自過去的15個(gè)月以來，艾邁斯半導(dǎo)體(ams)先后通過7次收購(gòu)，一舉成為在光學(xué)傳感器、圖像傳感器、環(huán)境傳感器和音頻傳感器領(lǐng)域的領(lǐng)先供應(yīng)商。此外，ams還逐步剝離了電視面板驅(qū)動(dòng)集成電路、NFC和RFID閱讀器產(chǎn)品線，以便更專注于傳感器解決方案的戰(zhàn)略。年報(bào)顯示，ams在2017年?duì)I收突破10億歐元，年同比增長(zhǎng)率高達(dá)93%。除了高速增長(zhǎng)的3D傳感外，豐富的傳感器組合同樣功不可沒。

ams將80-90%的投資用于光傳感器、圖像傳感器、環(huán)境傳感器和音頻傳感器領(lǐng)域，其余的投資集中在位置傳感器、流量傳感器和無線方面。公司CEO Alexander Everke此前在接受媒體采訪時(shí)就表示，“我們已經(jīng)形成全球最強(qiáng)的傳感器技術(shù)產(chǎn)品組合，以傳感器解決方案打造完美世界，驅(qū)動(dòng)全球產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，并消費(fèi)和通訊市場(chǎng)份額占到60%，汽車、工業(yè)和醫(yī)療市場(chǎng)份額占到40%。”

除了包括VCSEL在內(nèi)的3D傳感、光譜傳感、接近傳感等光學(xué)傳感器外，在音頻領(lǐng)域，ams有ANC降噪、MEMS話筒IC、POW:COM實(shí)現(xiàn)配件充電和通信等產(chǎn)品；在環(huán)境方面，氣體/顆粒、溫度/相對(duì)濕度、壓力等傳感器大量應(yīng)用于IoT市場(chǎng)和移動(dòng)市場(chǎng)；在圖像傳感方面，ams除了能提供針對(duì)工業(yè)市場(chǎng)的高性能全局快門CMOS解決方案外，還有用于醫(yī)療CT、數(shù)字X光射線的優(yōu)化型系統(tǒng)、以及一次性內(nèi)窺鏡的全球最小微型攝像頭NanEye。

集中化戰(zhàn)略的致勝組合

強(qiáng)勁的機(jī)器視覺發(fā)展需求

CMOS圖像傳感器具有體積小、功耗低等優(yōu)勢(shì)，在圖像傳感器領(lǐng)域占有率達(dá)到90%。隨著背照式和堆棧式技術(shù)等新型CMOS圖像傳感器技術(shù)的進(jìn)步，以及雙攝像頭、3D攝像頭陸續(xù)出現(xiàn)并成為智能手機(jī)的新賣點(diǎn)，再加上汽車、無人機(jī)、VR以及AR技術(shù)等新興市場(chǎng)的推動(dòng)，CMOS圖像傳感器正迎來新一輪的產(chǎn)業(yè)成長(zhǎng)高峰。

ams圖像傳感器解決方案事業(yè)部高級(jí)副總裁兼總經(jīng)理Stephane Curral預(yù)計(jì)在2017年到2021年之間，傳感器市場(chǎng)年均復(fù)合增長(zhǎng)率為30%，其中醫(yī)療行業(yè)增長(zhǎng)13%，工業(yè)市場(chǎng)增長(zhǎng)6%，差異化消費(fèi)類應(yīng)用增長(zhǎng)56%。

ams圖像傳感器解決方案事業(yè)部高級(jí)副總裁兼總經(jīng)理Stephane Curral

2015年12月，ams通過收購(gòu)CMOSIS，開始重點(diǎn)布局工業(yè)4.0、物聯(lián)網(wǎng)和醫(yī)學(xué)診斷等增長(zhǎng)市場(chǎng)。CMOSIS的圖像傳感器可滿足機(jī)器視覺、醫(yī)療、廣播、交通、科學(xué)和攝影成像等市場(chǎng)的高端應(yīng)用。此外，CMOSIS還為類似內(nèi)窺鏡的醫(yī)療應(yīng)用提供優(yōu)質(zhì)的NanEye微型照相機(jī)模塊。相機(jī)與先進(jìn)的光學(xué)傳感器的結(jié)合可驅(qū)動(dòng)新型傳感器方案在垂直市場(chǎng)的發(fā)展，而通過將CMOSIS的前沿IP和設(shè)計(jì)能力與ams的生產(chǎn)能力和光學(xué)傳感器優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來，ams方面預(yù)計(jì)其增長(zhǎng)計(jì)劃也將更快得以實(shí)現(xiàn)。

