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豪威科技劉琦：智能圖像傳感器賦能自動(dòng)駕駛
2020年6月22日-23日，由南京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)與蓋世汽車聯(lián)合主辦的“2020第三屆全球自動(dòng)駕駛論壇”隆重召開。本次論壇重點(diǎn)圍繞與自動(dòng)駕駛規(guī)?；逃糜嘘P(guān)的核心技術(shù)、法律法規(guī)、技術(shù)評(píng)測(cè)、商業(yè)模式等話題展開探討，下面是豪威科技中國區(qū)汽車電子業(yè)務(wù)部總經(jīng)理劉琦在本次論壇上的發(fā)言：
豪威科技中國區(qū)汽車電子業(yè)務(wù)部總經(jīng)理 劉琦
謝謝周總，還有南京經(jīng)開區(qū)邀請(qǐng)我們來參加這個(gè)論壇，我會(huì)大家分享一下我們對(duì)自動(dòng)駕駛的一些看法。
開始之前，先簡(jiǎn)單介紹一下我們公司。豪威科技創(chuàng)辦于1995年，我們?cè)趫D像傳感器這個(gè)領(lǐng)域已經(jīng)工作了超過20年了，并在2018年完成了跟國內(nèi)上市公司韋爾半導(dǎo)體的合并。同年我們收購了另外一家圖像傳感器的公司，三家公司整合成為現(xiàn)在的豪威集團(tuán)。今年上半年，我們又收購了美國新思半導(dǎo)體的TDDI業(yè)務(wù)。到現(xiàn)在為止，我們其實(shí)是一家產(chǎn)品種類覆蓋比較廣的公司，當(dāng)然了，我們最主要的銷售額還是來自于圖像傳感器這個(gè)領(lǐng)域。
回到圖像傳感器本身，我們現(xiàn)在80%的生意還是來自于圖像傳感器，就是一個(gè)光電轉(zhuǎn)換的器件。在我們生活當(dāng)中，圖像傳感器可以說是無處不在，可能大家每個(gè)人都有智能手機(jī)，現(xiàn)在智能手機(jī)上至少有5—6個(gè)圖像傳感器。而且我看到過一個(gè)報(bào)道，在去年的時(shí)候，一臺(tái)智能手機(jī)上圖像傳感器的成本是首次超過了主處理器，大概可能達(dá)到接近100美金。我們的道路上到處都是圖像傳感器，等一下會(huì)簡(jiǎn)單介紹一下我們看到一輛自動(dòng)駕駛的車上大概會(huì)用到多少圖像傳感器。
這個(gè)是簡(jiǎn)單介紹一下圖像傳感器的發(fā)展趨勢(shì)，手機(jī)圖像傳感器的規(guī)模大概接近100億美金，電腦大概還有4億美金，安防有5億，汽車大概有接近9億，新興市場(chǎng)有接近100M，醫(yī)療接近27M。
簡(jiǎn)單講一下我們豪威集團(tuán)在圖像傳感器幾個(gè)細(xì)分領(lǐng)域的市場(chǎng)地位，我們?cè)谑謾C(jī)市場(chǎng)現(xiàn)在是排名第一，安防是排名第一，汽車是排名第二，筆記本、平板現(xiàn)在也是排名第一。在一些新興市場(chǎng)現(xiàn)在排名第一，醫(yī)療也是排名第一。
這邊特別想強(qiáng)調(diào)一下，可能從市場(chǎng)定位上來講，我們?cè)谑謾C(jī)和安防目前來講是圖像傳感器最大的兩個(gè)領(lǐng)域上，現(xiàn)在分別排第三和第二，我們的定位是中端，目前在往高端發(fā)展。汽車市場(chǎng)，我們?cè)跉W洲是市場(chǎng)排名第一，在一些豪華品牌都是市場(chǎng)占有率超過50%。
說到自動(dòng)駕駛，我們可以分成三部分，感知、決策和執(zhí)行，對(duì)于我們來講，我們作為一家二級(jí)供應(yīng)商，一家半導(dǎo)體公司，我們想做的事情，就是努力把感知的部分能夠做好，能夠?yàn)楹竺娴臎Q策和執(zhí)行提供更準(zhǔn)確的輸入。
