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赋能自动驾驶,车载CIS芯片正处于爆发前夜

时间:2024-02-25 20:54:09 科技迭代

图片来源:界面新闻|全达随着技术的快速发展,自动驾驶技术已经成为全球汽车行业的焦点。

其中,高水平自动辅助驾驶和全自动驾驶正在引领这场技术革命的浪潮。

自动驾驶时代,汽车不再只是一种交通工具,而是用户的“第三空间”。

自动驾驶依赖于全方位的感知系统、智能决策系统和精准执行系统。

不需要驾驶员操作,用户可以在车内享受娱乐和工作。

自动驾驶通过多传感器融合和车路协同技术,可以全视角预先感知周围环境,可以提前规避风险,有效降低事故发生率。

例如,当车辆在笔直道路上行驶并有向左或向右偏离车道的倾向时,车道偏离预警系统可以通过显示屏和方向盘振动向驾驶员提供早期警告。

如果车辆持续偏离车道,汽车的车道保持辅助系统可以通过电子转向系统(EPS)主动施加适当的转向扭矩,帮助车辆保持在原来的车道上。

车道偏离预警和车道保持辅助系统都是利用摄像头等传感器来获取车辆前方的车道线,并根据感知获取车辆在车道中的位置。

这在一定程度上减轻了驾驶员的驾驶负担,提高了驾驶舒适性和安全性。

CIS芯片是车载摄像头模组的核心价值。

据安森美半导体统计,CIS占汽车摄像头模组总成本的50%。

01 汽车CIS三大应用场景 根据应用场景,汽车CIS可细分为三类:ADAS CIS、驾驶舱 CIS、图像 CIS。

ADAS 是自动驾驶的过渡技术。

ADAS的主要功能包括:自动停车系统APA、自动巡航系统ACC、自动紧急制动AEB、车道偏离预警系统LDW、车道保持系统LKA、前方碰撞预警FCW、行人碰撞预警PCW、车距监测预警HMW、交通标志识别TSR、远光辅助系统HBA等。

ADAS系统工作过程中,CIS等车载传感技术的主要作用是实时感知周围环境,为车载计算机系统提供准确的信息。

路况数据、障碍物、道路标记等相关信息。

在座舱场景,CIS的应用场景更加丰富:驾驶员识别、驾驶习惯设置自助操作、儿童和物体识别自动调整安全气囊设置、疲劳和分心驾驶检测、车内物体和儿童忘记提醒等图像CIS主要用于环视和后视。

环视图像应用CIS主要安装在前后车标附近,并集成在左右后视镜中。

安装数量为4个,可用于实现360°全景环视系统,并可作为自动停车系统。

汽车的基础等。

后视影像应用CIS主要安装在后备箱内,可以通过显示倒车影像来辅助停车。

后视倒车影像应用与环视应用类似。

它们通常由高动态范围、更高分辨率的 CIS 组成。

CIS负责采集相应的图像信息,并将其传输投影到汽车主机中控进行显示。

研究公司Yole的数据显示,L4和L5自动驾驶汽车需要配备至少8至11个摄像头,其中4个成像摄像头和4至7个感知摄像头。

这意味着8-11摄像头将成为高端辅助驾驶系统的标配。

目前,360全景、APA自动泊车等功能尚未成为新车100%标配。

因此,具有环视功能的车载CIS的市场份额在未来2-3年内仍将呈现上升趋势。

2024年之后,随着安装基数的增加和ADAS应用的不断增长,环视和后视CIS的市场份额将开始下降。

02 汽车CIS量价齐升。

首先,从数量上来说,车载CIS的使用量与车载摄像头的数量有直接关系。

研究公司Yole的数据显示,ADAS L4和L5自动驾驶车辆需要配备至少8至11个摄像头,其中4个成像摄像头和4至7个感知摄像头。

这意味着8-11摄像头将成为高端辅助驾驶系统的标配。

以Leapmoon C11增程版为例,该型号配备了28个传感硬件,其中包括12个超声波雷达、1个前向毫米波雷达、4个角向毫米波雷达、1个双目摄像头、4个环视摄像头。

