三年前，手機和安防市場的快速發(fā)展使圖像傳感器經(jīng)歷了一輪全球需求的快速增長；三年后，智能汽車發(fā)展的提速，將帶動車載攝像頭成為圖像傳感器應(yīng)用的下一個黃金賽道。

雖然圖像傳感器市場中手機應(yīng)用方向占了八成左右，起決定性作用，但從增長潛力來看是另一番景象，伴隨著手機方向需求的飽和，更多圖像傳感器廠商不約而同地將目光投向了迅速增長的汽車市場。

01、汽車圖像傳感器的增量需求

車載攝像頭作為汽車的“眼睛”，過去主要用來實現(xiàn)倒車影像、行車記錄儀等基本功能。其中倒車影像已成為當(dāng)下汽車的標配，一定程度上帶動了圖像傳感器在車載場景中的應(yīng)用。據(jù)Frost&Sullivan市場數(shù)據(jù)，2020年全球汽車CMOS圖像傳感器的出貨量和銷售額分別達到4.0億顆和20.2億美元，占總份額的5.2%和11.3%。

隨著近兩年全球汽車電動化、智能化趨勢的加快，汽車ADAS（高級輔助駕駛系統(tǒng)，Advanced DrivingAssistance System）加速滲透，車載攝像頭作為ADAS系統(tǒng)感知層核心硬件之一，其應(yīng)用范圍也從過去的倒車影像、行車記錄儀，擴展到如今碰撞預(yù)警、盲點檢測、駕駛員狀態(tài)檢測等功能。

圖片來源：網(wǎng)絡(luò)公開信息

當(dāng)各大汽車廠商向車上導(dǎo)入更多攝像頭來獲取外界信息時，單車使用的圖像傳感器數(shù)量也從原先的1~2顆提升至10余顆，圖像傳感器在汽車領(lǐng)域迎來了新一輪增長。據(jù)Frost&Sullivan預(yù)計，全球汽車CMOS圖像傳感器銷售額將在2025年達到53.3億美元，較2020年市場規(guī)模提升160%。

數(shù)據(jù)來源：Frost&Sullivan

面對活躍化的車載市場，各圖像傳感器廠商正加速研發(fā)投入新產(chǎn)品。

02、車規(guī)級圖像傳感器有哪些要求

車規(guī)級圖像傳感器產(chǎn)品除了耐溫（-40℃~85℃）、長壽命（8~10年）、抗震、防水、防磁等基本要求外，還在高動態(tài)范圍（HDR）、LED閃爍抑制（LFM）、和高感光度等性能上尤其重視。

高動態(tài)范圍（HDR）

汽車圖像傳感器在HDR方面的要求是120dB，其它應(yīng)用大約為70dB左右。汽車行駛過程中環(huán)境光線變化劇烈且頻繁，在經(jīng)過隧道或面對夜間迎面而來的車大燈照射時都會導(dǎo)致車內(nèi)外光線劇烈變化，因此要求圖像傳感器擁有比其他應(yīng)用領(lǐng)域更高的動態(tài)范圍，以避免出現(xiàn)曝光過度或暗部模糊，在高反差背光條件下，將不同亮度部分同時顯現(xiàn)出來，獲取高品質(zhì)圖像信息。

圖片來源：三星半導(dǎo)體官網(wǎng)

LED閃爍抑制（LFM）

交通信號燈、汽車照明與指示燈所使用的LED光源，通常采用脈沖調(diào)制（PWM）方式（頻率通常為90Hz）進行閃爍，雖然無法通過肉眼識別，但對于快門時間更短的CMOS圖像傳感器而言，LED光源閃爍往往會引起AI系統(tǒng)的誤判。一旦LED驅(qū)動頻率與傳感器曝光頻率不一致，就會出現(xiàn)曝光時間與LED開啟時間錯位的情況，從而采集到錯誤的圖像信息。對于自動駕駛車用設(shè)計而言，可能引發(fā)嚴重的系統(tǒng)安全性問題。

此外，LED燈閃爍現(xiàn)象會導(dǎo)致車載攝像頭捕捉到的交通標識、紅綠燈信息不完整，嚴重影響ADAS系統(tǒng)的識別判斷，因此車輛搭載具備LFM（LED閃爍抑制）功能的攝像頭至關(guān)重要。

圖片來源：三星半導(dǎo)體官網(wǎng)

高感光度

由于夜間行車光線較暗，存在安全隱患。在黑暗環(huán)境下捕捉高清晰度影像、迅速精準地感應(yīng)并辨別行人或其他障礙物是車載攝影頭必須具備的關(guān)鍵能力，特別是要求側(cè)視和后視攝像頭即使在晚上也能清楚地捕捉影像。

圖片來源：索尼官網(wǎng)

