自动驾驶还远吗？核心传感器都被安森美半导体布局齐全了
2019-12-12 21:31:52 来源：麦姆斯咨询 评论：0 点击：
2019年12月19日将在深圳举办的『第二十八届“微言大义”研讨会：激光雷达技术及应用』，安森美半导体智能感知部市场总监郗蕴侠博士将出席会议，并为大家做题目为《通向量产之路的激光雷达产品及解决方案》的演讲。在此之前，我们专访了郗蕴侠博士。
微访谈：安森美半导体智能感知部市场总监郗蕴侠
采访背景：自动驾驶是最具影响力的技术之一。特斯拉（Tesla）、英伟达（NVIDIA）、英特尔（Intel）旗下的Mobileye等企业或许是大众首先想到的与自动驾驶相关的明星企业。但是，这个领域还有一家值得关注的企业，为自动驾驶提供零部件，它正通过积极的布局和稳健的成长，成为自动驾驶智能感知领域的领导者，它也是市场上唯一一家能够提供激光雷达、毫米波雷达，摄像头和超声波雷达四种核心传感器芯片的厂商。它就是安森美半导体（ON Semiconductor）。
今年12月19日将在深圳举办的『第二十八届“微言大义”研讨会：激光雷达技术及应用』，安森美半导体智能感知部市场总监郗蕴侠博士将出席会议，并为大家做题目为《通向量产之路的激光雷达产品及解决方案》的演讲。在此之前，我们专访了郗蕴侠博士，通过本次采访，我们对安森美半导体在自动驾驶领域的思考和布局有了进一步的了解。以下是采访内容的整理。
安森美半导体智能感知部市场总监郗蕴侠
麦姆斯咨询：非常感谢郗博士给予的此次采访机会。请您向大家介绍下您在安森美半导体的主要工作职责，谢谢！
郗蕴侠：我现在就职于安森美半导体，负责大中华地区智能感知产品市场开发工作，包括摄像头CMOS图像传感器、激光雷达核心器件和毫米波雷达芯片在汽车ADAS（高级驾驶辅助系统）和自动驾驶领域的拓展工作。
麦姆斯咨询：经过这几年的布局，安森美半导体已经成为自动驾驶应用的一站式传感器供应商。请您谈谈安森美半导体的汽车CMOS图像传感器、雷达芯片和激光雷达核心器件业务情况。
郗蕴侠：安森美半导体关注与ADAS和自动驾驶有关的所有应用，并提供汽车全线的智能感知器件，包括超声波雷达、摄像头、77GHz毫米波雷达和激光雷达的核心器件。其中安森美半导体的超声波雷达SoC和CMOS图像传感器产品在全球车载市场占有率位居第一。即将推出的符合车规的激光雷达核心器件（光电探测器）为未来车规化激光雷达量产做好充分准备，将成为全球知名激光雷达系统客户的首选。第一款毫米波雷达芯片将在2020年首发，为适应L2以上自动驾驶系统而设计。安森美半导体是现今全球唯一一家可以提供以上全部传感器芯片的半导体公司，以后可延伸业务，提供物端传感器融合方案。
麦姆斯咨询：车用摄像头、毫米波雷达、激光雷达的技术成熟度发展不同，相应地，其所用的核心芯片技术成熟度也处于不同阶段。可以介绍下安森美半导体在上述三种传感器芯片方面的研发战略吗？
郗蕴侠：安森美半导体是汽车摄像头CMOS图像传感器的领导者，在ADAS和自动驾驶CMOS图像传感器市场占80%的份额，具有领先业界的最佳的汽车像素技术、微光性能、高动态范围、多种色彩滤波阵列(CFA)、解决LED闪烁问题，有非常完善的质量监督和控制体系，符合车规安全认证的产品，并同时实现功能性安全和业界首创的网络安全，可扩展平台等加快了设计新一代ADAS和自动驾驶系统，降低整体开发成本。