這個(gè)是根據(jù)我們?cè)诟鷩鴥?nèi)外大量的整車廠交流過程當(dāng)中，他們提出來的當(dāng)這個(gè)車達(dá)到L4或者L5自動(dòng)駕駛的時(shí)候，圖像傳感器的配置，前視是以1—3目為主，主要是1目的，一些高端的車或者具備比較先進(jìn)的自動(dòng)駕駛的可能需要3目的攝像頭。側(cè)向感知是2—4目、后向感知是需要1目，四環(huán)視及APA需要4目，艙內(nèi)駕駛員監(jiān)測(cè)至少需要1—2目的，將來到L4或者L5自動(dòng)駕駛以后，對(duì)于乘客來講我們也要了解乘客的狀態(tài)，或者乘客下車以后有沒有問題，這個(gè)也是我們需要實(shí)現(xiàn)的功能，也需要1目攝像頭。行車記錄儀，也是將來出現(xiàn)事故以后取證的一個(gè)重要的裝備，包括今年我們國家也出了一個(gè)法規(guī)，到2021年1月開始，要求行車記錄儀或者是事件記錄儀要二選一，要強(qiáng)制安裝。這樣算下來的話，基本上將來每一輛車需要配置接近少則11目，多則可能在15目的攝像頭。全球汽車的產(chǎn)量一年大概在8000—1億輛之間，大概可以算出來整個(gè)市場(chǎng)規(guī)模可能會(huì)接近15—18億的數(shù)量。按照汽車圖像傳感器的平均售價(jià)，一般可能會(huì)超過4—5美金，整個(gè)市場(chǎng)規(guī)模可能會(huì)達(dá)到接近上百億美金。這也就是為什么現(xiàn)在所有的這些圖像傳感器，甚至一些半導(dǎo)體公司和初創(chuàng)企業(yè)都希望能夠進(jìn)入這個(gè)市場(chǎng)，能夠在這個(gè)市場(chǎng)里面去分一杯羹。因?yàn)殡S著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，汽車圖像傳感器用量可能會(huì)超過安防，會(huì)成為僅次于手機(jī)的一個(gè)最大的圖像傳感器市場(chǎng)。
汽車半導(dǎo)體本身是一個(gè)需要積累的行業(yè)，因?yàn)槠嚿纤械臇|西都需要經(jīng)過非常苛刻的測(cè)試，包括高低溫、可靠性、振動(dòng)，而且汽車有它自己比較獨(dú)特的質(zhì)量體系，每一家整車廠都有自己質(zhì)量體系的要求。實(shí)際上任何一家半導(dǎo)體公司想在汽車行業(yè)立足，要過很多關(guān)。我們?cè)谄囆袠I(yè)已經(jīng)做了15年了，我們?cè)谄囆袠I(yè)出貨超過8億顆，我們的產(chǎn)品得到所有整車廠，應(yīng)該說全球任何一家整車廠都或多或少用到我們的圖像傳感器。
從2005年開始我們量產(chǎn)第一顆車用的圖像傳感器，包括一些汽車上的新技術(shù)也是我們?cè)谝龑?dǎo)。到2009年我們第一代大象素技術(shù)量產(chǎn)，這里可能講的是我們?cè)谄嚿系年P(guān)鍵技術(shù)經(jīng)過很多輪迭代，已經(jīng)非常成熟，大家可以放心使用。到2018年的時(shí)候，我們也量產(chǎn)了第一代的深景技術(shù)，也是為了提高圖像傳感器本身單象素靈敏度的一個(gè)技術(shù)。
這邊簡(jiǎn)單講一下，從汽車圖像傳感器和手機(jī)也好，安防也好，在不同的地方，從需求來講跟手機(jī)和安防是有很大的差別。我們把汽車的這些圖像傳感器，按應(yīng)用來說，大致分成了四類。第一類就是給人看的，這個(gè)是需要去還原顏色，需要把這個(gè)圖像顯示出來給人看。這一類的技術(shù)，現(xiàn)在用得最多的就是行車記錄儀、環(huán)視、后視，我們用于人類視覺的一類圖像傳感器，這個(gè)對(duì)于技術(shù)來說，像公路安全是一個(gè)必須的，我們公司從去年開始基本上完成公路安全B等級(jí)的要求。
