一臺(tái)汽車配15個(gè)攝像頭，百億美元市場(chǎng)遭CIS芯片廠商搶奪！

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/李彎彎）隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，具備各級(jí)別自動(dòng)駕駛功能的汽車也將越來越多，汽車自動(dòng)駕駛級(jí)別越高，車輛對(duì)攝像頭的需求也就越多，對(duì)CMOS圖像傳感器（CIS）的需求也就越越多。

豪威科技中國(guó)區(qū)汽車電子業(yè)務(wù)部總經(jīng)理劉琦日前在某論壇上詳細(xì)介紹了一輛自動(dòng)駕駛汽車到底需要多少圖像傳感器，并根據(jù)圖像傳感器的平均售價(jià)及每年全球汽車產(chǎn)量，大致計(jì)算出了未來車用圖像傳感器市場(chǎng)到底有多大。

劉琦表示，公司從跟國(guó)內(nèi)外大量整車廠商的交流中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)汽車到達(dá)L4或者L5級(jí)自動(dòng)駕駛的時(shí)候，車輛對(duì)攝像頭的需求主要體現(xiàn)在這些方面：前視需要1-3目，主要是1目，一些高端車或者具備比較先進(jìn)自動(dòng)駕駛功能的車輛可能需要3目；側(cè)向感知需要2-4目；后向感知需要1目；四環(huán)視及APA（自動(dòng)泊車輔助系統(tǒng)）需要4目；艙內(nèi)駕駛員監(jiān)測(cè)需要1-2目；未來還可能需要1目攝像頭了解乘客的狀態(tài)，包括乘客下車以后有沒有問題；另外根據(jù)國(guó)家法規(guī)，從2021年開始，汽車必須強(qiáng)制安裝行車記錄儀或者事件記錄儀，需要1目。

這樣計(jì)算下來，預(yù)計(jì)未來每輛車基本需要配置11-15目攝像頭。再來看，每年全球汽車產(chǎn)量大概在8000萬(wàn)到1億輛之間，那么全球汽車攝像頭市場(chǎng)規(guī)模約為15~18億。汽車圖像傳感器的平均售價(jià)為4-5美元，這樣的話，全球汽車圖像傳感器的市場(chǎng)規(guī)模將接近一百億美元。

根據(jù)日本調(diào)研公司TSR的數(shù)據(jù)，全球CIS市場(chǎng)的規(guī)模將從2019年的172億美金增長(zhǎng)到2023年的270億美金。其中車用CIS市場(chǎng)未來將超越消費(fèi)類應(yīng)用成為僅次于手機(jī)應(yīng)用的CIS第二大應(yīng)用市場(chǎng)。這就是很多圖像傳感器廠商，甚至一些初創(chuàng)公司都希望進(jìn)入這個(gè)市場(chǎng)的原因。

與手機(jī)相比，汽車圖像傳感器都有哪些苛刻要求

車載數(shù)字成像技術(shù)已經(jīng)在ADAS（高級(jí)輔助駕駛系統(tǒng)）領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，不過與手機(jī)攝像頭和數(shù)碼相機(jī)的成像不同，車載攝像頭通常需要面臨更多苛刻的條件。

安森美應(yīng)用工程經(jīng)理陳力日前在某研討會(huì)上談到，汽車圖像世界存在四個(gè)方面的挑戰(zhàn)：一是汽車圖像傳感器的動(dòng)態(tài)范圍要超過120dB，通常在120dB-140dB之間；二是溫度范圍要求極端苛刻，需要能夠達(dá)到零下40℃，以及105℃；三是對(duì)于低照也有比較高的要求，需要在夜間街道上檢測(cè)到行人或騎自行車的人，以及符合歐洲新車評(píng)估幾乎（NCAP）；四是還需要解決交通信號(hào)燈、LED路牌閃爍和偽影的問題。