感測(cè)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域全光譜

Stephane Curral指出，工業(yè)4.0正加快工業(yè)市場(chǎng)的增長(zhǎng)，主要表現(xiàn)在以下四個(gè)方面：

1） 對(duì)高速/高分辨率機(jī)器視覺系統(tǒng)需求的提升；

2） 借助協(xié)作性機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化增長(zhǎng)；

3） 加速智能儀表的使用；

4） 對(duì)定制和現(xiàn)成傳感器接口結(jié)局方案需求的提升。

而不斷老齡化的全球人口推動(dòng)著醫(yī)療診斷需求的增長(zhǎng)。醫(yī)療內(nèi)窺鏡方面，一次性內(nèi)窺鏡需求低成本微型化解決方案，醫(yī)學(xué)成像則要求以最小輻射劑量和較低系統(tǒng)成本生成更清晰的圖像。高增長(zhǎng)差異化消費(fèi)類應(yīng)用領(lǐng)域的機(jī)會(huì)則來自3D結(jié)構(gòu)光和人眼跟蹤系統(tǒng)。

除了之前多次提及的NanEye外，ams另一款明星級(jí)產(chǎn)品則是CMV50000圖像傳感器。它能夠提供48M像素的高分辨率，是前一代CMOSIS全局快門CMOS圖像傳感器的兩倍以上。且擁有低噪音、高幀頻、動(dòng)態(tài)范圍廣、易于集成等特點(diǎn)，在自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)、機(jī)器視覺應(yīng)用與專業(yè)消費(fèi)者視頻應(yīng)用等領(lǐng)域表現(xiàn)優(yōu)異。

在評(píng)價(jià)全局快門技術(shù)時(shí)，Stephane Curral強(qiáng)調(diào)了具備很高全局快門效率的同時(shí)，兼具低噪聲的重要性，認(rèn)為這兩點(diǎn)的結(jié)合可以給用戶提供一個(gè)非常廣的動(dòng)態(tài)范圍選擇。此外，是否能夠在提高圖像傳感器分辨率和幀率的同時(shí)維持最低的功耗，也是對(duì)產(chǎn)品性能的重要考核指標(biāo)。

CMOS是否會(huì)全面碾壓CCD

由于車載應(yīng)用、機(jī)器視覺、人臉識(shí)別與安防監(jiān)控的快速發(fā)展，以及越來越強(qiáng)大的手機(jī)拍照功能(例如雙攝像頭或三攝像頭)，全球CMOS圖像傳感器銷售額屢創(chuàng)新高，市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)IC Insights統(tǒng)計(jì)，2017年銷售額為125億美元，同比增長(zhǎng)19%，預(yù)計(jì)2018年CMOS圖像傳感器銷售額有望達(dá)到137億美元，同比增長(zhǎng)10%，將連續(xù)八年創(chuàng)歷史記錄。再向后看，該機(jī)構(gòu)認(rèn)為，一直到2022年，CMOS圖像傳感器都將保持出貨量與銷售額年年創(chuàng)新高的趨勢(shì)。

IC Insights在其最新報(bào)告中指出，CMOS圖像傳感器應(yīng)用范圍不斷拓展，新興應(yīng)用持續(xù)涌現(xiàn)，一直在蠶食CCD(電荷耦合器件)的市場(chǎng)份額。由于智能手機(jī)市場(chǎng)日趨成熟，2016年CMOS圖像傳感器增長(zhǎng)僅有6%，但非手機(jī)應(yīng)用市場(chǎng)飆升，導(dǎo)致CMOS傳感器市場(chǎng)在2017年同比大增19%，對(duì)比一下，CCD就異常慘淡，2016年尚增長(zhǎng)5%，但2017年竟然下跌2%，銷售額為16億美元。

