• 正文
    • 車規(guī)級(jí)攝像頭的行業(yè)門(mén)檻
    • 40%成本,車載CIS為何這么貴?
    • 國(guó)產(chǎn)崛起,OV反超安森美成為車載CIS全球第一
    • 車載攝像頭CIS主要玩家
    • “看得清、看得全、看得準(zhǔn)”,車載CIS的技術(shù)趨勢(shì)
  • 相關(guān)推薦
申請(qǐng)入駐 產(chǎn)業(yè)圖譜

產(chǎn)研:車載攝像頭傳感器-——CIS芯片(一)

原創(chuàng)
2小時(shí)前
288
加入交流群
掃碼加入
獲取工程師必備禮包
參與熱點(diǎn)資訊討論

車載攝像頭ADAS(高級(jí)輔助駕駛系統(tǒng))感知層的核心傳感器之一,因其具備識(shí)別交通標(biāo)志、車道線、行人等具體物體屬性的能力,被譽(yù)為“自動(dòng)駕駛之眼”。相比毫米波雷達(dá)激光雷達(dá),攝像頭技術(shù)成熟、成本低,率先實(shí)現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn)并廣泛上車,是實(shí)現(xiàn)超80%自動(dòng)駕駛功能的關(guān)鍵器件。

車規(guī)級(jí)攝像頭的行業(yè)門(mén)檻

通過(guò)采集車輛周邊的實(shí)景圖像,攝像頭可提取場(chǎng)景特征信息,用于形狀、顏色等屬性識(shí)別,在感知精度和信息豐富性方面優(yōu)勢(shì)顯著,尤其在補(bǔ)足雷達(dá)類傳感器的物體識(shí)別不足方面具有不可替代性。它不僅提供360°視覺(jué)覆蓋,還是最貼近人類視覺(jué)機(jī)制的感知方式。

按用途與安裝部位分類,車載攝像頭主要分為前視、側(cè)視、后視、環(huán)視及內(nèi)置攝像頭五類。其中,前視攝像頭應(yīng)用最廣泛,用于前向碰撞預(yù)警、車道偏離警告、交通標(biāo)志識(shí)別等;側(cè)視攝像頭正逐步替代傳統(tǒng)后視鏡,用于盲區(qū)檢測(cè);環(huán)視攝像頭通過(guò)布設(shè)四周廣角鏡頭,拼接全景俯視圖,實(shí)現(xiàn)輔助泊車;后視攝像頭用于倒車影像,內(nèi)置攝像頭則支持駕駛員疲勞檢測(cè)與行為識(shí)別。

按結(jié)構(gòu)與功能劃分,攝像頭可分為單目、雙目和多目三種。單目攝像頭主要通過(guò)圖像匹配和物體尺寸估算實(shí)現(xiàn)距離測(cè)量,成本低,是L2/L3級(jí)自動(dòng)駕駛的主流選擇;雙目攝像頭則通過(guò)視差計(jì)算實(shí)現(xiàn)更精確的深度感知,適用于高端ADAS系統(tǒng);多目攝像頭通過(guò)多個(gè)鏡頭協(xié)同感知更復(fù)雜場(chǎng)景,目前多見(jiàn)于部分高階智能車型。

此外,攝像頭在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上也呈現(xiàn)出單鏡頭與立體鏡頭兩種形態(tài)。立體結(jié)構(gòu)攝像頭通過(guò)雙鏡頭協(xié)同,不僅提升立體信息識(shí)別能力,還可增強(qiáng)測(cè)距精度和環(huán)境感知,進(jìn)一步支持更高級(jí)別自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的部署。

不同類型車載攝像頭功能,來(lái)源:大大通、與非研究院整理

相較于工業(yè)和手機(jī)攝像頭,車載攝像頭需在高低溫、濕熱、強(qiáng)光弱光、強(qiáng)震等復(fù)雜環(huán)境中長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行,對(duì)安全等級(jí)和工藝性能要求更高,認(rèn)證門(mén)檻也更高。汽車廠商傾向選擇具備成熟技術(shù)和穩(wěn)定品質(zhì)的零部件供應(yīng)商,車載系統(tǒng)的導(dǎo)入周期通常需2-3年,具備長(zhǎng)期準(zhǔn)入壁壘。

