有人說，人眼看圖的時代已經(jīng)過去，機器看圖的時代正在到來。當(dāng)《電子工程專輯》記者詢問安森美半導(dǎo)體（ON Semiconductor）圖像傳感器部全球市場及應(yīng)用工程副總裁易繼輝是否認(rèn)同這一觀點時，他回復(fù)說，“人眼視覺時代是否已成為過去還有待商榷，但是在人工智能的發(fā)展和應(yīng)用的推動下，機器視覺的廣泛應(yīng)用無疑是在加速的。”

安森美半導(dǎo)體（ON Semiconductor）圖像傳感器部全球市場及應(yīng)用工程副總裁易繼輝

創(chuàng)造超越人眼的新視覺

這是安森美圖像傳感器部對自身使命給出的新定義，但如何將這種使命從口號變?yōu)楝F(xiàn)實？成為擺在易繼輝面前的一道難題。

“要實現(xiàn)創(chuàng)造超越人眼的成像，關(guān)鍵是不斷地創(chuàng)新。”他對記者說，人眼是人體中最復(fù)雜、最精密的器官之一，因此創(chuàng)造超越人眼的視覺是一項極具挑戰(zhàn)且過程復(fù)雜的工作，它要求我們在許多領(lǐng)域進行創(chuàng)新，例如設(shè)計、材料、制造工藝、圖像信號處理、光學(xué)等。安森美半導(dǎo)體的優(yōu)勢在于不但具有自主創(chuàng)新的DNA，還打造了許多業(yè)界首創(chuàng)的產(chǎn)品和技術(shù)，且積累了業(yè)界最大的知識產(chǎn)權(quán)組合，加上全球頂尖工程人才的儲備以及與客戶和生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴的密切合作，使得公司能夠持續(xù)投入創(chuàng)新并不斷開發(fā)未來的技術(shù)。

另一方面，隨著AI對人類未來的生活和工作方式正在產(chǎn)生廣泛的影響，目前正在發(fā)生的一個趨勢就是對“邊緣AI”或“終端側(cè)AI”的需求正在提高，對智能相機和智能視覺的需求正在增加。易繼輝預(yù)計，在成像業(yè)務(wù)方面，AI將會極大影響當(dāng)前設(shè)計和制造圖像傳感器的方式，改變設(shè)計和構(gòu)建成像方案的方法，使得智能成像和自適應(yīng)成像方案成為創(chuàng)新的一個新前沿。例如在自適應(yīng)成像中，圖像傳感器將能夠采集并提供只對AI算法有用和重要的圖像信息。同時，加速采用多晶圓堆疊（multi-wafer stacking）也會成為新趨勢。晶圓堆疊將把圖像采集、信號處理、圖像感知和物體識別等多種性能高度集成在智能終端設(shè)備中成為可能。

機器看圖的時代正在到來

一般來說，今天的成像產(chǎn)品有兩大類的應(yīng)用：視覺（viewing）和感測（sensing）。視覺是指人眼視覺，即拍攝的圖像（圖片和視頻）主要用于為人眼所看并領(lǐng)會；感測是指機器視覺，即用于算法或機器學(xué)習(xí)理解而拍攝的圖像。也就是說，在人眼視覺中，圖像是為人眼所見并欣賞的，因此圖像通常需要做到清晰、細(xì)致、色彩豐富且美觀。而在機器視覺中，圖像則需提供足夠的信息，例如邊緣、形狀、大小等，用于算法讀取并理解。

“人眼視覺和機器視覺并無孰優(yōu)孰劣之分，因為兩者服務(wù)于不同的目的和應(yīng)用。過去人眼視覺主導(dǎo)著成像應(yīng)用和開發(fā)，隨著人工智能的發(fā)展和對智能邊緣設(shè)備的強勁需求，我們預(yù)期會有更多機器視覺應(yīng)用的技術(shù)和產(chǎn)品創(chuàng)新。”易繼輝說。

機器視覺應(yīng)用非常廣泛且多樣化，涵蓋了包括電子制造、平板檢測、機器人、物流等在內(nèi)的多個細(xì)分市場。目前，中國已成為全球機器視覺市場增長最快的國家。隨著中國制造2025計劃的實施，中國正在試圖改變低成本制造工廠的形象，并建立其作為高品質(zhì)和創(chuàng)新產(chǎn)品品牌的聲譽。如何建立強大的以高品質(zhì)和創(chuàng)新為本的企業(yè)文化和承諾，正成為中國企業(yè)面臨的挑戰(zhàn)和機遇。

