本文最初發布於意法半導體
（STMicroelectronics）官網，經意法半導體授權轉載。
隨著人工智慧從雲端走向邊緣，傳感技術正日益成為機器感知並作用於現實世界的核心。意法半導體的成像子集團（IMG）正處於這一變革的核心位置，其戰略圍繞深度感知、AI就緒視覺以及系統級集成展開。
在本次問答中，意法半導體成像子集團執行副總裁亞歷山大·巴爾梅弗雷佐爾（Alexandre BALMEFREZOL）闡述了IMG如何超越傳統成像業務，以及為何傳感器的未來在於感知而非單純的圖像捕捉。
首先，請介紹一下意法半導體的成像子集團，以及成像技術在AI時代如何演進？
IMG是意法半導體內部一個歷史悠久的組織，在光學傳感領域擁有超過25年的專業積累。我們的技術已經大規模部署，嵌入到多個市場中數十億台設備中。我們從相機圖像傳感器起步，逐步拓展業務範圍。如今，我們的使命要廣泛得多：我們致力於實現所謂的"物理AI"——即能夠感知、解讀並響應周圍環境的系統。這意味著要超越傳統成像，將視覺、深度和情境感知融合為真正的機器感知能力。整個行業正從為人類解讀而設計的成像，轉向為機器感知而設計的傳感。這一轉變帶來兩個重要影響。首先，傳感器必須超越可見光範圍，捕捉更多維度的資訊，例如深度或紅外信號。其次，傳感器必須高效運作，因為大部分數據將在本地處理，往往要在嚴格的功耗和延遲限制下完成。
這在實踐中對傳感器設計意味著什麼？意法半導體在這場變革中扮演什麼角色？
這改變了設計的優先級。我們不再僅僅針對解析度或圖像質量進行優化，而是著眼於系統級性能：功耗、延遲、集成複雜度，以及傳感器輸出數據被AI使用的便捷程度。因此，我們的技術旨在提供情境資訊，而不只是像素。它們被設計為更廣泛系統中的組成部分，這個系統包括計算、軟體和算法——所有這些都經過協同設計，以實現感知能力。
我們的角色是通過集成傳感系統使這一轉變成為可能。我們將視覺、深度和處理能力整合到協調一致、經過優化的解決方案中。這就是為什麼我們說成像不再僅僅關乎相機，而是關乎將光轉化為可用數據，為邊緣智能行為提供動力。這正是解鎖下一波AI應用在現實環境中落地的關鍵。
您如何描述IMG當前的戰略和定位？
整個行業正從為人服務的成像轉向為機器服務的傳感，我們的戰略正反映了這一演進。憑藉超過30億個飛行時間（ToF）傳感器的出貨量，意法半導體正從單純的元器件供應商，轉型為提供集成傳感系統的企業，為現實世界應用整合深度、視覺和AI就緒處理能力。
我們的核心目標是將光轉化為AI可直接使用的可信數據，以理解場景並支持決策。我們不追求覆蓋整個成像市場，而是專注於真正能夠驅動系統價值的領域：深度感知、AI驅動視覺以及高度集成的解決方案。這種專注使我們的定位不是普通相機供應商，而是在工業自動化、機器人技術和邊緣智能等快速增長領域中先進感知技術的合作夥伴。
意法半導體的差異化優勢
這種市場地位的可信度體現在哪裡？意法半導體的差異化優勢是什麼？
主要有三大支柱：長期的持續創新、工業化規模，以及圍繞兩大核心平台構建的產品組合——用於深度感知的FlightSense和用於AI視覺的BrightSense，二者共同構成完整的邊緣AI感知技術棧。
過去十年間，我們出貨了數十億個傳感器，尤其是飛行時間（ToF）和全局快門系列產品。這樣的出貨量證明我們的技術不僅先進，而且在實際應用中穩健可靠、經過驗證。同時，由於我們專注於差異化傳感技術，我們能夠在目標細分市場中保持強勢地位，並持續投資於我們的獨特優勢所在。
我們的差異化優勢建立在專注與集成之上，聚焦於感知能力、性能和系統級集成最為重要的高價值傳感技術領域。一項關鍵資產是我們的集成器件製造商（IDM）模式，以及我們所說的"從像素到系統"的方法。我們掌握每一個環節，從像素架構、工藝技術到製造、封裝和系統集成。這賦予我們創新速度優勢，以及交付完整傳感解決方案而非單一零部件的能力。
公司的業務布局和IDM模式有多重要？實際帶來哪些好處？
這對我們的價值主張至關重要。得益於IDM模式，我們掌控端到端的整個產業鏈：傳感器設計、工藝開發、在歐洲的前端製造以及在亞洲的後端運營，並由全球合作夥伴和客戶網路提供支持。這種架構使我們能夠快速實現創新成果的工業化，大規模保證質量和可靠性，並針對汽車和工業等高要求市場量身定製解決方案。
客戶能看到三大主要優勢。首先是速度：完全掌控整個技術棧意味著我們可以縮短開發周期，更快地將新技術推向市場。其次是差異化：我們能將傳感、光學、處理和軟體整合為預集成的子系統，從而簡化客戶的設計工作。第三是可擴展性和穩健性：我們的產品專為大批量、一致性製造而設計，這對於長生命周期、安全關鍵或任務關鍵型應用至關重要。
人才在IMG的成功中扮演什麼角色？
人才是決定性因素。IMG在13個國家擁有800多名專業人員，其中很大一部分專門從事研發工作。在這樣一個技術既複雜又快速演進的領域，這種對創新的投入至關重要。
我們的團隊匯聚了半導體、光學、光電子學、信號處理、軟體和系統方面的專業知識。這種廣度使我們能夠以完整解決方案而非孤立組件的思路進行思考，並對從像素到算法的每個環節進行協同優化。
