????????文章來源：半導(dǎo)體行業(yè)觀察

從Yole提供的數(shù)據(jù)我們可以看到，攝像頭傳感圖像傳感器在未來大有可為。，手機、工業(yè)以及汽車等應(yīng)用是目前2D成像所關(guān)注的主要市場，成像技術(shù)也正在圍繞這些市場實現(xiàn)有機增長。與此同時，3D深度感知市場，也迎來了大爆發(fā)。

作為一家在傳感器方面有著多年積累的企業(yè)，意法半導(dǎo)體基于自身的產(chǎn)品和實力，在多個市場布局。據(jù)意法半導(dǎo)體成像子產(chǎn)品部個人電子、工業(yè)與大眾市場業(yè)務(wù)線總監(jiān)David MAUCOTEL介紹說，公司傳感器的核心業(yè)務(wù)主要是智能手機前置攝像、智能手機后置攝像和個人電腦/筆記本這三個市場。

其中，前置攝像頭主要是用于人臉識別，以及包括用戶的面部ID；后置攝像則依賴于一個在2013年推出的Laser Autofocus的品牌，關(guān)注于暗光環(huán)境下的視頻拍照和成像技術(shù)的生成；針對個人電腦和筆記本，意法半導(dǎo)體則推出了低功耗的人體存在檢測技術(shù)。除此之外，公司還在這個市場的手勢檢測、人臉識別以及其他的安全應(yīng)用方面有布局。

“除了面向大眾市場推出覆蓋機器人、無人機等領(lǐng)域應(yīng)用的產(chǎn)品和現(xiàn)有的核心業(yè)務(wù)，我們還在發(fā)力面向未來的高增長業(yè)務(wù)，當(dāng)中包括但不限于汽車、工業(yè)和新興應(yīng)用等。”David MAUCOTEL說。

據(jù)介紹，面向汽車領(lǐng)域，意法半導(dǎo)體提供了應(yīng)用在駕駛員監(jiān)測、乘員監(jiān)測和外部攝像頭等市場的車規(guī)級產(chǎn)品，能夠滿足中國歐洲和美國關(guān)于車輛道路安全法規(guī)的相關(guān)規(guī)定；針對工業(yè)市場的機器人、人數(shù)統(tǒng)計、無接觸操作、智能家居和智能揚聲器等熱門應(yīng)用，意法半導(dǎo)體也提供了傳感器方案。此外，包括VR眼鏡在內(nèi)的智能眼鏡攝像頭和傳感器，也是意法半導(dǎo)體看中的發(fā)展方向。

意法半導(dǎo)體的這系列故事，最早可以追溯到1999年收購了蘇格蘭的初創(chuàng)公司Vision。

意法半導(dǎo)體圖像傳感器的崛起之路

1990年，Vision作為愛丁堡大學(xué)的創(chuàng)業(yè)項目成立。公司致力于開發(fā)能夠捕捉和處理圖像的單芯片CMOS傳感器。這些傳感器廣泛應(yīng)用于桌面視頻會議、數(shù)碼相機、汽車、工業(yè)應(yīng)用以及玩具等領(lǐng)域。

到了1999年，意法半導(dǎo)體宣布以3800萬美元的現(xiàn)金的估值收購了這家CMOS圖像傳感器先驅(qū)。時任意法半導(dǎo)體公司副總裁Philippe Geyres表示：“收購CMOS圖像傳感器領(lǐng)域的領(lǐng)先技術(shù)將加強意法半導(dǎo)體在計算機外設(shè)、數(shù)字視頻和汽車等多個關(guān)鍵應(yīng)用領(lǐng)域的片上系統(tǒng)領(lǐng)導(dǎo)地位。”

在Vision團隊的支持下，意法半導(dǎo)體的傳感業(yè)務(wù)一路狂奔。在2002年，公司的手機攝像頭與ISP出貨量就突破了百萬大關(guān)。

到了2003年，諾基亞手機進一步的普及了攝像頭，意法半導(dǎo)體的影像部門也進入了黃金年代。但是后來，隨著諾基亞的業(yè)務(wù)逐漸走下坡路，意法半導(dǎo)體開始推動攝像技術(shù)組合的多元化，并創(chuàng)造了FlightSense品牌。

“FlightSense代表Time of Flight，也就是飛行時間概念，它是一種傳統(tǒng)的測距技術(shù)，而能夠達到較高的表現(xiàn)水平，經(jīng)濟效益高。同時，它的尺寸也比較小，在安卓手機的使用方面獲得了巨大的成功，有多家手機廠商能夠使用這樣技術(shù)來實現(xiàn)自動對焦輔助的功能，能夠在拍照的時候?qū)崿F(xiàn)更好的測距和輔助。”David MAUCOTEL表示。

