手機上億像素時代，汽車為什么頂配才800萬？

引言：

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月國內新車L2級配套量接近41.6萬，滲透率近30%。ADAS成標配，CIS如何升級？
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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領域應用、技術趨勢與車規(guī)產品。
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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。
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在分辨率上，初期汽車圖像傳感器以VGA產品至200萬像素為主。而英國市場調研公司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需求分析報告》指出圖像傳感器需達到800萬像素單目分辨率。
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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，因此該領域的圖像傳感器一直以VGA至1M產品為主。
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2006年，360度全景環(huán)視進入人們視野，開始進入快速發(fā)展和初步應用階段。這一階段CIS需要達到1M以上，以適配廣角鏡頭，減少形變。
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在VGA-2M產品上，豪威入局早、產品齊全、方案久經客戶驗證。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 一級材料供應商共同定義開發(fā)車載CIS，同時嚴控供應鏈，堅持選擇具備車載產品生產優(yōu)勢的頂級供應鏈合作伙伴生產所有車規(guī)產品，確保生產制程、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)內第一款100萬像素車載CIS OV9710。
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在此后的十多年，豪威不斷根據客戶需求，優(yōu)化迭代VGA-2M圖像傳感器，產品憑借高質量、高可靠性，久經市場驗證。2012年發(fā)布的VGA產品OV7955在十年后的今天仍被市場認可，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品，豪威圖像傳感器在市場驗證及供應鏈上凸顯優(yōu)勢。
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高分辨率階段
ADAS前視攝像頭要求探測更遠的車、行人，同時感知內容更精細，以供算法平臺識別處理。200萬像素及以下產品最遠探測距離120m，遠遠不夠高速行駛時準確識別遠處物體。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，最遠探測距離高達250m。
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基于車規(guī)產品的成熟設計與上車經驗，依托手機、安防等高分辨率市場的領先技術，豪威集團于2019年領先在全球推出首款具備LFM的高端800萬像素產品OX08B40，幫助車輛快速、精確識別路標和交通信號等路況，填補了國內800萬像素車載CIS產品空白。
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/小知識/
車規(guī)產品開發(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)產品對質量與可靠性要求更嚴苛，搭載功能更多。豪威高分辨率產品均由具備先進制程與工藝的頂級供應鏈合作伙伴生產，確保可靠性。OX08B40是國內唯一符合ASIL-C功能安全和AEC-Q100 2級認證的8MP CIS產品，也是全球范圍內車廠最主流使用的ADAS 8MP CIS產品。據悉，國內友商尚未實現(xiàn)同類產品量產。
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為什么業(yè)內800萬車載產品寥寥無幾？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。
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為解決該痛點，豪威不斷革新車載圖像傳感器技術，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。
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OX08B40系列正是采用了豪威集團最新的PureCel?Plus-S像素架構。該技術采用堆疊架構，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。

1. 堆疊架構：該技術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。

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


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



采用以上創(chuàng)新架構，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、動態(tài)范圍，搭載更多功能和算法，例如HALE（HDR和LFM組合算法）及網絡安全功能。