安森美半导体在人工智能领域的“芯”布局

受访人：安森美现场应用工程师 Cici Shen、安森美智能感知事业群工业感知部应用工程高级经理 Open Kai、安森美模拟与混合信号事业群业务拓展高级经理 Henry Yang、安森美模拟与混合信号事业部应用专家 Micky Wu

随着人工智能的开发，边缘人工智能越来越受到业界重视。作为全球领先的半导体供应商之一，安森美半导体在人工智能方面的布局正不断加强，凭借其深厚的技术积累和市场洞察，正积极推动边缘人工智能技术的创新与应用，为全球用户提供更高效、更可靠的智能解决方案。

人工智能领域的发展前景是怎样的？未来的发展机遇和挑战有哪些？

Cici Shen：随着技术的不断进步及其在各行各业中的深化应用，AI已成为推动经济增长和社会转型的关键力量。从技术角度看，AI正向着更加智能化、个性化和人性化的方向发展，能够处理更加复杂的任务，并且通过与大数据、云计算、物联网等其他前沿技术的融合，创造出前所未有的解决方案。特别是在自动驾驶、医疗诊断、智能制造、智慧城市等领域，AI技术的应用正在改变传统行业的运作模式，提高生产效率和服务质量，同时也为全球经济创造新的增长点。

随着人工智能技术深入发展，让算力成为“算利”，首先要考虑的便是平衡算力与能耗的矛盾。数据中心作为公认的高耗能行业，据国际能源署(IEA)预测，到2026年全球数据中心的电力消耗总量可能超过1000太瓦时(TWh)。因此，如何为AI数据中心部署高能效高功率密度的电源方案显得尤为重要，也成为行业亟待破局的一大痛点。

安森美的产品和技术在这一趋势中发挥着怎样的作用？为人工智能的落地应用提供哪些支持？

Cici Shen: 在服务器电源设计中，能效和功率密度是两个重要概念，二者相辅相成。我们必须尽可能高效地将来自电网的能量转换为有用功率，减少损耗。为此，电源拓扑不断演变，业界开发了同步整流等技术，并在整流器中采用 MOSFET 取代了损耗较大的二极管。

作为智能电源技术的领导者，安森美（onsemi）最新一代T10 PowerTrench®系列和EliteSiC 650V MOSFET的强大组合为数据中心应用提供了一种完整解决方案，该方案在更小的封装尺寸下提供了卓越的能效和热性能。

EliteSiC 650V MOSFET提供了卓越的开关性能和更低的器件电容，可在数据中心和储能系统中实现更高的效率。与上一代产品相比，新一代碳化硅(SiC) MOSFET的栅极电荷减半，并且将储存在输出电容(Eoss)和输出电荷(Qoss)中的能量均减少了44%。与超级结 (SJ) MOSFET 相比，它们在关断时没有拖尾电流，在高温下性能优越，能显著降低开关损耗。这使得客户能够在提高工作频率的同时减小系统元件的尺寸，从而全面降低系统成本。

T10 PowerTrench 系列专为处理对 DC-DC 功率转换级至关重要的大电流而设计，以紧凑的封装尺寸提供了更高的功率密度和卓越的热性能。这是通过屏蔽栅极沟槽设计实现的，该设计具有超低栅极电荷和小于 1 毫欧的导通电阻 RDS(on)。此外，软恢复体二极管和较低的 Qrr 有效地减少了振铃、过冲和电气噪声，从而确保了在应力下的最佳性能、可靠性和稳健性。该组合解决方案还符合超大规模运营商所需的严格的开放式机架 V3 (ORV3) 基本规范，支持下一代大功率处理器。

随着AI技术的不断演进和数据算力需求的持续增长，数据中心的能源效率和功率密度要求会越来越严苛，安森美650V SiC M3S MOSFET和T10 MOSFET系列产品的出色性能，不仅满足了当前的行业需求，更为未来数据中心的高效、绿色运营提供了可能，为实现更加可持续的数据中心生态系统提供了关键技术支撑。

安森美智能感知技术如何推动边缘智能技术的创新与应用？

Open Kai: 在智能可穿戴、智能家居乃至不断衍生出的新兴的AI等细分应用领域，视觉系统需要以尽可能低的成本、尺寸、功耗提供更高的分辨、理解和判断能力，安森美Hyperlux LP 系列传感器功耗超低，还支持内置的运动侦测功能，可以只需要在侦测到运动物体时快速唤醒系统工作，进一步优化了系统的功耗，内部采用了堆栈式架构设计，能最大限度地减少产品体积，最小型号小如一粒米。