,4个盲点摄像头和1个人脸识别摄像头。

官网称,零跑C11的增程可达到L3级自动驾驶。

随着自行车上搭载摄像头数量的增加以及摄像头性能要求的提高,2022年汽车级图像传感器市场将成为继手机行业之后的第二大应用领域。

高工智能汽车研究院监测数据显示,2023年1月至6月,中国市场乘用车安装标准前向ADAS摄像头数量(不含进出口)589.23万个,同比增长29.29%;侧视ADAS摄像头数量为225.64万个。

件,同比增长107.13%。

同时,全景部分,1-6月前端车辆标配摄像头1428.81万个,同比增长40.47%,继续保持较高增速。

此外,以往不太引人注目的车载摄像头市场也呈现爆发式增长。

高工智能汽车研究院监测数据显示,今年上半年,标配车内摄像头数量达到225.5万个,同比增长82.40%。

从价格上来说,CIS性能对车载摄像头信号起着决定性作用。

车载摄像头的高安全性考虑,要求采用具有高灵敏度、高动态范围和LED闪烁抑制功能的CIS芯片;另外,像素提升的逻辑在车载CIS中也是一样的。

适用时,8兆像素CIS的最大可检测距离约为1.2兆像素相机的三倍。

蔚来、理想等车型已经安装了8兆像素摄像头,推动了车载CIS单价的上涨。

高工智能汽车研究院监测数据显示,单颗1-200万像素CIS芯片量产价格在3-8美元左右,单颗8兆像素CIS芯片量产价格在10美元以上。

近年来,CIS芯片供应商也从手机、工业等非汽车领域快速转向汽车行业。

市场竞争开始加剧,格局发生变化。

此前,汽车图像传感器业务大部分来自倒车、行车记录仪、全景环视和低级辅助驾驶;近年来,更多的高像素、高端驾驶、车内人机交互等应用创造了更多的需求和市场机会。

03 两位英雄称霸全球汽车CIS市场。

全球汽车CIS市场由安森美半导体和豪威科技主导,2022年市场份额分别为44.05%和30%,占据全球市场70%以上。

三星和索尼都是专注于消费电子CMOS图像传感器的制造商。

汽车CIS产品的发展起步较晚。

2022年,这两家公司在全球汽车CIS市场取得9%和5%的市场份额。

安森美半导体引领 CIS 市场。

安森美半导体在汽车图像传感器行业的压倒性地位得益于安森美半导体的三项战略收购。

安森美通过3次收购,积累了2000多项成像专利、多种类型的传感器产品和完整的图像传感器产业链。

2011年,安森美半导体收购了赛普拉斯的CMOS图像传感器业务部门。

2014年4月,安森美半导体收购了图像传感器设备制造商Truesense Imaging。

2014年8月,安森美半导体收购了Aptina Imaging。

在高像素CIS领域,安森美半导体于2017年推出首款8兆像素CIS,豪威科技于2019年推出第二代8兆像素产品,将于2021年完成研发后量产出货由于豪威科技的推出时间晚于安森美,车规级芯片从定点到量产有2-3年的时间差距。

因此,安森美现阶段在8兆像素汽车CIS市场占有较高份额。

安森美凭借在8兆高端市场的先发优势和产品研发的创新能力,稳坐CIS第一的宝座。

今年3月,安森美半导体宣布推出创新图像传感器AR0822,这是一款集成了eHDR、运动补偿(MotionCompensation)和运动唤醒(WakeonMotion)功能的8兆像素4K图像传感器。

传感器芯片可实现卓越的 4K 视频质量。

今年5月,安森美半导体推出Hyperlux汽车图像传感器系列,具有2.1μm像素尺寸、150dB超高动态范围(HDR)和LFM(LED闪烁减少)功能,覆盖从300万像素到800万像素和更高。