低功耗，因?yàn)閳D像傳感器本身對(duì)溫度非常敏感，溫度提升以后它的性能會(huì)極速下降。做到低功耗，第一，可以幫助整車廠節(jié)省成本，比如說原來可以用金屬殼散熱，功耗降低以后可以用塑料外殼，塑料外殼會(huì)比金屬外殼省錢。我們現(xiàn)在主推的封裝是CSP的，也是行業(yè)里面最小的一個(gè)封裝，這個(gè)里面有豪威集團(tuán)很多自己的專利技術(shù)。我們可以做到在同類產(chǎn)品當(dāng)中，我們的尺寸最小。
另外，不同的CFA，圖像傳感器會(huì)有不同的需求，隨著一些機(jī)器視覺和人類視覺融合，我們也會(huì)相應(yīng)推出不同的產(chǎn)品來滿足客戶的不同需求。
再有一個(gè)是LED防閃爍，因?yàn)長(zhǎng)ED本身是一個(gè)交流電驅(qū)動(dòng)的光源，在人眼看是一個(gè)連續(xù)性的光源，在圖像傳感器可以看到圖像傳感器開關(guān)的變化，反映到圖像上來講就變成一個(gè)閃爍。這個(gè)就需要我們采取一些新的技術(shù)，從傳感器端把這個(gè)LED閃爍抑制下來，為后端的處理提供更多的方便。我們也是行業(yè)里面第一家提出LED防閃爍概念，并且把它實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的一家公司，我們?cè)贚ED防閃爍必須要有深度的積累。我們也可以根據(jù)客戶的要求提供不同的其他的封裝。
第二個(gè)最重要的領(lǐng)域是自動(dòng)駕駛或者ADAS，公路安全是一個(gè)最重要的需求，ADAS是一個(gè)公路安全功能件，我們下一代的800萬或者1200萬的圖像傳感器基本上都可以做到公路安全低等級(jí)。
功耗，功耗是任何應(yīng)用都是非常重要的一個(gè)因素。
這里面想特別強(qiáng)調(diào)一下，針對(duì)自動(dòng)駕駛或者ADAS，其實(shí)還有兩點(diǎn)是非常重要的，就是信息安全。自動(dòng)駕駛因?yàn)槭窃趯硖貏e實(shí)現(xiàn)L4或者L5自動(dòng)駕駛以后，防黑客或者防數(shù)據(jù)篡改會(huì)成為一個(gè)主要的話題。下一代800萬的里面已經(jīng)加入了信息安全的模塊，我們現(xiàn)在實(shí)現(xiàn)了行業(yè)里面功耗最低的一個(gè)加密模塊，可以實(shí)現(xiàn)所有源數(shù)據(jù)端到端的加密，可以確保我的圖像傳感器光電轉(zhuǎn)換接收的圖像信號(hào)可以安全地到達(dá)你的處理端，你的主CPU，去防止黑客篡改，防止將來大家把一輛車變成一個(gè)殺人的機(jī)器。
另外，我們800萬的圖像傳感器，下一代ADAS圖像傳感器還可以提供更多的多路輸出，可以根據(jù)你自己的需要實(shí)現(xiàn)不同的輸出。
艙內(nèi)監(jiān)控，其實(shí)跟ADAS或者人類視覺一樣的，對(duì)紅外是有要求的，因?yàn)榕搩?nèi)需要實(shí)現(xiàn)駕駛員的疲勞監(jiān)測(cè)，需要紅外遠(yuǎn)光，需要白天晚上都能工作。對(duì)于我們來講，在行業(yè)里面最早推出來RGB-IR雙模的圖像傳感器，我們?cè)诎卜李I(lǐng)域的夜鷹技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用在車上。我們CCC的技術(shù)已經(jīng)申請(qǐng)了吉尼斯世界紀(jì)錄。
