Wio Lite AI 是矽递科技“Wio Lite”系列的一款开发板。该板是基于意法半导体STM32H725A Cortex-M7 微控制器的开发板，它带有双频 WiFi、蓝牙模块，以及用于连接 AI 视觉应用的摄像头和显示接口。该板其实是基于早期的Wio Lite和 Wio Lite W600板，内置了无线连接，同时为计算机视觉和其他应用程序提供了更强的处理能力。查看详情请点击：https://t.cn/A6MZmZOx #开源# #开发板# #stm32#
【纪要】韦尔股份(603501)交流纪要20210910
一、公司情况
豪威集团-上海韦尔半导体股份有限公司（SH：603501）是全球排名前列的中国半导体设计公司。集团研发中心与业务网络遍布全球，年出货量超过135亿颗。豪威集团致力于提供传感器解决方案、模拟解决方案和触屏与显示解决方案，助力客户在手机、安防、汽车电子、可穿戴设备，IoT，通信、计算机、消费电子、工业、医疗等领域解决技术挑战，满足日与俱增的人工智能与绿色能源需求。
“赋能科技，感知无限。”豪威集团将充分完善全球战略性布局，凭借持续的技术创新、高度协同的供应链与客户群以及多元杰出的人才，优势互补、资源共享、协同并进实现规模效应，秉承技术创新，提升客户满意度和粘性，为客户提供更好的产品与服务并借此与客户一起为全球消费者创造更大的价值。
1. 业绩情况
公司上半年实现公司实现了营收124.48亿元，同比增长54.77%，归母净利润22.44亿元，同比增长126.60%，扣非后归母净利润为19.66亿元，同比增长111.90%。
2、产品情况
半导体代理销售营收18.51亿元，收入构成98.20%。
二、行业情况
竞争对手：
索尼、三星、安森美
公司优势：
公司图像传感器产品主要由豪威科技（高端）和思比科（低端）运营，其中最主要的产品为CMOS图像传感器芯片。同竞争对手相比，公司在CMOS图像传感器芯片领域有着多项具有突出技术优势的专利及非专利技术。公司在手机市场有0.8μm 3,200万像素、4,800万像素及6,400万像素的产品，并且在2020年上半年新推出了0.7μm 6,400万像素的图像传感器，对公司的既有产品进行了进一步升级。此外，凭借着在LED闪烁抑制技术、全局曝光技术、Nyxel®近红外和超低光技术、高动态范围图像（HDR）技术等多项核心技术领域的积累，公司在汽车、安防、医疗等领域均布局有多项有核心竞争力的产品。
三、管理层分析与讨论
我们可以看到一个趋势，就是我们可以在比较激进的摄像头方案配置里面，相比于20年及之前，我们的机会是更多的，而且在荣耀预期较好的一个背景下，我们在未来中高端市场会有更多的机会。从本身市场格局来看，在2000-3000，我们依靠OV64b有了一个较好的主摄份额，我们还会持续布局3000-4000以及2000以下的部分，从今年年底到明年我们会陆续推出新品，当然，从小像素市场格局来看，现在主流的是升级到了0.7，那我们今年五月份发布的OV60A是0.61的，那么在前摄和复摄的广角领域是比较好的。
那么从0.7到0.61系列的产品呢，未来我们还可以在这个领域内迭代一次，所以我们在小像素市场里是比较乐观的。
这个是我们对手机的分析，除了手机，我们还能看到在汽车市场、安防市场、医疗市场、可穿戴市场，我们保持了更快的增长速度，我们预计，从今年到明年，随着这几个板块的高速增长，我们其实能看到非手机的CIS占比会持续提升，如果明年我们对手机的预期同今年的预期一样的话，我们预计非手机业务会超过手机，结合我们整体产能增长的情况，我们整体的增速还能保持不错的预期。
那么再结合模拟、触控、显示业务，虽然手机的CIS业务不是特别乐观，但是在整体市场的赛道上，大家也不用过虑，我们还是比较乐观的。
我们从海外比较知名的半导体供应厂商了解到，明年和手机相关的主芯片应该还是一个比较紧缺的情况，所以有可能手机方面比我们预期的最差情况还是要好一些。所以从这一个角度也是希望给到大家心心。我们的各板块业务都在按照我们预期的方向前进。我们的业务从最早的收购豪威集团的模拟信号输入到最后收购显示信号的输出，中间还有数据的传输转换以及模拟和射频的一些器件，那么其实我们做的事产业链上模拟和模数的一些业务，这是我们对产业平台的定位。最近手机市场有下滑，那么某外资券商对公司做了纯手机业务的分析，给到了不太乐观的假设，那么我们认为这个分析是比较片面的，因为如果知识分析手机市场，我们自己也是可以看到整个市场的内卷的状态。当然我们认为整个手机市场格局还是很清晰的，竞争格局也没有发生太大变化，但是如果我们不去看在汽车、安防、医疗、VRAR等领域增长的话，是不够全面的。