安森美AR0822传感器内置了高动态范围融合算法和运动物体捕捉算法，能够在保证图像质量的同时，大大降低系统资源的消耗，支持多种多次曝光合成线性化拟合功能——DLO (Digital Lateral Overflow) 以及SCMAX (Smooth Combination Max) 智能拟合，这种模式降低了多次曝光合成时的亮度临界区域的噪声，实现了120dB的图像数据输出，有效减少了后端处理器的接收数据和处理时间，提升了图像细节的呈现效果。此外，AR0822还具备增强的近红外灵敏度和像素合并(binning)/开窗输出(windowing)等精密的摄像功能。

更进一步，结合深度学习和神经网络技术的图像传感器设计正引领着智能感知的新浪潮，这些传感器通过集成或紧密配合专用的AI处理单元，能在边缘侧直接执行复杂的目标识别、分类甚至预测任务。为了在更复杂多样的环境中更精准、快速的输出场景信息，安森美的图像传感器未来将会集成更高分辨率，更快速率，嵌入更多的智能算法甚至深度算法、以及非可见光波段的检测等，为边缘智能带来更精美、更细致的图像。

边缘智能领域的发展需求主要体现在哪些方面？安森美如何应对？

Henry Yang: 边缘智能在多个领域都具有广泛的潜在应用价值，例如工业自动化领域实现智能制造提高工厂设备的效率和可维护性，在智能交通领域实现高级驾驶辅助与道路环境监控，医疗保健领域实现远程健康监护，等等。

除了上述介绍的图像传感器外，由于边缘智能硬件的实时性要求极高，蓝牙低功耗（BLE）技术已经成为当前最热门的电子产品连接技术之一，广泛应用于消费电子、工业、汽车、医疗保健、计算机、智能建筑等领域，市场发展空间很高。安森美推出的蓝牙低功耗5.2无线微控制器RSL10和最新RSL15低功耗蓝牙芯片，通过采用先进的半导体工艺和双核架构，确保了实时性要求较高的应用能够在终端层面完成相关计算，避免了数据传输至云端处理产生的时延。这一设计思路不仅优化了系统的整体能效，还确保了数据处理的即时性和系统的自主性。

安森美发布的先进的微型AFE CEM102，可高精度测量电化学信息和安培电流，其设计为与RSL15蓝牙5.2认证无线微控制器配合使用，与单独的方案相比，该组合方案精度更高、噪声更小且功耗更低。该方案的灵活性使其不仅适用于基于电化学测量的传感器，还能用于需准确测量小电流的多种传感器，让设计人员能够为传感应用开发出精度更高、功耗更低、外形更紧凑的边缘智能设备，例如可穿戴医疗监护方案进一步改善用户体验，真正将智能决策推向了设备边缘。

此外，随着人口老龄化，用户对智能化诊疗体验需求的不断提升，个性化医护设备如助听器的设计不再是简单的音频放大组件，而需要变得更为专业及智能，从而进化为集成了高级数字信号处理、人工智能算法与低功耗管理的微型计算平台。安森美拥有30多年的助听器芯片设计经验，是行业内领先的助听器芯片供应商，打造了一系列先进的专业数字助听器/OTC辅听方案，包括Ezairo 7160、Ezairo 8300/8310、J10/J20低功耗蓝牙无线OTC等平台。其中，Ezairo 8300/8310在常规处理基础上，扩展到了6核解决方案，处理能力提升了一倍以上，内置了一颗NNA神经网络加速器，可解决AI离线计算的需求，在低功耗状态下能够进行语音唤醒、调整音量、基本参数调整等本地处理，结合用户使用助听器的习惯，通过深度学习的算法来实现自动适配功能。

在汽车和工业领域，安森美的人工智能应用是如何实现的?

