汽車傳感器和芯片技術(shù)正進入快速迭代演進和快速降本的新階段

據(jù)相關(guān)機構(gòu)的傳感器芯片行業(yè)研究結(jié)果顯示，在“重感知”路線的推動下，傳感器芯片正進入快速迭代演進的新階段。

2023上海車展上，“重感知、輕地圖”、“城市NOA”、“BEV+Transformer”等主機廠和Tier 1供應(yīng)商比比皆是。可以看出，各大廠商紛紛轉(zhuǎn)向“重感知，輕地圖”的技術(shù)路線，加快布局城市NOA，打破對高精地圖的依賴。

在“更重視感知”技術(shù)路線的推動下，汽車傳感器扮演著更重要的角色。激光雷達、4D成像雷達、8MP CMOS圖像傳感器（CIS）等新產(chǎn)品快速應(yīng)用于車輛，推高了傳感器芯片的需求。汽車傳感器和芯片技術(shù)正進入快速迭代演進和快速降本的新階段。

雷達芯片：中國廠商取得突破，打破海外壟斷。

汽車雷達芯片市場由恩智浦、英飛凌、德州儀器等公司主導(dǎo)；在中國廠商中，加特蘭半導(dǎo)體起步較早，已與20多家汽車主機廠建立合作伙伴關(guān)系，在70多個乘用車車型上進行指定項目，累計出貨量超過300萬片，其中三分之一為海外客戶。

4D雷達快速滲透到中高端車型和自主車型中。寶馬、通用等整車廠，大陸、采埃孚等一級供應(yīng)商均已在該領(lǐng)域完成布局。包括理想汽車、長安汽車、比亞迪汽車、特斯拉汽車、吉利汽車在內(nèi)的不少中國品牌都指定或催生并應(yīng)用了4D雷達。特斯拉下一代自動駕駛平臺HW4.0搭載“Phoenix”4D成像雷達，已經(jīng)成為市場的一個引爆點。

在常規(guī)雷達芯片領(lǐng)域，英飛凌和恩智浦幾乎處于壟斷地位。4D成像雷達作為雷達的主要發(fā)展方向，可以更好地服務(wù)于城市NOA等高級自動駕駛功能。中國廠商也在加緊布局4D雷達芯片。

激光雷達芯片：向SoC集成化方向發(fā)展。

2022年以來，車載激光雷達應(yīng)用量大幅增加，中國約16.4萬輛乘用車搭載激光雷達 . 激光雷達常用于L2+++乘用車（具有高速公路+城市NOA功能），多為25萬元以上的高端新能源汽車 。預(yù)計2026年 中國乘用車裝機激光雷達將達到366.6萬個。如果激光雷達搭載在 15萬元的 乘用車上，則需要更大的成本降低。這在短期內(nèi)可能很難實現(xiàn)。

2023年激光雷達價格戰(zhàn)打響，出貨價跌至 500美元左右，但相對于4D雷達的價格（ 200美元-300美元）還是偏高。基于SoC，激光雷達將進一步集成并變得更便宜。

(1) 與收發(fā)芯片集成

激光雷達在車輛中的廣泛應(yīng)用首先需要成本控制。廠商激光雷達路線不同導(dǎo)致成本差異。然而，收發(fā)器芯片是主要的成本組成部分。與收發(fā)芯片集成是降低激光雷達成本的有效途徑。

發(fā)射端芯片：用集成模塊替代分立模塊，材料成本和調(diào)試成本可降低70%以上；

接收芯片：SPAD方案體積小，有利于與讀出電路集成，可進一步降低成本。

激光雷達芯片技術(shù)為國外廠商所掌握，但中國廠商近年來也在努力研發(fā)相關(guān)技術(shù)。在發(fā)射芯片方面，中國廠商開始涉足上游VCSEL芯片設(shè)計；在接收芯片方面，中國初創(chuàng)企業(yè)進軍SPAD和SiPM芯片。

