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豪威科技刘琦:智能图像传感器赋能自动驾驶

2020年6月22日-23日,由南京经济技术开发区与盖世汽车说相符主理的“2020第三届全球自动驾驶论坛”隆重召开。本次论坛重点围绕与自动驾驶周围化商用相关的中央技术、法律法规、技术评测、商业模式等话题打开探讨,下面是豪威科技中国区汽车电子营业部总经理刘琦在本次论坛上的说话:

豪威科技中国区汽车电子营业部总经理 刘琦

谢谢周总,还有南京经开区邀请吾们来参添这个论坛,吾会行家分享一下吾们对自动驾驶的一些望法。

开起之前,先浅易介绍一下吾们公司。豪威科技创办于1995年,吾们在图像传感器这个周围已经做事了超过20年了,并在2018年完善了跟国内上市公司韦尔半导体的相符并。同年吾们收购了另表一家图像传感器的公司,三家公司整相符成为现在的豪威集团。今年上半年,吾们又收购了美国新思半导体的TDDI营业。到现在为止,吾们其实是一家产品栽类隐瞒比较广的公司,自然了,吾们最主要的出售额照样来自于图像传感器这个周围。

回到图像传感器本身,吾们现在80%的营业照样来自于图像传感器,就是一个光电转换的器件。在吾们生活当中,图像传感器能够说是无处不在,能够行家每幼我都有智能手机,现在智能手机上至稀奇5—6个图像传感器。而且吾望到过一个报道,在去年的时候,一台智能手机上图像传感器的成本是始次超过了主处理器,也许能够达到挨近100美金。吾们的道路上到处都是图像传感器,等一下会浅易介绍一下吾们望到一辆自动驾驶的车上也许会用到众少图像传感器。

这个是浅易介绍一下图像传感器的发展趋势,手机图像传感器的周围也许挨近100亿美金,电脑也许还有4亿美金,安防有5亿,汽车也许有挨近9亿,新兴市场有挨近100M,医疗挨近27M。

浅易讲一下吾们豪威集团在图像传感器几个细分周围的市场地位,吾们在手机市场现在是排名第一,安防是排名第一,汽车是排名第二,笔记本、平板现在也是排名第一。在一些新兴市场现在排名第一,医疗也是排名第一。

这儿稀奇想强调一下,能够从市场定位上来讲,吾们在手机和安防现在来讲是图像传感器最大的两个周围上,现在别离排第三和第二,吾们的定位是中端,现在在去高端发展。汽车市场,吾们在欧洲是市场排名第一,在一些豪华品牌都是市场占领率超过50%。

说到自动驾驶,吾们能够分成三片面,感知、决策和实走,对于吾们来讲,吾们行为一家二级供答商,一家半导体公司,吾们想做的事情,就是全力把感知的片面能够做益,能够为后面的决策和实走挑供更实在的输入。

这个是根据吾们在跟国内表大量的整车厂交流过程当中,他们挑出来的当这个车达到L4或者L5自动驾驶的时候,图像传感器的配置,前视是以1—3现在为主,主要是1方针,一些高端的车或者具备比较先辈的自动驾驶的能够必要3方针摄像头。侧向感知是2—4现在、后向感知是必要1现在,四环视及APA必要4现在,舱内驾驶员监测起码必要1—2方针,异日到L4或者L5自动驾驶以后,对于乘客来讲吾们也要晓畅乘客的状态,或者乘客下车以后有异国题目,这个也是吾们必要实现的功能,也必要1现在摄像头。走车记录仪,也是异日展现事故以后取证的一个主要的装备,包括今年吾们国家也出了一个法规,到2021年1月开起,请求走车记录仪或者是事件记录仪要二选一,要强制装配。如许算下来的话,基本上异日每一辆车必要配置挨近少则11现在,众则能够在15方针摄像头。全球汽车的产量一年也许在8000—1亿辆之间,也许能够算出来整个市场周围能够会挨近15—18亿的数目。遵命汽车图像传感器的平均售价,清淡能够会超过4—5美金,整个市场周围能够会达到挨近上百亿美金。这也就是为什么现在一切的这些图像传感器,甚至一些半导体公司和初创企业都期待能够进入这个市场,能够在这个市场内里去分一杯羹。由于随着经济发展,汽车图像传感器用量能够会超过安防,会成为仅次于手机的一个最大的图像传感器市场。

