车载半导体技术最前沿

对于我们的智能手机、平板电脑、个人计算机、电视机，甚至更大件的空调来说，最不可或缺的零部件就是半导体了。但众所周知，半导体并不只是应用于上述移动设备及家电产品，在更多的情况下，它是以“车载半导体”的形式搭载在汽车上的，其“存在感”也正在逐年增强。有调查结果表明，车载半导体的全球市场将在2016年～2024年的八年时间内扩大至约200亿美元¹。
1：出处：Strategy Analytics

以自动驾驶装置举例，在电子仪表等显示仪器、电动汽车（EV）已普及的背景下，每台汽车所使用的半导体产品数量也有所増加。半导体的用途也已经从开关车载音响、后视镜等外围功能扩大到了汽车驾驶、安全支持等领域。本文正是以飞速发展的自动驾驶装置为切入点，展望车载半导体的未来

一、实现自动驾驶的前提：可识别行人的半导体！

一般而言，实现自动驾驶必须具备四个要素：感应、识别、判断、控制。东芝主动研发和销售的图像识别处理器“Visconti™”，能轻松“识别”摄像头拍摄的影像内容，如检测自动驾驶汽车周边的车辆、行人、道路标识等。

构成自动驾驶的四要素

对于获取操纵车辆的关键信息来说，“识别”功能非常重要。识别的准确度直接左右着自动驾驶汽车的安全性能，说它是最重要的要素也不为过。也正因为如此，自动驾驶必须具备高水平的图像识别性能。

“用于车载的图像识别功能，必须在恶劣的条件下（如周围黑暗等）具有极高的识别性能，且能够以低耗电量进行识别处理。”东芝电子元件与储存装置株式会社的惠谷文彦（EYA・FUMIHICO）先生这样说道。

东芝电子元件与储存装置株式会社
混合信号IC事业部 惠谷文彦先生

Visconti™根据庞大的（拍摄的行人、障碍物等识别对象的）图像数据中提取的对象特征，通过提前制作可识别上述对象的参数²，将其与摄像头拍摄的影像相匹配。但是，我们并不只在明亮的白天驾驶汽车。很多时候，我们也不得不在非常黑暗的夜路上行驶。在黑暗的环境中，我们很难用肉眼发现路上的行人，危险随时都会降临。但有了Visconti™，这一切都不再是烦恼了。即使是在非常黑暗的环境中，它也能瞬间识别人和障碍物，帮助司机安全驾驶。
2：参数：执行程序时设定的指示内容

“可以说，Visconti™是东芝历史悠久的图像识别技术、半导体研究开发成果的集大成者。例如，Visconti™中应用了：在邮件分拣机中积累的文字、符号识别技术的智慧，以及在电视机和游戏机领域研发的图像处理引擎的技术。在此基础上，我们还将与东芝集团的研究开发部门携手推进新一代产品的研发工作。”（惠谷先生）

二、车载半导体追求节能化的原因是什么

另一方面，我们不禁要追问，对于那些外形远大于智能手机、平板电脑的汽车的产品，为什么低电耗如此重要？

“我们知道，使用电气的半导体在其运行时会发热。我们用于图像识别的半导体大多数被装置在了汽车挡风玻璃的上部附近。这个地方长期受日光照射，温度相对更高。如果不控制半导体的发热状况，可能会导致它停止运行。车载导航可以附带风扇、散热器来降温，但对于挡风玻璃附近的半导体却并不合适。因此，我们只能力求控制半导体的电力消耗。” （惠谷先生）

汇集高图像识别性能与低电力消耗优势的 “Visconti™ Family”，目前已被多家车载设备供应商采用，并搭载在批量生产的汽车上。

图像识别处理器 “Visconti™”

三、主动发起挑战，只为实现更先进的自动驾驶！

Visconti™当前主要用于紧急制动（特别是ADAS高级驾驶辅助系统）等系统之中，要实现完全的自动驾驶，还有待进一步的研究。

“今后自动驾驶技术还将进一步发展、升级，并具备可灵活应用AI（人工智能）的功能。”（惠谷先生）

现在，为了实现更先进的自动驾驶，世界范围内的相关企业都在加速技术研发工作。东芝也正在和株式会社DENSO合作，共同研发以人类大脑神经网络为模型的AI技术——DNN-IP（Deep Neural Network-Intellectual Property）。

并不只停留在应用AI的层面，东芝还创造性地提出了新一代的、更具前瞻性的构想。

“在考虑到汽车安全这个问题时，常规的AI产品都是以与人类大脑识别行人或障碍物的过程相似的程序来识别图像。但是，这种方法并不能彻底避免人为事故。要防止人为事故，必须对意外事件的发生概率及其可能性进行预测和计算，这需要以目前技术水平尚未达到的、极高的速度来处理复杂的信息。”（惠谷先生）

为了在不久的将来实现更加安全、便利的自动驾驶，东芝的车载半导体研发工作正在飞速推进着。面对无尽的挑战，东芝科技研发人员们永不止步！

“最尖端的半导体，以前主要是应用于电视机，近期则是应用于个人计算机、智能手机。而我认为，目前引领世界技术潮流的，还得是专用于车载的半导体。汽车市场正在进入一个追求算法难度与运算速度的时代，这给世界范围内半导体厂家的心理承受能力带来了极大的考验。但正是因为要跨越的‘跳栏’很高，所以也更让人有干劲了。作为汽车领域的技术人员，我希望能掌握世界最尖端的技术，研发出更好的半导体产品。”惠谷先生如是说。相信这也是千千万万奋战在研发第一线的东芝人的心声了吧！