面對上述性能要求，各家汽車圖像傳感器供應(yīng)商也分別推出了不同解決方案。

03、汽車圖像傳感器有哪些玩家

目前，全球汽車圖像傳感器廠商約40家左右，其中，海外廠商包括安森美、索尼、三星、派視爾等；國產(chǎn)廠商有豪威科技、格科微、思特威、原相科技、比亞迪等。

▍安森美——車規(guī)級圖像傳感器的“天花板”

安森美成立于1999年，總部位于美國菲尼克斯，是摩托羅拉將其半導(dǎo)體業(yè)務(wù)分拆成立的獨立公司，并在2016年收購Fairchild半導(dǎo)體后建立了安森美的半導(dǎo)體技術(shù)基礎(chǔ)。據(jù)公司財報顯示，2021年圖像傳感器所在的ISG業(yè)務(wù)板塊營收達到9億美元，同比增長22%。

安森美在車載圖像傳感器行業(yè)占據(jù)壓倒性地位，市場占有率達到60%，這得益于安森美的三次戰(zhàn)略收購。通過三次收購安森美在圖像傳感器方面積累超過2000項的成像專利、多雷傳感器產(chǎn)品和完整的產(chǎn)業(yè)鏈。

2011年，安森美收購賽普拉斯CMOS圖像傳感器業(yè)務(wù)部。2014年4月，安森美收購圖像傳感器設(shè)備制造商Truesense Imaging。2014年8月，安森美收購Aptina Imaging。TruesenseImaging擁有賴拜耳博士發(fā)明的拜耳陣列，拜耳陣列作為彩色圖像傳感器設(shè)計的基礎(chǔ)，給安森美提供強大的技術(shù)支持。Aptina則是全球攝像機單芯片、首款汽車專用CMOS圖像傳感器的制造商。

安森美CEO Hassane El-Khoury在媒體采訪中表示，以后公司將會專注汽車和工業(yè)市場，安森美會通過分析4000多種故障模式來保證汽車攝像頭智能感知技術(shù)的可靠性。

▍豪威科技——汽車圖像傳感器老牌廠商

豪威科技前身是1995年成立于美國硅谷的OmniVisionTechnologies,Inc.，幾經(jīng)輾轉(zhuǎn)在2019年并入韋爾股份（603501.SH）麾下，成為了一家中國半導(dǎo)體設(shè)計公司。據(jù)韋爾股份消息，公司2021年車載圖像傳感器實現(xiàn)收入約23億元，較2020年增長約85%。

豪威科技在2004年進入車載圖像傳感器市場，歷史積累深厚，目前在車載圖像傳感器市場中排名第二，產(chǎn)品線覆蓋30萬-830萬像素，并擁有空間域曝光技術(shù)可解決高HDR和LFM問題。豪威科技在奔馳、寶馬、奧迪等品牌汽車搭載率居行業(yè)前列，在被韋爾股份收購后，與中國汽車廠商也建立了合作關(guān)系，如理想ONE使用的車載CIS均來自韋爾股份。

基于豪威的原始積累與技術(shù)創(chuàng)新，豪威科技未來在車載圖像傳感器市場有望與安森美平分秋色。據(jù)悉，韋爾股份近期明顯發(fā)力車載CIS(CMOS圖像傳感器)市場，安森美在中國車載市場的訂單已經(jīng)被豪威科技爭搶不少。

▍索尼半導(dǎo)體——全球圖像傳感器龍頭

索尼半導(dǎo)體業(yè)務(wù)最早起源于1953年，總部位于日本厚木市，其CMOS圖像傳感器開發(fā)始于1996年，并于2000年發(fā)布首款商業(yè)化產(chǎn)品“IMX001”。隨后，索尼通過內(nèi)置ADC（Exmor）、背照式CIS（Exmor R）、堆棧式CIS（Exmor RS）等一系列技術(shù)創(chuàng)新，使CMOS在智能手機上實現(xiàn)廣泛應(yīng)用，替代CCD成為圖像傳感器的市場主流，同時也將索尼半導(dǎo)體推上了CMOS圖像傳感器市場霸主的寶座。2021財年索尼圖像傳感器銷售額9600億日元（約490億人民幣），同比增長10.07%，可見其圖像傳感器業(yè)務(wù)體量之大。

索尼在2014年宣布進軍車用CMOS市場，并推出了首款高感光度的汽車相機專用圖像傳感器產(chǎn)品“IMX224MQV”。作為這一市場的后來者，索尼將車載圖像傳感器定位為一大業(yè)務(wù)并推進研發(fā)，索尼于2020年公布稱：開始量產(chǎn)800萬像素級別的車載圖像傳感器，且應(yīng)用實績穩(wěn)步推移，如已經(jīng)被豐田最新款A(yù)DAS“Toyota Safety Sense 2.0”采用，此外，索尼在2020年1月的CES上公布了自主研發(fā)“VISION-S”概念車，進入智能電動車市場，并在2022年宣布將于本田聯(lián)合造車，雙方將在今年年年內(nèi)設(shè)立合資公司，2025年推出合作開發(fā)的純電動車，進一步打開索尼車用CMOS應(yīng)用空間。