高動(dòng)態(tài)范圍（HDR）挑戰(zhàn)。什么是動(dòng)態(tài)范圍，即在同一個(gè)場(chǎng)景中，既有低照的區(qū)域，也有高亮的區(qū)域，高亮和低照的比值就被定義為這個(gè)場(chǎng)景的動(dòng)態(tài)范圍，對(duì)圖像來說，需要能夠?qū)⒌驼蘸透吡恋膮^(qū)域都表現(xiàn)出來。

比如上圖，對(duì)于車載攝像頭來說，需要同時(shí)看清隧道口內(nèi)部和隧道口外部的信息，很顯然，左邊的傳感器因?yàn)閯?dòng)態(tài)范圍低，看不到隧道外部的信息，就不符合要求。

LED燈閃爍的問題。LED燈在日常生活中的應(yīng)用越來越廣泛，LED燈是交流脈沖光源，其頻率與占空比是可變的，LED燈脈沖頻率越低，占空比越小，曝光時(shí)間越短，LED閃爍的問題就會(huì)越嚴(yán)重，因?yàn)轭l率低的時(shí)候圖像傳感器更容易抓到LED熄滅的狀態(tài)。

LED燈亮和滅的頻率，人眼無(wú)法分辨，但圖像傳感器可以，像素感光的時(shí)候會(huì)實(shí)際記錄LED燈熄滅和點(diǎn)亮的狀態(tài)，反應(yīng)的是客觀的世界，人腦看到的圖像是大腦補(bǔ)充過的圖像，都是點(diǎn)亮的狀態(tài)，汽車的要求就是，sensor輸出的圖像要和人眼看到的圖像是一致的，這就是LED燈閃爍的挑戰(zhàn)。

實(shí)際場(chǎng)景中，LED燈閃爍和高動(dòng)態(tài)范圍往往同時(shí)出現(xiàn)，比如在夜間的街道，車大燈、廣告燈很多都是LED燈，有時(shí)候LED燈非常明亮，明暗對(duì)比非常劇烈，這也帶來很高的動(dòng)態(tài)范圍的要求。

面對(duì)這些問題和挑戰(zhàn)，各個(gè)圖像傳感器廠商需要找到相應(yīng)的技術(shù)去解決，能夠更快更好解決汽車用圖像傳感器存在的問題和挑戰(zhàn)的廠家，就越能獲得市場(chǎng)認(rèn)可，獲取更多市場(chǎng)份額。

全球車載圖像傳感器市場(chǎng)格局

目前在全球范圍內(nèi)，能夠提供車載圖像傳感器的廠家有安森美、豪威科技、索尼、三星、東芝、比亞迪半導(dǎo)體、思特威等。其中安森美是車載領(lǐng)域最大供應(yīng)商，車載圖像傳感器市場(chǎng)份額超60%，其次是豪威科技，占20%市場(chǎng)份額，索尼入場(chǎng)較晚，目前占據(jù)市場(chǎng)份額大概為3%，東芝、三星、比亞迪半導(dǎo)體都有少量出貨，思特威正在跑步進(jìn)場(chǎng)。

安森美

安森美是全球最大的車載圖像傳感器供應(yīng)商，安森美應(yīng)用工程經(jīng)理陳力日前在某研討會(huì)上談到，“我們公司車載圖像傳感器全球市場(chǎng)份額超60% ，2019年交付圖像傳感器約1億顆?！?br />
安森美在圖像傳感器領(lǐng)域能有如此優(yōu)秀的成績(jī)，得益于公司之前的三次收購(gòu)，首先2011年以3140萬(wàn)美元收購(gòu)了賽普拉斯CMOS圖像傳感器業(yè)務(wù)部門，其次是2014年以9200萬(wàn)美元現(xiàn)金收購(gòu)了圖像傳感器設(shè)備制造商TRUESENSE，再是同是2014年以約4億美元收購(gòu)了首款汽車專用CMOS圖像傳感器提供商Aptina Imaging，三次收購(gòu)奠定并鞏固了安森美在汽車圖像傳感器領(lǐng)域的市場(chǎng)地位。

