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谈到自动驾驶公司,你可能首先会想到特斯拉、英伟达甚至英特尔的Mobileye公司。但是在这个领域,有另外一家公司更值得关注——安森美半导体公司。它可能是唯一一家供应摄像头、雷达、激光雷达三种传感器的制造商。

安森美半导体是由摩托罗拉半导体业务于1999年分拆而来。安森美半导体主攻的五大产品应用市场:汽车、工业、通信、消费电子和计算。其中,汽车业务,约占安森美半导体总业务的1/3,其次为工业(占比约为1/4)。如果从摩托罗拉时代算起,安森美半导体在汽车领域已经有四、五十年历史了,甚至四、五十年前开发的产品现在还在卖(因为汽车行业它需要连续性)。相比而言,一些竞争对手是最近才从消费行业进入到汽车行业。安森美半导体拥有先发优势。

按照产品划分,安森美半导体现有三大产品部门:电源方案部(PSG)、模拟方案部(ASG)和图像传感器部(ISG)。其中,PSG约占公司产值的半壁江山。图像传感器部虽然目前算是规模最小,不过成长速度非常快。

战略并购,挺进汽车市场

自动驾驶涉及很多关键电子设备和元件,就车辆环境感知而言,目前业界广泛认为主要包括三种核心传感器类型:LiDAR、雷达和摄像头,它们通过确定车辆外部以及内部的环境状况,支持自动驾驶车辆处理器在几个毫秒的时间内做出正确的驾驶决策。其数据处理的方式有几种,有些方案是在集成处理单元的传感器模块中完成,有些则是通过更集中的中央处理器完成。

安森美手握LiDAR、雷达和摄像头图像传感器参与自动驾驶市场竞争,事实上,它是市场上唯一一家能够自己制造这三种传感器的厂商。在摄像头图像传感器领域,安森美与索尼(Sony)和豪威科技(OmniVision)展开激烈竞争;在雷达领域,与英飞凌(Infineon)、意法半导体(ST)、德州仪器(TI)以及恩智浦(NXP)竞争;而LiDAR领域,则是一个全新的开放竞争的领域,拥有数十家创业厂商。

2005年,安森美半导体开发了全球第一个专门为汽车设计的图像传感器。截至目前,安森美半导体已经有3亿颗图像传感器在路上跑。同时,安森美半导体在该领域也是业界知识产权最多的公司,拥有超过2000件IP。安森美半导体在汽车图像传感器市场的飞速发展,得益于公司一系列的并购。

安森美半导体在过去六七年做了很长的战略布局,收购了很多业界的元老。2011年2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,它的前身是Fillfactory,再早就是imec,它相当于欧洲最早的研发中心。2014年4月,收购了TRUESENSE,这也是在业界非常有名的老牌CCD公司。2014年8月,以4亿美元完成收购总部位于加州的Aptina。Aptina的前身是Micron,Micron的前身就是Photobit。换言之,安森美图像传感器属于业界三个最元老公司的整合,也因此坐拥业界很多的第一。

例如,图像传感器领域的RGB(红绿蓝),其格式名“Bayer pattern”是以安森美半导体一位员工的名字命名的。全球最早的一颗CMOS图像传感器是安森美半导体于1993年开发出来的。全局曝光Global Shutter技术也是安森美半导体第一个开发出来的。如今,安森美半导体全局曝光技术已经进入到了第八代产品,同类企业还在处在第三、第四代。

全球唯一一家摄像头、雷达、激光雷达都涉足的厂商,安森美如何定义自动驾驶?

摄像头、激光雷达(LiDAR)和雷达协同工作带来更安全的驾驶体验

 

全球唯一一家摄像头、雷达、激光雷达都涉足的厂商,安森美如何定义自动驾驶?