▍格科微——國產(chǎn)CMOS圖像傳感器先驅(qū)

格科微創(chuàng)立于2003年，總部位于中國上海，是中國領(lǐng)先的CMOS圖像傳感器芯片、DDI顯示芯片設(shè)計公司，公司的圖像傳感器主要應(yīng)用于手機、智能穿戴、移動支付、平板、筆記本、攝像機以及汽車電子等產(chǎn)品領(lǐng)域。2021年8月18日，格科微在科創(chuàng)板上市，2021年實現(xiàn)營收70億元，同比增長8.44%。

格科微在2018年開始發(fā)力非手機市場，并且其自研CMOS芯片“GC2053”持續(xù)三年成為車載和安防行業(yè)爆款。僅2021年上半年，格科微非手機業(yè)務(wù)營收已超1億美金，超過去年全年。車載領(lǐng)域合作伙伴包括盯盯拍、70邁、臺灣MIO、銳明等。

圖片來源：格科微

據(jù)格科微董秘兼財務(wù)總監(jiān)郭修赟介紹，格科微車載產(chǎn)品已經(jīng)用于行車記錄儀、360度環(huán)視、后視、座艙監(jiān)控等方面，并正在推進設(shè)計與制造端通過車規(guī)認證，同時在車載產(chǎn)品上盡快形成統(tǒng)一出貨規(guī)格及技術(shù)標準。

▍思特威——汽車圖像傳感器國產(chǎn)新銳

思特威成立于2017年，總部位于中國上海，是國內(nèi)一家專注于CMOS圖像傳感器設(shè)計研發(fā)的企業(yè)，是國內(nèi)安防圖像傳感器市場龍頭，2021年公司營收突破20億。

思特威近三年開始積極向車載領(lǐng)域布局，于2019年設(shè)計第一顆車規(guī)級的前裝CIS芯片后，又專門設(shè)立車用芯片部門；2020年，思特威收購了深圳安芯微電子十多款車載CMOS圖像傳感器專利，以增強市場競爭力。

圖片來源：思特威

思特威將車載圖像傳感器分為車載影像、車載感知和艙內(nèi)應(yīng)用三大方向，并針對不同場景的圖像性能需求進行技術(shù)研發(fā)布局。其中，思特威車載影像產(chǎn)品著眼于低功耗和夜視全彩推出了SC120AT，將ISP和CMOS合二為一降低功耗，并搭載了SFCPixel專利技術(shù)，擁有極佳夜視全彩成像效果。

思特威車載感知產(chǎn)品可以應(yīng)用LED閃爍抑制技術(shù)識別交通信號，計劃2022年SC220AT送樣，并將8MP芯片研發(fā)提上日程。思特威艙內(nèi)應(yīng)用產(chǎn)品技術(shù)包括支持車載艙內(nèi)視覺系統(tǒng)全天候成像的RGBIR技術(shù)和第二代SmartGS，SC2331AT已經(jīng)量產(chǎn)，SC233GS預(yù)計在2022年二季度送樣。

04、車載圖像傳感器未來發(fā)展趨勢

單車裝載數(shù)目越來越多

參考手機多攝像頭發(fā)展歷程，隨著汽車ADAS的加速滲透和結(jié)構(gòu)升級，車載攝像頭的單車搭載量未來將實現(xiàn)快速提升：

L1級車首先搭載1個前視攝像頭；

L2/L2+級開始搭載環(huán)視攝像頭，環(huán)視攝像頭一般以4個為一組共同裝配，總攝像頭數(shù)可達8個；

L3以上車型還將搭載側(cè)視攝像頭以實現(xiàn)更多ADAS功能，后視也將采用ADAS攝像頭，攝像頭總數(shù)高達8-12個。

2016年Tesla Model3搭載的攝像頭數(shù)量達到8個，近兩年的國內(nèi)自主品牌更為激進，攝像頭數(shù)量都在10顆以上，小鵬P7/P5 14顆、蔚來ET7 11顆、極狐阿爾法S 13顆。

像素分辨率越來越高

隨著汽車ADAS系統(tǒng)的不斷推進，車載攝像頭被進一步細化，功能更加全面，包括道路檢測與識別等，對像素要求明顯也越來越高。2015年以前，車載圖像傳感器主要應(yīng)用于倒車影像與行車記錄儀，像素在30萬-72萬之間；2016年特斯拉Model3車載攝像頭的像素提高到120萬像素。2020年后，車載攝像頭的像素得到更大幅的提升，蔚來ET7攝像頭已達到800萬像素。

車載圖像傳感器已有高清化發(fā)展趨勢，未來伴隨著汽車ADAS系統(tǒng)的升級，預(yù)計2024年車載攝像頭像素要求將達到800萬以上。