开创“热雷达”先河：浙大校友研发高光谱热雷达，或为机器感知拓展全新领域

 

传感新品

【开创“热雷达”先河：浙大校友研发高光谱热雷达，或为机器感知拓展全新领域】

 

（来源：Nature）

这得从他和所在团队提出的新型机器感知方法—— HADAR （heat-assisted detection and ranging）说起。HADAR   的中文名是 " 高光谱热雷达 "，也可以简称为 " 热雷达 "。

 

这是一种新颖的传感范式，与现有的微波雷达（radar）、激光雷达（LiDAR）、声纳（sonar）等有着根本性不同。

微波雷达、激光雷达与声纳都是主动式传感，它们会主动向环境发射信号。热雷达是被动式传感，会和相机一样 " 默默 " 地接收信号。

 

课题组之所以将它取名为雷达，是希望有朝一日热雷达可以像微波雷达和激光雷达一样，在各行各业中取得广泛应用。

图 | 鲍芳琳（来源：鲍芳琳）

从人类在夜晚没有视力说起

当前，人类正处于人工智能蓬勃发展的时代。机器人外卖员、扫地机器人、自动驾驶汽车等已经开始走进人类生活。预计在未来十年，将会有数以百万记的机器人和人类共同生活在地球上。届时，机器人和人类的社会互动将达到一个空前的强度。

 

对于这些机器人来说，它们必须借助传感器来 " 看 " 周围的环境，并在获得机器视觉之后做出自主决策。在当前的智能机器市场上，以谷歌以及特斯拉的无人驾驶汽车为例，它们主要采用相机以及激光雷达来获得机器视觉。

 

相机结合机器学习算法的方法，在白天的确表现优异，但是一到夜晚就没法工作。事实上即使在白天，相机也不能很好地区分真正的行人与海报上的人像。

 

另一方面，激光雷达以其高精度而著称，在机器视觉领域有着不可替代的作用。然而，激光雷达只适合单机使用，难以扩展到多人工智能的场景中。当多台激光雷达放在一起，就会出现信号串扰，并对人眼造成安全隐患。

 

由此可见对于即将来临的机器人时代来说，显然需要新一代的传感器，以便不分昼夜地支持多人工智能场景。

 

当然，作为人类的我们早已习惯了白天与黑夜的二分世界。在黑夜看不见东西也是一个再自然不过的现象。

 

那么，想要造出一个不分昼夜的传感器，先得回过头去思考：为什么人的眼睛在黑夜没有视觉能力？

 

这其实是生物演化的结果。几百万年前，人类跟其他陆地动物一样都还是远古海洋生物。海洋几乎只在可见光区域透明。从那时起，人的眼睛就一直围绕着可见光演化。

 

然而，地球一直在自转，始终只有一面朝着太阳。背对太阳的另一面没有可见光，于是就形成了黑夜。

 

而人工智能既没有生物演化，也无需考虑海洋的透明窗口。那么，人工智能的机器视觉可以做到没有昼夜之分吗？

 

鲍芳琳说：" 我们的热雷达工作给出了肯定的答案，YES！"

 

在这项工作中，第一步便是利用红外热辐射作为传感信号源。事实上，我们周围的所有物体诸如地面、房子、人体等，都会不分昼夜地发出红外热辐射。

 

利用红外热辐射进行成像，具有一定的夜视能力。然而，热成像有着非常典型的 " 鬼影效应 "。如下图，热成像之下的人脸没有细节，更像个 " 鬼魂 "。

 

其实热成像下的其他物体也都一样：缺乏纹理、对比度低，远不如白天我们眼见的景象。

 

那么，" 鬼影效应 " 是怎么产生的？假如能从热成像中恢复纹理细节，使热成像达到类似于白天景象的效果，就能得到真正的夜视吗？

 

鲍芳琳说：" 我们的热雷达工作正是解释并克服了‘鬼影效应’，并实现了真正的夜视。热雷达可以在黑夜看到类比于白天的景象，在此基础之上实现不分昼夜的机器感知。"

 

由于热雷达是被动式传感，所以非常适合用于多人工智能场景，有望为未来的人机交互时代提供传感支持，并有望为机器视觉以及人工智能带来突破。

 