汽车半导体本身是一个必要积累的走业,由于汽车上一切的东西都必要经过专门苛刻的测试,包括高矮温、郑重性、波动,而且汽车有它本身比较稀奇的质量系统,每一家整车厂都有本身质量系统的请求。实际上任何一家半导体公司想在汽车走业立足,要过许众关。吾们在汽车走业已经做了15年了,吾们在汽车走业出货超过8亿颗,吾们的产品得到一切整车厂,答该说全球任何一家整车厂都或众或少用到吾们的图像传感器。

从2005年开起吾们量产第一颗车用的图像传感器,包括一些汽车上的新技术也是吾们在引导。到2009年吾们第一代大象素技术量产,这里能够讲的是吾们在汽车上的关键技术经过许众轮迭代,已经专门成熟,行家能够坦然行使。到2018年的时候,吾们也量产了第一代的深景技术,也是为了挑高图像传感器本身单象素智慧度的一个技术。

这儿浅易讲一下,从汽车图像传感器和手机也益,安防也益,在差别的地方,从需求来讲跟手机和安防是有很大的差别。吾们把汽车的这些图像传感器,按行使来说,大致分成了四类。第一类就是给人望的,这个是必要去还原颜色,必要把这个图像表现出来给人望。这一类的技术,现在用得最众的就是走车记录仪、环视、后视,吾们用于人类视觉的一类图像传感器,这个对于技术来说,像公路坦然是一个必须的,吾们公司从去年开起基本上完善公路坦然B等级的请求。

矮功耗,由于图像传感器本身对温度专门敏感,温度升迁以后它的性能会极速降低。做到矮功耗,第一,能够协助整车厂撙节成本,比如说原本能够用金属壳散炎,功耗降矮以后能够用塑料表壳,塑料表壳会比金属表壳省钱。吾们现在主推的封装是CSP的,也是走业内里最幼的一个封装,这个内里有豪威集团许众本身的专利技术。吾们能够做到在同类产品当中,吾们的尺寸最幼。

另表,差别的CFA,图像传感器会有差别的需求,随着一些机器视觉和人类视觉融相符,吾们也会响答推出差别的产品来已足客户的差别需求。

再有一个是LED防闪动,由于LED本身是一个交流电驱动的光源,在人眼望是一个不息性的光源,在图像传感器能够望到图像传感器开关的转折,产品导航逆映到图像上来讲就变成一个闪动。这个就必要吾们采取一些新的技术,从传感器端把这个LED闪动按捺下来,为后端的处理挑供更众的方便。吾们也是走业内里第一家挑出LED防闪动概念,并且把它实现量产的一家公司,吾们在LED防闪动必须要有深度的积累。吾们也能够根据客户的请求挑供差别的其他的封装。

第二个最主要的周围是自动驾驶或者ADAS,公路坦然是一个最主要的需求,ADAS是一个公路坦然功能件,吾们下一代的800万或者1200万的图像传感器基本上都能够做到公路坦然矮等级。

功耗,功耗是任何行使都是专门主要的一个因素。

这内里想稀奇强调一下,针对自动驾驶或者ADAS,其实还有两点是专门主要的,就是新闻坦然。自动驾驶由于是在异日稀奇实现L4或者L5自动驾驶以后,防暗客或者防数据篡改会成为一个主要的话题。下一代800万的内里已经添入了新闻坦然的模块,吾们现在实现了走业内里功耗最矮的一个添密模块,能够实现一切源数据端到端的添密,能够确保吾的图像传感器光电转换授与的图像信号能够坦然地到达你的处理端,你的主CPU,去防止暗客篡改,防止异日行家把一辆车变成一个杀人的机器。

另表,吾们800万的图像传感器,下一代ADAS图像传感器还能够挑供更众的众路输出,能够根据你本身的必要实现差别的输出。

舱内监控,其实跟ADAS或者人类视觉相通的,对红表是有请求的,由于舱内必要实现驾驶员的疲劳监测,必要红表远光,必要白天夜晚都能做事。对于吾们来讲,在走业内里最早推出来RGB-IR双模的图像传感器,吾们在安防周围的夜鹰技术已经行使在车上。吾们CCC的技术已经申请了吉尼斯世界纪录。

末了一个,ASIC,相等于是跟图像传感器配套行使的一个器件,它主要实现两个功能,一个是把吾们图像传感器议决光电转换授与到的这些原起数据转换成传输的数据把它传输出去,吾们也是在主流几家图像传感器供答商内里具备本身研发ASIC能力的一家半导体公司。吾们本身的图像算法、差别的还原算法都有本身的一些上风。

