【導(dǎo)讀】隨著人工智能從云端走向邊緣，傳感正日益成為機(jī)器感知和作用于真實(shí)世界的核心能力。意法半導(dǎo)體的影像事業(yè)部正
處在這一變革的中心，其戰(zhàn)略圍繞深度傳感、AI 視覺以及系統(tǒng)級(jí)集成展開。
在本文中，意法半導(dǎo)體影像子事業(yè)部，模擬、電源與分立器件、MEMS 與傳感器事業(yè)部執(zhí)行副總裁 Alexandre BALMEFREZOL
解釋了影像事業(yè)部如何超越傳統(tǒng)影像，以及為什么傳感器的未來在于“感知”，而不僅僅是“采集圖像”。
首先，ST 的影像事業(yè)部是什么？影像在 AI 時(shí)代又是如何演進(jìn)的？
影像事業(yè)部是 意法半導(dǎo)體內(nèi)部一個(gè)歷史悠久的組織，在光學(xué)傳感領(lǐng)域擁有超過 25 年的專業(yè)經(jīng)驗(yàn)。我們的技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模
部署，嵌入到多個(gè)市場(chǎng)的數(shù)十億臺(tái)設(shè)備中。我們最初從攝像頭圖像傳感器起步，并逐步擴(kuò)展。如今，我們的使命更加廣泛：推
動(dòng)我們所稱的“物理 AI”（Physical AI）——即能夠感知、理解并響應(yīng)環(huán)境的系統(tǒng)。
這意味著要超越傳統(tǒng)影像，將視覺、深度和上下文感知結(jié)合起來，形成真正的機(jī)器感知。行業(yè)正在從面向人類理解的影像，轉(zhuǎn)
向面向機(jī)器感知的傳感。這一轉(zhuǎn)變帶來兩個(gè)重要變化。首先，傳感器必須超越可見光，捕捉更多維度的信息，例如深度或紅外
信號(hào)。其次，它們必須具備極高效率，因?yàn)檫@些數(shù)據(jù)中的大部分將在本地處理，通常還要受限于嚴(yán)格的功耗和時(shí)延要求。
這對(duì)傳感器設(shè)計(jì)意味著什么？ST 在這一轉(zhuǎn)型中扮演什么角色？
這改變了設(shè)計(jì)優(yōu)先級(jí)。我們不再只優(yōu)化分辨率或圖像質(zhì)量，而是優(yōu)化系統(tǒng)層面的表現(xiàn)：功耗、延遲、集成復(fù)雜度，以及傳感器
輸出被 AI 使用的便利性。因此，我們的技術(shù)被設(shè)計(jì)為提供上下文，而不僅是像素。它們被構(gòu)想為更大系統(tǒng)的一部分，這個(gè)系統(tǒng)
包括計(jì)算、軟件和算法——所有這些都經(jīng)過協(xié)同設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)感知能力。
我們的角色，是通過集成化傳感系統(tǒng)推動(dòng)這一轉(zhuǎn)型。我們將視覺、深度和處理能力整合到一致且優(yōu)化的解決方案中。因此，我
們說影像不再只是關(guān)于攝像頭；它是將光轉(zhuǎn)化為可用數(shù)據(jù)，從而在邊緣端驅(qū)動(dòng)智能行為。這正是釋放現(xiàn)實(shí)世界 AI 新一輪應(yīng)用的
關(guān)鍵。
ST影像事業(yè)部如今的戰(zhàn)略和定位是什么？
行業(yè)正在從“為人影像”轉(zhuǎn)向“為機(jī)器感知”，而我們的戰(zhàn)略正反映了這一演變。隨著我們已出貨超過 30 億顆 ToF 傳感器，
ST 正從單一器件走向集成式傳感系統(tǒng)，融合深度、視覺和 AI 友好型處理能力，以服務(wù)真實(shí)世界應(yīng)用。
我們的核心目標(biāo)，是將光轉(zhuǎn)化為 AI 可以直接使用的可信數(shù)據(jù)，從而理解場(chǎng)景并支持決策。我們不再追逐整個(gè)影像市場(chǎng)，而是聚
焦于那些傳感真正驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)價(jià)值的領(lǐng)域：深度傳感、AI 驅(qū)動(dòng)視覺以及高度集成的解決方案。這種聚焦使我們不再只是一個(gè)普通
的相機(jī)供應(yīng)商，而是快速增長(zhǎng)領(lǐng)域中的先進(jìn)感知合作伙伴，例如工業(yè)自動(dòng)化、機(jī)器人和邊緣智能。
ST 為何與眾不同
是什么讓這種定位在市場(chǎng)中具有可信度？ST 的差異化體現(xiàn)在哪里？
目前在這一領(lǐng)域ST主要有三大支柱：長(zhǎng)期創(chuàng)新、工業(yè)規(guī)模，以及圍繞兩個(gè)核心平臺(tái)構(gòu)建的產(chǎn)品組合——用于深度傳感的
FlightSense 和用于 AI 視覺的 BrightSense；二者共同形成面向邊緣 AI 的完整感知棧。
過去十年中，我們已出貨數(shù)十億顆傳感器，尤其是在飛行時(shí)間（ToF）和全局快門產(chǎn)品系列方面。如此規(guī)模驗(yàn)證了我們的技術(shù)不
