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凭借这些创新技术,这家公司在智能摄像领域拿到80%的市场份额

2019/05/23
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智能传感器、深度感知、传感器融合,是智能感知未来发展的三个趋势。传统的图像传感技术是由手机推动的,但是智能感知已经不同于传统的图像传感,现在智能传感器被广泛应用在汽车、机器视觉、边缘人工智能这三个领域。” 在近期的媒体发布会上,安森美半导体智能感知部全球市场及应用工程副总裁易继辉表示,“关于像素,很多手机厂商宣称已经可以达到 2000 万像素、1600 万像素,但是人眼仅能够鉴别 1600 万像素左右,再高像素人眼无法区别,但是智能传感对于像素识别几乎没有边界。随着人工智能对像素分辨、理解和判断能力需求的提升,图像传感器对于像素识别要求也越来越高。”


安森美半导体智能感知部全球市场及应用工程副总裁易继辉

安森美公司将智能感知终端市场定位在汽车、机器视觉、边缘人工智能三大领域。

以提升综合能力为战略布局,通过并购拥有所有感知技术

2014 年,安森美半导体收购了两家图像传感汽车部门,一个是原来隶属于美光科技的 Aptina (Aptina Imaging Corp.),最早是由美国航空航天局实验室 (NASA)申请的专利。另外一家是原来是原柯达图像传感器业务 Truesense (Truesense Imaging Inc.) ,由阿尔卡特朗讯贝尔实验室申请的专利。这两家合起来成为了安森美智能感知部门的前身,现在依然有几个技术高管来自这两个实验室。

为了满足汽车应用需求,安森美半导体针对汽车智能感知产品线进行了多次并购整合。2017 年,收购了 IBM 海法研究小组(IBM Research Haifa Lab)在以色列的毫米波研发中心,获得毫米波雷达方案;2018 年 5 月,收购了爱尔兰 SensL Technologies 公司,其核心技术之一是 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。

易继辉表示,“传统公司会主攻某个领域,比如,毫米波雷达公司专注于毫米波雷达研发,激光雷达公司则思考如何将激光雷达的能力发挥到极致。我们的战略布局是如何提升综合能力,达到综合能力的极致,以宽广的产品阵容满足客户全方位的需求,而不是满足于在某一个领域做到极致。现在我们是全球唯一一家拥有所有感知技术的公司,打破了行业间的壁垒。2018 年,我们占整个超声波行业市场份额的 60%。”

引入宽动态、近红外+ (NIR+) 像素技术、全局快门性能等创新技术
在汽车图像传感器市场的应用涉及先进驾驶辅助系统 ADAS、车舱内摄像机、视觉摄像机和摄像机监控系统(CMS)和自动驾驶。安森美可以提供宽广的汽车传感器阵容,包括超声波、成像、毫米波雷达、激光雷达等。根据第三方统计,2016 年,安森美的汽车视觉和感知摄像机两者加起来占总体 50%市场份额,感知摄像机市场份额占比超过了 60%;2018 年,汽车视觉和感知摄像机占总体市场份额 62%,机器视觉(ADAS+自动驾驶)已经超过 80%的市场份额。

之所以取得这样的成绩和安森美技术创新有很大关系,易继辉介绍了安森美的几项重要先进技术:

宽动态范围:
所谓宽动态范围是指一张图片上亮和暗的比差。用手机从室内拍摄窗外的时候,一般室外景物拍摄清晰时但室内拍摄效果却是一片漆黑,若保证室内清晰窗外效果就一片空白,原因就是手机的宽动态不够。

采用安森美宽动态产品的隧道照片对比


将宽动态范围引申到汽车应用中,如上图,在夜间行车时,如果遇到相向而行的车开启大灯。如果宽动态在 90dB 或 80dB,人工智能算法无法判断是否有行人,甚至看不到左边实体的存在。但在宽动态 102dB 的情况下,可以看到路边行人的轮廓,人工智能就可以判别左边有行人。易继辉介绍,“在 ADAS 和自动驾驶方面,我们开发了一系列产品,宽动态技术能够达到 140dB,目前半导体行业最多的是 120dB。”

