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SONY最近宣布即將推出兩款AI圖像傳感器，代號IMX500和 IMX501，號稱具備智能視覺的「全球首款AI圖像傳感器」。SONY方面表示，這兩款CMOS首批目標是零售商和工業客戶，比如亞馬遜Go無人商店，其他應用場景包括訪客統計、交通狀況和人流量熱圖繪制等，未來將把 IMX500打造成一個簡單的單應用設備，即專門應對龐雜和多樣化任務的專用AI硬件，具備處理和分析更龐雜任務的能力，而不僅局限於運行基礎算法。
緊接著，SONY和微軟宣布他們將為共同的客戶開發解決方案。據了解，SONY將在IMX500嵌入微軟的Azure AI，從而在智能相機和其他設備的圖像中提取有效資訊。
SONY+2B=?
這是SONY在AI領域交上的第一份作業。去年11月，SONY宣布成立SONYAI，以推進AI(人工智慧)的基礎研究和開發，當時SONY方面就曾表示將在影像和傳感解決方案上推進所有現有業務領域的轉型，並開發全新的業務領域。
SONY業務與創新副總裁Mark Hanson表示，這款AI圖像傳感器將不會應用到手機設備中，目標人群為零售商與工業用戶。目前，IMX500已經出貨給SONY的合作夥伴，而MX501將會在6月份出貨。
業內人士分析認為，SONY是想通過這項技術擺脫對手機等消費電子市場的依賴，向具有更廣闊前景的產業互聯網進軍。據悉，盡管市場的不確定性猶存，但SONY仍然計劃將其傳感解決方案業務占晶片業務的比重從4%提高到2026年的30%。
SONY在圖像傳感器領域長期保持領先優勢，日本調研公司Techno Systems Research(TSR)2019年CMOS圖像傳感器市場報告顯示，SONY以49.1%的份額排名第一。SONY選擇與AI技術相結合，一是為繼續領跑圖像傳感器領域，二是為拓展自身業務版塊，同時提高其產品技術能力。
「SONY將AI技術集成於CMOS圖像傳感器的難度之一是需要利用3D堆疊技術(例如3D-IC TSV方案)實現邏輯電路晶片(包括計算和存儲功能)與像素陣列晶片(感光功能)的三維集成。」麥姆斯咨詢CEO王懿在接受《中國電子報》記者採訪時說道。
3D堆疊技術核心包括晶圓級鍵合、層間互聯技術——矽通孔(TSV)等。SONY在2017年發布了CMOS圖像傳感器IMX400，它採用了業界先進的三層堆疊結構——像素晶片+DRAM(存儲晶片)+ISP(圖像處理晶片)，意味著SONY在計算及存儲晶片集成於CMOS圖像傳感器上已經具備一定實力。
AI+圖像傳感器=?
圖像傳感器作為照相頭模組的核心部件，伴隨電子產品對「視覺」功能的逐年遞增，而成為業界關註的焦點。那麼圖像傳感器集成AI技術相比傳統傳感器有何提升?又有哪些技術難點?
王懿認為，將AI技術集成於CMOS圖像傳感器，可以讓「傳統傳感器」升級為「智能傳感器」，同時「邊緣計算」也演變為「傳感器端計算」，通過將數據處理過程「前置」至傳感器端，應用開發者能夠實現更快的處理速度、更高的系統效率、更好的隱私保護，並降低數據傳輸延遲、節省系統功耗、減少網路頻寬需求，以及降低系統硬件的實現成本，從而從「傳感器端」實現智能硬件及物聯網的創「芯」和創新。
賽迪顧問人工智慧產業研究中心副總經理鄒德寶認為，該圖像傳感器由像素晶片和邏輯晶片組成的配置，能夠輸出元數據(圖像數據的語義資訊)，減少數據量並解決隱私問題，並能提高精度，將成為邊緣AI領域的理想選擇。
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賽迪智庫集成電路研究所研究員麻堯斌博士向記者指出，從電路設計來說，AI圖像傳感器配備了具有AI圖像分析和處理功能的邏輯晶片，電路實現功能的增加將使得邏輯層的設計龐雜度提高。從生產工藝來說，SONY通過晶圓減薄、Cu-Cu連接和堆疊晶圓等技術(Wafer-on-Wafer，WoW)來構建晶片，其中堆疊晶圓包含帶有光敏像素晶片的晶圓和DSP、ISP和記憶體等電路的晶圓，工藝龐雜度將顯著提升，同時具備DSP功能的邏輯層可能會採用更高的工藝制程。
微軟Azure+IMX500=?
SONY新推出的CMOS圖像傳感器與微軟Azure AI又會碰撞出怎樣的火花?
SONY方面表示，將在IMX500中嵌入微軟的Azure AI，從而在智能相機和其它設備的圖像中提取有效資訊。同時，開發管理智能相機的APP，並採用Azure的IOT和感知服務完善IMX500傳感器，為企業級客戶擴展視訊分析的範圍和能力。
「AI圖像傳感器使在高速AI處理下進行實時對象跟蹤等應用成為可能，同時根據用戶的要求可以選擇不同的AI模型對數據進行提取。」麻堯斌向記者指出，這些特點將讓AI圖像傳感器未來在工業、零售業和汽車等行業得到應用，具體可用於倉庫庫存檢測、人流監控、駕駛行為監控等應用場景。
鄒德寶認為，AI圖像傳感器未來在智能網聯汽車、智能零售、資產追蹤、公共安全等方面均有應用空間。
據介紹，配備AI圖像傳感器的相機在獲取資訊後，可使用「邊緣計算」與「雲計算」兩種方法在終端長進行數據處理。需要加快速度時，可通過使用邊緣計算或雲處理的方式來減少分析數據的時間。
微軟入局雲計算多年，一方面在通過Azure擴張其雲服務國界。而另一方面則是加碼其「雲+端」的戰略布局。據了解，微軟在「端」上的定位是覆蓋各種類型的設備，端則是雲的出口，雲要持續發展，與端緊密結合是大勢所趨，與SONY在圖像傳感器上達成合作也是微軟在拓展端邊能力上的一步棋。
智能手機和相機是SONY傳感器的主要應用終端，新推出的AI圖像傳感器目標是企業級用戶，SONY此舉意在拓展自身業務領土，微軟在AI雲服務上的實力將成為其有力幫手。
圖像傳感器處於3D半導體技術的最前沿，是AI發展的重要抓手。隨著SONY與微軟的合作走向產品化，AI圖像傳感器又一次引起業內關註。產品是否已進入量產階段?未來能否成為傳感器領域的「香餑餑」?讓我們拭目以待。