根據(jù)易繼輝的介紹，為了能夠捕捉移動物體的清晰圖像，全局快門技術(shù)已成為機器視覺市場的基本要求，其效率高低是關(guān)鍵的性能指標(biāo)之一。例如在平板檢測應(yīng)用中，對更高分辨率、更佳圖像均勻性和更高快門速度的需求在不斷提升，其驅(qū)動力主要來自于更高的面板分辨率（4K和8K）和生產(chǎn)力的提升，為支持這些需求，高性能小像素技術(shù)至關(guān)重要；而在機器人和電子制造應(yīng)用中，智能相機和智能視覺也正成為重要的推動因素。

在工業(yè)領(lǐng)域，安森美最新推出了X-Class平臺兩款產(chǎn)品，包括具有4K超高清（4096 x 2180）分辨率的XGS 8000和具有1200萬像素（4096 x 3072）分辨率的XGS 12000。兩款器件的封裝尺寸均結(jié)合低散熱，是X-Class接口的低電壓、低功耗架構(gòu)所造就的，能夠完全兼容緊湊的29x29 mm2攝像機設(shè)計。XGS 12000和XGS 8000將于2018年第二季度開始提供樣品，并計劃于第三季度量產(chǎn)。兩款器件均采用單色和彩色配置的163引腳LGA封裝。未來X-Class系列產(chǎn)品還將加入基于3.2 um XGS像素的器件和基于其他像素架構(gòu)的產(chǎn)品。

沒有單一技術(shù)可適用于所有應(yīng)用

由于車載應(yīng)用、機器視覺、人臉識別與安防監(jiān)控的快速發(fā)展，以及越來越強大的手機拍照功能（例如雙攝像頭或三攝像頭），全球CMOS圖像傳感器銷售額屢創(chuàng)新高，市場調(diào)研機構(gòu)IC Insights統(tǒng)計，2017年銷售額為125億美元，同比增長19%，預(yù)計2018年CMOS圖像傳感器銷售額有望達(dá)到137億美元，同比增長10%，將連續(xù)八年創(chuàng)歷史記錄。再向后看，該機構(gòu)認(rèn)為，一直到2022年，CMOS圖像傳感器都將保持出貨量與銷售額年年創(chuàng)新高的趨勢。

IC Insights在其最新報告中指出，CMOS圖像傳感器應(yīng)用范圍不斷拓展，新興應(yīng)用持續(xù)涌現(xiàn)，一直在蠶食CCD（電荷耦合器件）的市場份額。由于智能手機市場日趨成熟，2016年CMOS圖像傳感器增長僅有6%，但非手機應(yīng)用市場飆升，導(dǎo)致CMOS傳感器市場在2017年同比大增19%，對比一下，CCD就異常慘淡，2016年尚增長5%，但2017年竟然下跌2%，銷售額為16億美元。

安森美半導(dǎo)體在CCD和CMOS兩種圖像傳感器技術(shù)領(lǐng)域均有布局。在易繼輝看來，CMOS事實上已取代CCD成為用于中低分辨率和大體量應(yīng)用的主流技術(shù)。但他也同時提醒行業(yè)說，目前市場上有誤解，認(rèn)為CMOS技術(shù)適用于所有應(yīng)用，并人為地去開發(fā)并不適合CMOS技術(shù)的產(chǎn)品和應(yīng)用，這種做法是絕對錯誤的。

沒有單一技術(shù)可適用于所有應(yīng)用

“CCD技術(shù)在某些應(yīng)用中仍具很高的競爭優(yōu)勢，比如在高圖像性能和高分辨率至關(guān)重要的應(yīng)用中，我們看到CCD仍具優(yōu)勢且需求強勁。”易繼輝列舉的CCD技術(shù)的第一個應(yīng)用案例來自4K/8K顯示器的檢測，另一個則來自EMCCD，這種CCD技術(shù)可在極微光條件下提供超高靈敏度，而這正是CMOS技術(shù)難以實現(xiàn)的。因此，他認(rèn)為為了取得市場的成功和為終端客戶提供最優(yōu)化的產(chǎn)品及服務(wù)，慎重選擇合適的技術(shù)是非常重要的，這些技術(shù)可為特定應(yīng)用提供量身定制的優(yōu)化方案，而非采用一刀切的方式。

三大領(lǐng)域的完整布局

安森美半導(dǎo)體圖像傳感器主要集中在工業(yè)、消費和汽車三大領(lǐng)域。總體而言，所有成像應(yīng)用有著許多共同的趨勢和要求，例如更佳的成像性能、更低的成本、更低的功耗等等，但每個細(xì)分市場基于其獨特的應(yīng)用又會有一些特定的要求。