产品。

Hyperlux 产品线具有业界领先的超低功耗和小尺寸,巩固了安森美半导体作为汽车级图像传感器市场领导者的地位。

与竞争产品相比,这些汽车图像传感器的功耗最多可降低30%,占地面积最多可减少28%,从而实现节能设计并降低系统材料成本。

安森美半导体的主要客户包括福特、大众、沃尔沃、特斯拉等。

今年Q2,安森美半导体的汽车和工业终端业务合计营收占比80%。

汽车业务收入10.62亿美元,同比增长35%,环比增长8%。

汽车业务收入单季度首次突破 10 亿美元大关。

这主要是由于电气化的加速以及车辆传感需求的持续增长。

而今年Q3,安森美半导体获得汽车相关业务营收11.6亿美元,同比增长33%。

尽管整体半导体市场需求低迷,安森美半导体汽车业务营收却创下新高。

韦尔的汽车业务正在快速增长。

豪威尔科技成立于1995年,是业内历史最悠久的CMOS制造商。

2003年至2011年牢牢占据全球CMOS第一的位置。

2019年,Vail Acquisition收购了豪威科技,凭借豪威科技占据了CIS领域的领先地位。

豪威拥有稀缺的技术专利,其空间域曝光技术可以解决高HDR和LFM的问题,使其具有技术竞争优势。

2021年,豪威科技成功研发车载8兆像素CIS,随后在2022年国际消费电子展上首次展示了8兆像素汽车前视摄像头系统。

该系统采用新一代 OX08B40 CMOS 图像传感器,并在 Xilinx MPSoC 和 MotovisIP 的帮助下构建。

这个现场概念验证演示强调了这种更高分辨率的 8 兆像素系统所实现的更大的检测范围和更宽的视角。

目前,该产品已实现量产交付。

与专注于汽车和工业业务的安森美半导体不同,过去几年消费电子产品的需求持续恶化,这对Weil的业绩影响较大。

幸运的是,受益于汽车视觉行业的持续高繁荣,韦尔的汽车业绩持续提升。

2022年,韦尔图像传感器中,来自汽车市场的营收将从2021年的23.21亿元增长至36.33亿元,增长56.55%。

2023年上半年,公司来自汽车市场的图像传感器业务收入从2022年上半年的16.02亿元增长至19.04亿元,同比仅增长18.87%。

过去两年,Vail在汽车CIS市场做出了重大努力。

威尔去年表示,对于该公司来说,在不久的将来,汽车将成为继手机之后的第二大业务市场。

豪威科技在奔驰、宝马、奥迪等品牌汽车的采用率位居行业前列。

近两年来,韦尔汽车在原有与欧美主流汽车品牌合作的基础上,将大量解决方案引入国内传统汽车品牌和造车新势力的计划中。

例如力理想ONE、零跑C11就搭载了韦尔汽车的车载CIS。

此外,其他领先的CIS厂商也加强了在汽车领域的布局,与各大汽车厂商的联系更加紧密。

去年10月,索尼表示汽车CIS是其未来布局的重点,并与本田成立了合资公司“Sony-Honda Mobility”。

预计2025年量产电动汽车,将搭载索尼汽车CIS产品。

去年年底,有消息称三星系统LSI成为现代汽车的二级供应商,将为现代最新车型提供CIS。

消息人士称,这些由三星设计和生产的芯片预计将在 2025 年至 2026 年左右安装在现代汽车的豪华汽车中。

国内还有智威、格科微等安防及消费类厂商也开始进军汽车CIS市场。

04 安防和消费类厂商进入汽车市场。

安全 CIS 领导者 SmartSite 进入汽车市场。

SmartSite成立于2017年,进入第四个年头,起步于安全领域。

2020年,安防CIS出货量达到1.46亿台,位居全球第一。

一是成为CIS市场的“新贵”。

SmartSite在2019年设计出首款车规级前置CIS芯片后,还成立了专门的汽车芯片部门。

今年是SmartSing正式进军汽车市场的第四年。

与豪威科技等巨头不同,Smartway的汽车CIS技术主要来自外部收购。