安森美半导体于2017年收购IBM毫米波雷达技术，主要开发针对L2以上自动驾驶应用所需的77GHz毫米波雷达芯片，可以满足长距离（大于200米），角分辨率高，设计独特的片上MIMO（多输入多输出）方式用以优化系统架构，可实现长短距离切换，为整个ECU（电子控制单元）节约成本。
安森美半导体于2018年收购专门做SiPM（硅光电倍增管）和SPAD（单光子雪崩二极管）探测器的公司——SensL，成为拥有此技术的市场领袖，这些技术是实现激光雷达系统的核心器件。这两种光电探测器类型均基于盖革模式。因此，安森美半导体的目标是实现符合车规、高增益、低成本、尺寸紧凑的光电探测器，极其适用于解决汽车长距离激光雷达的微光探测挑战，提供业界最高灵敏度、最佳一致性和低噪声的产品。
安森美半导体在以上三种传感器芯片整体研发战略就是持续投入，持续创新，持续开发新产品适应市场的需求。
麦姆斯咨询：请谈谈您对应用于激光雷达的核心光电探测器的理解，探测器的技术成熟度如何？哪些核心指标是用户最为关心的？
郗蕴侠：激光雷达探测器因为有SiPM和SPAD技术的引入，相比传统的APD（雪崩二极管）性能指标有了巨大的提升，因此成熟度越来越高。现在市场就是看哪一家可以同时研制出符合车规的产品，在激光雷达产品量产落地时保证质量和可靠性。
汽车激光雷达客户最为关心的指标包括PDE(Photon detection efficiency，光子探测效率)、DCR(Dark Count Rate，暗计数率)、Crosstalk（串扰）、Gain（增益）、供电电压、一致性等。安森美半导体的SiPM和SPAD传感器一直在不断提高PDE，同时降低探测器噪声。由于其增益为传统APD的一万倍，具有远距离探测的优势。供电电压为APD的五分之一，大大降低了功耗。另外，最佳的“一致性”特性是激光雷达产品量产的重要指标之一。
麦姆斯咨询：去年5月，安森美半导体收购了爱尔兰SiPM（硅光电倍增管）和SPAD（单光子雪崩二极管）供应商SensL。SiPM和SPAD被视为激光雷达的核心光电探测器，其技术的独特优势有望取代现有主要光电探测器——APD（雪崩二极管）的地位。请谈谈收购SensL以来，安森美半导体已经为激光雷达推出了哪些新款SiPM和SPAD产品？市场反应如何？
郗蕴侠：现有客户都在使用安森美半导体SiPM的RA或RB系列开发激光雷达产品。安森美半导体即将发布SiPM的R系列新产品，这是我们结合了较高PDE和较低噪声方面的开发成果。这些光电探测器的紧凑封装使客户能灵活地布局多个元器件以配合其应用，且符合AEC-Q102汽车认证。我们还在开发多种单芯片线阵产品，将结合最新性能，采用经证实的格式用于广泛的激光雷达应用。此外，安森美半导体推出首个SPAD面阵阵列：Pandion芯片。这是采用卷帘快门读出的400 x 100像素SPAD阵列。市场对新的车规级R系列新产品以及面阵Pandion芯片非常感兴趣，很多国内外知名激光雷达客户已经用这些探测器进行系统开发。
麦姆斯咨询：安森美半导体作为汽车CMOS图像传感器领域的霸主，已经成功打入百度Apollo等自动驾驶平台。安森美半导体擅于与汽车行业最大且最具影响力的伙伴合作，构建自动驾驶生态系统。那么，安森美半导体的SiPM和SPAD产品会选择怎样的合作平台？目前进展如何？另外可以透露已经服务的典型激光雷达客户吗？
郗蕴侠：我们会像CMOS图像传感器一样构建完整的生态系统，和激光雷达的各种部件供应商合作，包括光学系统、激光器、读出电路、SoC（系统级芯片）等，做成参考模组提供给终端客户。
我们和国内外知名的激光雷达客户都有合作，暂时不方便透露细节。