從公司官網(wǎng)可以看到，安森美可提供的CMOS圖像傳感器產(chǎn)品大概有104個(gè)型號(hào)，擁有豐富的產(chǎn)品組合，可以滿足用戶不同需求，同時(shí)除了種類豐富的CMOS圖像傳感器之外，安森美還在2019年將產(chǎn)品線擴(kuò)展到了毫米波雷達(dá)和激光雷達(dá)市場(chǎng)。安森美半導(dǎo)體大中華區(qū)智能感知部工業(yè)市場(chǎng)營(yíng)銷經(jīng)理顏凱認(rèn)為，多元化發(fā)展史一個(gè)企業(yè)穩(wěn)定成長(zhǎng)的必要條件。

此外企業(yè)也需要不斷的解決行業(yè)問題，更新技術(shù)，才能持續(xù)被市場(chǎng)認(rèn)可，比如針對(duì)汽車領(lǐng)域高動(dòng)態(tài)范圍的挑戰(zhàn)和LED閃爍的問題，安森美還推出了全新一代的Hayabusa平臺(tái)，采用超級(jí)曝光技術(shù)，拓寬動(dòng)態(tài)范圍，解決LED閃爍的問題。

對(duì)比兩種工作模式下的LED閃爍情況，上面是傳統(tǒng)Sensor工作模式，不能抑制LED閃爍，真實(shí)反應(yīng)了LED閃爍的狀態(tài)，所以圖片上的100限速標(biāo)記沒法被準(zhǔn)確識(shí)別出來，下面是超級(jí)曝光技術(shù)自帶的抗LED閃爍的工作模式，Sensor記錄下的圖像和人眼看到的圖像類似。

再來看目前市面上有兩種主流實(shí)現(xiàn)寬動(dòng)態(tài)的技術(shù)路線，一種是時(shí)域多次曝光融合，另一種是大小像素融合。兩種技術(shù)路線的本質(zhì)是一樣的，都是拍兩三張照片，然后融合成一張照片。不同的曝光之間，靈敏度不一樣，所以采集不同的亮度，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)范圍的擴(kuò)展。事實(shí)上，這兩種主流技術(shù)路線都存在問題，時(shí)域多次曝光只有一種像素，多次曝光在時(shí)間上有滯后，會(huì)帶來運(yùn)動(dòng)鬼影的問題，大小像素融合曝光次數(shù)只有一次，但有兩種尺寸，因?yàn)橄袼刂g有串?dāng)_，靈敏度之間有差異，所以它的寬動(dòng)態(tài)、低照靈敏度方面都會(huì)有些局限性，問題更多。

安森美推出的全新高動(dòng)態(tài)范圍像素技術(shù)錄像，即超級(jí)曝光技術(shù)，一次曝光相當(dāng)于過去兩次曝光的動(dòng)態(tài)范圍，這種超級(jí)曝光技術(shù)可以完美解決以前時(shí)域多次曝光和大小像素兩種技術(shù)的缺陷，陳力說道，“安森美第一代超級(jí)曝光技術(shù)的品牌名稱就是Hayabusa?！?br />

超級(jí)曝光技術(shù)與傳統(tǒng)Sensor的設(shè)計(jì)理念不同，傳統(tǒng)Sensor像素的感光區(qū)也是存儲(chǔ)區(qū)，Hayabusa技術(shù)的創(chuàng)新在于將像素的感光功能和存儲(chǔ)功能分離開，像素主要負(fù)責(zé)感光，容量不大，當(dāng)它飽和的時(shí)候，積累的多余電荷會(huì)轉(zhuǎn)移到外界的存儲(chǔ)電容中，通過這種方式可以解放像素容量的限制。陳力介紹說，“第一代Hayabusa技術(shù)平臺(tái)等效的像素容量是傳統(tǒng)像素容量的5倍，下一代等效曝光技術(shù)可以擴(kuò)展到幾十倍，甚至更高。”