從硬件性能來(lái)看,車載攝像頭像素通常在30-120萬(wàn)之間,但對(duì)探測(cè)范圍和角度要求更嚴(yán)苛:前視攝像頭通常為40-70度視角,環(huán)視和后視則需135度以上的廣角鏡頭。隨著L2/L3智能駕駛推進(jìn),攝像頭數(shù)量從5顆提升至8-13顆,像素也正從VGA、1MP逐步升級(jí)至8MP乃至12MP。高像素有助于提升識(shí)別精度和探測(cè)距離,目前豪威等廠商已推出8MP車載CIS,單價(jià)超過(guò)10美元,而1-2MP產(chǎn)品價(jià)格在3-8美元之間。

車載攝像頭需滿足嚴(yán)格的車規(guī)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)工信部發(fā)布的《汽車用攝像頭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》,其需在-40℃至85℃溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定工作,同時(shí)具備防磁、抗震、防水等能力,設(shè)計(jì)壽命需達(dá)8至10年。這一系列要求也決定了其成本遠(yuǎn)高于消費(fèi)電子級(jí)攝像頭。普通攝像頭模組價(jià)值為150-200元,ADAS專用模組因搭載高清圖像傳感器、玻璃鏡頭、HDR、高動(dòng)態(tài)范圍及LED閃爍抑制等功能,價(jià)值可達(dá)300-500元。

從應(yīng)用方案看,自動(dòng)駕駛系統(tǒng)主要分為“視覺(jué)派”和“多傳感融合派”兩種路線。前者以特斯拉、Mobileye為代表,攝像頭為主,輔以雷達(dá)或其他傳感器,如特斯拉Model 3使用8顆攝像頭、1個(gè)毫米波雷達(dá)和12個(gè)超聲波雷達(dá)。Mobileye則曾展示全攝像頭感知的無(wú)人駕駛方案。后者則融合激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)與攝像頭,形成更高感知冗余性,主流整車廠正逐步采用。

部分主流車型攝像頭搭載方案(2022),來(lái)源:各公司官網(wǎng)、與非研究院整理

智能駕駛技術(shù)的演進(jìn),尤其從L2向L3/L4過(guò)渡,正在顯著提高整車對(duì)攝像頭的搭載數(shù)量和像素等級(jí)要求。目前主流車型平均搭載攝像頭數(shù)量為4–6顆,高階智能車型則在11顆以上。例如蔚來(lái)ET7搭載11顆800萬(wàn)像素高清攝像頭,極氪001搭載14顆攝像頭,其中7顆為800萬(wàn)像素。

車載攝像頭用量隨算力提升,來(lái)源:工信部《汽車駕駛自動(dòng)化分級(jí)》,與非研究院整理

攝像頭CIS數(shù)量與像素的提升,必須依賴更強(qiáng)大的算力平臺(tái)支持。從特斯拉自動(dòng)駕駛硬件演進(jìn)可以看到,HW1.0階段僅支持單攝像頭,至HW3.0已擴(kuò)展至8顆攝像頭,并將算力從2.5 TOPS提升至144 TOPS。HW4.0預(yù)計(jì)將進(jìn)一步增強(qiáng)對(duì)高像素多鏡頭方案的支持。

比亞迪天神之眼方案攝像頭數(shù)量,來(lái)源:與非研究院整理

值得關(guān)注的是,比亞迪在2025年發(fā)布的海鷗智駕版(6.98 萬(wàn)元起)作為 10萬(wàn)元以下車型,標(biāo)配 12 個(gè)攝像頭,打破行業(yè)“低價(jià)車低配置”慣例,首次將高階智駕傳感器下沉至 A00 級(jí)市場(chǎng)。

40%成本,車載CIS為何這么貴?