可以说，热雷达重新定义了低可见度环境下的机器感知，即将为低可见度下的机器视觉以及成像技术带来革命。

（来源：Nature）

热雷达最直接的应用就是作为机器人以及无人驾驶汽车的传感器。热雷达采取完全被动式的传感方式，可以感知材料、温度、几何纹理等多维度的物理信息，还能在黑夜看到类似白天的景象，这将为机器人提供全新的机器视觉支持。

 

热雷达也能用于野生动物监测。野生动物大多只在夜间活动。热雷达的夜视能力以及灵敏的温度感知能力，将帮助我们更好地监测珍稀野生动物。

 

热雷达也可用于智能医疗，更好地在夜间监测患者的行为、状态。

 

热雷达还能用于国防领域，由于其具备被动传感的特征，故其具有良好的隐蔽性。

 

       

传感动态

【灵明光子完成新一轮融资 推进3D传感芯片的研发以及量产】

9月13日消息，近日，3D传感器芯片和解决方案提供商灵明光子完成新一轮融资，引入上汽创投（上汽金控全资子公司）作为新股东，光源资本担任独家财务顾问。本轮融资资金将继续用于3D传感芯片的研发以及量产。

 

灵明光子成立于2018年5月，核心团队深耕SPAD技术多年，拥有全堆栈SPAD器件设计能力和工艺能力。灵明光子现已推出SiPM、单光子成像阵列（SPAD）及dToF模组以及有限点dToF芯片等系列SPAD 产品，并不断加速产品在智能汽车、高端手机、机器人、自动控制、人机交互、智慧家居等领域的应用落地。

2023年8月，灵明光子正式发布SPADIS面阵型ADS6311芯片，广泛适用于车载、机器人等纯固态激光雷达领域。

 

下一步，灵明光子将继续加大对3D传感芯片的研发力度，通过联合开发模组及系统拓宽dToF产业链布局，不断夯实在技术方面的领先优势，同时与产业伙伴合作加快做好智能汽车、高端手机、工控、安防、机器人、自动控制、人机交互、智慧家居等场景相关产品的规模量产。

 

【车载摄像头进入「多元」增长周期，哪些图像传感器厂商领跑竞争力】

随着单车搭载摄像头数量的增加，以及对于摄像头性能要求的提高，汽车级图像传感器（CIS）市场在2022年成为仅次于手机行业的第二大应用领域。

 

高工智能汽车研究院监测数据显示，2023年1-6月中国市场（不含进出口）乘用车前装标配前向ADAS摄像头589.23万颗，同比增长29.29%；侧视ADAS摄像头225.64万颗，同比增长107.13%。

 

同时，在全景环视部分，1-6月前装标配搭载摄像头1428.81万颗，同比增长40.47%，继续保持较高增长速度。

 

此外，过去不太显眼的舱内摄像头市场，也呈现爆发式增长趋势。高工智能汽车研究院监测数据显示，今年上半年舱内摄像头标配搭载量达到225.50万颗，同比增长82.40%。

 

而作为摄像头成本占比较高的部分，图像传感器供应商近年来也在快速从手机、工业等非汽车领域向汽车行业聚拢，市场竞争开始白热化并驱动格局变化。

 

此前，大部分汽车图像传感器业务来自于倒车、行车记录仪、全景环视以及低阶辅助驾驶；近年来，高像素（5MP、8MP）、高阶行车以及舱内人机交互等更多应用，催生更多需求和市场机会。

 

本次高工智能汽车研究院发布的2023年度中国市场汽车级CIS方案供应商竞争力TOP8，基于实际交付量产、技术产品领先性以及定点品牌/车型的市场竞争力、主机厂的客户资源和过往合作关系、企业规模等多个核心指标综合评定。

其中，作为目前在中国市场份额排名领先的厂商，安森美借助在800万像素高阶市场的先发优势，以及产品研发上的创新能力，稳坐头把交椅。

 

今年5月，安森美推出Hyperlux汽车图像传感器系列，拥有2.1 µm像素尺寸、150 dB超高动态范围（HDR）和LFM（减少LED闪烁）功能，涵盖从300万像素（MP）到800万像素及更高像素的产品。

 

与竞品相比，这些汽车图像传感器的功耗最多可降低30%，占位最多可减小28%，能以更低的系统材料成本实现高能效设计。

 

竞争力排名第二的豪威科技，为上市公司韦尔股份的子公司，也是全球前三大CIS供应商之一。不过，相比于安森美聚焦于汽车及工业业务不同，过去几年消费电子需求持续恶化，对韦尔股份业绩影响较大。

