【收錄專題|「智能傳感器」傳感器技術(shù)_傳感器行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與前景】

【相關(guān)專題 | 智能駕駛/自動駕駛行業(yè)現(xiàn)狀、市場分析及發(fā)展前景】

【產(chǎn)業(yè)圖譜|傳感器產(chǎn)業(yè)鏈圖譜_傳感器產(chǎn)業(yè)鏈全景圖】

　　全球疫情防控政策、世界經(jīng)濟復(fù)蘇動力不足以及俄烏局勢等不確定性因素，使消費電子的增長出現(xiàn)放緩跡象。一時間，依托消費電子作為主要增長動力的產(chǎn)業(yè)，也開始了對于“后智能手機時代”如何保持發(fā)展步調(diào)的思考。曾經(jīng)，用于手機攝像頭的CIS(CMOS圖像傳感器)乘著多攝化的東風(fēng)，創(chuàng)造了從2009年到2019年連續(xù)增長的黃金十年。而手機市場的變量，也讓業(yè)界轉(zhuǎn)而關(guān)注起車載CIS的發(fā)展?jié)摿?。汽車市場能夠成為CIS的第二增長極嗎?

　　智能駕駛注入動能

　　2020 年，汽車電子領(lǐng)域CIS的出貨量和銷售額分別為 4.0 億顆和 20.2 億美元，占全球CIS出貨總量和銷售額的比例分別為 5.2%和11.3%;預(yù)計汽車電子CMOS圖像傳感器出貨量和銷售額將在2025年達到9.5億顆和53.3億美元，市場份額占比將分別上升至 8.2%和 16.1%，預(yù)期年復(fù)合增長率將達到 18.89%和21.42%。

　　智能駕駛是車用CIS的主要增長動力。與高端手機多攝的增長機制類似，汽車自動駕駛的等級越高，單輛車搭載的CIS就越多。

　　當(dāng)前，CIS主要應(yīng)用于L1級別至L2級別的ADAS(高級駕駛輔助系統(tǒng))、倒車影像等，2021年全球生產(chǎn)的汽車中，平均每輛汽車的CIS使用量約為2.7顆，預(yù)計到2027年，該數(shù)字將上升至4.8顆。而高端汽車的CIS使用量非常高，通常超過10顆。L4級別及以上自動駕駛汽車的CIS使用量將超過20顆。

　　車用CIS的典型用例包括前視、側(cè)視、后視、環(huán)視攝像頭系統(tǒng)，駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)和乘員監(jiān)控系統(tǒng)、電子后視鏡等。ADAS前視攝像頭主要用于實現(xiàn)L2級別及以上汽車的自動緊急制動和車道保持輔助等功能。接下來，側(cè)視及后視攝像頭、車內(nèi)攝像頭將成為剛需——不僅用戶的需求上漲，而且監(jiān)管機構(gòu)也加入其中，這些都加速以CIS為核心的攝像頭在汽車中的應(yīng)用滲透。

　　如果說智能駕駛推動了量的提升，汽車對安全性的重度要求則帶動了CIS的均價提升。

　　安全性要求及算法升級促使車用CIS像素規(guī)格升級，進而提升CIS平均單價。預(yù)測2022年全球車用前裝CIS銷售規(guī)模預(yù)計達到16.3億美元，到2026年將超過29億美元。

　　技術(shù)門檻不可小覷

　　相比用于消費終端的CIS，車用CIS既要看得更清，也要穩(wěn)定安全。

　　在智能駕駛系統(tǒng)的構(gòu)建中，車載CIS作為‘智能駕駛之眼’是其必不可少的基礎(chǔ)傳感裝置，因此圖像傳感器的智能化也是未來發(fā)展方向。我們在汽車市場也在進一步與機器學(xué)習(xí)緊密結(jié)合，逐步覆蓋智能汽車客戶不同場景的應(yīng)用需求，賦能智能汽車產(chǎn)業(yè)。