LiDAR、雷达和摄像头在ADAS(高级驾驶辅助系统)系统中需要作为一个“团队”协同工作。LiDAR通常用于探测150米左右的中距离物体,其分辨率可以达到厘米级。LiDAR可以提供车辆周围物体和环境的高分辨率地图,以帮助制定驾驶决策。雷达通常用于更远距离的精确速度测量,尽管其分辨率低于LiDAR,但雷达通常不会受到天气条件的影响。雷达目前主要用于汽车的自适应巡航控制(ACC)等应用。摄像头则具有很高的分辨率,用于目标的视觉,适用于中短距离应用,能够在白天、黄昏和夜晚照明条件下运行,但往往需要大量的数据处理。

摄像头图像传感器

 

随着汽车行业迅速朝全自动驾驶发展,成像摄像机的数量和种类在不断增加。各种不同的摄像机应用包括后视、环视、前向先进驾驶辅助系统(ADAS)、摄像机车镜替代系统(CMS),和驾驶员监控。一些车辆已经配备的图像传感器更是惊人地超过12个。

全球唯一一家摄像头、雷达、激光雷达都涉足的厂商,安森美如何定义自动驾驶?

每个摄像机都有独特的特性,包括不同的分辨率、光学格式、色彩滤波阵列(CFA)、镜头类型、汽车安全完整性等级(ASIL)功能和传输协议。巨大的市场增长及多种摄像机类型使得有必要进行精简开发。

虽然行业通常提供了足够的工具以在实验室设置下评估摄像机,但设计人员往往在真实场景的开发中配备不足。目前,一、二线汽车原始设备制造商(OEM)和独立软件供应商(ISV)在摄像机设计阶段花费数万到数十万美元不等。一个模块化的紧凑型开发系统,具备适配所需应用的灵活性和易于安装在车辆上的能力有可能显着降低成本,使资源更高效和加快上市进程。

在汽车图像传感器领域,安森美是唯一一家拥有从1.2MP到1.7MP,再一直到8.3MP全系列CMOS图像传感器的制造商。8.3MP图像传感器可用于车辆的全自动驾驶和ADAS系统,1.7MP和1.2 MP可用于ADAS系统、环视功能和冗余备份。完整的CMOS图像传感器产品线可以简化汽车设计,降低开发成本和维护。这是安森美的很特别主张。

全球唯一一家摄像头、雷达、激光雷达都涉足的厂商,安森美如何定义自动驾驶?

安森美半导体图像传感器部全球市场及应用工程副总裁易继辉说,“我们的目标不光只是提供图像传感器,是提供所有的传感器,包括雷达,为自动驾驶汽车提供图像传感器和雷达的融合方案。几乎全球所有的汽车厂商都是安森美半导体的客户,我们在汽车全球市场占有率达51%,在ADAS市场更是高达70%。换言之,就是其余所有竞争对手加起来的市场份额也没有我们多!”

与许多其它半导体公司一样,安森美打造了参考设计平台,以帮助加快其设计和汽车图像传感器的上市时间。该平台被称为模块化汽车参考系统(Modular Automotive Reference System),简称“MARS”。MARS提供许多不同的解决方案可供选择,包括6种不同的传感器母板、6种不同的协处理器、2种不同的串行器(serializer)及解串器(de-serializer)以及以太网。MARS能通过使用标准板和连接器混搭各种成像组件和传输协议。该系统由一套微型25平方毫米板组成,每个板含一个或多个主要的成像元件。参考设计不仅加速了产品上市时间,而且还为规模较小的市场进入者设置了准入门槛。

全球唯一一家摄像头、雷达、激光雷达都涉足的厂商,安森美如何定义自动驾驶?

MARS的基本配置图

激光雷达

2018年5月,安森美宣布收购了SensL Technologies,后者专业为汽车、医疗、工业和消费类市场提供硅光电倍增管(SiPM)、单光子雪崩二极管(SPAD)和LiDAR传感产品。此次收购将帮助安森美扩展其成像、雷达和LiDAR产品供应能力,从而扩大其ADAS和自动驾驶等汽车传感应用的市场份额。

全球唯一一家摄像头、雷达、激光雷达都涉足的厂商,安森美如何定义自动驾驶?