 

2022年，韦尔股份实现营业总收入200.78 亿元，同比下滑16.70%；其中，图像传感器业务实现营收136.75亿元，同比下滑19.64%。不过，好在受益于汽车视觉行业的持续高景气度（影响相对较小），但汽车业绩增速在下滑。

 

2023年上半年，公司图像传感器业务来源于汽车市场的收入从2022上半年 16.02亿元提升至19.04亿元，较上年同期仅增长18.87%。

 

相比而言，2022年该公司图像传感器业务来源于汽车市场的收入从2021年23.21亿元提升至36.33亿元， 同比增速达到56.55%。

 

去年底，韦尔股份发布内部信，宣布进行成本控制，目标是2023年成本减少20％，包括严格控制支出，一些研发项目减少NRE支出。

 

排名第三的思特威，则是近年来进军汽车图像传感器领域的一匹黑马，前装车规级产品陆续在比亚迪、一汽、上汽、东风日产、长城、韩国双龙、开沃、零跑、岚图等客户实现量产交付。

 

数据显示，该公司2022年来自汽车电子行业合并收入2.26亿元，较上年同期增加154.63%，占主营收入的比例为9.08%。今年上半年汽车业务收入 1.08亿元，较上年同期增长63.08%，占主营收入比例升至10.03%。

 

在技术创新方面，思特威的车规级CIS除支持Staggered HDR外，还搭载了自研的PixGain HDR技术，通过同一帧下的High Gain及Low Gain影像结合，再辅以双像素技术，保障产品在实现超高动态范围的同时避免产生合成“鬼影”，适配车载高端ADAS/AD应用的HDR需求。

 

此外，思特威自主研发的LFS技术（LED闪烁抑制技术），能够实现优异的LED闪烁抑制功能；并且，在高温稳定性、片上ISP算法也有优势技术积累，共同确保了车规级芯片的高性能优势。

 

去年，思特威正式推出8MP车规级CIS（8.3MP高分辨率车规级图像传感器SC850AT），成为业内少数有能力满足高阶智能驾驶对于图像传感器高像素需求的公司之一。

 

目前，思特威已推出了11款覆盖车载影像类、ADAS感知类以及舱内等全场景应用的全系列产品，涵盖了车载摄像头主流的1MP至8MP分辨率需求，基本实现了车载应用的全场景应用覆盖。

 

而作为最早进入汽车级CMOS领域的玩家之一，索尼的车载图像传感器传承了消费级图像传感器优势（高画质、不过曝、高对比度与高分辨率），并且在高温稳定性、低噪声、高灵敏度以及高动态范围方面有不少亮点。

 

一直以来，索尼在低像素（1/2MP）前向ADAS、全景环视等辅助驾驶领域优势明显，典型代表客户包括英伟达、Mobileye；此外，5MP产品进入特斯拉下一代摄像头的供应链。

 

不过，由于日系厂商的保守传统和谨慎策略，在高阶产品（比如，8MP）研发方面，落后于汽车智能化（尤其是中国市场）发展速度。尤其是中国本土车企对于8MP产品的接受度更高。

 

此外，在1/2MP细分市场，索尼在中国的份额也正在被其他公司挤压。同时，索尼图像传感器的营收也在受到消费类电子产品需求下滑的影响。

 

同时，包括三星、SK海力士在内的厂商，也都在加速汽车业务的布局。其中，2021年三星正式推出ISOCELL Auto 4AC（120万像素），是专为汽车客户提供的首个集成式成像解决方案。

 

三星的CornerPixel技术拥有独特的像素结构，在1个像素区内嵌入了2个光电二极管，1个3.0μm的像素用于获取暗光下图像，1个1.0μm的像素置于大像素的角落，用于获取更明亮环境的图像。

 

另外，2个光电二极管同时获取不同曝光条件的图像，通过合成处理，让输出图像拥有120dB的HDR。同时将运动模糊影响降至最低，使传感器在暗光到高亮等复杂亮度环境下的曝光过渡更为平滑。

 

排名第八的格科微，这家主打中低端市场的中国本土CMOS图像传感器，汽车产品线主要用于行车记录仪、倒车影像、 360环视、后视等应用，今年上半年在后装市场实现超过1亿元销售额。

 

今年上半年，该公司实现营业收入为19.52亿元，同比下降40.75%；归属于上市公司股东的净利润下降104.44%。目前，公司计划加快推进产品车规认证，并积极向前装市场推广。