Stephane Curral說CMOS現(xiàn)在占據(jù)著大概70%~80%的市場(chǎng)份額，他對(duì)將來CMOS完全取代CCD圖像傳感器技術(shù)深信不疑。例如在醫(yī)療圖像抓取應(yīng)用中，CMOS圖像傳感器就具備系統(tǒng)集成度更高、動(dòng)力要求較低、圖像抓取功能更為靈活、界面智能化程度更高、動(dòng)態(tài)范圍更大、感光度更高等六大優(yōu)勢(shì)，一些常用的醫(yī)療器械如醫(yī)療內(nèi)窺鏡均因?yàn)镃MOS圖像傳感器使得性能有大幅度提升。

“當(dāng)然，CCD在一些非常專業(yè)的特定應(yīng)用市場(chǎng)中仍會(huì)保留少許份額，但相比CMOS技術(shù)，大勢(shì)已去。”他說。

將成像與先進(jìn)的光學(xué)傳感器相結(jié)合，產(chǎn)生新型傳感器方案，推動(dòng)其在垂直市場(chǎng)的發(fā)展，是ams重點(diǎn)關(guān)注的新趨勢(shì)之一，3D和高光譜圖像傳感技術(shù)即為典型代表。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，ams應(yīng)用到醫(yī)學(xué)透射中的有3D CT技術(shù)、低成本CT技術(shù)以及低成本X射線技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)較小輻射劑量生成清晰圖像，另外用于一次性內(nèi)窺鏡的最小NanEye方案也可以實(shí)現(xiàn)更小的封裝尺寸、更小的失真率以及更高的分辨率。

成像與光學(xué)融合應(yīng)用之一：高光譜

2017年1月，ams通過收購(gòu)Heptagon，實(shí)現(xiàn)了端到端光學(xué)傳感解決方案的完整布局。資料顯示，Heptagon公司在高性能光學(xué)封裝領(lǐng)域具有獨(dú)特專長(zhǎng)，目前專注于消費(fèi)類市場(chǎng)，是要求大批量、小尺寸光學(xué)封裝的移動(dòng)設(shè)備應(yīng)用主要供應(yīng)商。

機(jī)器學(xué)習(xí)與3D成像結(jié)合

在人工智能的發(fā)展和應(yīng)用的推動(dòng)下，機(jī)器視覺的廣泛應(yīng)用無疑是在加速的。過去，人眼視覺主導(dǎo)著成像應(yīng)用和開發(fā)，隨著人工智能的發(fā)展和對(duì)智能邊緣設(shè)備的強(qiáng)勁需求，業(yè)界普遍預(yù)期會(huì)有更多機(jī)器視覺應(yīng)用的技術(shù)和產(chǎn)品創(chuàng)新誕生。

在談及此話題時(shí)，Stephane Curral表示機(jī)器學(xué)習(xí)和3D圖像應(yīng)該結(jié)合起來才能更好地工作，而ams也正在大量地投資軟件方面的解決方案。換句話說，當(dāng)圖像需要向外讀取的時(shí)候，3D圖像需要有一個(gè)與深度相關(guān)的數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)必須要使用機(jī)器學(xué)習(xí)的方式來進(jìn)行處理，這樣才是高效的。

而在這種3D成像領(lǐng)域，由于需要對(duì)近紅外光有高敏感度，例如通過激光、VCSEL對(duì)940nm光譜進(jìn)行捕捉。此外在3D成像方面也需要使用BSI背照技術(shù)，因此，全局快門技術(shù)是極為重要的。

“很多公司都說他們有很多相關(guān)的IP，但是這些IP其實(shí)都是在電荷區(qū)域相關(guān)的?！盨tephane Curral補(bǔ)充說，電荷區(qū)域的IP與BSI技術(shù)的匹配并不理想。通過收購(gòu)CMOSIS公司，ams獲得了相關(guān)專利，使得他們能在這方面有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。當(dāng)然，BSI將來還會(huì)進(jìn)一步向堆棧技術(shù)發(fā)展，ams正在考慮在原有傳感器基礎(chǔ)上堆疊更多晶圓，來增強(qiáng)傳感器的數(shù)據(jù)處理能力，使得邏輯處理更加高效和快速。