对于具有深厚技术积累的模拟芯片厂商来说,为了应对市场需求的发展和变化,需要通过开发创新技术,以及行业并购来提升自身竞争力,安森美半导体就是这样一家企业。
该公司在成像传感器行业有超过40年的历史,其在汽车用传感器市场一直保持行业领头羊的位置。
来自日本市场调研公司TSR(Techno Systems Research)的统计显示。汽车传感器分为两个市场,一是汽车成像市场,专门给人眼看的,如驾驶员、乘客、后视、环视、电子后视镜。安森美在全球占>60%的市场份额;二是汽车感知,也就是给人工智能和机器视觉用的感知系统,安森美占全球>80%的市场份额,而且还在逐年扩大。
在此基础上,为了应对市场应用需求,特别是汽车市场的需求和发展特点,安森美于六年前成立了智能感知部,与此同时,通过几次战略并购,不断加强其在该技术领域的实力。
下图给出了该公司在传感器领域的一些并购企业。TRUESENSE前身是柯达影像,柯达影像的核心技术来源于贝尔实验室CCD影像。Aptina前身是美国航天宇航局JPL喷气式推动器实验室。1993年,JPL为了阿波罗登月开发出全球首款CMOS图像传感器。27年过去后的今天,CMOS图像传感器已经普遍应用。
从三年前开始,安森美半导体又陆续收购了IBM在以色列的毫米波雷达研发中心,以及专注于飞行时间(ToF)激光雷达传感器开发的爱尔兰SensL公司。对此,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)先生表示:“公司在图像传感器上,拥有行业内最多的成像专利,最庞大的传感器产品阵容,再加上强有力的供应链,安森美半导体每个礼拜销售的芯片产品总数量就超过10亿件。这是非常巨量的供应链和服务。”
据易继辉介绍,该公司的智能感知部门有三个主要的市场方向:汽车、机器视觉和边缘人工智能。汽车是非常传统的行业,但是最近几年,由于电力化和智能化,使这个行业产生了新的发展动力,特别是智能化,各种感知产品的应用,使汽车变得更加安全、更加舒适。这个市场成长也非常快。我们在汽车的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。
汽车成像需要技术创新
汽车成像的挑战非常多,有三个比较突出的方面:一是宽动态;二是环境条件,车要能在零下几十度的环境开,也能够在高温条件下工作;三是对图像传感器本身的独特挑战。
上面是一个图像传感器的示意图,看起来像是高楼大厦,一共有六层。这是整个图像传感器的内部结构,都是由半导体制成。易继辉表示,市场上有一个误区,认为GPU和CPU是半导体里挑战性和难度最高的,实际上和传感器相比它是小巫见大巫。因为GPU和CPU里,它所要对付的主要在电子(Electron)。但在图像传感器里,既要对付电子又要对付光子,光子和电子的结合使图像传感器变成非常复杂。未来还有更多功能可以叠加进去,加上一些更智能化的,包括人工智能,都可以直接放在图像传感器里。所以,这需要非常长时间的技术积累和投入。
在图像传感的光电转换过程中,光子打进来以后转换成电核,变成电信号,这就相当于下雨时拿着水桶接雨,水桶越大接的雨量越大,同样,容积越大,光子转化成电子的电容、电荷量就越多。据易继辉介绍,安森美有一种新技术,专门用在高端、专业的摄影机上,好莱坞的导演都非常喜欢用的摄影机上,就采用了这种专用技术。简单来讲,就是在传统小像素旁边开个大的“蓄水池”,把多余的电荷存在里面,从而把整个光强量、信息量提高,增加动态范围。在高端摄影机里,比如好莱坞著名导演李安拍摄《少年派的奇幻漂流》使用的ARRI公司摄影机,就是用的安森美的图像传感器。现在,该公司逐渐将这种技术转入汽车行业,主要是汽车传感器,接下去会逐渐转入到工业机器视觉和其它应用领域。
安森美的Hayabusa系列产品用了这种技术以后,一次曝光就能实现95dB,这是很大的进步。经过多次曝光可以达到120dB,未来的平台,下一代产品一次曝光希望能够达到110dB,多次曝光可以达到140dB。
为什么宽动态范围非常重要?宽动态不好的情况下,照顾了暗的部分,但亮的部分就都失去了。宽动态好的话,不光暗的地方看得非常清楚,在亮的地方,包括红绿灯,前面的车辆都能看得很清楚,这就给人工智能、算法提供了非常准确和全面的信息,可以做出非常准确和安全的判断。因此,宽动态是非常重要的。
文章来源:《工业技术创新》 网址: http://www.gyjscxzz.cn/zonghexinwen/2020/1005/813.html
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