另外还有关于台积电涨价给我们带来成本上升的影响，整体上来说，我们在台积电的业务主要是汽车、手机等的一些业务，那我们认为其实手机以外产品的转嫁能力还有毛利水平都是处在一个良好的状态，我们认为这一块的影响其实不大。因为今年除了台积电，各大代工厂都是在一个持续涨价的状态，，所以其实这个状况是一直在发生的。那我们之前也提到说，产能、芯片等都有不同程度的紧缺，所以我们认为部分芯片是有转战能力的，另一方面，我们在产能结构上也会去做一个综合的考量。那么其实代工厂涨价从另外一个角度来说说明这个产能在这两年依然还是处在一个比较紧张的状况，说明整个的景气度还是不错的。
徐总：从半年报可以看到，我们还是一个稳健的增长的态势，我们的财务比例，比如说流动比例、速动比率、利息保障倍数等，这些都同比变的更加健康，也从另一方面反映我们不光是业务有发展，其实经营效率也是有提高的，另外在半年报里面其实我们已经有一些一次性的交易的影响进入到我们的半年报里，比如可转债的发行，这为我们后面进一步的活动奠定了资金基础，当然也给投资人提供了一个投资的工具。我们也有一些非全资子公司的股权，那基于还在战略决策我们也进行了收购。
四：Q&A
Q:我们现在手机这块业务往后看的话，份额占比会往下走啊，那上半年各项业务整体占比是个什么情况呢？
A:我补充一下，我们手机业务整体是增长的，但是没有汽车、触控等业务增速快，所以在整体里的占比是下降的。但实际上我们手机业务在整个市场上的份额依然是一个持续提升的状态，只是整体的增速因为疫情的原因没有大家想象的那么好，那我们手机今年、去年的水平在13%、14%的状态。
其实，疫情对明年整个市场的影响非常有限，今年的目标还是在往17%、18%这个方向走，在安卓系呢，希望能做到20%多到30%。
我们设计业务在整个业务里占了85%的份额，剩下的是分销。CIS业务占了设计业务的80%-90%的水平，在CIS里，手机业务占了70%以上，我们可以看到随着其他业务的增长，手机占比在下降。如果按照某国家大厂的指示，明年手机的主芯片不会成为缺口的话，那明年是比我们想象的要好的。估计今年会是60%的水平，从占比、毛利率水平上来看相比其他业务，比如汽车、安防、医疗、VR等都是比较低的。
Q：我们的模拟及MCU那块已经在给客户送验证了吗？
A：我们明年对我们整体业务的预期，其实主要就是除了CIS的正常迭代外，触控显示这块TDIC会成为新增加的品类，其他的特别是运用在车规上面的量产都要到2023年，因为车规的认证还需要一年多两年的时间，所以主要还是原来的品类。
Q：我们在车规那块的CIS可以详细介绍一下吗？包括客户、竞争格局。
A：其实整个汽车市场，今年以来，整体的增长并没有特别快，因为疫情的原因，传统车的增速是一般的，新能源车这两年迭代的比较快，所以渗透率是在持续提升的，这是一个大的背景。所以对我们来说，我们其实去年到今年，甚至到明年的这个比较快的增速，主要是来自于这个竞争对手在研发上的瓶颈和产能上的缺失。我们预计到2023年之后，随着传统车市场的体量到认证结束的这个市场爆发，再结合新能源汽车市场的迭代，那2013年开始，那就是整个下半年吧，我们会有份额的提升，再叠加整个市场的一个增速。
Q：我们现在在跟造车新势力开展合作吗？
A：我们从去年开始都持续的跟不同新势力有过合作，但最后，有些是全家桶，有些可能只用了一颗，但是大部分的在用英伟达在用AI的方案的时候，我们其实是跟他们来做对接的。接下来的半年到一年的时间，我们和索尼都会有更多的机会。从市场格局上来讲的话，我们的欧洲市场、中国市场已经成为我们现在的一个基本盘，都有50%以上的份额，日本方面比较大的份额是索尼在争取的，那在美国市场，通用、福特这块呢，有一家是已经在持续的提升，有一家我们现在已经在切入的这样的一个过程当中。
Q：我们有一个64A的产品，因为华为被制裁之后，现在变成了50A还有60A，那华为品牌商在没落之后，以后我们在超高端的机型方面是怎样进行布局的？失去华为这个平台，三星和苹果的话可能会进入比较困难吧，我们在这一块是怎么打算的？现在是不是我们还是主要在这个3000元左右的一个机型？未来有没有可能向更高端的机型去布局？