直到今天，意法半導(dǎo)體還在持續(xù)的推動FlightSense品牌的開發(fā)。例如從2017年開始，公司就在其產(chǎn)品組合當(dāng)中也開發(fā)了更多的新的技術(shù)（如全局快門），這些技術(shù)也已經(jīng)在比較高端的手機當(dāng)中得到了廣泛的應(yīng)用。

在過去的十年當(dāng)中，意法半導(dǎo)體還進一步的開發(fā)和掌握了另外兩項技術(shù)：環(huán)境光感測器以及微光學(xué)（超表面光學(xué)）。其中，前者可以幫助我們測量所看到的光學(xué)顏色傳感器當(dāng)中具體的場景的色調(diào)，并且進行微光的調(diào)整，能夠有效的實現(xiàn)一個表面光透鏡；后者則通過極具成本效益的微光學(xué)元件，為我們的相機傳感器和飛行時間（ToF）傳感器提供支持。

在持續(xù)投入25年之后，意法半導(dǎo)體已經(jīng)發(fā)出了四個系列的傳感器產(chǎn)品，包括3D深感、直接ToF模塊、環(huán)境光傳感器和2D攝像頭。這些產(chǎn)品也在過去的二十多年里持續(xù)升級。

“過去十年之間，我們整體的直接飛行模塊的測距也從傳統(tǒng)的一到兩米，慢慢地拓展到了五到八米，甚至到十米的范圍。同時，我們的直接飛行模塊的視野得到了進一步的提升，而且我們還可以將檢測的區(qū)域從單點擴展到64區(qū)，進而擴展到256區(qū)。這些都是基于長度不到五毫米的小模塊實現(xiàn)的。”David MAUCOTEL說。

在2D攝像頭方面，David MAUCOTEL舉例說，自2017年開始，意法半導(dǎo)體向市場整體出貨已經(jīng)有超過十億部的2D攝像頭，公司也可以從非常小的分辨率一直抵達超過五百萬像素的分辨率。與此同時，意法半導(dǎo)體還擁有全局快門黑白近紅外RGB的顏色，讓開發(fā)者在筆記本電腦的Windows系統(tǒng)當(dāng)中的ID身份識別也可以通過2D攝像頭完成。

從下圖，我們可以看到意法把半導(dǎo)體在傳感器方面的實力。當(dāng)中，在面向包括智能手機在內(nèi)的全市場細分領(lǐng)域，意法半導(dǎo)體累計向市場推出了10億顆產(chǎn)品，其全局快門攝像頭的市場份額位居全球第一；ToF模塊和3D ToF傳感器的出貨量超過20億，也是全球第一。

成功背后的四大價值主張

據(jù)David MAUCOTEL介紹，公司的傳感器獲得這樣的成績，公司超過八百名的研發(fā)工程師固然功不可沒。此外，位于法國的克羅爾和魯賽以及新加坡的三個晶圓制造廠和電子晶圓的檢測廠以及位于中國深圳和位于卡蘭巴的后道工廠也是意法半導(dǎo)體的核心競爭力所在。“從以上布局可以看到，ST是世界上唯一一家集成設(shè)備制造商。我們從傳統(tǒng)的設(shè)備的架構(gòu)一直到最終的產(chǎn)品鏈，都是自己全覆蓋。”David MAUCOTEL說。

David MAUCOTEL總結(jié)說，意法半導(dǎo)體傳感器之所以能在全球競爭當(dāng)中脫穎而出，這要得益于公司在以下四方面的價值主張：

首先，意法半導(dǎo)體是全球知名的公司之一，公司可以在12英寸的晶圓上實現(xiàn)3D堆疊技術(shù)，這就意味著公司可以在晶圓的頂部來實現(xiàn)一個像素陣列的形成，而在其數(shù)據(jù)核下方，意法半導(dǎo)體可以通過混合鍵合的堆疊能夠?qū)崿F(xiàn)晶圓的夾層，并完成相關(guān)的加工。

“這就能夠幫助我們進一步的去降低生產(chǎn)成本，同時也能夠幫助我們實現(xiàn)頂級的性能表現(xiàn)。”David MAUCOTEL說。

其次，意法半導(dǎo)體可以向市場提供一站式的交鑰匙解決方案。這就意味著公司可以不依賴外部合作伙伴來實現(xiàn)產(chǎn)品的制造。更重要的一點，意法半導(dǎo)體可以在深圳工廠將無源器件、激光器、微光學(xué)和基板集成到一個微模塊當(dāng)中，這也是在市場上獨一無二的能力。

