【收錄專(zhuān)題|「智能傳感器」傳感器技術(shù)_傳感器行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與前景】

【相關(guān)專(zhuān)題 | 智能駕駛/自動(dòng)駕駛行業(yè)現(xiàn)狀、市場(chǎng)分析及發(fā)展前景】

【產(chǎn)業(yè)圖譜|傳感器產(chǎn)業(yè)鏈圖譜_傳感器產(chǎn)業(yè)鏈全景圖】

　　全球疫情防控政策、世界經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇動(dòng)力不足以及俄烏局勢(shì)等不確定性因素，使消費(fèi)電子的增長(zhǎng)出現(xiàn)放緩跡象。一時(shí)間，依托消費(fèi)電子作為主要增長(zhǎng)動(dòng)力的產(chǎn)業(yè)，也開(kāi)始了對(duì)于“后智能手機(jī)時(shí)代”如何保持發(fā)展步調(diào)的思考。曾經(jīng)，用于手機(jī)攝像頭的CIS(CMOS圖像傳感器)乘著多攝化的東風(fēng)，創(chuàng)造了從2009年到2019年連續(xù)增長(zhǎng)的黃金十年。而手機(jī)市場(chǎng)的變量，也讓業(yè)界轉(zhuǎn)而關(guān)注起車(chē)載CIS的發(fā)展?jié)摿ΑＦ?chē)市場(chǎng)能夠成為CIS的第二增長(zhǎng)極嗎?

　　智能駕駛注入動(dòng)能

　　2020 年，汽車(chē)電子領(lǐng)域CIS的出貨量和銷(xiāo)售額分別為 4.0 億顆和 20.2 億美元，占全球CIS出貨總量和銷(xiāo)售額的比例分別為 5.2%和11.3%;預(yù)計(jì)汽車(chē)電子CMOS圖像傳感器出貨量和銷(xiāo)售額將在2025年達(dá)到9.5億顆和53.3億美元，市場(chǎng)份額占比將分別上升至 8.2%和 16.1%，預(yù)期年復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)到 18.89%和21.42%。

　　智能駕駛是車(chē)用CIS的主要增長(zhǎng)動(dòng)力。與高端手機(jī)多攝的增長(zhǎng)機(jī)制類(lèi)似，汽車(chē)自動(dòng)駕駛的等級(jí)越高，單輛車(chē)搭載的CIS就越多。

　　當(dāng)前，CIS主要應(yīng)用于L1級(jí)別至L2級(jí)別的ADAS(高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng))、倒車(chē)影像等，2021年全球生產(chǎn)的汽車(chē)中，平均每輛汽車(chē)的CIS使用量約為2.7顆，預(yù)計(jì)到2027年，該數(shù)字將上升至4.8顆。而高端汽車(chē)的CIS使用量非常高，通常超過(guò)10顆。L4級(jí)別及以上自動(dòng)駕駛汽車(chē)的CIS使用量將超過(guò)20顆。

　　車(chē)用CIS的典型用例包括前視、側(cè)視、后視、環(huán)視攝像頭系統(tǒng)，駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)和乘員監(jiān)控系統(tǒng)、電子后視鏡等。ADAS前視攝像頭主要用于實(shí)現(xiàn)L2級(jí)別及以上汽車(chē)的自動(dòng)緊急制動(dòng)和車(chē)道保持輔助等功能。接下來(lái)，側(cè)視及后視攝像頭、車(chē)內(nèi)攝像頭將成為剛需——不僅用戶(hù)的需求上漲，而且監(jiān)管機(jī)構(gòu)也加入其中，這些都加速以CIS為核心的攝像頭在汽車(chē)中的應(yīng)用滲透。

　　如果說(shuō)智能駕駛推動(dòng)了量的提升，汽車(chē)對(duì)安全性的重度要求則帶動(dòng)了CIS的均價(jià)提升。

　　安全性要求及算法升級(jí)促使車(chē)用CIS像素規(guī)格升級(jí)，進(jìn)而提升CIS平均單價(jià)。預(yù)測(cè)2022年全球車(chē)用前裝CIS銷(xiāo)售規(guī)模預(yù)計(jì)達(dá)到16.3億美元，到2026年將超過(guò)29億美元。

　　技術(shù)門(mén)檻不可小覷

　　相比用于消費(fèi)終端的CIS，車(chē)用CIS既要看得更清，也要穩(wěn)定安全。

　　在智能駕駛系統(tǒng)的構(gòu)建中，車(chē)載CIS作為‘智能駕駛之眼’是其必不可少的基礎(chǔ)傳感裝置，因此圖像傳感器的智能化也是未來(lái)發(fā)展方向。我們?cè)谄?chē)市場(chǎng)也在進(jìn)一步與機(jī)器學(xué)習(xí)緊密結(jié)合，逐步覆蓋智能汽車(chē)客戶(hù)不同場(chǎng)景的應(yīng)用需求，賦能智能汽車(chē)產(chǎn)業(yè)。