Hayabusa圖像傳感器平臺(tái)用于汽車視覺及感知系統(tǒng)解決方案，目前包括四個(gè)產(chǎn)品：AR0147和AS0149，AR0233、AR0323，從130萬(wàn)像素到350萬(wàn)像素。這四個(gè)sensor擁有通用架構(gòu)和像素性能，一樣的動(dòng)態(tài)范圍及LED閃爍抑制能力。平臺(tái)化的產(chǎn)品除了給客戶提供多種選擇外，還有一個(gè)非常重要的特性，由于四款Sensor像素性能一樣，客戶采用其中一款做算法學(xué)習(xí)和訓(xùn)練的時(shí)候，如果換成其他款，無(wú)論是需要降低成本還是升級(jí)性能，算法學(xué)習(xí)的工作量都會(huì)下降很多，很多系統(tǒng)的參數(shù)都可以復(fù)用。

豪威科技

豪威科技是全球第二大車用圖像傳感器供應(yīng)商?！拔覀円呀?jīng)在汽車行業(yè)耕耘15年，在汽車領(lǐng)域的出貨量已經(jīng)累計(jì)超8億顆?！眲㈢涨霸谀痴搲辖榻B道，“豪威2005年開始量產(chǎn)第一顆車用圖像傳感器，在汽車行業(yè)的一些新技術(shù)上起到了引導(dǎo)作用，2009年我們量產(chǎn)了第一代大象素技術(shù)，2018年量產(chǎn)了第一代深景技術(shù)，這個(gè)技術(shù)可以提升圖像傳感器本身單像素靈敏度?！焙劳萍荚趫D像傳感器領(lǐng)域有一大優(yōu)勢(shì)在于，公司在手機(jī)、安防、汽車各個(gè)領(lǐng)域都有深度布局。電子發(fā)燒友此前在一篇對(duì)豪威科技中國(guó)區(qū)高級(jí)副總裁王崧的專訪文章中寫道，“除了手機(jī)以外，汽車和安防是圖像傳感器的另外兩個(gè)增長(zhǎng)點(diǎn)，如今不同領(lǐng)域所采用攝像頭芯片的技術(shù)在相互借鑒與融合。這對(duì)于橫跨手機(jī)、安防、汽車三大領(lǐng)域的豪威來說，不同產(chǎn)品和技術(shù)的互相關(guān)聯(lián)和共通性更強(qiáng)，這一優(yōu)勢(shì)在未來更加明顯。”

2019年12月，豪威科技發(fā)布了兩款全新車規(guī)級(jí)圖像傳感器平臺(tái)新品——800 萬(wàn)像素前向攝像頭 OX08A 和 OX08B。豪威在新品發(fā)布的時(shí)候表示，OX08A高清攝像頭提供了業(yè)內(nèi)優(yōu)秀的高動(dòng)態(tài)范圍（HDR），而集成于芯片上的 HALE（HDR 和 LFM 引擎）合成算法，兼容引腳的 OX08B 為L(zhǎng)ED閃爍抑制（LFM） 性能樹立了新的標(biāo)桿。

就如上文所言，高動(dòng)態(tài)范圍和LED抑制能力是汽車所需要的，安森美為此推出了超級(jí)曝光技術(shù)，豪威科技也通過自己獨(dú)有的DCG 技術(shù)來提升圖像傳感器的動(dòng)態(tài)范圍。豪威表示，清晰度和動(dòng)態(tài)范圍，以及集成的 ASIL-C 功能安全，對(duì)先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS） 和 Level 3+ 級(jí)自動(dòng)駕駛等前視車載應(yīng)用而言較為關(guān)鍵，因?yàn)槟芊裨诟鞣N光照條件下準(zhǔn)確檢測(cè)遠(yuǎn)處的人體和物體，直接關(guān)系到行車安全。除了去年底推出的這兩款新品，豪威于上個(gè)月6月2日還推出了全球首款汽車晶圓級(jí)別攝像頭——OVM9284，這是一款百萬(wàn)像素的CameraCubeChip?汽車晶圓級(jí)攝像頭模塊，這款產(chǎn)品在汽車攝像頭模塊中具有最低的功耗——比鄰近的競(jìng)品功耗低50％以上。