(2) 單芯片激光雷達方案

LiDAR 成本降低需要使用光子集成工藝來集成各種光電器件，這是從異質(zhì)材料集成到單芯片集成的過程，將制備好的硅片槽到單晶硅襯底上，然后生長 III 族- V材料外延在單晶硅襯底上。盡管難度高，但該工藝具有低損耗、易于封裝、高可靠性和高集成度的優(yōu)點。

2023 年初，Mobileye 首次展示了其下一代 FMCW LiDAR。準確的說，它是一顆波長為1320nm的LiDAR SoC。基于英特爾芯片級硅光子工藝，該產(chǎn)品可以同時測量距離和速度。

基于芯片的硅光子FMCW固態(tài)激光雷達技術(shù)路線或?qū)⒊蔀槲磥砑す饫走_發(fā)展的優(yōu)選方向，涉及FMCW、固態(tài)色散掃描和硅光子等關(guān)鍵技術(shù)。FMCW LiDAR作為一種新的技術(shù)路線，仍然面臨著諸多技術(shù)挑戰(zhàn)。除了Mobileye、Aeva、Aurora等國外廠商，Inxuntech、LuminWave等中國廠商也進行了布局。

視覺傳感器芯片：巨頭競相布局8MP產(chǎn)品

汽車攝像頭硬件包括鏡頭、CIS 和圖像信號處理器 (ISP)。其中，車用CIS進入門檻高，屬于寡頭壟斷市場，主要競爭對手包括安森美半導(dǎo)體、豪威科技和索尼。未來產(chǎn)品將趨向于高像素和高動態(tài)范圍（HDR）。除了傳統(tǒng)的ISP，目前的ISP集成解決方案還將ISP集成到CIS或SOC中。

CIS向高像素方向發(fā)展。

高級別自動駕駛的發(fā)展對車載攝像頭的成像質(zhì)量要求越來越高。一般來說，攝像頭的像素越高，成像質(zhì)量越好，汽車制造商/自動駕駛提供商可以獲得的有用信息也就越多。在車輛中使用 8MP 攝像頭的步伐加快了。2023 年初推出的 Xpeng P7i 配備了一個 8MP 攝像頭，用于智能駕駛輔助解決方案。

前視是最迫切需要8MP高分辨率攝像頭的應(yīng)用場景。目前，主流車用CIS供應(yīng)商已成功部署8MP CIS產(chǎn)品。

ISP：向集成化方向發(fā)展。

有兩種類型的 ISP 解決方案：獨立的和集成的。其中，獨立ISP功能強大但成本高，而集成ISP具有成本低、占地面積小、功耗低等優(yōu)點，但處理能力相對較弱。近年來，除了集成ISP的CIS，各大廠商還大力布局ISP集成的SOC。

ISP集成CIS：將ISP集成到CIS中，可以達到節(jié)省空間和降低功耗的目的。介紹相關(guān)解決方案的主要是CIS的一些領(lǐng)導(dǎo)。2023 年1月, OmniVision 宣布其用于汽車 360 度環(huán)視系統(tǒng) (SVS) 和后視攝像頭 (RVC) 的新型 1.3 兆像素 (MP) OX01E20 片上系統(tǒng) (SoC)。OX01E20 具有一流的 LED 閃爍抑制 (LFM) 和 140db 高動態(tài)范圍 (HDR) 功能。它具有 3 微米圖像傳感器、高級圖像信號處理器 (ISP)、全功能失真校正/透視校正 (DC/PC) 和屏幕顯示 (OSD)。

ISP集成SOC：將ISP從CIS中去掉，直接集成到自動駕駛主控SoC中的方式，可以大大降低感知硬件的成本，從攝像頭中去掉ISP，不僅可以解決高像素攝像頭帶來的嚴重散熱問題，也有助于進一步減小車載攝像頭的電路板尺寸和功耗。幾乎所有的自動駕駛領(lǐng)域控制SoC都集成了ISP模塊。