该方案的近红外频段在大约 850 纳米至 940 纳米之间,增加了约 4 倍的近红外灵敏度。感光度提高有 2 个好处:第一,如果感光度低,低照度就不好,捕捉信号的效果就不完整;第二,如果感光度低,可能要用 LED 来补光,大功率的 LED 会产生非常大的功耗,如果近红外灵敏度提高,可以省电,还可确保信号捕捉的全面,提升信号清晰度。

另外一个重要技术是 LFM(LED Flicker Mitigation)技术,即 LED 防抖技术。因为 LED 在闪烁时,频率都不一样,几乎没有一个业界标准。比如,红绿灯,如果摄像机的频率和红绿灯的频率不吻合就捕捉不到信号。所以,汽车 LFM 对整车厂带来巨大的挑战。安森美的技术可以在获取信号后从软件分析延迟(Latency)和功耗,从传感器硬件上直接解决问题。

在图像传感器领域有两个不同的技术:一是卷帘式快门,二是全局快门。全局快门就是一次性即时捕捉所有信号。卷帘式是一行一行的扫描,从第一行到最后一行,中间会有时差,所以当拍摄高速运转情况下的物体时,图像就会显示变形。如果采用全局快门,拍摄出的效果非常清晰。易继辉表示,“七、八年前,我们凭借这项技术在工业扫描行业拥有超过 60%的市场占有率。这项技术目前已经发展至第八代,超越竞争对手两代。之后该技术也会应用到汽车上,特别是在驾驶员疲劳监控方面。”

关于技术创新,易继辉表示,“安森美半导体的销售额以业界平均增长率两倍以上的增长,并持续了很多年。这些都不是随机巧合取得的,都是有战略、有部署,一步步走出来的。技术上要领先,一定要有创新,我们是世界上第一家做出宽动态产品的公司。现在我们走的路也是行业内没有尝试过的,收购 LiDAR 公司也花了两年时间接触沟通。我们觉得这个行业要真正创新,特别是自动驾驶,挑战非常大,各行业单一的感知 (sensing) 来做是不会有太大的创新,需要主动地把它们融合起来。”

产品分销采用新模式,和代理商关系更紧密
目前半导体行业分销的大趋势是很多半导体厂商在自己涉足分销,从而剔除代理,但是安森美半导体在渠道收入方面非常注重代理商。易继辉分析,代理商的客户成千上万,因此他们往往不知道客户是谁,不知道客户在做什么产品,这是代理商的一个缺点。但是我们公司产品覆盖范围非常广泛,可以应用到各个应用场景,大批量小批量皆有。有些产品只需要小批量生产,但我们无法配置相应的技术服务人员都去管理这些客户,因此使用代理是合理的选择。

另外,代理商是我们公司的核心战略之一。以前的代理基本作用就是库存,现在我们和代理的合作模式是“Demand Creation”,即开发新的需求,不只是对现有需求的维护。他们很愿意做这件事,因为“Demand Creation”模式下的利润会提高。

还有,因为我们的芯片不是一个产品就能做出来的,我们的芯片需要其他的产品辅助,来共同完成最终的产品。我们很多代理是代理其他合作伙伴的产品,对他们来讲,卖一个 FPGA,若再加一个传感器,动作产值就会提高,这对双方都有益处。

