“傳感器就相當(dāng)于人的各個感官、器官和手腳，相對來說在未來越來越多的傳感器是應(yīng)用于我們能聽到的和我們能看到的。” 艾邁斯（AMS）半導(dǎo)體市場與業(yè)務(wù)發(fā)展總監(jiān)金安敏先生在2019年3月19日的“汽車電子日”活動論壇中如是說道。
艾邁斯（AMS）半導(dǎo)體市場與業(yè)務(wù)發(fā)展總監(jiān)金安敏先生
AMS是一家布局于傳感器方面的半導(dǎo)體公司，根據(jù)AMS的市場分析，未來能聽到的和能看到的傳感器將是發(fā)展熱門，AMS將投資和研發(fā)重心主要集中于光學(xué)的傳感、成像的傳感和聲音的傳感三大方向。金安敏認為，這三個方向基本上像人的眼睛和耳朵一樣，能看到的、能聽到的信息肯定是最豐富的，也是現(xiàn)在發(fā)展最快的一塊。此外，也有一些特別單一的傳感方向，如位置傳感以及氣體傳感，還有流量傳感等。
智能網(wǎng)聯(lián)汽車需要怎樣的傳感技術(shù)
3D識別在以智能手機為代表的消費電子領(lǐng)域已經(jīng)獲得了大量應(yīng)用，人臉解鎖、人臉支付在最近推出的機型中都可以看到， 接下來3D識別在家用電器和工業(yè)自動化中也會用得越來越多。AMS認為它也會逐步遷移到汽車中。
助力未來汽車應(yīng)用
3D識別技術(shù)上的一些關(guān)鍵元器件，如激光發(fā)射器，也應(yīng)用到汽車上，針對特別嚴酷的應(yīng)用，如激光雷達（LIDAR）的設(shè)計。
未來智能網(wǎng)聯(lián)汽車更加重視對周圍環(huán)境的感知，對于駕駛艙內(nèi)的監(jiān)測，以及汽車本身和駕駛員與周圍環(huán)境的交互，將會是一個發(fā)展趨勢。針對對周圍環(huán)境的感知，LIDAR作為未來自動駕駛非常重要的一個系統(tǒng)部件是不可或缺的。
根據(jù)金安敏的介紹，激光發(fā)射器是雷達系統(tǒng)組成中非常關(guān)鍵的光學(xué)元件，AMS在垂直激光表面發(fā)射器方面通過收購和多年的積累，具有非常成熟的經(jīng)驗，而且在手機上的大量應(yīng)用可以使得它的流程成本非常低廉，在進一步的開發(fā)過程當(dāng)中，AMS開發(fā)的可尋址VCSEL陣列可以用于未來大規(guī)模的激光雷達使用，這是一個很關(guān)鍵的技術(shù)元素。
在未來汽車更進一步智能化以后，如果汽車不知道駕駛員在干什么，將很難對高度輔助的ADAS系統(tǒng)或者智能駕駛做準確的操作，駕駛員的監(jiān)控是未來汽車里面必不可少的一個系統(tǒng)。目前歐洲已經(jīng)對駕駛員疲勞的測試列入了測試之一，只有獲得駕駛員監(jiān)控的車才能獲得相應(yīng)的五星標準，這是未來的一個趨勢。
汽車和周邊環(huán)境的交互，AMS采用的是基于光學(xué)的方法，即投射照明。通過側(cè)邊的后視鏡或通過大燈投射出相應(yīng)的標志，可以對周邊的車輛和行人進行很好的提醒和交互。
純固態(tài)的LIDAR是趨勢
現(xiàn)在全球有很多企業(yè)在開發(fā)LIDAR，大部分的雷達主要還是用在測試車上面，車規(guī)級的雷達非常少。車規(guī)級的雷達應(yīng)用主要在城市自動駕駛、高速上輔助駕駛和自動泊車等。但LIDAR的成本比較昂貴，安裝也不是特別方便，而且還需要車規(guī)的認證。