A：19年之前我们都没有发布4800万像素的sensor，当时我们的主流是1000多万像素的领域。那4800万像素1.08微米的产品是我们进入整个主摄高阶像素时代的一个入门产品，随着20年21年，我们推出60B的产品后，是在不断的渗透的。有一个非常明显的趋势就是摄像头班的渗透率在不断提升，摄像头的规格也在从各个角度去提升。因为苹果和华为激进的方案导致两家供应商比较内卷的这样一个状态，双方都有互相的推动作用，虽然竞争很激烈，但是也加速了整个手机市场快速的迭代。我们甚至认为因为在技术上的一些迭代，带来了需求上的创新。从去年三季度开始，整个市场发生了一个重大变化，那么大家会认为华为缺失的手机市场是不是oppo/vivo可以在高端市场上分一杯羹，但从今年的情况来看，华为损失的市场并没有被拿走，华为的市场消失了，再叠加今年的疫情，大家会认为需求不好，但我们认为这种需求是因为苹果损失了一个竞争对手，再加上手机的创新有些迷茫的情况下，消费没有被带动起来，核心是因为技术的问题。华为的损失其实对索尼的影响最大，索尼手机的份额绝大部分都是由华为或苹果带来的，所以对索尼的损失很大。我们在华为里的份额其实是比较小的，那华为对我们的影响是非常有限的甚至没有负面影响。我们在华为的份额也是一些中端的手机。在高端市场里，没有另外一家像华为的公司去弥补华为的市场，所以索尼依然还是在其原来的市场里。所以我们的供应主要还是针对中端的手机，高端市场还是被索尼在发展。最近荣耀也比较乐观，有一个四千万部、五千万部的出货量，如果到明年有一个一亿以上的突破，那么荣耀在创新能力方面可能会更优秀，我们期望其在高端市场有一些发力，如果有而且市场份额也能起来的话，那我们跟索尼的机会是五五开的。高端市场，除了、三星，那是否会有第三者，如果有这个第三者，可能我们的机会，反倒是更多的，因为我们从去年开始发布这个OV48C，就是用在小米十至尊纪念版的主摄上的，到现在我们其实陆陆续续的也发布了一系列的，比如64A。
为什么今年我们没有大量量产1.0微米的呢？一方面是市场没有这样的一些创新团队来承接我们的这些产品，另外一方面，是因为受到产能的影响。我们其实都没有更多的产能去代工这些产品，我们也是要去做更多的布局，再往前推进，当然有一个无法预期的事情，正常情况下一年的三季度和四季度是传统的旺季，那今年可能我们从七八月份的数据看到，旺季不旺，并没有如大家想象的手机的出货量的大幅增加，所以我们现在是在去基于这样的一个情况下去做比较悲观的一个假设。
Q：汽车的CIS现在占公司整体CIS营收的比例？
.........
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一、公司情况
豪威集团-上海韦尔半导体股份有限公司（SH：603501）是全球排名前列的中国半导体设计公司。集团研发中心与业务网络遍布全球，年出货量超过135亿颗。豪威集团致力于提供传感器解决方案、模拟解决方案和触屏与显示解决方案，助力客户在手机、安防、汽车电子、可穿戴设备，IoT，通信、计算机、消费电子、工业、医疗等领域解决技术挑战，满足日与俱增的人工智能与绿色能源需求。
“赋能科技，感知无限。”豪威集团将充分完善全球战略性布局，凭借持续的技术创新、高度协同的供应链与客户群以及多元杰出的人才，优势互补、资源共享、协同并进实现规模效应，秉承技术创新，提升客户满意度和粘性，为客户提供更好的产品与服务并借此与客户一起为全球消费者创造更大的价值。
1. 业绩情况
公司上半年实现公司实现了营收124.48亿元，同比增长54.77%，归母净利润22.44亿元，同比增长126.60%，扣非后归母净利润为19.66亿元，同比增长111.90%。
2、产品情况
半导体代理销售营收18.51亿元，收入构成98.20%。
二、行业情况
竞争对手：
索尼、三星、安森美
公司优势：
公司图像传感器产品主要由豪威科技（高端）和思比科（低端）运营，其中最主要的产品为CMOS图像传感器芯片。同竞争对手相比，公司在CMOS图像传感器芯片领域有着多项具有突出技术优势的专利及非专利技术。公司在手机市场有0.8μm 3,200万像素、4,800万像素及6,400万像素的产品，并且在2020年上半年新推出了0.7μm 6,400万像素的图像传感器，对公司的既有产品进行了进一步升级。此外，凭借着在LED闪烁抑制技术、全局曝光技术、Nyxel®近红外和超低光技术、高动态范围图像（HDR）技术等多项核心技术领域的积累，公司在汽车、安防、医疗等领域均布局有多项有核心竞争力的产品。
三、管理层分析与讨论
我们可以看到一个趋势，就是我们可以在比较激进的摄像头方案配置里面，相比于20年及之前，我们的机会是更多的，而且在荣耀预期较好的一个背景下，我们在未来中高端市场会有更多的机会。从本身市场格局来看，在2000-3000，我们依靠OV64b有了一个较好的主摄份额，我们还会持续布局3000-4000以及2000以下的部分，从今年年底到明年我们会陆续推出新品，当然，从小像素市场格局来看，现在主流的是升级到了0.7，那我们今年五月份发布的OV60A是0.61的，那么在前摄和复摄的广角领域是比较好的。
