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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

发布日期:2020-10-16 浏览次数:434
       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)
 
 
       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。
 
2000年-2006年 1.3英寸固定尺寸的图像传感器的发展趋势
 
       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。

 
 
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