ADAS高分辨趨勢下的圖像傳感技術(shù)

消費者、政策/法規(guī)、市場三合力，不斷推動ADAS滲透率提升。2022年3月國內(nèi)新車L2級配套量接近41.6萬，滲透率近30%。ADAS成標(biāo)配，CIS如何升級？

豪威集團汽車CIS系列專題ADAS篇將分5期，每期一個硬核知識點，助您詳盡了解ADAS領(lǐng)域應(yīng)用、技術(shù)趨勢與車規(guī)產(chǎn)品。

上期科普了為什么圖像傳感器芯片上車難，以及豪威在可靠性和功能安全方面的全方位保障。本期將聚焦ADAS高分辨趨勢下的圖像傳感技術(shù)。

在分辨率上，初期汽車圖像傳感器以VGA產(chǎn)品至200萬像素為主。而英國市場調(diào)研公司Smithers Apex 2018年發(fā)布的《至2023年ADAS與自動駕駛對圖像傳感器的技術(shù)需求分析報告》指出圖像傳感器需達(dá)到800萬像素單目分辨率。

VGA-200萬像素階段

自1991年第一款搭載車載攝像頭的商用汽車誕生，早期汽車CIS以VGA產(chǎn)品為主，多用于后視，輔助駕駛員倒車。后視攝像頭不重分辨率，重低光性能和緊湊尺寸，因此該領(lǐng)域的圖像傳感器一直以VGA至1M產(chǎn)品為主。

2006年，360度全景環(huán)視進入人們視野，開始進入快速發(fā)展和初步應(yīng)用階段。這一階段CIS需要達(dá)到1M以上，以適配廣角鏡頭，減少形變。

在VGA-2M產(chǎn)品上，豪威入局早、產(chǎn)品齊全、方案久經(jīng)客戶驗證。自豪威2005年進入車載市場起，便緊跟市場需求，與歐美老牌豪車品牌、Tier-1 一級材料供應(yīng)商共同定義開發(fā)車載CIS，同時嚴(yán)控供應(yīng)鏈，堅持選擇具備車載產(chǎn)品生產(chǎn)優(yōu)勢的頂級供應(yīng)鏈合作伙伴生產(chǎn)所有車規(guī)產(chǎn)品，確保生產(chǎn)制程、工藝先進可靠。

2005年，市面上車載攝像頭以CCD為主，CMOS占比較小。響應(yīng)客戶對更小、性價比更高CMOS類圖像傳感器的需求，豪威發(fā)布了首顆車用VGA CMOS圖像傳感器。2008年，在360度環(huán)視需求出現(xiàn)伊始，豪威發(fā)布業(yè)內(nèi)第一款100萬像素車載CIS OV9710。

在此后的十多年，豪威不斷根據(jù)客戶需求，優(yōu)化迭代VGA-2M圖像傳感器，產(chǎn)品憑借高質(zhì)量、高可靠性，久經(jīng)市場驗證。2012年發(fā)布的VGA產(chǎn)品OV7955在十年后的今天仍被市場認(rèn)可，擁有不少出貨量。2016年發(fā)布的OV1065X與OV1064X系列提供不同的color fitter (RCCC/RCCBRGGB)方案，是業(yè)界主流的1.3M與1.7M ADAS方案。相比競爭對手同類產(chǎn)品，豪威圖像傳感器在市場驗證及供應(yīng)鏈上凸顯優(yōu)勢。

高分辨率階段

ADAS前視攝像頭要求探測更遠(yuǎn)的車、行人，同時感知內(nèi)容更精細(xì)，以供算法平臺識別處理。200萬像素及以下產(chǎn)品最遠(yuǎn)探測距離120m，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠高速行駛時準(zhǔn)確識別遠(yuǎn)處物體。所以整個行業(yè)正在積極開發(fā)和部署800萬像素車載攝像頭，最遠(yuǎn)探測距離高達(dá)250m。

基于車規(guī)產(chǎn)品的成熟設(shè)計與上車經(jīng)驗，依托手機、安防等高分辨率市場的領(lǐng)先技術(shù)，豪威集團于2019年領(lǐng)先在全球推出首款具備LFM的高端800萬像素產(chǎn)品OX08B40，幫助車輛快速、精確識別路標(biāo)和交通信號等路況，填補了國內(nèi)800萬像素車載CIS產(chǎn)品空白。

/小知識/

車規(guī)產(chǎn)品開發(fā)周期極長，一般至少需要2-3年左右。相比消費端CIS，車規(guī)產(chǎn)品對質(zhì)量與可靠性要求更嚴(yán)苛，搭載功能更多。豪威高分辨率產(chǎn)品均由具備先進制程與工藝的頂級供應(yīng)鏈合作伙伴生產(chǎn)，確?？煽啃?。OX08B40是國內(nèi)唯一符合ASIL-C功能安全和AEC-Q100 2級認(rèn)證的8MP CIS產(chǎn)品，也是全球范圍內(nèi)車廠最主流使用的ADAS 8MP CIS產(chǎn)品。據(jù)悉，國內(nèi)友商尚未實現(xiàn)同類產(chǎn)品量產(chǎn)。

為什么業(yè)內(nèi)800萬車載產(chǎn)品寥寥無幾？首先市場需求近幾年才出現(xiàn)。其次，高分辨率，意味著更多像素，硬幣的另一面是智能化時代產(chǎn)品越來越小巧。如何在像素增加的同時，做到更小的尺寸，確保成像效果，并搭載更多的功能是一個難題。

為解決該痛點，豪威不斷革新車載圖像傳感器技術(shù)，走過了OmniPixel?3-HS、OmniBSI?、OmniBSI?-2、PureCel?Plus四代工藝，像素由原來的4.2um發(fā)展到了2.1um的同時，大幅提升了Pixel性能，增加了更多功能。

OX08B40系列正是采用了豪威集團最新的PureCel?Plus-S像素架構(gòu)。該技術(shù)采用堆疊架構(gòu)，并引入埋藏式彩色濾光片陣列（BCFA）、深槽隔離（DTI）等功能來增強傳感器技術(shù)。

1） 堆疊架構(gòu)：該技術(shù)將成像陣列和處理功能分為兩層，實現(xiàn)更小的晶片尺寸及附加功能。

2）BCFA：BCFA顯著提高了不同入射角度的光的采集寬容度，同時使設(shè)計更緊湊。

3）DTI：通過在硅片內(nèi)的像素之間設(shè)置隔離來降低串?dāng)_，以獲得更好的主光角（CRA）的容忍度。

采用以上創(chuàng)新架構(gòu)，可以實現(xiàn)更小晶片尺寸，更低功耗，但性能卻不打折扣——獲得了更優(yōu)異的弱光性能、成像品質(zhì)、動態(tài)范圍，搭載更多功能和算法，例如HALE（HDR和LFM組合算法）及網(wǎng)絡(luò)安全功能。

責(zé)任編輯：彭菁