 

【战略投资加快！柯力传感拓展工业物联网】

借着机器人概念的东风，宁波上市公司柯力传感（603662）今年在A股市场的表现相当亮眼，股价一度刷新历史高点。

而市场狂欢的背后，今年以来，柯力传感不断拓展投资版图。

 

日前，柯力传感公告称，拟使用自有资金6500万元，通过华虹科技向公司定向发行股票、公司协议受让标的公司5名自然人股东所持部分股份以及接受表决权委托相结合的方式，合计控制华虹科技2242.63万股股份的表决权，占华虹科技定向发行股票完成后有表决权股份总数的52.77%，取得华虹科技控制权。

 

柯力传感表示，对华虹科技的收购，是公司面向矿井物探领域的布局和拓展，有利于拓展工业物联网应用场景，提升公司收入和利润，增强公司整体实力。

 

1 涉足挖掘业物联网

公开资料显示，柯力传感此次纳入版图的华虹科技成立于2002年，2014年挂牌新三板至今，注册资本3500万元，法定代表人为陈春江。

 

柯力传感公告披露，本次收购以华虹科技净资产为基础，结合未来发展前景、盈利状况等，协商确定定向发行股票、股份收购的每股价格均为4.00元。

 

据了解，华虹科技的主营业务为矿井物探领域的技术装备研究、开发和销售及服务，主要包括软件产品开发及销售，以及硬件产品研发、生产及销售和工程技术服务。客户类型包括国有大中型煤矿企业、工程服务企业、高等院校、科研机构等不同类型。

 

股权结构方面，陈春江持有公司23.53%股份，陈炳添持有公司21.79%股份，林契声持有公司21.78%股份，李培根持有公司20.04%股份，陈力健持有公司12.86%股份。

 

本次收购将通过定向发行股票、股份转让、接受表决权委托等方式进行。

 

具体来看，华虹科技将于合适时机向收购人发行750万股股票，本次股票发行的每股发行价格为4.00元，认购价款合计3000万元；2023年，待华虹科技取得定向发行股份登记文件后，标的公司现有5名自然人股东向收购人转让875万股股份，本次股份转让的每股转让价格为4.00元，转让价款合计3500万元。

 

财务数据显示，截至2023年6月30日，华虹科技资产总额1.6亿元，净资产7297万元；2022年和2023年上半年，该公司实现营收分别为1.12亿元、5234万元，净利润分别为1508万元、660万元。

 

值得一提的是，本次交易设有业绩承诺。原股东承诺，2023年度及2024年度，华虹科技实现的扣非归母净利润分别不低于1500万元、2000万元，业绩承诺期累计净利润不低于3500万元。

 

柯力传感也看好本次收购的前景。其公告称，标的公司是国内领先的矿井物探领域的工业物联网企业，主要产品和服务包括矿用瞬变电磁仪、矿用无线电波透视仪、矿井分布式震波勘探仪等十多个品种。投资华虹科技，是柯力传感面向矿井物探领域的布局和拓展，向下游资源端延伸符合公司的发展战略和产业投资方向，有利于公司拓展工业物联网应用场景，提升公司收入和利润，增强公司整体实力。

 

2 近期投资动作频频

柯力传感是国内应变式传感器龙头企业，主营业务为研制、生产和销售应变式传感器、仪表等元器件，以及提供系统集成及干粉砂浆第三方系统服务、不停车检测系统、无人值守一卡通智能称重系统、制造业人工智能系统、企业数字化建设软件开发服务、移动资产管理系统、物流分拣系统等。

 

 在物联网、应变式传感器等概念加持下，今年5月至6月，柯力传感曾一度受到市场热捧，股价从17元/股左右起步，于6月21日触及41.62元/股的历史新高。

 

市场热度背后，柯力传感在经营表现上也可圈可点。 最新财报显示，今年上半年，柯力传感实现营业收入5.07亿元，同比增长0.22%；实现净利润1.4亿元，同比增长10.06%；实现扣非净利润9457.34万元，同比增长12.99%。

 

 与历年同期相比，今年上半年，柯力传感营业收入及净利润均创出上市以来新高。

 

查阅柯力传感近一年的公告可以发现，其在战略投资布局明显加快，也为打造“第二增长曲线”奠定了坚实的基础。

 

以本次华虹科技的收购计划为切口，可以窥探到柯力传感扩张中的投资版图。

 

