一手建橋梁一手拓邊界，ADI創(chuàng)新技術(shù)可上天入地

單祥茹

1995年ADI公司正式進(jìn)入中國，25年來，中國市場發(fā)生了翻天覆地的變化，ADI參與了整個技術(shù)變革的過程，并且為這些進(jìn)步提供了基礎(chǔ)的芯片技術(shù)和軟件技術(shù)。在ADI中國25周年媒體技術(shù)日上，ADI公司系統(tǒng)解決方案事業(yè)部總經(jīng)理趙軼苗先生表示，這是一個最好的時代，也是最具挑戰(zhàn)的時代。從技術(shù)突破上講，正在到來的第四次工業(yè)革命將圍繞著人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)展開，為模擬技術(shù)的應(yīng)用提供了更大的發(fā)展空問。ADI作為一家科技公司，其核心使命就是要搭建一個物理世界和數(shù)字世界的橋梁，以此助力創(chuàng)新技術(shù)的實現(xiàn)。

架一座橋連通模擬與數(shù)字世界，用高速度高帶寬拓寬物理邊界

ADI架設(shè)的這座橋梁是什么樣呢？趙軼苗先生提出，從技術(shù)上來講，它可能相對抽象一點。從ADI的角度來講，它就是建立在帶寬和分辨率技術(shù)上的一座橋梁。也就是如何把一個模擬信號轉(zhuǎn)換成高精度的數(shù)字信號，它可能是一個8比特或者16比特的信號。業(yè)界最早的技術(shù)起點是在8比特這樣的水平，逐漸演進(jìn)到更高精度和更高速度的產(chǎn)品和技術(shù)。ADI是業(yè)界最早推出12比特、IOOKHz ADC產(chǎn)品的廠商，極大地解決了運動控制中的數(shù)字化問題。隨著ADI 14比特ADC的面世，超聲波、X光等技術(shù)也實現(xiàn)了數(shù)字化。ADI∑一△型ADC能夠提供更高的精度水平，其中16比特∑一△型ADC ADE7755就在電能計量數(shù)字化方面發(fā)揮了重要作用。之后ADI又推出16比特SAR ADC，該產(chǎn)品非常符合中國國家電網(wǎng)的智能電網(wǎng)應(yīng)用需求應(yīng)用范圍包括電力電路監(jiān)測、計電保護(hù)應(yīng)用的實現(xiàn)和數(shù)字化?，F(xiàn)在，SAR ADC已經(jīng)拓展到20比特和32比特的精度。

在強(qiáng)大的模數(shù)轉(zhuǎn)換器基礎(chǔ)上，這幾年ADI通過并購實現(xiàn)了進(jìn)一步的能力邊界拓展。在2014年，ADI對訊泰科技進(jìn)行收購，由于訊泰科技對于第二代半導(dǎo)體技術(shù)、化合物半導(dǎo)體，比如氮化鎵等先進(jìn)工藝具有出色的駕馭能力，再把這些技術(shù)與ADI的其它技術(shù)結(jié)合起來，就非常容易形成一個完整的RF解決方案。本次收購加強(qiáng)了ADI在高速甚至是RF上的能力，并將器件的工作頻率從6GHz或者8GHz擴(kuò)展OGHz-110GHz，包括微波、毫米波等都有完整的產(chǎn)品系列。

超越一切可能，ADIMEMS技術(shù)可上天入地

MEMS技術(shù)無處不在，包括自動駕駛、智慧城市、智慧農(nóng)業(yè)等各個領(lǐng)域都會用到MEMS技術(shù)。ADI是業(yè)界最早實現(xiàn)MEMS技術(shù)商用的公司，至今已擁有一系列MEMS產(chǎn)品。其產(chǎn)品策略也頗具特色，那就是率先推出性能出眾的高精度MEMS產(chǎn)品，應(yīng)用領(lǐng)域以自動駕駛、衛(wèi)星導(dǎo)航、測量測繪等為主，然后再依市場需求不斷豐富產(chǎn)品線。ADI亞太區(qū)微機(jī)電產(chǎn)品線總監(jiān)趙延輝先生在本次媒體技術(shù)日上表示，隨著應(yīng)用的普及和市場更多新需求的出現(xiàn)，ADI會順勢推出具有更高性價比的產(chǎn)品。

