Development的数据，安森美半导体在工业机器视觉领域的市场份额也是第一。

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。检测过程分两步：第一步是暗检测，上电前主要检测一些指纹、划痕和其他物理上的问题；第二步是上电以后，特别是在OLED，加上最新的AMOLED（Active Matrix OLED）。LED是有一个亮板在后面作为发光源，而OLED，特别是AMOLED，它的每个像素都是一个单独发光源。像素和像素之间发光的强度和色彩的均匀度都要能够很准确地侦测出来，这就对图像传感器的要求非常高。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。

● 边缘人工智能

边缘人工智能是新兴市场，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。主要是由人工智能、5G、IoT等新技术导入后开发出新的应用，发展非常迅速，这是非常有潜力的市场。在这些核心市场上，安森美半导体的智能感知部已经做了非常长时间的布局和投入。

从第一次工业革命机械化到第二次工业革命电力化，到第三次工业革命计算机数字化，到现在第四代工业革命人工智能化、信息化。人工智能对人类社会的方方面面的影响和改变是远远超过计算机数字工业革命带来的改变。Andrew Ng是斯坦福大学人工智能专家，大家称他“人工智能之父”。他认为：人工智能是新的电力，就像第二次工业革命电力给整个人类带来的一个巨大的深入改变；数据是人工智能的动力和发动机；感知是数据的燃料。安森美是在感知上做了非常久的投入，包括图像感知，多光谱、高光谱的感知，激光雷达感知、毫米波雷达感知、传感器融合此类深度感知。所有这些都是在推动AI和第四次工业革命的进步。

安森美半导体新的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，就是我们的产品开发战略，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。我们这一系列的产品性能又有极大的提高，包括帧数、宽动态、暗电流。另一个也是创造了行业第一的，29×29mm2这款摄像头，可以放进1600万这一款传感器，也就是以后的29×29 mm2已经可以用到1600万像素的摄像头了。

这是另一款4K产品的宽动态效果图。这个场景人眼是完全不能看的，非常刺眼，眼睛睁不开。而这款图像传感器不光能够看清场景，连灯丝都能看得非常清楚。而0.2cd/cm2光照量非常低和190,000cd/cm2光照量非常高的两种情况并存时，两处场景都能看到，这非常不容易，已经超过了人眼能力。还有一个特点就是过渡噪声非常小，黑暗与明亮交界的地方轮廓非常清晰。这样清晰的数据给人工智能提供了大量的可靠数据，在这种场景下，如果人工智能完全没有办法辨识和识别物体，这款传感器就能够提供更多的信息。

激光雷达的传统用的技术就是APD，叫做雪崩光电二极管。它的缺点是体积大、功耗高、侦测距离范围有限、一致性不好。安森美的技术叫做SiPM（硅光电倍增管），优势在于它的增益是APD的1万倍，灵敏度是APD的2000倍，工作电压要求非常低，只要30V，而APD要250V。它的一致性非常好，特别在大批量生产的时候可以批量化。

同样，在激光雷达产品上，安森美半导体也是按照传统的产品战略提供整体的、系统的方案。上图是激光雷达功能框架图，是由激光发射源和激光素的发射，激光素的接收、激光的传感器、放大器、点云的形成，功率电源管理、激光驱动器这几大块组成。安森美半导体在激光源、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安森美半导体自己开发出系统级方案。

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。安森美半导体下一代毫米波雷达产品的重点是放在L3上。安森美半导体技术叫做“MIMO+”，是安森美自己专利，新开发出来的技术。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。

同样性能的毫米波雷达，安森美半导体的产品可以节省50%的mmIC器件、减少优化控制器、线路板，可以降低总体的成本。易继辉称：“我们也会开发雷达信号处理，我们的对外联接接口是按照行业标准，不管是现有标准还是未来发展标准。”