IMG如何長期保持創新能力？
我們依靠強大的內部能力和豐富的外部生態系統共同支撐。
在內部，工藝技術、產品設計和系統工程緊密配合，使研究創意能夠快速高效地轉化為工業化產品。
在外部，我們與領先的研究機構以及大學和行業合作夥伴展開合作。這些合作幫助我們提前數年探索市場需求之外的前沿技術，並確保創新管道持續運轉。內部整合與外部合作之間的平衡，使我們能夠維持宏大的技術路線圖並實現大規模交付。
支撐意法半導體戰略的關鍵技術
這一戰略背後的關鍵技術是什麼？
兩大支柱格外突出：飛行時間（ToF）深度感知，以及諸如全局快門和RGB紅外成像之類的AI驅動視覺技術。我們還通過3D堆疊、超表面光學和嵌入式處理等先進能力加以補充。我們的目標是讓傳感器不僅能捕捉數據，還能對數據進行預處理和結構化，使其能被AI直接使用。當所有這些要素整合進更智能、更緊湊、更節能的系統中時，真正的差異化優勢便會顯現。
飛行時間技術已經存在一段時間了。這項技術如今成熟度如何？FlightSense有哪些新進展？
這項技術已經高度成熟。我們已經研發飛行時間（ToF）技術超過10年，出貨量超過30億個傳感器。目前正在演進的不是核心技術本身，而是其部署的廣度。ToF技術正從智慧型手機大步邁向需要可靠深度資訊的各類系統，正在成為感知能力的主流構建模組。
我們最新的旗艦產品是VL53L9，一款完全集成的3D雷射雷達模組。它將發射器、接收器、處理單元和電源管理整合到一個緊湊、無需校準的器件中。該產品提供超過2000個感知區域，最高可達每秒100幀的幀率，探測距離最遠可達9米，且擁有寬廣的視場角。
除了這些原始參數之外，該產品還專為便於集成和可靠運行而設計，能夠應對從明亮戶外光線到完全黑暗的各種環境。
在視覺方面，BrightSense的作用是什麼？為何RGB與近紅外結合如此重要？
BrightSense是我們專為機器設計的視覺傳感器系列。
最新的500萬像素器件結合了3D堆疊、2.25微米像素以及混合全局/捲簾快門架構等創新技術。因此，單個傳感器就能同時提供高圖像質量和精確的運動捕捉能力，而這些功能過去需要不同的技術才能分別實現。
在單個傳感器中整合RGB和近紅外（NIR）對於實際應用至關重要。這使系統能夠在無需機械濾鏡的情況下，同時適應晝夜條件。這簡化了系統設計，降低了成本和複雜度，並提升了系統穩健性，這對於需要全天候可靠運行的應用尤為重要。
公司如何應對功耗問題？FlightSense和BrightSense如何協同工作？
功耗是一項關鍵設計參數，對於常開和電池供電系統尤為重要。我們已開發出超低功耗傳感器，在自動喚醒模式下功耗約為1-2毫瓦。這使可穿戴設備和智能家居產品等設備能夠在極其有限的能耗預算內實現持續感知，使常開AI在新型設備形態中變得切實可行。
FlightSense和BrightSense是感知能力互補的兩大支柱。FlightSense提供深度和空間感知能力；BrightSense提供視覺和情境資訊。兩者結合，能夠構建出既可以繪製周圍環境地圖，又能識別正在發生的事情的系統。換句話說，這些系統能夠看見、理解並採取行動。這正是邊緣端真實世界AI的基礎。
這些技術如何轉化為應用場景？這對客戶和市場意味著什麼
這如何轉化為現實世界的應用？哪些應用正在推動需求增長？
VL53L9開啟了廣泛的應用場景，包括機器人技術、工業自動化、智能建築和醫療健康領域。例如，人體檢測或安全監控等分析功能可以直接在微控制器上運行。在某些場景中，應用程式能夠以每秒30幀的速度運行，同時僅使用約13%的RAM和6%的快閃記憶體。這種效率水平是實現邊緣AI的關鍵條件。
我們還看到智慧城市、工業自動化、機器人技術和安防領域展現出強勁的增長勢頭。在這些領域中，需求都是一致的：設備必須能理解其所處的環境，而不僅僅是記錄環境。這正是我們強調感知而非傳統成像的原因。
對客戶和市場而言，最重要的啟示是什麼？
我們正在從單一傳感器邁向整合傳感、處理和軟體的完整感知平台。這幫助客戶更快地打造更智能、更高效的產品，同時降低功耗、減少系統複雜度並提升性能。傳感正在成為一種系統級能力，通過將光轉化為可信數據，意法半導體的成像業務部門正在幫助AI從雲端走向物理世界。
Q&A
Q1：意法半導體的FlightSense和BrightSense分別是什麼技術？
A：FlightSense是意法半導體用於深度感知的技術平台，核心是飛行時間（ToF）傳感器；BrightSense是專為機器視覺設計的傳感器系列，支持RGB和近紅外成像。兩者結合可以讓系統同時具備空間感知和視覺理解能力。
Q2：VL53L9傳感器有什麼特點？
A：VL53L9是意法半導體最新的全集成3D雷射雷達模組，集成了發射器、接收器、處理單元和電源管理，擁有超過2000個感知區域，幀率最高達100幀每秒，探測距離可達9米，且無需校準即可使用。
Q3：意法半導體的IDM模式有什麼優勢？
A：IDM模式指意法半導體掌控從傳感器設計、工藝開發到製造封裝的全產業鏈環節。這種模式能帶來三大優勢：加快產品開發速度、實現傳感與處理軟體的深度集成差異化、保證大規模製造的一致性和可靠性。