在應(yīng)用上，趙延輝先生認(rèn)為，慣導(dǎo)或者M(jìn)EMS技術(shù)可以看做是定位安全的最后一道屏障。之所以這樣說，是因為其它的技術(shù)均非常依賴于外部環(huán)境，比如衛(wèi)星導(dǎo)航，它必須能看到衛(wèi)星，才能利用衛(wèi)星導(dǎo)航。雷達(dá)更是如此，空氣中的漂浮物對雷達(dá)的精準(zhǔn)監(jiān)測影響非常大。人類最信賴的視覺也同樣存在問題，尤其是從一個很亮的環(huán)境進(jìn)入到很暗的環(huán)境中，人眼會瞬間致盲。只有慣導(dǎo)IMU，這種不依賴于任何外部環(huán)境的傳感產(chǎn)品，才能守住定位安全的最后防線。

過去的IMU產(chǎn)品雖然精度高，但價格也比較昂貴，體積也比較大。ADI的IMU產(chǎn)品在成本和體積上均做了優(yōu)化，并于2019年推出ADIS1650X系列IMU。這款產(chǎn)品“麻雀雖小，五臟俱全”，它的內(nèi)部組件包含了此前大模塊級IMU的所有模塊，既有傳感器、信號調(diào)理，也有各種各樣的溫度補償校準(zhǔn)，可以說，該有的模塊都有了，趙延輝先生表示。

IMU所用的內(nèi)核傳感器，其振動抑制特性非常關(guān)鍵。比如在汽車應(yīng)用中，它可以檢測車的轉(zhuǎn)動角度是多少，車航向偏了多少，或者飛機(jī)航向角偏了多少，俯仰角偏了多少，跑了多少米，以什么速度跑的，這些都是可以通過IMU檢測出來的，稍有差池將釀成大事故。

趙延輝還給出了這樣一組應(yīng)用數(shù)據(jù)：在衛(wèi)星導(dǎo)航、汽車、工業(yè)等應(yīng)用領(lǐng)域，99%以上都是采用的ADI提供的IMU。

衛(wèi)導(dǎo)離不開慣導(dǎo)：衛(wèi)星導(dǎo)航一般是一秒鐘更新一次，現(xiàn)在最快的可以做到幾十赫茲，即一秒鐘更新幾十次。在涉及到國防安全等應(yīng)用中，最多將達(dá)到幾百赫茲的級別。即使這樣也遠(yuǎn)未達(dá)到連續(xù)導(dǎo)航的水平，連續(xù)導(dǎo)航至少需要做到幾毫秒級。這種類型的應(yīng)用恰恰就是IMU一展身手的地方。

趙延輝先生強(qiáng)調(diào)，此舉并非意味著衛(wèi)星導(dǎo)航就可以完全依靠IMU了，它取決于具體的應(yīng)用場景，比如進(jìn)入隧道，當(dāng)其它傳感器都失效的情況下，我們希望車輛不要偏離車道線20厘米，這個時刻就要依靠IMU。不過，IMU工作的時間越長，需要選擇的傳感器的精度就越高。ADI的IMU大多用在各種極端環(huán)境下，包括各種高低溫的變化，包括各種顛簸的路面等，即便如此，器件依然能夠給出準(zhǔn)確的輸出。

地震預(yù)警：地震預(yù)警常常由高密度輔助設(shè)備與高精度檢測設(shè)備相結(jié)合，前者可以依靠MEMS來實現(xiàn)，其利用的就是MEMS特有的低噪聲、低功耗的特性。

“ADI有非常深厚的系統(tǒng)知識，我們的MEMS傳感器可以提供一個完整振動的解決方案。即便用戶不知道怎么做信號調(diào)理以及機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計，可以直接把ADI的MEMS模塊裝到機(jī)器上。如果你是這方面的專家，可以買ADI的內(nèi)核傳感器，再根據(jù)自己的設(shè)計需求去考慮采用不同的封裝形式?！壁w延輝先生表示。