那么从0.7到0.61系列的产品呢，未来我们还可以在这个领域内迭代一次，所以我们在小像素市场里是比较乐观的。
这个是我们对手机的分析，除了手机，我们还能看到在汽车市场、安防市场、医疗市场、可穿戴市场，我们保持了更快的增长速度，我们预计，从今年到明年，随着这几个板块的高速增长，我们其实能看到非手机的CIS占比会持续提升，如果明年我们对手机的预期同今年的预期一样的话，我们预计非手机业务会超过手机，结合我们整体产能增长的情况，我们整体的增速还能保持不错的预期。
那么再结合模拟、触控、显示业务，虽然手机的CIS业务不是特别乐观，但是在整体市场的赛道上，大家也不用过虑，我们还是比较乐观的。
我们从海外比较知名的半导体供应厂商了解到，明年和手机相关的主芯片应该还是一个比较紧缺的情况，所以有可能手机方面比我们预期的最差情况还是要好一些。所以从这一个角度也是希望给到大家心心。我们的各板块业务都在按照我们预期的方向前进。我们的业务从最早的收购豪威集团的模拟信号输入到最后收购显示信号的输出，中间还有数据的传输转换以及模拟和射频的一些器件，那么其实我们做的事产业链上模拟和模数的一些业务，这是我们对产业平台的定位。最近手机市场有下滑，那么某外资券商对公司做了纯手机业务的分析，给到了不太乐观的假设，那么我们认为这个分析是比较片面的，因为如果知识分析手机市场，我们自己也是可以看到整个市场的内卷的状态。当然我们认为整个手机市场格局还是很清晰的，竞争格局也没有发生太大变化，但是如果我们不去看在汽车、安防、医疗、VRAR等领域增长的话，是不够全面的。
另外还有关于台积电涨价给我们带来成本上升的影响，整体上来说，我们在台积电的业务主要是汽车、手机等的一些业务，那我们认为其实手机以外产品的转嫁能力还有毛利水平都是处在一个良好的状态，我们认为这一块的影响其实不大。因为今年除了台积电，各大代工厂都是在一个持续涨价的状态，，所以其实这个状况是一直在发生的。那我们之前也提到说，产能、芯片等都有不同程度的紧缺，所以我们认为部分芯片是有转战能力的，另一方面，我们在产能结构上也会去做一个综合的考量。那么其实代工厂涨价从另外一个角度来说说明这个产能在这两年依然还是处在一个比较紧张的状况，说明整个的景气度还是不错的。
徐总：从半年报可以看到，我们还是一个稳健的增长的态势，我们的财务比例，比如说流动比例、速动比率、利息保障倍数等，这些都同比变的更加健康，也从另一方面反映我们不光是业务有发展，其实经营效率也是有提高的，另外在半年报里面其实我们已经有一些一次性的交易的影响进入到我们的半年报里，比如可转债的发行，这为我们后面进一步的活动奠定了资金基础，当然也给投资人提供了一个投资的工具。我们也有一些非全资子公司的股权，那基于还在战略决策我们也进行了收购。
四：Q&A
Q:我们现在手机这块业务往后看的话，份额占比会往下走啊，那上半年各项业务整体占比是个什么情况呢？
A:我补充一下，我们手机业务整体是增长的，但是没有汽车、触控等业务增速快，所以在整体里的占比是下降的。但实际上我们手机业务在整个市场上的份额依然是一个持续提升的状态，只是整体的增速因为疫情的原因没有大家想象的那么好，那我们手机今年、去年的水平在13%、14%的状态。
其实，疫情对明年整个市场的影响非常有限，今年的目标还是在往17%、18%这个方向走，在安卓系呢，希望能做到20%多到30%。
我们设计业务在整个业务里占了85%的份额，剩下的是分销。CIS业务占了设计业务的80%-90%的水平，在CIS里，手机业务占了70%以上，我们可以看到随着其他业务的增长，手机占比在下降。如果按照某国家大厂的指示，明年手机的主芯片不会成为缺口的话，那明年是比我们想象的要好的。估计今年会是60%的水平，从占比、毛利率水平上来看相比其他业务，比如汽车、安防、医疗、VR等都是比较低的。
Q：我们的模拟及MCU那块已经在给客户送验证了吗？
A：我们明年对我们整体业务的预期，其实主要就是除了CIS的正常迭代外，触控显示这块TDIC会成为新增加的品类，其他的特别是运用在车规上面的量产都要到2023年，因为车规的认证还需要一年多两年的时间，所以主要还是原来的品类。
Q：我们在车规那块的CIS可以详细介绍一下吗？包括客户、竞争格局。
A：其实整个汽车市场，今年以来，整体的增长并没有特别快，因为疫情的原因，传统车的增速是一般的，新能源车这两年迭代的比较快，所以渗透率是在持续提升的，这是一个大的背景。所以对我们来说，我们其实去年到今年，甚至到明年的这个比较快的增速，主要是来自于这个竞争对手在研发上的瓶颈和产能上的缺失。我们预计到2023年之后，随着传统车市场的体量到认证结束的这个市场爆发，再结合新能源汽车市场的迭代，那2013年开始，那就是整个下半年吧，我们会有份额的提升，再叠加整个市场的一个增速。