僅先進(jìn)，而且在實(shí)際應(yīng)用中已經(jīng)過驗(yàn)證、穩(wěn)定可靠。同時(shí)，由于我們專注于差異化傳感，我們能夠在目標(biāo)細(xì)分市場(chǎng)中保持強(qiáng)勢(shì)
地位，并持續(xù)投資于我們獨(dú)特的能力。
我們的差異化建立在高價(jià)值傳感技術(shù)的聚焦與集成之上，在這些技術(shù)中，感知能力、性能以及系統(tǒng)級(jí)集成最為關(guān)鍵。我們的一
項(xiàng)重要資產(chǎn)，是全球垂直整合制造商（IDM）模式，以及我們所說的“從像素到系統(tǒng)”的方法。我們掌握從像素架構(gòu)、工藝技
術(shù)，到制造、封裝和系統(tǒng)集成的每一個(gè)環(huán)節(jié)。這讓我們具備更快的創(chuàng)新速度，也能夠交付完整的傳感解決方案，而不僅僅是獨(dú)
立器件。
全球布局和 IDM 模式有多重要？實(shí)際帶來了哪些好處？
這對(duì)我們的價(jià)值主張至關(guān)重要。借助 IDM 模式，我們控制了端到端鏈條：傳感器設(shè)計(jì)、工藝開發(fā)、歐洲的前端制造，以及亞洲
的后端運(yùn)營，并由全球合作伙伴和客戶網(wǎng)絡(luò)支持。這一結(jié)構(gòu)使我們能夠快速實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)化，在大規(guī)模生產(chǎn)中保證質(zhì)量和可靠
性，并為汽車和工業(yè)等高要求市場(chǎng)定制解決方案。
客戶會(huì)看到三大主要優(yōu)勢(shì)。第一是速度：完全掌握整個(gè)技術(shù)棧意味著我們可以縮短開發(fā)周期，更快將新技術(shù)推向市場(chǎng)。第二是
差異化：我們可以將傳感、光學(xué)、處理和軟件結(jié)合成預(yù)集成子系統(tǒng)，從而簡(jiǎn)化客戶設(shè)計(jì)。第三是可擴(kuò)展性和魯棒性：我們的產(chǎn)
品專為大批量、一致性制造而設(shè)計(jì)，這對(duì)長(zhǎng)生命周期、安全關(guān)鍵或任務(wù)關(guān)鍵型應(yīng)用尤其重要。
人才在影像事業(yè)部的成功中扮演什么角色？
他們是決定性因素。影像事業(yè)部在 13 個(gè)國家擁有 800 多名專家，其中很大一部分專注于研發(fā)。在這樣一個(gè)技術(shù)復(fù)雜且快速演
進(jìn)的領(lǐng)域，對(duì)創(chuàng)新的高度投入至關(guān)重要。
我們的團(tuán)隊(duì)融合了半導(dǎo)體、光學(xué)、光子學(xué)、信號(hào)處理、軟件和系統(tǒng)方面的專業(yè)能力。這種廣度讓我們能夠從完整解決方案的角
度思考，而不是孤立的單個(gè)器件，并將從像素到算法的一切進(jìn)行協(xié)同優(yōu)化。
影像事業(yè)部如何長(zhǎng)期保持創(chuàng)新？
我們同時(shí)依賴強(qiáng)大的內(nèi)部能力和豐富的外部生態(tài)。在內(nèi)部，工藝技術(shù)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)和系統(tǒng)工程緊密協(xié)同，使科研想法能夠快速高
效地轉(zhuǎn)化為工業(yè)產(chǎn)品。在外部，我們與重點(diǎn)研究機(jī)構(gòu)、大學(xué)和產(chǎn)業(yè)伙伴合作。這些合作幫助我們探索比市場(chǎng)需求提前數(shù)年的技
術(shù)，并確保持續(xù)不斷的創(chuàng)新管線。內(nèi)部整合與外部合作之間的平衡，正是我們保持雄心勃勃路線圖并實(shí)現(xiàn)規(guī)?；桓兜脑?。
哪些技術(shù)支撐 ST 的戰(zhàn)略
這一戰(zhàn)略背后的關(guān)鍵技術(shù)是什么？
有兩大支柱尤為突出：飛行時(shí)間（ToF）深度傳感，以及 AI 驅(qū)動(dòng)視覺技術(shù)，例如全局快門和 RGB IR 影像。我們還結(jié)合了 3D
堆疊、超表面光學(xué)和嵌入式處理等先進(jìn)能力。目標(biāo)是讓傳感器不僅采集數(shù)據(jù)，還能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理和結(jié)構(gòu)化，使其可被 AI 直
接使用。真正的差異化體現(xiàn)在這些元素整合成系統(tǒng)之后——系統(tǒng)更智能、更緊湊，也更節(jié)能。
ToF 已經(jīng)存在一段時(shí)間了。今天這項(xiàng)技術(shù)成熟到什么程度？FlightSense 有什么新進(jìn)展？