麦姆斯咨询：可以谈谈您在开拓国内SiPM和SPAD市场过程中，遇到的主要竞争对手有哪些企业吗？您如何评价安森美半导体与竞争对手之间的差异和产品优势？
郗蕴侠：安森美半导体是SiPM和SPAD技术的市场领袖，与已有的APD产品相比，具有高灵敏度（2000倍），高增益（1万倍），供电电压低（~32V），及最佳一致性等优势。另一个明显优势就是安森美半导体从一开始就考虑汽车认证去设计光电探测器及其封装，并采用CMOS工艺。我们将很快推出首款符合AEC-Q102汽车标准的光电探测器，为激光雷达量产化铺平道路。除了光电探测器以外，安森美半导体还提供激光系统中符合车规的驱动芯片、电源芯片、放大器和读出芯片等整体系统硬件解决方案。安森美半导体为客户提供快速全面的服务，通过广泛的现场应用工程师网络、激光雷达相关的应用文件和视频库、产品演示系统、经验证的激光雷达模型的仿真数据等，有助于客户掌握新技术并快速将产品落地。
麦姆斯咨询：目前安森美半导体推出的SiPM和SPAD主要基于CMOS工艺，在硅晶圆上实现。是否有计划推出基于III-V族化合半导体工艺的短波红外（SWIR）光电探测器？
郗蕴侠：暂时没有计划。
麦姆斯咨询：请畅谈下你们对激光雷达技术发展趋势的理解。
郗蕴侠：因为机械式激光雷达的质量和可靠性不能完全符合车规标准，因此激光雷达真正大批量生产应该是走向固态激光雷达。在固态激光雷达中，MEMS激光雷达拥有最快落地的可能性。主要原因：MEMS微振镜帮助激光雷达摆脱了笨重的马达、多棱镜等机械运动装置，毫米级尺寸的MEMS微振镜大大减少了激光雷达的尺寸，集成度高；其次MEMS微振镜的引入可以减少激光器和探测器数量，极大地降低成本，成本方面具有优势；最后，MEMS微振镜在投影显示领域商用化应用多年，有良好的市场基础，可以吸取以往的经验。
麦姆斯咨询：针对车内应用，安森美半导体有哪些传感器解决方案？如驾驶员监控、手势识别……
郗蕴侠：舱内监控是增长率非常高的一个应用领域，舱内监控包含驾驶员监控和乘客监控。相机要捕捉司机眼睛和头部动作，全局快门图像传感器是驾驶员监控最好的方式，可以捕捉快速运动，无拖影。乘客监控则采用RGB-IR图像传感器，以达到白天和夜晚同时可以看到清晰图像的效果。安森美半导体提供全面的传感器产品线：从标清至2MP，CMOS图像传感器具有最佳的红外(IR)响应，可以在红外条件下清晰地看到驾驶员眼睛，具有最佳的全局快门效率，明亮环境下的图像受控。另外强大的软件伙伴提供针对安森美半导体CMOS图像传感器的应用软件。驾驶员监控主要推荐的全局快门图像传感器包括AR0144AT、AR0135AT和AR0234AT。而乘客监控则推荐采用RGB-IR图像传感器AR0239AT。
麦姆斯咨询：2019年，全球汽车销量行业表现低迷，对安森美半导体的汽车板块业务有怎样的冲击？也请谈谈你们的应对方案。
郗蕴侠：虽然全球汽车销量行业表现低迷，但是汽车的电气化和智能化一直在不断发展，需要更多的和先进的半导体元器件。比如随汽车自动驾驶级别的提高，需要越来越多的感知器件，每辆汽车的摄像头数量从1~5个增加到10~15个，甚至更多，而且功能要根据新的要求而不断提升。安森美半导体是汽车半导体零部件领军企业，会继续在汽车半导体零部件领域投资，尤其在新技术和新应用投入大量研发，设计出更加适合于汽车行业发展的新产品，提供世界一流的新方案。
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