化光为可信数据：意法半导体如何在AI时代重塑成像

随着人工智能从云端走向边缘，传感正成为机器感知现实世界并采取行动的关键基础。意法半导体的成像事业部 (IMG) 正站在这场变革的中心，其战略围绕深度感知、AI视觉以及系统级集成展开。

在本次问答中，意法半导体成像事业部执行副总裁Alexandre BALMEFREZOL介绍了IMG如何突破传统成像边界，并阐释为何传感器的未来在于“感知”，而非仅仅是“捕捉图像”。

首先，请介绍一下意法半导体成像事业部，以及成像技术在AI时代是如何演进的？

IMG是意法半导体内部成立已久的部门，在光学传感领域拥有超过25年的专业积淀。我们的技术已实现大规模部署，嵌入多个市场的数十亿台设备中。我们从摄像头图像传感器起步，并逐步拓展。如今，我们的使命更为宏大：赋能我们所称的“具身AI”：即能够感知、解读并响应环境的系统。这意味着不再局限于传统成像，而是将视觉、深度与情境感知融合，形成真正的机器感知能力。行业正在从面向人类解读的成像，转向面向机器感知的传感。这一转变带来两大影响：首先，传感器需要突破可见光范围，捕捉深度或红外信号等更多维度的信息；其次，传感器必须具备高能效，因为大量数据将以本地处理为主，且往往面临严格的功耗和延迟限制。

这在传感器设计实践中意味着什么？意法半导体在这一转型中扮演什么角色？

它改变了设计优先级。我们不再只针对分辨率或图像质量进行优化，而是针对系统级性能进行优化：功耗、延迟、集成复杂度，以及传感器输出供AI使用的便捷性。因此，我们的技术旨在提供情境，而不仅仅是像素。它们被视为更广泛系统的组成元素，该系统涵盖计算、软件与算法——所有环节协同设计以实现感知。

我们的角色是通过集成传感系统让这一转变成为可能。我们将视觉、深度和处理能力整合为协调连贯且优化的解决方案。这就是为什么我们说成像不再仅仅关乎摄像头，而是关乎将光转化为可用数据，为边缘的智能行为提供支撑。这正是解锁现实世界中下一波AI应用的关键。

您如何描述IMG当前的战略与定位？

行业正从面向人类的成像转向面向机器的传感，我们的战略恰好反映了这一演进方向。ToF传感器出货量已超过30亿颗，意法半导体正从单一器件延伸到集成式感知系统，把深度、视觉与AI就绪处理能力结合起来，服务于真实应用场景。

我们的核心目标是将光转化为AI可直接使用的可信数据，用于理解场景并辅助决策。我们不再追随整个成像市场，而是聚焦于传感真正能够驱动系统价值的领域：深度感知、AI驱动视觉，以及高度集成的解决方案。这一定位使我们不再是普通的摄像头供应商，而是在工业自动化、机器人与边缘智能等快速增长领域，成为先进感知的合作伙伴。

意法半导体的差异化何在

是什么让这一市场定位令人信服？意法半导体的差异化体现在哪里？

我们主要依托三大支柱：长期创新、工业规模，以及围绕两大核心平台构建的产品组合：FlightSense用于深度感知，BrightSense用于AI视觉；共同构成面向边缘AI的完整感知技术栈

在过去十年里，我们已出货数十亿颗传感器，尤其是飞行时间 (ToF) 和全局快门产品系列。这一出货规模说明我们的技术不仅先进，而且在实地应用中稳健可靠。同时，得益于我们对差异化传感的专研，我们能够在目标细分领域保持稳健布局，并持续投资于我们的独特优势。

我们的差异化建立在对高价值传感技术的专注和集成之上，其中感知、性能和系统级集成最为重要。一项关键优势是我们的集成器件制造商 (IDM) 模式，以及我们所称的“从像素到系统”方法。我们掌握从像素架构、工艺技术，到制造、封装与系统集成的每一个环节。这让我们能够更快推进创新，并提供完整的传感解决方案，而不仅仅是单一器件。

您的制造布局和IDM模式有多重要？能带来哪些实际收益？

这是我们价值主张的核心。依托IDM模式，我们实现端到端的全链路把控：传感器设计、工艺开发、欧洲的前端制造，以及亚洲的后端运营，并辅以全球合作伙伴和客户网络支持。凭借这一架构，我们能够更快实现创新成果的产业化，在规模化生产中保障质量与可靠性，并面向汽车、工业等高要求市场定制解决方案。

客户主要获得三大优势。第一，速度：对全技术栈的完整掌控，有助于缩短开发周期，加快新技术导入市场。第二，差异化：我们可将传感、光学、处理与软件组合为预集成子系统，帮助客户简化设计。第三，可扩展性与稳健性：我们的产品面向大批量、一致性制造而设计，这对长生命周期、安全关键或任务关键型应用至关重要。