據(jù)介紹，OVM9284將豪威科技的圖像傳感器、信號(hào)處理器和晶圓級(jí)光學(xué)器件集成在單一緊湊的包裝中，從而降低與多個(gè)供應(yīng)商打交道的復(fù)雜性，并在加快開發(fā)時(shí)間的同時(shí)提高了供應(yīng)可靠性。此外，與傳統(tǒng)攝像頭不同，所有CameraCubeChip?模塊都是可回流焊的。這意味著可以使用自動(dòng)表面貼裝裝配設(shè)備將它們與其他組件同時(shí)安裝到印刷電路板上，從而在降低裝配成本的同時(shí)提高了質(zhì)量。

目前，OVM9284模塊樣品現(xiàn)已上市，預(yù)計(jì)可在2020年第四季度實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

索尼

索尼在全球圖像傳感器領(lǐng)域的市場(chǎng)占有率超50%，不過在車載圖像傳感器的市場(chǎng)占有率卻只有3%，公開資料顯示，索尼于2015年宣布進(jìn)入車載圖像傳感器市場(chǎng)，要知道全球市占排名第2的豪威2005年就推出了第一款車用圖像傳感器，比索尼早了10年。

雖然從宣布進(jìn)入汽車領(lǐng)域到現(xiàn)在已經(jīng)6年時(shí)間，但目前來看，擁有圖像傳感器先進(jìn)技術(shù)的索尼，在車載圖像傳感器領(lǐng)域的發(fā)展并沒有向預(yù)想的那么順利，從索尼上一財(cái)年的業(yè)績(jī)中不難看到，車載傳感器的營(yíng)業(yè)收入僅占傳感器部門整體的幾個(gè)百分點(diǎn)，似乎只被豐田的雷克薩斯等采用。

盡管如此，索尼對(duì)車載圖像傳感器市場(chǎng)還是有自己的期待和思考，索尼社長(zhǎng)吉田憲一郎此前談道，“過去10年的主要趨勢(shì)是移動(dòng)終端，今后將會(huì)是移動(dòng)出行，在即將到來的互聯(lián)、自動(dòng)、共享、電動(dòng)的時(shí)代，發(fā)揮汽車眼睛作用的傳感器將為車最重要的零部件?！?br />
索尼半導(dǎo)體部門負(fù)責(zé)人清水照士（Terushi Shimizu）表示，“我們不想被卷入單純的‘價(jià)格戰(zhàn)’，我們的技術(shù)更好，所以我們希望我們的傳感器能被使用，僅此而已”。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，真正的無(wú)人駕駛汽車被開發(fā)出來后，索尼希望通過為車內(nèi)用戶提供視頻游戲，電影和音樂來擴(kuò)展其娛樂業(yè)務(wù)。

盡管索尼目前汽車傳感器的銷量還很小，但是有分析師發(fā)現(xiàn)，索尼正在汽車領(lǐng)域取得進(jìn)展，2018年，豐田開始在其高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)中使用索尼的圖像傳感器，而包括寶馬、梅賽德斯和奧迪在內(nèi)的歐洲汽車制造商則使用索尼的圖像傳感器來測(cè)試它們的自動(dòng)駕駛汽車。索尼還積極與特斯拉（Tesla）等新興汽車廠商進(jìn)行洽談，后者計(jì)劃生產(chǎn)僅依靠攝像頭和雷達(dá)的自動(dòng)駕駛汽車。

IHS Markit駐東京高級(jí)首席分析師Kun Soo Lee表示：“索尼擁有技術(shù)和生產(chǎn)能力，可以復(fù)制其在移動(dòng)市場(chǎng)（圖像傳感器）的高市場(chǎng)份額?！?br />
思特威