第三，意法半導(dǎo)器一直以構(gòu)建差異化功能為初衷，而不是一味地跟進市場當(dāng)中的技術(shù)，這讓公司在同質(zhì)化競爭的市場中打造出了更具競爭力的產(chǎn)品。以光學(xué)傳感器為例，意法半導(dǎo)體的芯片可以進一步調(diào)高高動態(tài)范圍功能，也能夠帶來基于事件的攝像頭功能。在芯片中，意法半導(dǎo)體還提供了超低功耗以及自主喚醒等模式，幫助進一步提升設(shè)備使用過程當(dāng)中的數(shù)據(jù)處理以及安全性。

最后，ST最獨特的一點就體現(xiàn)在公司的生態(tài)系統(tǒng)。以攝像頭為例，意法半導(dǎo)體提供了一站式的交鑰匙解決方案，公司能夠和全球合作伙伴通力合作，提供光學(xué)的封裝和模塊，確保公司的攝像頭業(yè)務(wù)能夠提供高質(zhì)量的服務(wù)。此外，意法半導(dǎo)體還能夠提供和攝像頭以及影像產(chǎn)品所配套的評估套件、相關(guān)設(shè)計，幫助客戶更快地將產(chǎn)品快速推向市場。

“和全球其他的一些光學(xué)傳感器供應(yīng)商不同，除了影像產(chǎn)品部門以外，意法半導(dǎo)體還擁有市場知名的STM32 MCU、射頻、MEMS以及模擬和電源等產(chǎn)品線。這讓我們能夠為客戶提供一站式的解決方案、完整的生態(tài)系統(tǒng)，以及相關(guān)的傳感器和計算單元，幫助客戶在生態(tài)系統(tǒng)當(dāng)中進一步通過人工智能的加持來提供客戶最終的產(chǎn)品表現(xiàn)能力。”David MAUCOTEL強調(diào)。

一站式人在感測解決方案，賦能PC

基于這些深厚積累，意法半導(dǎo)體為PC市場提供了一個叫做“ST Presence”的一站式的人在感測解決方案。得益于其先進的優(yōu)勢，采用意法半導(dǎo)體人員存在檢測技術(shù)的PC機迄今已超過280款。近期，公司更是帶來了新一代的解決方案，為PC市場帶來更多賦能。

據(jù)介紹，作為公司第五代交鑰匙傳感器解決方案，ST Presence通過“硬件+算法+AI”的融合，高度優(yōu)化了個人電腦與筆記本的節(jié)能、安全與用戶體驗。從意法半導(dǎo)體成像子產(chǎn)品部業(yè)務(wù)發(fā)展總監(jiān)Herve GROTARD介紹我們得知，該方案的核心依托于公司FlightSense 8×8 64區(qū)飛行時間傳感器，通過發(fā)射不可見紅外光測量距離，配合意法半導(dǎo)體專有的人工智能算法，可實現(xiàn)人體存在檢測、多人檢測和頭部朝向跟蹤等功能。這種集成化方法為主機廠商（OEM）帶來一個獨特的即用型解決方案，無需額外的開發(fā)工作。

此外，第五代傳感器還集成了其他高級功能，例如，手勢識別、手形勢識別和通過分析人體姿勢的健康監(jiān)測。意法半導(dǎo)體的專家們總結(jié)道，公司的人體存在檢測（HPD）解決方案可以實現(xiàn)以下功能：

1、自適應(yīng)調(diào)節(jié)屏幕亮度功能可以追蹤頭部朝向，當(dāng)發(fā)現(xiàn)用戶沒有注視屏幕時，自動調(diào)暗屏幕，從而降低用電量20%以上。

2、離席位鎖屏和看屏喚醒功能可以在用戶離開座位時自動鎖定設(shè)備，在用戶返回座位時，自動喚醒設(shè)備，從而提高信息安全性和操作便捷性。

3、多人檢測功能在有人偷看屏幕時向用戶發(fā)出警報，增強隱私保護。

當(dāng)然，得益于意法半導(dǎo)體的全鏈條布局，公司這個方案還擁有節(jié)能省電、安全等多方面的優(yōu)勢。

正因為擁有如此多優(yōu)勢，除了PC/筆記本電腦、包括消費電子、工業(yè)設(shè)備（機器人、紅外安全幕）、智能家居（控制面板、恒溫器、門禁/門鎖/手部檢測、銀行等）等領(lǐng)域的廠商，也正在評估意法半導(dǎo)體的HPD解決方案。

“與以前的基于網(wǎng)絡(luò)攝像頭的用戶登錄解決方案不同，ToF傳感器不需要捕捉圖像或使用攝像頭，確保用戶隱私得到全面保護。”意法半導(dǎo)體方面強調(diào)。