Q：我们现在在跟造车新势力开展合作吗？
A：我们从去年开始都持续的跟不同新势力有过合作，但最后，有些是全家桶，有些可能只用了一颗，但是大部分的在用英伟达在用AI的方案的时候，我们其实是跟他们来做对接的。接下来的半年到一年的时间，我们和索尼都会有更多的机会。从市场格局上来讲的话，我们的欧洲市场、中国市场已经成为我们现在的一个基本盘，都有50%以上的份额，日本方面比较大的份额是索尼在争取的，那在美国市场，通用、福特这块呢，有一家是已经在持续的提升，有一家我们现在已经在切入的这样的一个过程当中。
Q：我们有一个64A的产品，因为华为被制裁之后，现在变成了50A还有60A，那华为品牌商在没落之后，以后我们在超高端的机型方面是怎样进行布局的？失去华为这个平台，三星和苹果的话可能会进入比较困难吧，我们在这一块是怎么打算的？现在是不是我们还是主要在这个3000元左右的一个机型？未来有没有可能向更高端的机型去布局？
A：19年之前我们都没有发布4800万像素的sensor，当时我们的主流是1000多万像素的领域。那4800万像素1.08微米的产品是我们进入整个主摄高阶像素时代的一个入门产品，随着20年21年，我们推出60B的产品后，是在不断的渗透的。有一个非常明显的趋势就是摄像头班的渗透率在不断提升，摄像头的规格也在从各个角度去提升。因为苹果和华为激进的方案导致两家供应商比较内卷的这样一个状态，双方都有互相的推动作用，虽然竞争很激烈，但是也加速了整个手机市场快速的迭代。我们甚至认为因为在技术上的一些迭代，带来了需求上的创新。从去年三季度开始，整个市场发生了一个重大变化，那么大家会认为华为缺失的手机市场是不是oppo/vivo可以在高端市场上分一杯羹，但从今年的情况来看，华为损失的市场并没有被拿走，华为的市场消失了，再叠加今年的疫情，大家会认为需求不好，但我们认为这种需求是因为苹果损失了一个竞争对手，再加上手机的创新有些迷茫的情况下，消费没有被带动起来，核心是因为技术的问题。华为的损失其实对索尼的影响最大，索尼手机的份额绝大部分都是由华为或苹果带来的，所以对索尼的损失很大。我们在华为里的份额其实是比较小的，那华为对我们的影响是非常有限的甚至没有负面影响。我们在华为的份额也是一些中端的手机。在高端市场里，没有另外一家像华为的公司去弥补华为的市场，所以索尼依然还是在其原来的市场里。所以我们的供应主要还是针对中端的手机，高端市场还是被索尼在发展。最近荣耀也比较乐观，有一个四千万部、五千万部的出货量，如果到明年有一个一亿以上的突破，那么荣耀在创新能力方面可能会更优秀，我们期望其在高端市场有一些发力，如果有而且市场份额也能起来的话，那我们跟索尼的机会是五五开的。高端市场，除了、三星，那是否会有第三者，如果有这个第三者，可能我们的机会，反倒是更多的，因为我们从去年开始发布这个OV48C，就是用在小米十至尊纪念版的主摄上的，到现在我们其实陆陆续续的也发布了一系列的，比如64A。
为什么今年我们没有大量量产1.0微米的呢？一方面是市场没有这样的一些创新团队来承接我们的这些产品，另外一方面，是因为受到产能的影响。我们其实都没有更多的产能去代工这些产品，我们也是要去做更多的布局，再往前推进，当然有一个无法预期的事情，正常情况下一年的三季度和四季度是传统的旺季，那今年可能我们从七八月份的数据看到，旺季不旺，并没有如大家想象的手机的出货量的大幅增加，所以我们现在是在去基于这样的一个情况下去做比较悲观的一个假设。
Q：汽车的CIS现在占公司整体CIS营收的比例？
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#你不知道的科学那些事儿# 【可见光通信了解一下[来]没有辐射隐忧，使用起来更安全[鼓掌]】可见光即电磁波谱中人眼可以感知的部分，除了提供给人类丰富的色彩世界、照亮夜晚的黑，业已被科研人员逐步发掘出更多潜力，可见光通信便是其中之一。
可见光通信技术的原理是将需要传输的信息调制到发光二极管（LED）的驱动电流上，使LED灯具以极高的频率闪烁。
闪烁频率可以躲过人眼，却绕不过光电探测器，后者只需检测到这种高频闪烁携带的通信信息，就可以对LED灯光照射下的电器进行万能遥控，还可以让计算机、手机连接上互联网。
近日，电子科技大学教授巫江与萨里大学、剑桥大学等科研人员共同在《自然—电子》上发表论文，系统论述了有机半导体、胶体量子点和金属卤化物钙钛矿材料的发展，及其LED器件的性能改进和器件创新，探讨了新型光源的带宽调制机理与外量子效率的优化策略，尤其是新型LED光源在片上光互连和Li-Fi（Light Fidelity）等应用场景。