在汽車市場中，隨著ADAS和自動駕駛的需求日益增加，高動態(tài)范圍（HDR）和低光靈敏度變得非常重要，因為相機被期待能在所有環(huán)境條件下工作，例如陽光直射、以及夜間有/沒有路燈的條件下；由于越來越多的交通信號燈和交通標(biāo)志配備了LED燈，消除LED閃爍（LFM）的功能已成為汽車圖像傳感器的基本要求；在工業(yè)自動化和機器視覺領(lǐng)域，為捕獲快速移動物體的清晰圖像，全局快門已成為重要的要求；在消費類以及尤其是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，超低功耗已成為那些靠電池供電應(yīng)用的重要差異化因素。此外，安森美還是業(yè)內(nèi)首家能夠提供具有功能安全和網(wǎng)絡(luò)安全功能圖像傳感器產(chǎn)品陣容的公司。

工業(yè)市場布局前文已有闡述，這里，我們將重點關(guān)注汽車與消費兩大市場。

汽車

新型CMOS圖像傳感器在光度等級、拍照速度與分辨率等方面都在不斷改善，并針對安防監(jiān)控、機器視覺、人臉識別、手勢交互、虛擬與增強現(xiàn)實，以及醫(yī)療系統(tǒng)等應(yīng)用集成了更多專用功能，已經(jīng)成為不爭的事實。IC Insights預(yù)計，未來5年，車載應(yīng)用將是CMOS圖像傳感器各主要應(yīng)用市場中增速最快的方向，2022年車載CMOS圖像傳感器銷售額可達(dá)28億美元，年復(fù)合增長率高達(dá)38.4%。

十多年前，安森美開發(fā)了全球首款汽車圖像傳感器，目前出貨量累計超過3億顆，支持包括后視、環(huán)視、疲勞監(jiān)控、電子后視鏡、ADAS和自動駕駛在內(nèi)的全范圍汽車應(yīng)用。數(shù)據(jù)顯示，安森美占據(jù)全球汽車圖像傳感器市場51%份額，ADAS用圖像傳感器占據(jù)全球70%市場。

但他們的“野心”顯然不止于此，如何將圖像傳感器、雷達(dá)、光達(dá)（LiDAR）和超聲波等多種感測器件相結(jié)合用于自動駕駛領(lǐng)域，如何成為領(lǐng)先的汽車自動駕駛傳感器方案供應(yīng)商，才是安森美的目標(biāo)所在。為此，安森美在2017年收購了位于以色列的IBM雷達(dá)設(shè)計中心，計劃于今年下半年推出采用雷達(dá)技術(shù)的樣品，并于今年5月收購了硅光電倍增管（SiPM）、單光子雪崩二極管（SPAD）及光達(dá)（LiDAR）感測產(chǎn)品供應(yīng)商SensL Technologies Ltd，以滿足汽車自動駕駛、機器人、醫(yī)療成像等對LiDAR及傳感器融合的需求。

安森美自動駕駛方案

消費

無人商店、銷售終端、物流領(lǐng)域?qū)D像傳感器的需求與日俱增，亞馬遜無人商店、機器人載重自動移動貨架、機器人物流系統(tǒng)中都有安森美圖像傳感器的身影。其中，亞馬遜GO無人商店每個貨架上8個攝像頭全部來自安森美；美國沃爾瑪采用機器人自動掃描貨架，監(jiān)控貨架缺貨情況，每個機器人配置了15個安森美圖像傳感器。

易繼輝重點提及了中國的安防視頻設(shè)備市場，其規(guī)模在2016年就已達(dá)290億美元，并呈現(xiàn)出2Mp/1080P繼續(xù)搶奪VGA和720P市場份額，2018年5Mp的產(chǎn)量將開始增長的技術(shù)趨勢。

目前，安森美圖像傳感器在消費領(lǐng)域增長驅(qū)動力來自高端安防、掃描、無人機、物聯(lián)網(wǎng)和OIS/CLAF，其中高端安防產(chǎn)品增長40%。代表性產(chǎn)品包括：AR0522產(chǎn)品近紅外實現(xiàn)2倍改進，應(yīng)用于安防；獲得2018年CES創(chuàng)新大獎的AR0430借助同步深度映射和紅綠藍(lán)（RGB），單一成像儀同步輸出，一顆攝像頭即可實現(xiàn)3D深度影像，且功耗極低，幀數(shù)可達(dá)每秒120。