　　在硬件架構(gòu)層面，ISP、DRAM的引入，讓CIS能夠輸出質(zhì)量更高的圖像，讓“智能駕駛之眼”更加明亮。索尼曾推出三層堆棧式CIS，對(duì)CIS、ISP、DRAM進(jìn)行整合。思特威也已成功量產(chǎn)集成ISP二合一功能的車(chē)規(guī)級(jí)CIS，未來(lái)將有更多“算法+芯片”深度整合的車(chē)載產(chǎn)品落地。

　　在圖像傳感器中引入ISP，能夠?qū)D像的顏色、清晰度、噪點(diǎn)進(jìn)行處理，輸出高質(zhì)量的影像，從而增強(qiáng)車(chē)載視覺(jué)系統(tǒng)對(duì)周邊環(huán)境的感知能力與細(xì)節(jié)把控，以便智能駕駛系統(tǒng)作出進(jìn)一步的決策，助力提高智能駕駛的安全性。

　　在算法技術(shù)層面，需要車(chē)載CIS對(duì)圖像進(jìn)行識(shí)別和處理，優(yōu)化清晰度和細(xì)膩度，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境信息的有效識(shí)別和夜視、隧道等各種環(huán)境下的可靠成像。

　　智能駕駛更看重成像的高動(dòng)態(tài)范圍、暗光成像能力和LED閃爍抑制。思特威通過(guò)創(chuàng)新HDR技術(shù)，使車(chē)載CIS能夠從容應(yīng)對(duì)車(chē)內(nèi)外的光線變化，助力智能駕駛向更高等級(jí)發(fā)展。同時(shí)，基于LED閃爍抑制技術(shù)，能夠提供無(wú)LED閃爍的清晰細(xì)膩影像，幫助智能駕駛系統(tǒng)有效識(shí)別LED交通信號(hào)燈，從而提升人工智能輔助駕駛系統(tǒng)的安全性。

　　隧道場(chǎng)景對(duì)CIS的動(dòng)態(tài)范圍要求極高，一般在100dB以上，同時(shí)高端的車(chē)用CIS需要精準(zhǔn)識(shí)別紅綠燈信號(hào)，對(duì)于LED閃爍抑制技術(shù)要求嚴(yán)苛。除此之外，CIS的幀率、量子效率以及全場(chǎng)景的適應(yīng)能力等也是重要參數(shù)。

　　高端領(lǐng)域亟待突破

　　雖然面臨疫情、缺芯等不利因素，2021年我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)分別完成2608.2萬(wàn)輛和2627.5萬(wàn)輛，連續(xù)13年保持全球汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量第一，也為CIS等車(chē)載半導(dǎo)體元器件催生了大量需求。但相比頭部廠商，國(guó)內(nèi)CIS企業(yè)仍需推動(dòng)技術(shù)、制造、人才儲(chǔ)備等資源要素的高端化，提升市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力與行業(yè)話語(yǔ)權(quán)。

　　當(dāng)前，我國(guó)汽車(chē)行業(yè)的市場(chǎng)潛力和價(jià)值依然巨大。這使得我國(guó)成為全球重要的車(chē)用CIS消費(fèi)國(guó)，巨大的市場(chǎng)需求有利于國(guó)內(nèi)企業(yè)抓緊機(jī)遇以實(shí)現(xiàn)自主研發(fā)戰(zhàn)略。同時(shí)，產(chǎn)業(yè)鏈上下游的緊密配合也有助于開(kāi)發(fā)新的產(chǎn)品及應(yīng)用，對(duì)國(guó)際CIS大廠進(jìn)行趕超。相比國(guó)際領(lǐng)先的CIS大廠，我國(guó)在高端產(chǎn)品方面較為落后，亟需在制造工藝及設(shè)計(jì)領(lǐng)域進(jìn)行技術(shù)提升。

　　國(guó)內(nèi)發(fā)展車(chē)用CIS，一方面要在技術(shù)指標(biāo)上持續(xù)優(yōu)化，包括像素規(guī)格及解析力升級(jí)，以及對(duì)CIS感光能力及寬動(dòng)態(tài)范圍的提升等。另一方面，要著眼于產(chǎn)業(yè)鏈整體實(shí)力的提升。

　　在相關(guān)優(yōu)惠政策的支持以及車(chē)載上下游產(chǎn)業(yè)鏈逐步完善的大背景下，車(chē)載CIS企業(yè)應(yīng)持續(xù)布局高端多樣化產(chǎn)品路線，與高校強(qiáng)強(qiáng)合作引進(jìn)高技術(shù)人才，逐步提升自身研發(fā)設(shè)計(jì)能力。同時(shí)要注意到，國(guó)內(nèi)企業(yè)在上游晶圓代工產(chǎn)能及制程技術(shù)等方面，與海外存在一定的差距。需要提前合理布局產(chǎn)能,分散供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)。