可见光的妙用
谈到无线网，人们更熟悉的是肉眼不可见的电磁波。且不论是2G还是现在的5G，皆由其将移动终端接入互联网。而随着光纤通信的发展，光的传输又重回大众视野。其实，早在19世纪80年代，电话的发明人亚历山大·贝尔就曾提出“光子电话”的概念，即将语音信号调制在太阳光中，可以实现在数百米之外的地方接收并转换回语音信号。这个想法虽然过于“前卫”，但是光能传递信号一事却一直被可见光研究人员铭记于心。
“不论贝尔曾经提出的太阳光传输信号，还是现在的光纤通信乃至可见光通信，原理并无太大差异，都是由发射器发出信息，再由接收器‘翻译’，主要区别只是传输介质不同。”巫江在接受《中国科学报》采访时解释说。发射的信息只有0和1两种状态，但是经过编码的可见光波就可生成不同组合的编码，传递复杂的信息。“如果遮挡光线是0，无遮挡是1，那么可见光在人眼无法捕捉的快速闪烁中就可完成信息传递。”
在中国科学院半导体研究所可见光通信实验室中，一盏暖白色的灯在白天也亮着。它负责的不仅仅是照明，还将房间内的电脑、空调、电视等电器连接在一起，只需呼唤智能音箱，使用者便可借助灯光随意控制房间内任意电器。其秘密就在每个电器终端安装的一个小小接收器上。“你看我用手遮挡接收器时，智能音箱便无法将指令传过来。”中国科学院半导体研究所光电子研发中心研究员陈雄斌在接受《中国科学报》采访时进行了可见光智能家居系统的功能演示和原理讲解。
作为实验室负责人，他早在2008年就开始从事可见光通信技术研究。团队经过夜以继日的攻坚克难，先后在2009年的中国国际工业博览会和2010年的上海世博会上公开展示可见光通信技术研究成果。2017年，通过主持可见光通信国家重点研发计划项目，陈雄斌逐步将可见光通信技术工程化并进行了商业化推广。
在他眼中，可见光通信的劣势也是优势。“很多人担心光线容易被遮挡，影响信号传递，但反过来想，光是直线传播，虽然无法穿透不透明的阻隔，但如果在光线直射下，信号则会更强，而且保密性更佳。甚至即便是充当可见光发射点的两盏很近的灯，也不会互相产生影响，反而会因为两个点直射的信号覆盖范围不交叉而保证了很好的通信信噪比。”陈雄斌认为，可见光通信的信号使用安全性高、可见易控，靠透镜和灯罩就可以灵活控制信号覆盖区域，同时能通过肉眼观察信号覆盖区域，并能有效防止信息泄露，是保障室内人口密集区域通信容量的最佳选择。
就目前研究结论看，LED可见光通信除了信号光源发射功率高的优势外，还可以省去再额外拉线安装互联网接口的麻烦。且相较于电磁波而言，可见光没有辐射的隐忧，使用起来更安全。此外，像医院、核电站和空间站等对电磁干扰有严格限制的场合，可见光通信也能派上用场。由此，可见光通信既解决了无线频谱资源拓展的问题，也解决了能源环保问题。
为什么是LED
既然可见光通信具有独特的优势，那么为何白炽灯年代不推广可见光通信技术，而非得是LED时代呢？受访专家解释说，首先，LED具备多方面的优势，例如使用寿命长、安全可靠以及节能度高等，被普遍认为属于下一代主流照明技术；其次，用固态半导体芯片作为发光材料的LED，更容易被人“控制”。
而让LED成为可见光通信的载体，先要解决的是光信号接收问题。在LED可见光通信系统中，存在着强烈的背景噪声及电路固有噪声的干扰，同时随着传输距离的加大，接收机接收到的信号十分微弱，因此需要更灵敏的接收器，同时要对信号进行前置处理，摒除干扰。
之后需要解决的就是调制、编码以及解调技术问题。目前，LED可见光无线通信系统大多采用强度调制的直接检测非相干系统，编码方式大多为二进制开关键控（OOK）编码，传递效率较低，也可以采用光学组编码形式如脉冲位置调制来达到更高的发送速率。
另外，还需要码间干扰克服技术支持。在室内LED可见光通信系统中，LED光源具有较大的发射功率和宽广的辐射角，光线分布在整个房间。OOK编码器输出的矩形脉冲在传播过程中，由于LED单元灯分布位置不同，以及大气信道中存在的粒子散射，导致了不同的传输延迟。光脉冲会在时间上延伸，每个符号的脉冲将加宽延伸到相邻符号的时间间隔内，产生码间干扰（ISI），此时就需要采用抗扰动滤波器的相关电平编码，降低ISI的影响。
随着研究的深入，除了最初的白光LED，国内外研究人员也对RGB LED、OLED、Micro LED，以及激光灯都进行了相关研究。