在地震預(yù)警中，MEMS的應(yīng)用主要利用了P波和S波的傳輸速度差。一般情況下，地震來了，P波比S波的傳播速度快，幸運的是，P波帶來的影響對于環(huán)境的影響沒有那么大，因為P波是上下振動，S波是橫波。P波的傳輸速度非常慢，S波的傳輸速度可以達(dá)到3.2到4.0千米每秒。地震時發(fā)生比較嚴(yán)重的坍塌是S波到達(dá)之后，當(dāng)S波和P波都到達(dá)后，就會形成L波，L波才是真正產(chǎn)生致命作用的地震波。如果地震發(fā)生，P波馬上就會被檢測到，S波檢測得慢，但網(wǎng)絡(luò)通信速度很快，一般可以到30萬千米每秒。如果離震中100千米，就可以提前25秒知道地震要來了，留出一定的時間做響應(yīng)和急救。在實際部署中，常常是低密度專業(yè)地震設(shè)備與高密度輔助地震設(shè)備相結(jié)合進(jìn)行地震預(yù)警。高密度輔助地震設(shè)備就可以通過MEMS加速度計實現(xiàn)，因為它可以檢測各種各樣的振動。

ADI ToF，推動新一波感知技術(shù)創(chuàng)新

正在興起的VR和AR技術(shù)實現(xiàn)了現(xiàn)實與虛擬之間的相互連接。在汽車行業(yè)，目前可以看到兩個大3D技術(shù)引入的領(lǐng)域，一個是車內(nèi)，一個是車外。飛行時間（ToF）是一種光速測距方法，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度距離測量和3D測繪與成像。這些應(yīng)用無一例外都引入了ToF技術(shù)。

據(jù)ADI系統(tǒng)應(yīng)用工程經(jīng)理李佳女士介紹，ADI的ToF技術(shù)開始于2014年，產(chǎn)品最初是為國外一家大型AR眼鏡商提供定制技術(shù)，2016年產(chǎn)品成功落地。ADI的ToF在這個應(yīng)用中主要實現(xiàn)了人機(jī)交互以及三維重建的功能。2016到2017年，ADI的ToF產(chǎn)品在車內(nèi)手勢識別中獲得應(yīng)用，它可以做一些人機(jī)交互的手勢控制，2019年初這款車型發(fā)布。2018午ADI的ToF產(chǎn)品開始應(yīng)用到手機(jī)中?，F(xiàn)在，ADI的ToF產(chǎn)品已經(jīng)涵蓋工業(yè)、消費、汽車等領(lǐng)域。

現(xiàn)在，手機(jī)攝像頭正在由單攝轉(zhuǎn)變成雙攝，雙攝可以模擬人的雙眼，實現(xiàn)深度信息的提取。結(jié)構(gòu)光對比雙目來講，可以得到準(zhǔn)確的距離信息，但是結(jié)構(gòu)光只適用于近距離，比如1.2米以內(nèi)的近距離，而且是特定場景下的一種3D數(shù)據(jù)信息采集的應(yīng)用。ToF相比結(jié)構(gòu)光以及雙目技術(shù)，它的適配范圍更廣，從近距離覆蓋到了更遠(yuǎn)的距離。 “ADI的ToF最大的特點在于，我們是跟CCD這樣的傳感器來搭配，CCD天然就是一個全局曝光的器件，在室外特別遠(yuǎn)距離的應(yīng)用場景下，有非常良好的表現(xiàn)性能。由于是全局曝光的傳感器，又是一個非常窄快門的曝光原理，因此ToF有優(yōu)異的外界抗干擾性能，非常適用于手機(jī)攝像頭。”