据统计，柯力传感锚定传感器平台、传感器、物联网设备三大板块，以深圳和长三角地区为主，已先后投资了深圳柯力三电科技有限公司（电量传感器）、深圳市意普兴科技有限公司（工业安全光栅、光幕）、成都海科机械设备制造有限公司（中餐自动化产线生产商）、江苏道金智能制造科技股份有限公司（新能源负极材料产线生产商），与深圳市光明科学城产业发展集团共同设立深圳市柯力智能传感产业发展有限公司。

 

其中，今年5月，柯力传感公告称，公司拟与深圳市光明科学城产业发展集团有限公司签署《合资协议》。双方拟设立合资公司，柯力传感认缴出资额为2.7亿元，持股比例为90%。

 

5月底，柯力传感与成都海科机械设备制造有限公司签署增资协议，投资数千万元，助力海科新一轮高速发展以及加速IPO上市进程。

 

可以看出，柯力传感正在加快从单一物理量传感器企业向多物理量传感器融合的平台型企业的转型发展。

 

今年，柯力传感还与深圳市光明区建设发展集团合作共同打造首期5万平方米的柯力深圳传感谷，为企业转型提供空间场所。同时，该公司旗下拥有产权的宁波市工业物联网特色产业园定位于集聚工业物联网行业，建立高科技项目孵化和产业化服务体系，搭建物联网应用众创空间。

 

柯力传感展现的战略投资雄心也让各家机构蠢蠢欲动。截至上半年末，社保基金、券商、基金等集体新进柯力传感前十大流通股东名单——全国社保基金六零二组合新进持有公司股份434.86万股，位列公司第三大流通股东，持股量占流通股比例1.55%；中金公司位列公司第五大流通股东，新进持有307.9万股，占流通股比例1.1%；汇泉策略优选混合型基金、广发科技动力股票型基金分别新进持有285万股、237万股。

 

【紫光展锐手机芯片全球市占率达15%！环比增长最快】

近日，全球市场研究机构Counterpoint Research发布了2023年第二季度全球智能手机AP/SoC市场报告。报告显示，2023年Q2紫光展锐智能手机芯片全球市占率达到15%，是今年季度环比增长最快的芯片企业。

据Counterpoint Research分析表示，2023年第二季度紫光展锐出货量实现了快速增长，在100- 150美元的LTE市场表现不错。2023年下半年，预计随着入门级5G智能手机在拉丁美洲、东南亚、中东非和欧洲等地区的渗透率提高，紫光展锐也将在这些地区获得一定的市场份额。

 

作为世界领先的平台型芯片设计企业，紫光展锐致力于为全球客户及合作伙伴提供高价值的产品与解决方案，让智能世界触手可及。在5G领域，紫光展锐已在技术、产品、解决方案、终端应用和行业布局上形成完整链路，并向海外市场全面拓进。

 

目前，紫光展锐已推出100+ 5G智能终端，消费电子领域，展锐5G芯已被中兴、努比亚、中国电信、海信等品牌手机采用并在全球市场销售，同时，紫光展锐携手合作伙伴开拓了5G学习机、智能眼镜、商用机器人等创新品类。工业电子领域，展锐5G解决方案已在智慧电力、智慧园区、智慧采矿、智慧医疗、智能制造、金融支付、共享经济、工业物联网等垂直领域商用落地。搭载展锐5G芯片的物联网模组、CPE等产品已通过CE、GCF、FCC等多类海外认证，实现全球成熟量产出货。

 

【半导体市场最新份额：英伟达一跃成为行业第二】

市场研究机构Counterpoint Research发布了2023年第二季度全球半导体市场TOP7厂商排名。最引人瞩目的是英特尔和三星的反复争斗出现了新玩家：英伟达超越三星，以9%的全球份额位居第二，仅次于英特尔的10%。

三星则以8%份额屈居第三。原因在于今年第二季度存储市场极为不景气，影响了三星、SK海力士等主要存储器制造商的销售。

 

相比之下，英伟达在AI大模型市场爆发的驱动下，其GPU供不应求，成为市场的香饽饽，遭到“哄抢”，营业收入快速提升。

 

分析师预计，英伟达在下一季度还将迎来新一轮营收增长。

 

此外，高通受手机市场疲软的影响，以6%份额位居第四。SK海力士和AMD充当“守门员”，本季度份额均为4%。

  审核编辑 黄宇