后面浅易拎出几个吾们跟中国这些整车厂交流的时候行家比较关注的指标,以及吾们在自动驾驶周围下一步能够会发展的倾向,跟行家做一个浅易的汇报。

一个就是说矮照,由于吾们现在跟专门众的客户交流过程中,客户都对矮照挑出了许众的请求。矮照,其实逆映在吾们图像传感器的指标上来讲,就是一个SNR1的指标,就是说信噪比达到1dB的时候必要最少的光照量,这个值越少越益。吾们现在还在全力改善吾们的矮照性能,基本上也是议决以下两个手段,一个是议决空域、时域或者智能的算法来改造吾们矮照的噪音,更益地升迁吾们的信噪比。

第二个就是宽动态,不息是车上寻找的一个专门主要的指标,从早些年的85dB,到吾们挑出来110dB,120dB,今年在ADAS都开起要讲140dB,这个周围吾们也在不息地升迁吾们本身的宽动态性能。其实宽动态升迁本身专门浅易,只要议决众帧的叠添,基本上能够专门容易升迁图像的宽动态,最难的是怎么缩短空域和时域的鬼影,倘若你不缩短鬼影,只是单纯升迁宽动态指标,你升迁宽动态以后,鬼影会变得专门主要,鬼影变得专门主要的话,对后端算法处理,决策端和实走端都会造成很大的误判。

另表,吾们也议决吾们AI的技术改善升迁宽动态的性能。

坦然现在是专门坦然的一个话题,吾们是走业内里最早实现在ADAS图像传感器内里实现端到端添密的一家供答商。已经在吾们800万的图像传感器内里集成一个添密的模块,实现了数据的添密、打水印,包括一些数据的脚印,结相符吾们本身的算法,能够实现整个摄像头的污损检测以及光污浊检测。异日就能够靠吾们的模组供答商,能够实现模组喷洗进走清洗。右边是一张光污浊的照片,能够议决吾们的算法进走识别和规避。

这是三个指标。

末了,这个是吾幼我比较爱的一张介绍吾们豪威集团在整个图像传感器周围定位的一张图。

吾们现在行为图像传感器周围的一家供答商,吾们怎么去定位吾们本身,吾们本身的中央竞争力在那里?这张图讲得比较懂得,图像传感器最主要的三个行使周围,就是手机、汽车和安防。这三个周围的技术各有偏重,但又能够互相借用。打个比方来讲,手机内里寻找高象素,行家都晓畅,幼米今年已经开升引三星1亿象素的图像传感器,这个在汽车上来讲几乎是不敢想象的。在手机这么幼的一个空间上要实现1亿分辨率的图像传感器,对象素的尺寸就会挑出专门厉苛的请求。因此对吾们来讲,吾们手机图像传感器的象素尺寸都已经到0.6、0.5、0.7的级别了。倘若异国手机就不会有幼象素的技术,幼象素的技术带来更众的变通性。

在安防角度来讲,图像传感器关注最主要的一个技术指标就是对于红表的敏感度,因此吾们在安防周围推出了本身的夜鹰技术,其实是一栽半导体工艺上的升迁。行家也晓畅850或者940纳米的红表线,光电二极管对这栽波长的光其实是不敏感的。基于这个,吾们开发了一系列工艺,打通通路,阻隔光作梗等等,都能够极大地升迁850、940纳米的转化率。行使吾们这个夜鹰技术以后,在850、940纳米光电转化效率比原本升迁3—5倍。

汽车上吾们比较关注的一些技术,比如像宽动态,还有全局快门,这都是汽车上比较关注的技术。现在来望,下一代汽车内里用到的技术,能够用四个幼象素相符成一个大象素,倘若你想去实现这栽产品的话,倘若异国手机内里的幼象素技术,你在汽车上是不敢想象的,由于异国0.7纳米的技术,异国1纳米的象素技术,不能够实现4个1纳米技术相符成一个2纳米的大像素。当你在阳光益的时候,光照稀奇益的时候,能够做大的分辨率,当光照不益的时候,能够用四个幼象素相符成一个大象素,这个就是吾们下一代主打产品的上风就能够表现出来了。

今年吾望到另表一个趋势,在手机上,宽动态,行家对拍照终局的请求越来越高,手机上对宽动态的请求越来越高,吾们就能够响答地把汽车上的一些宽动态技术拿到手机上去用,让吾们手机的图像传感器有更益的竞争力。

吾们现在是一切的图像传感器供答商内里唯逐一家能够在这三个周围还能够做到都是世界前三的一家供答商,这是吾们比较稀奇的一个上风,也是期待在汽车走业自动驾驶发展的过程当中,行为一家半导体公司,能够做出本身答有的贡献。

谢谢行家!