SensL在医疗成像前沿领域目前处于领先地位,围绕SiPM和SPAD技术提供了广泛的产品线,这些技术为经济型固态LiDAR的开发开辟了道路。SensL的技术基于CMOS工艺,通过规模经济提供了极具成本效益的固态LiDAR解决方案,为充满挑战的成像环境带来了领先的深度传感精度、探测距离和系统功耗。未来是否在自动驾驶汽车上应用目前还不得而知。

雷达

安森美半导体进入雷达,并不是为了跟现有雷达公司去竞争,而是基于既有雷达又有摄像头的齐全产品系列,通过创新的融合解决方案提供综合竞争优势。易继辉说,“当前,雷达有专门的雷达公司,摄像头有摄像头的公司,两边沟通不畅,有些甚至是互相竞争,雷达说自己比摄像头更好、更重要,雷达应该价格高一些,需要装更多的雷达。但是,从客户的角度看,怎样把这两个产品在设计的时候就能够化才更重要。”

2017年3月,安森美从IBM旗下Haifa研究团队(位于以色列,是IBM研究部门在美国境外最大的研发基地)收购了一支经验丰富的毫米波团队,并在以色列海法成立了安森美半导体雷达设计中心。安森美立即开始了全面的雷达传感器路线图开发,包括面向高阶自动驾驶的顶级性能的远程雷达,以及针对ADAS和成本效益型自动驾驶应用的尺寸优化、高效节能的中短距离智能雷达。

ADAS与自动驾驶方案

全球唯一一家摄像头、雷达、激光雷达都涉足的厂商,安森美如何定义自动驾驶?

易继辉认为,视觉技术在智能汽车上的应用可以分成两类:一是机器视觉,或者说自动驾驶,是由机器来解读你看到的东西,进而帮助驾驶或者说替代驾驶。其二是是人工视觉和人眼视觉,例如,环视、后视给驾驶员看。关键技术要实现机器视觉和人工视觉的结合,这个过程势必涉及图像传感器与雷达的融合。

全球唯一一家摄像头、雷达、激光雷达都涉足的厂商,安森美如何定义自动驾驶?

针对图像传感器与雷达的融合,安森美半导体新开发的一款处理器就能同时处理雷达和图像传感器的信号,再也不需要一个雷达一个处理器,一个摄像头一个处理器,势必有助于降低系统的成本。同时,还能通过软件,实现雷达与图像传感器的优势互补。

 

安森美自动驾驶生态系统

在这个充彻着各种生态系统的世界中,任何技术的成功在某种程度上都取决于它所构建或运作的生态系统。安森美的自动驾驶生态系统是什么?——与业内最大最具影响力的伙伴合作:

  • 英特尔在CES宣布的Intel Mobileye GO平台;

  • 英伟达Drive PX和PX2平台;

  • 百度阿波罗(Apollo)平台。

百度Apollo自动驾驶平台选用了安森美CMOS图像传感器,新战略合作将协助汽车制造商和供应商加速和简化实施图像传感方案。百度副总裁、百度智能驾驶事业群组总经理李震宇说:“图像传感器和摄像机对于自动驾驶来说非常重要,我们为Apollo平台挑选合作伙伴时考虑了许多方面,包括产品路线图、汽车电子经验、以及为生态系统平台提供的技术支持等,安森美半导体是Apollo平台图像传感器很好的选择。

安森美没有公开宣传的另一个更大的生态系统平台是谷歌的Waymo。谷歌对除英伟达之外的任何组件供应商似乎都三缄其口,但这并不意味着安森美没有参与Waymo的合作。毋庸置疑,安森美的芯片肯定包含在谷歌Waymo这个最大的生态系统中。

收购SensL后,安森美成为了几乎所有自动驾驶应用的一站式传感器供应商。不断刷屏自动驾驶圈的英伟达、英特尔Mobileye或百度阿波罗,安森美都可能身在其中。除了自动驾驶应用,安森美的这些传感器也用于辅助驾驶应用,包括目前常规车辆的制动、转弯、车道变换警告和泊车辅助系统等。

此外,除了自动驾驶技术,安森美还是纯电动汽车和混合动力汽车功率应用领域的强者。因此,在可见的未来,安森美完全有能力逐渐成长为自动驾驶传感领域的领导者之一。


内容参考:

1.https://www.forbes.com/sites/patrickmoorhead/2018/09/24/on-semiconductor-positioning-itself-as-a-leader-in-self-driving-car-technologies/#3c0b913b251d(福布斯)

2.http://tech.ifeng.com/a/20180412/44946502_0.shtml(砍柴网)

 

原文始发于微信公众号(半导体行业观察):全球唯一一家摄像头、雷达、激光雷达都涉足的厂商,安森美如何定义自动驾驶?

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作者 ab