現(xiàn)在的激光雷達主要形式是機械式的，機械式的雷達通常形式是車頂上一個會轉(zhuǎn)的雷達，它的原理是通過旋轉(zhuǎn)的鏡面把光源掃描到整個視場，得到整個視場的信息進行分析。“我們認為最終需要開發(fā)一個純固態(tài)的激光雷達。” 金安敏解釋道，“當(dāng)然，現(xiàn)在也有進一步的開發(fā)，把機械雷達做小，做成微調(diào)的方式來取代大的機械式雷達，總體上也是一個會動的雷達。真正的純固態(tài)雷達是沒有運動的機械件，就要用到可尋址硬件VCSEL，即可尋址的垂直表面激光發(fā)射器陣列，這是針對開發(fā)低成本的、高固態(tài)性的激光雷達技術(shù)。”
可尋址的VCSEL陣列
由于汽車上的激光雷達需要能夠探測從近到遠，甚至非常遠的距離，意味著激光源發(fā)射功率相對比較大，同時又有一個比較小的光速角度。據(jù)了解，AMS的VCSEL陣列可以做到在一個陣列上面有超過5萬個相應(yīng)的VCSEL點，有非常高的分辨度，同時由于整個VCSEL的點數(shù)非常多，因此功率也非常大。
AMS認為的真正的純固態(tài)激光雷達的工作方式：VCSEL陣列可以做到在縱向和橫向上可尋址，通過這種方式可以選擇性的打量某個視場的某個部分，或者是全部按照某個順序掃描，然后接收到各個打量過的信息，以此同樣實現(xiàn)像鏡面掃描過得到的信息。通過這種方式配合相應(yīng)的接收器以及可尋址VCSEL陣列，可以有比較高的掃描方式，同時可靠性高、成本低。
VCSEL架構(gòu)
可尋址的VCSEL陣列
金安敏介紹，基于AMS的VCSEL技術(shù)，已經(jīng)在部分安卓機型上實現(xiàn)了3D識別。在汽車方面，AMS已經(jīng)在跟相關(guān)方合作開發(fā)固態(tài)激光雷達，不久這樣的低成本固態(tài)激光雷達會進入的市場中，讓很多的車開始使用。
在工業(yè)方面，AMS的VCSEL技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于相應(yīng)的工業(yè)自動化以及倉儲或者是自動機器人，是一個越來越成熟的技術(shù)。
固態(tài)雷達可以促進汽車上的大規(guī)模應(yīng)用。現(xiàn)在雷達的成本高昂，如果要大規(guī)模用上，需要把成本降下來，而雷達上相對成本比較高的是動的部分，變成固態(tài)尋址陣列，通過點亮不同視場的區(qū)域來獲取整個視場的信息，可以替代鏡面掃描的部分，大幅度減少成本。同時，可以做到較大能量。
艾邁斯半導(dǎo)體AIM（汽車、工業(yè)、醫(yī)療）領(lǐng)域資深應(yīng)用工程師李銘豪指出：“VCSEL技術(shù)上有很大的瓶頸，如果全面點亮同時保持很遠的距離，整個光的密度是人眼承受不了的。所以，我們是通過可尋址的方式讓VCSEL一個個點亮，這樣可以降低對人眼的影響。然后，同時也可以大大降低它的器件功耗，AMS可以做到非常大功率密度。”
未來汽車里面會出現(xiàn)越來越多的傳感器。整個汽車里傳感器每年的增長是遠遠大于其他一些部件，包括傳統(tǒng)的發(fā)動機、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、變速箱上的傳感器越來越多，同時投射照明、自動駕駛等新的應(yīng)用上面也帶來了傳感器的爆發(fā)式增長。
當(dāng)然傳感器也不是盲目添加的，金安敏分析，這時候主機廠就需要進行平衡，在增加的功能、增加的成本和帶來的價值上進行折中；法規(guī)上的推動也會帶來十足的增長；此外一些新功能被領(lǐng)先的車廠率先推出的時候，其他的車廠也會有所考慮。