最后一個(gè)，ASIC，相當(dāng)于是跟圖像傳感器配套使用的一個(gè)器件，它主要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)功能，一個(gè)是把我們圖像傳感器通過光電轉(zhuǎn)換接收到的這些原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成傳輸?shù)臄?shù)據(jù)把它傳輸出去，我們也是在主流幾家圖像傳感器供應(yīng)商里面具備自己研發(fā)ASIC能力的一家半導(dǎo)體公司。我們自己的圖像算法、不同的還原算法都有自己的一些優(yōu)勢(shì)。
后面簡(jiǎn)單拎出幾個(gè)我們跟中國這些整車廠交流的時(shí)候大家比較關(guān)注的指標(biāo)，以及我們?cè)谧詣?dòng)駕駛領(lǐng)域下一步可能會(huì)發(fā)展的方向，跟大家做一個(gè)簡(jiǎn)單的匯報(bào)。
一個(gè)就是說低照，因?yàn)槲覀儸F(xiàn)在跟非常多的客戶交流過程中，客戶都對(duì)低照提出了很多的要求。低照，其實(shí)反映在我們圖像傳感器的指標(biāo)上來講，就是一個(gè)SNR1的指標(biāo)，就是說信噪比達(dá)到1dB的時(shí)候需要最少的光照量，這個(gè)值越少越好。我們現(xiàn)在還在努力改善我們的低照性能，基本上也是通過以下兩個(gè)方式，一個(gè)是通過空域、時(shí)域或者智能的算法來改造我們低照的噪音，更好地提升我們的信噪比。
第二個(gè)就是寬動(dòng)態(tài)，一直是車上追求的一個(gè)非常重要的指標(biāo)，從早些年的85dB，到我們提出來110dB，120dB，今年在ADAS都開始要講140dB，這個(gè)領(lǐng)域我們也在持續(xù)地提升我們自己的寬動(dòng)態(tài)性能。其實(shí)寬動(dòng)態(tài)提升本身非常簡(jiǎn)單，只要通過多幀的疊加，基本上可以非常容易提升圖像的寬動(dòng)態(tài)，最難的是怎么減少空域和時(shí)域的鬼影，如果你不減少鬼影，只是單純提升寬動(dòng)態(tài)指標(biāo)，你提升寬動(dòng)態(tài)以后，鬼影會(huì)變得非常嚴(yán)重，鬼影變得非常嚴(yán)重的話，對(duì)后端算法處理，決策端和執(zhí)行端都會(huì)造成很大的誤判。
另外，我們也通過我們AI的技術(shù)改善提升寬動(dòng)態(tài)的性能。
安全現(xiàn)在是非常安全的一個(gè)話題，我們是行業(yè)里面最早實(shí)現(xiàn)在ADAS圖像傳感器里面實(shí)現(xiàn)端到端加密的一家供應(yīng)商。已經(jīng)在我們800萬的圖像傳感器里面集成一個(gè)加密的模塊，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的加密、打水印，包括一些數(shù)據(jù)的腳印，結(jié)合我們自己的算法，可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)攝像頭的污損檢測(cè)以及光污染檢測(cè)。將來就可以靠我們的模組供應(yīng)商，可以實(shí)現(xiàn)模組噴洗進(jìn)行清洗。右邊是一張光污染的照片，可以通過我們的算法進(jìn)行識(shí)別和規(guī)避。
這是三個(gè)指標(biāo)。
最后，這個(gè)是我個(gè)人比較喜歡的一張介紹我們豪威集團(tuán)在整個(gè)圖像傳感器領(lǐng)域定位的一張圖。