這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)非常成熟。我們?cè)?ToF 領(lǐng)域已開發(fā)超過 10 年，并已出貨超過 30 億顆 ToF 傳感器。如今變化的不是核心技術(shù)本
身，而是其應(yīng)用范圍。ToF 正從智能手機(jī)擴(kuò)展到眾多需要可靠深度信息的系統(tǒng)中，正在成為感知領(lǐng)域的主流基礎(chǔ)模塊。
我們最新的旗艦產(chǎn)品是 VL53L9，這是一款高度集成的 3D LiDAR 模塊。它將發(fā)射器、接收器、處理和電源管理集成在一個(gè)緊
湊、免校準(zhǔn)的器件中。它提供超過 2000 個(gè)感知區(qū)域、最高每秒 100 幀的速率，以及最高 9 米的測(cè)距能力，并具備寬視場(chǎng)。
除了原始規(guī)格參數(shù)之外，它還被設(shè)計(jì)為便于集成并可靠運(yùn)行，從明亮的戶外環(huán)境到完全黑暗的條件都能工作。
在視覺方面，BrightSense 的作用是什么？為什么 RGB 與近紅外結(jié)合很重要？
BrightSense 是我們專為機(jī)器設(shè)計(jì)的視覺傳感器系列。最新的 500 萬像素器件融合了多項(xiàng)創(chuàng)新，比如 3D 堆疊、2.25 微米像素
，以及混合式全局/滾動(dòng)快門架構(gòu)。因此，一個(gè)傳感器就能同時(shí)提供高圖像質(zhì)量和精確的運(yùn)動(dòng)捕捉，而這在過去往往需要不同的
技術(shù)。
在一個(gè)傳感器中集成 RGB 和近紅外（NIR）至關(guān)重要，因?yàn)檫@使系統(tǒng)可以在白天和夜晚?xiàng)l件下都正常工作，而無需機(jī)械濾光片
。這簡(jiǎn)化了系統(tǒng)設(shè)計(jì)，降低了成本和復(fù)雜度，并提升了魯棒性，尤其適用于需要全天候可靠運(yùn)行的應(yīng)用。
ST如何應(yīng)對(duì)功耗問題？FlightSense 和 BrightSense 如何協(xié)同？
功耗是一個(gè)關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)，尤其對(duì)于始終在線和電池供電系統(tǒng)而言。我們開發(fā)了超低功耗傳感器，在自動(dòng)喚醒模式下功耗約為
1–2 毫瓦。這使可穿戴設(shè)備和智能家居產(chǎn)品等能夠在極其有限的能量預(yù)算內(nèi)實(shí)現(xiàn)持續(xù)感知，讓始終在線 AI 在新的形態(tài)中變得可
行。
FlightSense 和 BrightSense 是互補(bǔ)的感知支柱。FlightSense 提供深度和空間感知；BrightSense 提供視覺和上下文信息。
二者結(jié)合后，系統(tǒng)既能繪制周圍環(huán)境，又能識(shí)別正在發(fā)生什么。換句話說，系統(tǒng)能夠看見、理解并采取行動(dòng)。這是邊緣端真實(shí)
世界 AI 的基礎(chǔ)。
這些技術(shù)如何轉(zhuǎn)化為具體應(yīng)用？又如何影響客戶和市場(chǎng)？
這如何轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)世界應(yīng)用？哪些應(yīng)用正在推動(dòng)需求？
VL53L9 打開了非常廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景，包括機(jī)器人、工業(yè)自動(dòng)化、智能樓宇和醫(yī)療健康。例如，人員檢測(cè)或安全監(jiān)測(cè)等分析可以
直接在微控制器上運(yùn)行。在某些場(chǎng)景下，應(yīng)用可以以每秒 30 幀運(yùn)行，同時(shí)僅使用約 13% 的 RAM 和 6% 的 Flash。這種效率
水平是邊緣 AI 的關(guān)鍵推動(dòng)因素。
我們也在智能城市、工業(yè)自動(dòng)化、機(jī)器人和安防領(lǐng)域看到強(qiáng)勁增長(zhǎng)。
在這些領(lǐng)域中，需求是相同的：設(shè)備必須理解其環(huán)境，而不僅僅是記錄它。這就是為什么我們強(qiáng)調(diào)“感知”，而非傳統(tǒng)影像。
對(duì)客戶和市場(chǎng)而言，最大的意義是什么？
我們正在從單個(gè)傳感器邁向完整的感知平臺(tái)，將傳感、處理和軟件整合在一起。這有助于客戶更快構(gòu)建更智能、更高效的產(chǎn)品，
同時(shí)降低功耗、減少系統(tǒng)復(fù)雜度并提升性能。傳感正在成為一種系統(tǒng)級(jí)能力，而 ST 影像事業(yè)部正通過將光轉(zhuǎn)化為可信數(shù)據(jù)，幫
助 AI 從云端走向物理世界。