陈雄斌开始研究时也曾遇到过灯光闪烁、通信速率低等问题。但在其团队不懈努力下，能用室内照明最常用的荧光型LED做高速可见光通信成为了他们的技术特色。2014年，他们在Optics Express期刊上发表的成果显示，OOK调制速率可达550Mbps；2020年，在荧光型LED为光源、PIN管做探测器的前提下，OOK调制速率达到1.2Gbps、传输距离3.4米时，没加检错纠错时平均误码率1.61×10-5，系统的3dB带宽已经拓展到了498MHz。
未来可期
“随着环保节能减碳日益受到重视，半导体照明的应用也日益广泛。传统LED相对成本较低，虽然目前LED的主要赛道还是显示器与照明器材，但是随着通信技术的积累与材料的拓宽，可见光通信未来的应用场景将越来越广泛。”巫江说。
在论文中，巫江与其他作者设想了几种可见光通信的应用场景。例如，像自动驾驶这样对延时要求严格的短程通信集成组件，或者柔性生物传感器，再或者水下通信，以及用于精确跟踪和定位的物联网传感器和室内数据服务等。“我个人认为，可见光通信将在原来的电磁波无线网技术解决方案基础上提供更多的新内容，是增量的过程，而不是简单地重复现有的技术。”巫江举例说，“不久前郑州遭遇内涝时，基站罢工，手机信号全无，造成出行困难。如果可见光照明可以应用，那么只需要在高楼上安装灯塔就可以作为紧急的数据连接点，用于应急通信。如果遭遇大面积停电，使用无人机替代也可。”
不仅如此，如果将可见光与柔性织物相结合，那么柔性织物在进行显示的同时也可以成为无线网的发射或者接收方。
“既然光能传递信号，那么以后的电视广告，也不再需要在屏幕上显示二维码，有购买需求的观众只需打开摄像头就能自动扫描到电视机背光源传递的隐形产品链接。”陈雄斌说，“我希望可见光通信有更大空间施展拳脚，例如在金属密闭空间内，电磁波因为强反射可能会产生严重干扰，但是可见光不会，希望有机会与有需求的机构合作，拓宽可见光通信的应用范围。”
最后，巫江表示，虽然可见光应用领域广泛，但是信号发射器与接收器等元器件的集成、如何与现有平台更好地融合，以及国际应用标准的建立等都需要时间。https://t.cn/A6IePpxe
可见光通信技术的原理是将需要传输的信息调制到发光二极管（LED）的驱动电流上，使LED灯具以极高的频率闪烁。
闪烁频率可以躲过人眼，却绕不过光电探测器，后者只需检测到这种高频闪烁携带的通信信息，就可以对LED灯光照射下的电器进行万能遥控，还可以让计算机、手机连接上互联网。
近日，电子科技大学教授巫江与萨里大学、剑桥大学等科研人员共同在《自然—电子》上发表论文，系统论述了有机半导体、胶体量子点和金属卤化物钙钛矿材料的发展，及其LED器件的性能改进和器件创新，探讨了新型光源的带宽调制机理与外量子效率的优化策略，尤其是新型LED光源在片上光互连和Li-Fi（Light Fidelity）等应用场景。
可见光的妙用
谈到无线网，人们更熟悉的是肉眼不可见的电磁波。且不论是2G还是现在的5G，皆由其将移动终端接入互联网。而随着光纤通信的发展，光的传输又重回大众视野。其实，早在19世纪80年代，电话的发明人亚历山大·贝尔就曾提出“光子电话”的概念，即将语音信号调制在太阳光中，可以实现在数百米之外的地方接收并转换回语音信号。这个想法虽然过于“前卫”，但是光能传递信号一事却一直被可见光研究人员铭记于心。
“不论贝尔曾经提出的太阳光传输信号，还是现在的光纤通信乃至可见光通信，原理并无太大差异，都是由发射器发出信息，再由接收器‘翻译’，主要区别只是传输介质不同。”巫江在接受《中国科学报》采访时解释说。发射的信息只有0和1两种状态，但是经过编码的可见光波就可生成不同组合的编码，传递复杂的信息。“如果遮挡光线是0，无遮挡是1，那么可见光在人眼无法捕捉的快速闪烁中就可完成信息传递。”
在中国科学院半导体研究所可见光通信实验室中，一盏暖白色的灯在白天也亮着。它负责的不仅仅是照明，还将房间内的电脑、空调、电视等电器连接在一起，只需呼唤智能音箱，使用者便可借助灯光随意控制房间内任意电器。其秘密就在每个电器终端安装的一个小小接收器上。“你看我用手遮挡接收器时，智能音箱便无法将指令传过来。”中国科学院半导体研究所光电子研发中心研究员陈雄斌在接受《中国科学报》采访时进行了可见光智能家居系统的功能演示和原理讲解。
作为实验室负责人，他早在2008年就开始从事可见光通信技术研究。团队经过夜以继日的攻坚克难，先后在2009年的中国国际工业博览会和2010年的上海世博会上公开展示可见光通信技术研究成果。2017年，通过主持可见光通信国家重点研发计划项目，陈雄斌逐步将可见光通信技术工程化并进行了商业化推广。