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安森美

安森美

历史安森美半导体前身是摩托罗拉集团的半导体元件部门,于1999年独立上市,继续生产摩托罗拉的分立晶体管,标准模拟和标准逻辑等器件。并购纪录2000年四月,完成收购Cherry Semiconductor。2006年,完成收购位于美国俄勒冈州Gresham的LSI Logic设计和制造设施。2008年一月,以184M美元完成收购美国模拟器件公司的稳压及热管理(Voltage Regulation and Thermal Management)部门。2008年三月,以915M美元完成收购AMI Semiconductor。2008年十月,以115M美元完成收购Catalyst Semiconductor。2009年十一月,以17M美元完成收购PulseCore Semiconductor。2010年一月,以115M美元完成收购California Micro Devices。2010年六月,完成收购Sound Design Technologies, Ltd。2011年一月,完成收购日本三洋电机的子公司三洋半导体(SANYO Semiconductor)。2011年二月,以$31.4M美元完成收购赛普拉斯半导体(Cypress Semiconductor)的CMOS图像传感器业务部门。2014年五月,完成收购Truesense Imaging, Inc。2014年七月,安森美半导体和富士通半导体宣布战略合作(包括晶圆代工服务协议,及日本会津若松市富士通的8吋晶圆厂的10%权益。)2014年八月,以4亿美元完成收购总部位于加州的Aptina Imaging Corp。2015年七月,安森美半导体完成收购Axsem AG。2015年11月18日,以每股20美元,斥资24亿美元现金收购飞兆半导体公司。2016年八月,安森美半导体宣布已就出售点火IGBT业务给 Littelfuse 达成协议,出售其瞬态电压抑制二极管和开关型晶闸管产品线,售价共1.04亿美元现金。2016年九月,安森美半导体完成收购飞兆半导体公司。产品安森美半导体制造以下的各种产品:定制:ASIC;定制代工服务;定制ULP存储器;定制CMOS图像传感器;集成无源器件分立:双极晶体管;二极管和整流器;IGBT和FET;晶闸管;可调谐组件电源管理:AC-DC控制器和稳压器;DC-DC控制器、转换器和稳压器;热管理;驱动器;电压和电流管理逻辑:时钟产生;时钟及数据分配;存储器;微控制器;标准逻辑信号管理:放大器和比较器;模拟开关;音频/视频的ASSP;数字电位计;EMI/RFI滤波器;接口;光电、图像及触摸传感器产品部安森美半导体的各个产品部门:模拟方案部(ASG) - Bob Klosterboer(高腾博),执行副总裁兼总经理图像传感器部(ISG) – Taner Ozcelik,高级副总裁兼总经理电源方案部(PSG) – Bill Hall(贺彦彬),执行副总裁兼总经理解决方案工程中心日本:大阪; 东京中国:上海德国:慕尼黑中国台湾:台北美国:加州圣荷西; 俄勒冈州波特兰; 底特律韩国:首尔设计中心美国:亚利桑那州凤凰城(Phoenix)、亚利桑那州钱德勒(Chandler)、得州奥斯汀(Austin)、得州普莱诺(Plano)、罗德岛州东格林尼治(East Greenwich)、科罗拉多州Longmont、加州圣克拉拉(Santa Clara)、爱达荷州波卡特洛(Pocatello)、宾夕法尼亚州Lower Gwynedd、犹他州林顿(Lindon)、爱达荷州楠帕(Nampa)加拿大:伯灵顿(Burlington), 滑铁卢(Waterloo)比利时:梅赫伦(Mechelen),奥德纳尔德(Oudenaarde),菲尔福尔德(Vilvoorde)法国:图卢兹(Toulouse)德国:慕尼黑罗马尼亚:布加勒斯特(Bucharest)斯洛伐克:布拉迪斯拉发(Bratislava)爱尔兰:利默里克(Limerick)瑞士:Marin捷克:Roznov,布尔诺(Brno)韩国:首尔中国台湾:台北印度:班加罗尔(Bangalore),诺伊达(Noida)日本:岐阜市,群马菲律宾:德拉克市(Tarlac City)制造工厂美国:亚利桑那州凤凰城、亚利桑那州钱德勒、俄勒冈州Gresham、爱达荷州波卡特洛、爱达荷州楠帕、缅因州南波特兰加拿大:伯灵顿 (安大略省)比利时:奥德纳尔德捷克:Roznov中国:乐山、深圳、苏州日本:群马县、埼玉县羽生市、新潟县新潟市韩国:富川菲律宾:Carmona, Cavite、Tarlac City、宿雾市马来西亚:森美兰州芙蓉市越南:边和市、顺安市社

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