　　在硬件架構(gòu)層面，ISP、DRAM的引入，讓CIS能夠輸出質(zhì)量更高的圖像，讓“智能駕駛之眼”更加明亮。索尼曾推出三層堆棧式CIS，對CIS、ISP、DRAM進行整合。思特威也已成功量產(chǎn)集成ISP二合一功能的車規(guī)級CIS，未來將有更多“算法+芯片”深度整合的車載產(chǎn)品落地。

　　在圖像傳感器中引入ISP，能夠?qū)D像的顏色、清晰度、噪點進行處理，輸出高質(zhì)量的影像，從而增強車載視覺系統(tǒng)對周邊環(huán)境的感知能力與細(xì)節(jié)把控，以便智能駕駛系統(tǒng)作出進一步的決策，助力提高智能駕駛的安全性。

　　在算法技術(shù)層面，需要車載CIS對圖像進行識別和處理，優(yōu)化清晰度和細(xì)膩度，實現(xiàn)對環(huán)境信息的有效識別和夜視、隧道等各種環(huán)境下的可靠成像。

　　智能駕駛更看重成像的高動態(tài)范圍、暗光成像能力和LED閃爍抑制。思特威通過創(chuàng)新HDR技術(shù)，使車載CIS能夠從容應(yīng)對車內(nèi)外的光線變化，助力智能駕駛向更高等級發(fā)展。同時，基于LED閃爍抑制技術(shù)，能夠提供無LED閃爍的清晰細(xì)膩影像，幫助智能駕駛系統(tǒng)有效識別LED交通信號燈，從而提升人工智能輔助駕駛系統(tǒng)的安全性。

　　隧道場景對CIS的動態(tài)范圍要求極高，一般在100dB以上，同時高端的車用CIS需要精準(zhǔn)識別紅綠燈信號，對于LED閃爍抑制技術(shù)要求嚴(yán)苛。除此之外，CIS的幀率、量子效率以及全場景的適應(yīng)能力等也是重要參數(shù)。

　　高端領(lǐng)域亟待突破

　　雖然面臨疫情、缺芯等不利因素，2021年我國汽車產(chǎn)銷分別完成2608.2萬輛和2627.5萬輛，連續(xù)13年保持全球汽車產(chǎn)銷量第一，也為CIS等車載半導(dǎo)體元器件催生了大量需求。但相比頭部廠商，國內(nèi)CIS企業(yè)仍需推動技術(shù)、制造、人才儲備等資源要素的高端化，提升市場競爭力與行業(yè)話語權(quán)。

　　當(dāng)前，我國汽車行業(yè)的市場潛力和價值依然巨大。這使得我國成為全球重要的車用CIS消費國，巨大的市場需求有利于國內(nèi)企業(yè)抓緊機遇以實現(xiàn)自主研發(fā)戰(zhàn)略。同時，產(chǎn)業(yè)鏈上下游的緊密配合也有助于開發(fā)新的產(chǎn)品及應(yīng)用，對國際CIS大廠進行趕超。相比國際領(lǐng)先的CIS大廠，我國在高端產(chǎn)品方面較為落后，亟需在制造工藝及設(shè)計領(lǐng)域進行技術(shù)提升。

　　國內(nèi)發(fā)展車用CIS，一方面要在技術(shù)指標(biāo)上持續(xù)優(yōu)化，包括像素規(guī)格及解析力升級，以及對CIS感光能力及寬動態(tài)范圍的提升等。另一方面，要著眼于產(chǎn)業(yè)鏈整體實力的提升。

　　在相關(guān)優(yōu)惠政策的支持以及車載上下游產(chǎn)業(yè)鏈逐步完善的大背景下，車載CIS企業(yè)應(yīng)持續(xù)布局高端多樣化產(chǎn)品路線，與高校強強合作引進高技術(shù)人才，逐步提升自身研發(fā)設(shè)計能力。同時要注意到，國內(nèi)企業(yè)在上游晶圓代工產(chǎn)能及制程技術(shù)等方面，與海外存在一定的差距。需要提前合理布局產(chǎn)能,分散供應(yīng)鏈風(fēng)險。