車載攝像頭模組成本占比,來(lái)源:與非研究院整理

一顆車載攝像頭模組主要由光學(xué)鏡頭(包括光學(xué)玻璃、濾光片、保護(hù)膜等)、CIS芯片、圖像信號(hào)處理器ISP)、SerDes傳輸芯片、電源管理芯片(PMIC)及連接器等構(gòu)成。其中,CIS芯片價(jià)值最高,占比約40%;光學(xué)鏡頭約占16%;SerDes芯片占比10%;封裝成本為18%。

車載圖像傳感器主要分為CCDCMOS兩大類。自90年代以來(lái),CMOS因其低功耗、高集成度優(yōu)勢(shì)逐漸成為主流,市場(chǎng)份額從2007年的54%提升至2017年的89%,目前已超過(guò)90%,在車載應(yīng)用中全面取代CCD。CMOS圖像傳感器(CIS)作為攝像頭模組的核心組件,負(fù)責(zé)將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),并進(jìn)一步數(shù)字化處理,對(duì)圖像質(zhì)量起到?jīng)Q定性作用。在智駕普及的背景下,車載攝像頭的爆發(fā)增長(zhǎng)使得CIS芯片成為直接受益環(huán)節(jié)。

與手機(jī)CIS相比,車載CIS需具備以下關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo):

高動(dòng)態(tài)范圍(HDR):用于應(yīng)對(duì)明暗對(duì)比強(qiáng)烈的場(chǎng)景(如進(jìn)出隧道、夜間城市街道),車載CIS需達(dá)120-140dB動(dòng)態(tài)范圍,顯著高于手機(jī)CIS的60-70dB。

LED閃爍抑制(LFM):為避免信號(hào)燈、LED燈牌等以90Hz頻率閃爍造成圖像采集干擾,CIS需具備LFM技術(shù)。當(dāng)前路徑包括安森美采用的“超級(jí)曝光”方案,以及豪威、索尼采用的“大小像素”技術(shù),均旨在提高AI識(shí)別的準(zhǔn)確性。

低照度敏感性:夜間行車雖僅占總交通量的25%,卻造成近一半事故,因此CIS需具備夜視能力。當(dāng)前主流方案涵蓋微光夜視、主動(dòng)/被動(dòng)紅外夜視等,要求在400nm至1100nm的寬光譜范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)圖像捕捉。

極端溫度適應(yīng)能力:車載攝像頭需在-40℃至105℃下長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行,并通過(guò)包括1000小時(shí)溫度循環(huán)、水浸測(cè)試等嚴(yán)苛驗(yàn)證,保障模組穩(wěn)定性與封裝可靠性。

防護(hù)等級(jí)要求:為適應(yīng)雨雪、沖洗等環(huán)境,車載攝像頭需達(dá)到高防護(hù)等級(jí),常用標(biāo)準(zhǔn)為IEC60529-2001中的IP69K等級(jí),代表其可承受高壓沖水及高溫蒸汽,無(wú)起霧問(wèn)題。

國(guó)產(chǎn)崛起,OV反超安森美成為車載CIS全球第一

根據(jù)Sigmaintell數(shù)據(jù),2023年全球汽車CIS出貨量達(dá)3.54億顆,收入達(dá)19.25億美元;預(yù)計(jì)到2029年出貨量將增至7.55億顆,市場(chǎng)規(guī)模提升至30.96億美元,年復(fù)合增長(zhǎng)率分別為13.46%和8.24%。伴隨車載攝像頭在數(shù)量與像素規(guī)格上的持續(xù)升級(jí),單顆CIS價(jià)值也呈增長(zhǎng)趨勢(shì),目前約為5美元。按照此估算,僅2025年新增攝像頭需求將帶來(lái)約15億美元的市場(chǎng)增量,預(yù)計(jì)屆時(shí)全球市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到50億美元。Yole數(shù)據(jù)顯示,至2027年,單車攝像頭數(shù)量有望達(dá)到20顆,而CIS芯片約占攝像頭模組總成本的50%,是決定整套模組性能和成本的關(guān)鍵因素。

2022年中國(guó)車載CIS市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到11.28億美元,占全球比重超40%。隨著20萬(wàn)元以下車型普及L2級(jí)輔助駕駛,中國(guó)市場(chǎng)對(duì)中高端CIS產(chǎn)品的需求迅猛增長(zhǎng),成為全球最大單一市場(chǎng)。NE時(shí)代預(yù)測(cè),2025年中國(guó)市場(chǎng)將新增車載攝像頭需求約5130萬(wàn)顆,全球則增加1.45億顆,占當(dāng)年出貨量的72.6%。這將直接推升CIS芯片出貨,驅(qū)動(dòng)市場(chǎng)進(jìn)一步擴(kuò)容。未來(lái)五年,車載CIS市場(chǎng)將持續(xù)高速擴(kuò)容,2025年全球市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到50億美元,到2030年更將邁過(guò)百億美元門(mén)檻。