2019年底,SmartSite收购了汽车CIS厂商深圳安芯微的5项专利和7项集成电路布图设计,并招募其7名研发人员,与该公司原有团队组成新型智能汽车。

电子团队。

2022年底,SmartSky发布全新8兆像素汽车级图像传感器SC850AT,成为业内少数能够满足高端智能驾驶图像传感器高像素要求的公司之一。

上述无疑会给豪威科技的汽车CIS业务带来相当大的竞争压力。

主要收入来自安全CIS芯片的Smartway正逐步进军智能汽车电子和机器视觉领域。

智威在财报中透露,其车载CIS产品已在比亚迪、一汽、上汽、东风日产、长城、零跑、蓝图等车企项目中量产。

格科微专注于非手机领域的CIS。

格科威还加强了CIS在智慧城市、汽车电子等非手机领域的推广。

格科微从2018年开始发力非手机市场,2022年中报显示,公司基于自有知识产权的65nm+CIS工艺平台和FPPI专利技术,陆续推出了三款智慧城市/汽车电子系列新品。

未来,格科威还计划加速公司产品的整车认证,积极将产品推向车载前端市场。

不过,格科威在车载应用领域的进展却相对滞后。

其产品主要应用于行车记录仪、倒车影像、环视、后视等。

随着当前汽车智能化升级以及智能座舱的快速普及,这将对倒车影像、倒车影像等后市场市场产生巨大影响。

周围的景色。

05 各公司产品优势及效果 2022年以来,国内两家汽车CIS厂商豪威尔、智威相继推出了多款新产品。

不仅产品规格存在明显差异,而且步伐也明显快于国外CIS厂商。

2022年,豪威推出了OX03D、OX05B1S、OX3J10三款产品。

今年1月,推出OX01E20系统级芯片。

随后又推出了8兆像素CMOS图像传感器OX08D10、可用于OMS和DMS的OX02C1S以及可用于DMS的OX01H1B。

再看另一边,SmartSing的攻势更是迅猛。

SmartSing将车载图像传感器分为车载成像、车载传感和车内应用三大方向,并根据不同场景的图像性能需求进行技术研发布局。

仅2022年,SmartSmart就推出了6款车规级CIS,包括用于传感的SC850AT和SC200AT,以及用于成像的SC320AT和SC220AT。

今年1月和6月,分别推出了适用于舱内应用的SC233AT和SC130AT。

今年8月,推出了高端驾驶员监控系统(DMS)和乘客监控系统(OMS),集高分辨率、高快门效率、低噪音、出色的色彩表现、优异的近红外五大性能优势于一体。

灵敏度。

为座舱带来更加准确可靠的视觉感知能力。

密集的产品发布,让汽车CIS市场更加激烈。

06年三星CIS价格上涨30%,国内厂商有望受益。

近日,全球CIS市场排名第二的三星电子发布公告,将大幅提高2024年第一季度CIS产品报价,涨幅达25%至30%。

这是近期涨价最高的芯片元件。

2023年下半年以来,由于手机市场需求逐步恢复,CIS去库存速度加快。

从目前手机市场的增长趋势以及CIS库存的现状来看,2024年初的市场需求将越来越旺盛。

同时,随着智能汽车智能化程度不断提高,市场不断扩大,摄像头的需求不断增加,这也带动了CIS的需求。

随着三星率先上调CIS芯片价格,有望带动整个CIS芯片市场的价格回升。

届时,豪威集团、智威、格科微等国内CIS厂商也有望受益。

受高速NoA、城市NoA等高端智能驾驶技术快速演进的影响,高分辨率摄像头成为行业一大焦点。

其中800万像素产品是所有CIS厂商的必备产品。

例如,8兆像素CIS的最大可检测距离约为1.2兆像素相机的三倍。

目前,蔚来ET7配备11个8兆像素摄像头,丽丽L9配备6个8兆像素摄像头。

随着大像素汽车CIS芯片的需求,国内率先进入8兆像素市场的威尔科技和新进入者Smartway有望乘东风。