Open Kai: 随着人工智能(AI)技术的逐渐成熟，未来的工业也会运用大量的AI技术，图像传感器作为机器之眼，更是推动人工智能发展的一个元素。如今，AI已用于60％以上的计算机视觉应用程序中，而AI在制造应用程序中的增长已超过50％年复合增长率。机器视觉用于工业扫描和检测应用、协作机器人 (cobot)、自主移动机器人 (AMR)和自动导引车(AGV)，是工业自动化不可或缺的一部分。在制造业中，机器视觉可实现更快、更准确的产品检测，从而提高效率并降低成本。机器视觉应用需要经济高效的方案，将出色的全局快门性能与动态范围、快门效率、光学格式和各种分辨率的相结合。

安森美(onsemi)身为全球工业感知技术的领袖，将会在工业级图像传感器使用背照式和堆栈式工艺来推动图像传感器的进一步发展。随着工艺的提升，图像传感器的像元越来越小，但它却可以达到大尺寸像元的图像效果，这就使传感器的分辨率可以越做越大，带宽也越来越高，也推动了整体相机系统的提升和发展，来满足工业智能化下生产快速精确的推断和决策。安森美的XGS和PYTHON图像传感器领先行业，在工业细分市场占有重要的市场份额。

LiDAR 感知是工业自动化和控制系统的趋势方案，因其具有高性价比、高度准确、快速和可扩展性。安森美的SiPM 阵列具有创新的快速模式，可减少感知时间，其SiPM 技术具有领先行业的能效和动态范围。安森美提供 LiDAR方案以及广泛的 LiDAR 开发平台和工具，由经验丰富的应用工程师提供支援，以协助产品开发。

随着机器人变得更智能并能与人类互动和合作，从运动到机器视觉、自主导航到感知和联接等必要技术的数量也在增加。安森美提供全面的差异化产品组合和多年的应用专知，帮助客户开发创新机器人系统，从传统或协作机器人手臂到自动导引车和自主移动机器人，以及其他类型的机器人。

安森美全系列量产的低功耗、低噪声 XGS 系列高性能图像传感器，具有通用的分辨率，并提供多个易于使用的开发平台，全面支援设计人员快速实现最先进的相机设计，以及经济型的AR系列适用于大部分传统的工业检测、自主移动机器人、工业扫码、双目深度测量等，搭配图像信号处理器做了相应的方案，帮助客户加快开发。

未来在人工智能领域的规划和布局是怎样的？

Micky Wu：AI和工业数字孪生应用往往伴随着大规模数据处理和高功耗数据中心，这对服务器电源的能效比提出了更高要求。安森美在服务器和数据中心领域提供了一系列先进的技术和产品，旨在满足这些高性能计算环境的需求，包括高、中、低压功率分立器件、先进的功率模块方案、智能功率级、数字多相控制器及热插拔智能保险丝、负载点DC-DC稳压器、LDO产品等。随着市场对高能效的AI服务器电源解决方案的需求日益增长，为降低AI数据中心的整体运营成本并符合环保标准，安森美也将基于SiC MOSFET等技术，研发适合AI服务器使用场景的更高转换效率、更强稳定性的电源方案，实现精细化、动态化的电源分配和能效优化，推动AI的发展。

Open Kai: 安森美认为AI和嵌入式应用是图像传感技术接下来比较重要的方向。在过去的几年，AI已经显示出了强大的能量，融入到了日常生活当中。结合AI，机器视觉也会发生革命性的变化。作为智能感知技术领袖企业，安森美致力于为客户提供更好的人工智能感知方案。当前广泛实用的CMOS图像传感器分为全局曝光和卷帘曝光两大类，安森美完全掌握了这两种技术并且有广泛的产品方案，我们认为，未来的图像传感器依然会追求高分辨率，高画质，低成本，这也是安森美图像传感器不断推陈出新的目标。此外，安森美收购了SWIR Vision Systems，显著增强公司的智能感知产品组合，扩展安森美在支持下一代成像系统的深度感知和 3D 成像方面的能力，并为工业、汽车等关键市场的进一步发展铺平道路，尤其是监控、机器视觉、食品检测、自动驾驶等领域。

Henry Yang: 未来随着端侧设备变得更加强大和智能，边缘智能将在智能家居、自动驾驶和医疗保健等领域持续发挥关键作用扩大应用市场。安森美凭借深厚的技术积累和市场洞察，专注于智能电源与智能感知技术，从硬件到软件，从产品到解决方案全面布局，无论是提升智能感知的精度与效率，还是优化数据处理的即时性与能耗，都在不断突破创新为用户提供更高效、更可靠的智能解决方案，与客户共同推动智能技术的边界，开启一个更加智能互联的世界。