人才在IMG的成功中扮演什么角色？

他们是决定性因素。IMG在13个国家⁄地区拥有800多名专家，其中相当一部分专注于研发。在技术复杂且演进迅速的领域，这种对创新的投入至关重要。

我们的团队汇聚了半导体、光学、光子学、信号处理、软件与系统等多领域专长。得益于这一广度，我们能够从完整解决方案的角度思考，而非仅关注单一器件，并对从像素到算法的各环节进行协同优化。

IMG 如何在长期内保持创新动力？

我们同时依托扎实的内部能力与完善的外部生态体系。

在内部，工艺技术、产品设计与系统工程紧密协同，让研究创意能够快速高效地转化为工业产品。

在外部，我们与知名研究机构以及高校和产业合作伙伴开展合作。这些合作有助于我们探索领先于市场需求数年的技术方向，并构建持续的创新储备。内部整合与外部合作的平衡，使我们能够推进具有进取性的路线图，并实现规模化交付。

支撑意法半导体战略的关键技术

支撑这一战略的关键技术有哪些？

两大支柱尤为突出：飞行时间 (ToF) 深度感知以及AI驱动的视觉技术，例如全局快门和RGB IR成像。同时，我们还通过3D堆叠、超表面光学和嵌入式处理等先进能力加以补充。我们的目标是让传感器不仅采集数据，还能对数据进行预处理与结构化，使其可直接被AI使用。当这些要素被集成到系统中时，差异化价值会更清晰地体现出来：更智能、更紧凑，并具备更高的能效表现。

飞行时间技术早已有之。如今这项技术有多成熟？FlightSense又有哪些新亮点？

这项技术已经非常成熟。我们在ToF领域深耕十余年，累计出货ToF传感器超过30亿颗。当下正在演进的并非核心技术本身，而是其部署与应用覆盖的广度。ToF技术正不断拓展，不再局限于智能手机，而是进入各类需要可靠深度信息的系统。它正成为感知应用中的主流基础构建模块。

我们最新的旗舰产品是VL53L9，一款高度集成的3D LiDAR模块。

它将发射器、接收器、处理以及电源管理集成于一体，外形紧凑，并支持免校准使用。它提供超过2,000个传感分区、最高100帧每秒的帧率，以及最远9米的测距距离，同时具备宽视场角。

除原始规格之外，它的设计还着眼于轻松集成和可靠运行，无论是强烈的室外光照还是完全黑暗的环境，均可稳定工作。

在视觉方面，BrightSense扮演什么角色？为什么RGB与近红外的组合很重要？

BrightSense是我们面向机器应用打造的视觉传感器系列。

最新的500万像素器件融合了多项创新，例如3D堆叠、2.25微米像素以及混合全局/卷帘快门架构。因此，单颗传感器即可兼顾高图像质量与精确的运动捕捉，而这些功能过去往往需要不同技术方案才能实现。

将RGB与近红外 (NIR) 集成到同一颗传感器中，是实现真实场景可靠运行的关键。

这让系统可以在无需机械滤光片的情况下昼夜运行。由此可简化系统设计，降低成本与复杂度，并提升整体稳健性，尤其适用于需要全天候稳定运行的应用。

您如何应对功耗问题？FlightSense与BrightSense如何协同工作？

功耗是一个关键的设计参数，尤其对于始终开启和电池供电的系统而言。我们开发了超低功耗传感器，在自动唤醒模式下工作功耗仅约1–2毫瓦。这使可穿戴设备与智能家居等产品能够在极为严苛的能耗预算下实现持续感知，让始终开启的AI在新形态中变得切实可行。

FlightSense与BrightSense是两大互补的感知支柱。FlightSense提供深度与空间感知；BrightSense提供视觉与情境信息。

二者结合，使系统既能对周围环境建图，又能识别正在发生的情况。换句话说，系统能够“看见、理解并采取行动”。这正是现实世界边缘AI的基础。

技术如何转化为用例？这对客户与市场意味着什么

这如何转化为现实世界的应用？又有哪些应用正在带动需求？

VL53L9可拓展多类应用场景，包括机器人、工业自动化、智能楼宇和医疗保健。例如，人员检测或安全监测等分析功能可直接在微控制器上运行。在部分场景中，应用可以以30帧/秒运行，同时仅占用约13%的RAM和6%的Flash存储器。这种效率水平是边缘AI的关键推动因素。

我们还在智慧城市、工业自动化、机器人和安全领域看到强劲势头。

在这些领域，需求都是一致的：设备需要理解周围环境，而不只是记录。因此，我们更强调“感知”，而非传统意义上的成像。

客户与市场需要把握的关键信息是什么？

我们正从单一传感器迈向集成传感、处理和软件的完整感知平台。这有助于客户以更短周期打造更智能、更高能效的产品，同时实现更低功耗、降低系统复杂度并提升性能。传感正在成为一种系统级能力，通过将光转化为可信数据，意法半导体成像事业部正在帮助AI走出云端，进入物理世界。