我們現(xiàn)在作為圖像傳感器領(lǐng)域的一家供應(yīng)商，我們?cè)趺慈ザㄎ晃覀冏约?，我們自己的核心?jìng)爭(zhēng)力在哪里？這張圖講得比較清楚，圖像傳感器最主要的三個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，就是手機(jī)、汽車和安防。這三個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)各有側(cè)重，但又可以互相借用。打個(gè)比方來講，手機(jī)里面追求高象素，大家都知道，小米今年已經(jīng)開始用三星1億象素的圖像傳感器，這個(gè)在汽車上來講幾乎是不敢想象的。在手機(jī)這么小的一個(gè)空間上要實(shí)現(xiàn)1億分辨率的圖像傳感器，對(duì)象素的尺寸就會(huì)提出非常嚴(yán)苛的要求。所以對(duì)我們來講，我們手機(jī)圖像傳感器的象素尺寸都已經(jīng)到0.6、0.5、0.7的級(jí)別了。如果沒有手機(jī)就不會(huì)有小象素的技術(shù)，小象素的技術(shù)帶來更多的靈活性。
在安防角度來講，圖像傳感器關(guān)注最重要的一個(gè)技術(shù)指標(biāo)就是對(duì)于紅外的敏感度，所以我們?cè)诎卜李I(lǐng)域推出了自己的夜鷹技術(shù)，其實(shí)是一種半導(dǎo)體工藝上的提升。大家也知道850或者940納米的紅外線，光電二極管對(duì)這種波長(zhǎng)的光其實(shí)是不敏感的?；谶@個(gè)，我們開發(fā)了一系列工藝，打通通路，隔絕光干擾等等，都可以極大地提升850、940納米的轉(zhuǎn)化率。使用我們這個(gè)夜鷹技術(shù)以后，在850、940納米光電轉(zhuǎn)化效率比原來提升3—5倍。
汽車上我們比較關(guān)注的一些技術(shù)，比如像寬動(dòng)態(tài)，還有全局快門，這都是汽車上比較關(guān)注的技術(shù)?，F(xiàn)在來看，下一代汽車?yán)锩嬗玫降募夹g(shù)，可以用四個(gè)小象素合成一個(gè)大象素，如果你想去實(shí)現(xiàn)這種產(chǎn)品的話，如果沒有手機(jī)里面的小象素技術(shù)，你在汽車上是不敢想象的，因?yàn)闆]有0.7納米的技術(shù)，沒有1納米的象素技術(shù)，不可能實(shí)現(xiàn)4個(gè)1納米技術(shù)合成一個(gè)2納米的大像素。當(dāng)你在陽光好的時(shí)候，光照特別好的時(shí)候，可以做大的分辨率，當(dāng)光照不好的時(shí)候，可以用四個(gè)小象素合成一個(gè)大象素，這個(gè)就是我們下一代主打產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)就可以體現(xiàn)出來了。
今年我看到另外一個(gè)趨勢(shì)，在手機(jī)上，寬動(dòng)態(tài)，大家對(duì)拍照效果的要求越來越高，手機(jī)上對(duì)寬動(dòng)態(tài)的要求越來越高，我們就可以相應(yīng)地把汽車上的一些寬動(dòng)態(tài)技術(shù)拿到手機(jī)上去用，讓我們手機(jī)的圖像傳感器有更好的競(jìng)爭(zhēng)力。
我們現(xiàn)在是所有的圖像傳感器供應(yīng)商里面唯一一家能夠在這三個(gè)領(lǐng)域還能夠做到都是世界前三的一家供應(yīng)商，這是我們比較獨(dú)特的一個(gè)優(yōu)勢(shì)，也是希望在汽車行業(yè)自動(dòng)駕駛發(fā)展的過程當(dāng)中，作為一家半導(dǎo)體公司，能夠做出自己應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
謝謝大家！
來源：2020-07-05 豪威集團(tuán)
文章關(guān)鍵詞： 圖像傳感器技術(shù)
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