車載攝像頭CIS芯片市占率(2021),來(lái)源:ICV Tank,與非研究院整理

在全球汽車CIS芯片領(lǐng)域,此前長(zhǎng)期由安森美(ON Semiconductor)與索尼主導(dǎo)。根據(jù)ICV Tank數(shù)據(jù),2021年安森美市占率達(dá)45%,豪威科技(韋爾股份子公司)為29%,索尼為6%,CR3超過(guò)80%,集中度極高。以豪威科技為代表的中國(guó)企業(yè)已從追趕者轉(zhuǎn)變?yōu)橐I(lǐng)者,車載視覺(jué)感知市場(chǎng)的主導(dǎo)權(quán)正在逐步轉(zhuǎn)向中國(guó)。2023年,豪威科技全球車載CIS出貨量達(dá)1.03億顆,占比43%,首次超越安森美,躍居全球第一。根據(jù)潮電智庫(kù)數(shù)據(jù),2025年國(guó)產(chǎn)廠商在全球車載CIS市場(chǎng)的份額預(yù)計(jì)將超過(guò)50%。

車載攝像頭CIS主要玩家

車載CIS主要玩家,來(lái)源:各公司官網(wǎng)、與非研究者整理?

安森美(Onsemi):

市占率曾經(jīng)超過(guò)45%,為全球車載CIS市場(chǎng)的領(lǐng)導(dǎo)者。安森美雖具備技術(shù)與先發(fā)優(yōu)勢(shì),尤其在高像素CIS市場(chǎng)推出了行業(yè)首款800萬(wàn)像素產(chǎn)品,但受限于產(chǎn)能和價(jià)格因素,其市場(chǎng)份額逐年流失。

豪威科技(韋爾股份子公司):

2023年,豪威科技全球車載CIS出貨量達(dá)1.03億顆,占比43%,首次超越安森美,躍居全球第一。豪威科技2023年推出了采用TheiaCel技術(shù)的800萬(wàn)像素CIS——OX08D10,具備高動(dòng)態(tài)范圍與低光照性能,已與高通Snapdragon Ride平臺(tái)、Ride Flex SoC和Snapdragon Cockpit平臺(tái)完成預(yù)集成,率先布局智能駕駛中高端市場(chǎng)。

索尼(Sony):

近年來(lái)加快從手機(jī)CIS向車載CIS的戰(zhàn)略遷移,2023年推出IMX735芯片支持行業(yè)最高分辨率與HDR,主攻L3+級(jí)別自動(dòng)駕駛市場(chǎng),但目前沒(méi)有量產(chǎn)上車案例。

三星(Samsung):

憑借ISOCELL Auto系列迅速切入車載市場(chǎng),主打艙內(nèi)監(jiān)控與環(huán)視攝像頭場(chǎng)景,將手機(jī)領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行跨界融合。

比亞迪半導(dǎo)體:

早在2018年就推出了國(guó)內(nèi)首款130萬(wàn)像素車規(guī)級(jí)CIS傳感器,具備早期量產(chǎn)能力。

格科微:

主要發(fā)力后裝市場(chǎng),其產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于倒車影像、艙內(nèi)監(jiān)控、360°環(huán)視等系統(tǒng)。

車載CIS芯片產(chǎn)品競(jìng)對(duì)分析,來(lái)源:與非研究院整理

 

“看得清、看得全、看得準(zhǔn)”,車載CIS的技術(shù)趨勢(shì)

隨著智能汽車和高級(jí)輔助駕駛系統(tǒng)(ADAS)的廣泛普及,車載攝像頭正從基礎(chǔ)影像采集工具演變?yōu)檎?a class="article-link" target="_blank" href="/tag/%E6%99%BA%E8%83%BD%E5%8C%96/">智能化感知系統(tǒng)的“眼睛”。新一輪技術(shù)演進(jìn)聚焦在圖像清晰度、成像穩(wěn)定性、夜間識(shí)別能力及人機(jī)交互等多個(gè)關(guān)鍵維度,推動(dòng)了從硬件到軟件的全棧優(yōu)化。