在他眼中，可见光通信的劣势也是优势。“很多人担心光线容易被遮挡，影响信号传递，但反过来想，光是直线传播，虽然无法穿透不透明的阻隔，但如果在光线直射下，信号则会更强，而且保密性更佳。甚至即便是充当可见光发射点的两盏很近的灯，也不会互相产生影响，反而会因为两个点直射的信号覆盖范围不交叉而保证了很好的通信信噪比。”陈雄斌认为，可见光通信的信号使用安全性高、可见易控，靠透镜和灯罩就可以灵活控制信号覆盖区域，同时能通过肉眼观察信号覆盖区域，并能有效防止信息泄露，是保障室内人口密集区域通信容量的最佳选择。
就目前研究结论看，LED可见光通信除了信号光源发射功率高的优势外，还可以省去再额外拉线安装互联网接口的麻烦。且相较于电磁波而言，可见光没有辐射的隐忧，使用起来更安全。此外，像医院、核电站和空间站等对电磁干扰有严格限制的场合，可见光通信也能派上用场。由此，可见光通信既解决了无线频谱资源拓展的问题，也解决了能源环保问题。
为什么是LED
既然可见光通信具有独特的优势，那么为何白炽灯年代不推广可见光通信技术，而非得是LED时代呢？受访专家解释说，首先，LED具备多方面的优势，例如使用寿命长、安全可靠以及节能度高等，被普遍认为属于下一代主流照明技术；其次，用固态半导体芯片作为发光材料的LED，更容易被人“控制”。
而让LED成为可见光通信的载体，先要解决的是光信号接收问题。在LED可见光通信系统中，存在着强烈的背景噪声及电路固有噪声的干扰，同时随着传输距离的加大，接收机接收到的信号十分微弱，因此需要更灵敏的接收器，同时要对信号进行前置处理，摒除干扰。
之后需要解决的就是调制、编码以及解调技术问题。目前，LED可见光无线通信系统大多采用强度调制的直接检测非相干系统，编码方式大多为二进制开关键控（OOK）编码，传递效率较低，也可以采用光学组编码形式如脉冲位置调制来达到更高的发送速率。
另外，还需要码间干扰克服技术支持。在室内LED可见光通信系统中，LED光源具有较大的发射功率和宽广的辐射角，光线分布在整个房间。OOK编码器输出的矩形脉冲在传播过程中，由于LED单元灯分布位置不同，以及大气信道中存在的粒子散射，导致了不同的传输延迟。光脉冲会在时间上延伸，每个符号的脉冲将加宽延伸到相邻符号的时间间隔内，产生码间干扰（ISI），此时就需要采用抗扰动滤波器的相关电平编码，降低ISI的影响。
随着研究的深入，除了最初的白光LED，国内外研究人员也对RGB LED、OLED、Micro LED，以及激光灯都进行了相关研究。
陈雄斌开始研究时也曾遇到过灯光闪烁、通信速率低等问题。但在其团队不懈努力下，能用室内照明最常用的荧光型LED做高速可见光通信成为了他们的技术特色。2014年，他们在Optics Express期刊上发表的成果显示，OOK调制速率可达550Mbps；2020年，在荧光型LED为光源、PIN管做探测器的前提下，OOK调制速率达到1.2Gbps、传输距离3.4米时，没加检错纠错时平均误码率1.61×10-5，系统的3dB带宽已经拓展到了498MHz。
未来可期
“随着环保节能减碳日益受到重视，半导体照明的应用也日益广泛。传统LED相对成本较低，虽然目前LED的主要赛道还是显示器与照明器材，但是随着通信技术的积累与材料的拓宽，可见光通信未来的应用场景将越来越广泛。”巫江说。
在论文中，巫江与其他作者设想了几种可见光通信的应用场景。例如，像自动驾驶这样对延时要求严格的短程通信集成组件，或者柔性生物传感器，再或者水下通信，以及用于精确跟踪和定位的物联网传感器和室内数据服务等。“我个人认为，可见光通信将在原来的电磁波无线网技术解决方案基础上提供更多的新内容，是增量的过程，而不是简单地重复现有的技术。”巫江举例说，“不久前郑州遭遇内涝时，基站罢工，手机信号全无，造成出行困难。如果可见光照明可以应用，那么只需要在高楼上安装灯塔就可以作为紧急的数据连接点，用于应急通信。如果遭遇大面积停电，使用无人机替代也可。”
不仅如此，如果将可见光与柔性织物相结合，那么柔性织物在进行显示的同时也可以成为无线网的发射或者接收方。
“既然光能传递信号，那么以后的电视广告，也不再需要在屏幕上显示二维码，有购买需求的观众只需打开摄像头就能自动扫描到电视机背光源传递的隐形产品链接。”陈雄斌说，“我希望可见光通信有更大空间施展拳脚，例如在金属密闭空间内，电磁波因为强反射可能会产生严重干扰，但是可见光不会，希望有机会与有需求的机构合作，拓宽可见光通信的应用范围。”
最后，巫江表示，虽然可见光应用领域广泛，但是信号发射器与接收器等元器件的集成、如何与现有平台更好地融合，以及国际应用标准的建立等都需要时间。https://t.cn/A6IePpxe
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