ADI的ToF方案在各個行業(yè)里面均有落地應(yīng)用，在車載領(lǐng)域也有落地應(yīng)用：做車內(nèi)傳感器時，它的適配距離是40到200cm，主要用在手勢操控、駕駛員和副駕駛以及后面乘客的體態(tài)監(jiān)控。用在車外時，可做B柱人臉解鎖方案，不用鑰匙而是用人臉解鎖。

現(xiàn)在，ToF的應(yīng)用越來越普及，在人臉支付、物流、安防領(lǐng)域也有了更多應(yīng)用案例。

未來之門，ADI在醫(yī)療健康中的應(yīng)用

在全球醫(yī)療半導(dǎo)體市場中，亞洲是收入增長的主要驅(qū)動力，而在亞太區(qū)域中，中國又是亞太區(qū)的一個關(guān)鍵國家，中國已經(jīng)成為全球第一大智能可穿戴市場。從市場和產(chǎn)品趨勢判斷，遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)或者加入具有臨床精度健康監(jiān)測功能的智能可穿戴將呈現(xiàn)爆發(fā)式的增長。

IDC最新發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，可穿戴設(shè)備2019年一季度全球出貨量達(dá)4960萬臺，同比增長55%。預(yù)計智能可穿戴設(shè)備未來幾年仍將保持快速發(fā)展，到2021午智能可穿戴設(shè)備的出貨量將達(dá)2.82億臺。其中，中國將以34.7%的年復(fù)合增長率，1950萬臺的出貨量成為全球第一的智能可穿戴市場。

目前，可穿戴設(shè)備的產(chǎn)品形態(tài)主要有智能飾品、智能手表、智能手環(huán)和智能服飾等，以智能手環(huán)和手表占據(jù)最大的出貨量（超過75%的市場份額）。中國市場的頭部玩家集中度進(jìn)一步提高，領(lǐng)先的3-5廠家占據(jù)了市場主要份額。從已上市產(chǎn)品看，具備交互、NFC功能以及醫(yī)療價值意義的可穿戴設(shè)備產(chǎn)品更具前景，運動追蹤設(shè)備已進(jìn)入紅海。 “對于可穿戴市場來說，最關(guān)鍵、最期待的功能是健康監(jiān)測功能。只有加入這個功能，可穿戴設(shè)備才能成為剛需。ADI的技術(shù)和產(chǎn)品則貫穿整個醫(yī)療健康領(lǐng)域?！盇DI中國區(qū)醫(yī)療行業(yè)市場總監(jiān)彭志峰先生在本次媒體技術(shù)日上表示。

ADI對于智能可穿戴/健康可穿戴，或者大健康領(lǐng)域，有一個一站式的總體解決方案。在X光、CT、超聲這幾個大影像學(xué)系統(tǒng)中，ADI都有相應(yīng)的成熟和比較高性能的解決方案。對于CT市場，ADI提供的是一個信號鏈的解決方案。方案的特點是通道數(shù)比較高，X射線的劑量低，系統(tǒng)成本低，然而在可靠性、服務(wù)的便捷性、響應(yīng)速度等方面卻占有優(yōu)勢。

此外，ADI還提供各種體外診斷設(shè)備的解決方案。體外診斷設(shè)備對于檢驗科的設(shè)備來說，要求電源必須非常精準(zhǔn)，同時還有出色的抗干擾性能，這方面是ADI的強(qiáng)項，尤其是收購凌力爾特后，更是加強(qiáng)了公司的電源管理產(chǎn)品線?，F(xiàn)在，AD的解決方案主要應(yīng)用在包括生化分析、輸液泵、流式細(xì)胞儀、呼吸機(jī)等設(shè)備上。

ADI創(chuàng)立55年來，核心的使命就是建立一座連接物理世界和數(shù)字世界的橋梁。同時在這座建立于帶寬和分辨率技術(shù)的橋梁上，ADI也在不斷拓展其邊界，公司擁有的更高精度與更高速度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、電源管理等核心技術(shù)，使其產(chǎn)品的應(yīng)用范圍拓展至上天可達(dá)衛(wèi)星導(dǎo)航，入地可用于地震預(yù)警等更加廣闊的市場。