車載CIS技術(shù)趨勢(shì),來(lái)源:與非研究院整理

隨著智能駕駛加速向L3/L4級(jí)演進(jìn),車載攝像頭技術(shù)正經(jīng)歷一輪以“高像素、高動(dòng)態(tài)范圍、安全認(rèn)證、集成化、環(huán)境適應(yīng)性”為核心的全方位升級(jí)。其中,8MP攝像頭已成為ADAS的基礎(chǔ)配置,豪威、安森美、索尼等企業(yè)紛紛推出超8MP產(chǎn)品,推動(dòng)車載CIS邁向12MP+。與此同時(shí),HDR與LED閃爍抑制技術(shù)(LFM)快速成為標(biāo)配,應(yīng)對(duì)強(qiáng)光與復(fù)雜光源干擾,安森美AR0823AT率先實(shí)現(xiàn)150dB動(dòng)態(tài)范圍量產(chǎn)。

在安全性方面,AEC-Q100與ISO 26262認(rèn)證正成為車規(guī)CIS的入門(mén)門(mén)檻,ASIL等級(jí)逐漸向C/D拓展。國(guó)產(chǎn)廠商如思特威與格科微憑借本地認(rèn)證速度快、客戶響應(yīng)快等優(yōu)勢(shì),快速切入比亞迪、上汽等車企供應(yīng)鏈,使得國(guó)產(chǎn)CIS市場(chǎng)占有率從2021年29%提升至2023年43%。此外,晶方科技等封裝廠帶動(dòng)封裝線技術(shù)革新,為高像素CIS量產(chǎn)提供成本與產(chǎn)能保障。

最后,低光環(huán)境適應(yīng)性和極端溫區(qū)穩(wěn)定性成為攝像頭可靠性新標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)BSI、堆棧式Sensor、近紅外增強(qiáng)等手段,車載攝像頭的夜視性能顯著增強(qiáng),滿足全天候智能感知需求。夜間感知能力方面,微光、近紅外、遠(yuǎn)紅外等多技術(shù)路線正并行發(fā)展。微光技術(shù)依賴CMOS傳感器和圖像算法,適合有限光源環(huán)境;而紅外夜視通過(guò)紅外發(fā)射/接收原理,支持完全無(wú)光環(huán)境識(shí)別,是未來(lái)L3級(jí)以上自動(dòng)駕駛所需的基礎(chǔ)傳感能力之一。總體來(lái)看,車載CIS正從“看得見(jiàn)”邁向“看得清、看得全、看得準(zhǔn)”,成為智能駕駛系統(tǒng)的核心感知基石。

安森美

安森美

安森美半導(dǎo)體(ON Semiconductor,美國(guó)納斯達(dá)克上市代號(hào):ON)是應(yīng)用于高能效電子產(chǎn)品的首要高性能硅方案供應(yīng)商。公司的產(chǎn)品系列包括電源和信號(hào)管理、邏輯、分立及定制器件,幫助客戶解決他們?cè)谄嚒⑼ㄐ?、?jì)算機(jī)、消費(fèi)電子、工業(yè)、LED照明、醫(yī)療、航空及電源應(yīng)用的獨(dú)特設(shè)計(jì)挑戰(zhàn),既快速又符合高性價(jià)比。公司在北美、歐洲和亞太地區(qū)之關(guān)鍵市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)包括制造廠、銷售辦事處及設(shè)計(jì)中心在內(nèi)的世界一流、增值型供應(yīng)鏈和網(wǎng)絡(luò)。

安森美半導(dǎo)體(ON Semiconductor,美國(guó)納斯達(dá)克上市代號(hào):ON)是應(yīng)用于高能效電子產(chǎn)品的首要高性能硅方案供應(yīng)商。公司的產(chǎn)品系列包括電源和信號(hào)管理、邏輯、分立及定制器件,幫助客戶解決他們?cè)谄嚒⑼ㄐ?、?jì)算機(jī)、消費(fèi)電子、工業(yè)、LED照明、醫(yī)療、航空及電源應(yīng)用的獨(dú)特設(shè)計(jì)挑戰(zhàn),既快速又符合高性價(jià)比。公司在北美、歐洲和亞太地區(qū)之關(guān)鍵市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)包括制造廠、銷售辦事處及設(shè)計(jì)中心在內(nèi)的世界一流、增值型供應(yīng)鏈和網(wǎng)絡(luò)。收起

查看更多

相關(guān)推薦