思特威在圖像傳感器領(lǐng)域的表現(xiàn)也是非常搶眼，在安防領(lǐng)域的全球市場(chǎng)占有率多年排名第一，2020年3月，思特威科技首席市場(chǎng)官Chris Yiu女士接受電子發(fā)燒友采訪的時(shí)候說道，“2020年公司將繼續(xù)鞏固安防領(lǐng)域的領(lǐng)先地位，并不斷拓展以汽車電子為主的其他更多應(yīng)用領(lǐng)域，以實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步增長(zhǎng)?！?br />
近期我們就看到了思特威在汽車領(lǐng)域的諸多行動(dòng)，6月中旬，思特威宣布成功收購(gòu)了深圳安芯微電子有限公司（Allchip），思特威表示，本次收購(gòu)將進(jìn)一步擴(kuò)展思特威的產(chǎn)品線，加速公司在汽車領(lǐng)域業(yè)務(wù)布局的步伐。要知道安芯微電子在車載攝像頭CMOS圖像傳感器產(chǎn)品上頗有建樹，據(jù)悉，其生產(chǎn)的芯片車載攝像頭和其他小型化視頻監(jiān)控應(yīng)用方面極具競(jìng)爭(zhēng)力，擁有自主研發(fā)量產(chǎn)的多款SOC系列圖像傳感器產(chǎn)品。

今年6月，思特威還加入了一員大將——?dú)W陽(yáng)堅(jiān)，擔(dān)任副總經(jīng)理一職，負(fù)責(zé)公司戰(zhàn)略資源整合以及產(chǎn)業(yè)上下游生態(tài)合作系統(tǒng)建設(shè)，資料顯示，歐陽(yáng)堅(jiān)早在二十年前就開始投身于數(shù)字影像領(lǐng)域，在該領(lǐng)域深耕多年。在不久前的某論壇上，歐陽(yáng)堅(jiān)表示，思特威在安防領(lǐng)域的一貫優(yōu)勢(shì)能夠?yàn)檐囕d產(chǎn)品帶來更好的夜視成像性能，再結(jié)合我們已發(fā)布的多項(xiàng)車載電子相關(guān)技術(shù)，如LED閃爍抑制技術(shù)、PixGain HDR?技術(shù)等等都為我們進(jìn)入車載電子領(lǐng)域打下了夯實(shí)的基礎(chǔ)?？梢灶A(yù)見，思特威在汽車圖像傳感器領(lǐng)域的發(fā)展是值得期待的。

小結(jié)

除了上述提到的安森美、豪威科技、索尼和思特威，在汽車圖像傳感器領(lǐng)域，東芝、三星、比亞迪半導(dǎo)體都有產(chǎn)品出貨。

在國(guó)內(nèi)的圖像傳感器領(lǐng)域，格科微的表現(xiàn)也較為突出，近日有報(bào)道顯示，格科微圖像傳感器的出貨量已經(jīng)已經(jīng)位居全球第二。報(bào)道稱，據(jù)Frost&Sullivan統(tǒng)計(jì)，按出貨量口徑計(jì)，2019年格科微實(shí)現(xiàn)13.1億顆CMOS圖像傳感器出貨，占據(jù)了全球20.7%的市場(chǎng)份額，位居行業(yè)第二。

另外值得關(guān)注的是，格科微也是國(guó)內(nèi)唯一一家除了自己設(shè)計(jì)芯片，還自己投建工廠的圖像傳感器企業(yè)，今年3月，格科微宣布在上海臨港新片區(qū)投資建設(shè)12英寸CIS集成電路特色工藝研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目，該項(xiàng)目7月7日已開工，同日格科微科創(chuàng)板申請(qǐng)獲受理。

此前也有消息稱，格科微有計(jì)劃進(jìn)入汽車圖像傳感器領(lǐng)域，不過近期沒看到相關(guān)行動(dòng)和進(jìn)展。

另外，圖像傳感器更加智能化也會(huì)是未來發(fā)展方向，索尼近日就推出了帶有AI處理功能的圖像傳感器，不過這兩款產(chǎn)品將用于零售和工業(yè)設(shè)備，隨著未來汽車市場(chǎng)智能化的需求，索尼再針對(duì)汽車領(lǐng)域推出帶有AI功能的圖像傳感器也不是不可能。事實(shí)上，目前豪威科技就已經(jīng)將其AI技術(shù)用來改善提升車載圖像傳感器的寬動(dòng)態(tài)性能。