车用CMOS图像传感器，火了！

全球疫情防控政策、世界经济复苏动力不足以及俄乌局势等不确定性因素，使消费电子的增长出现放缓迹象。一时间，依托消费电子作为主要增长动力的产业，也开始了对于“后智能手机时代”如何保持发展步调的思考。曾经，用于手机摄像头的CIS（CMOS图像传感器）乘着多摄化的东风，创造了从2009年到2019年连续增长的黄金十年。而手机市场的变量，也让业界转而关注起车载CIS的发展潜力。汽车市场能够成为CIS的第二增长极吗？

智能驾驶注入动能

2021年以来，随着终端市场回归理性，以及产能被其他应用挤占等趋势，手机CIS的增长步伐也开始滞涩。群智咨询数据显示，2021年全球手机CIS出货量约为53.7亿颗，同比下滑约11.8%。在2022年第一季度，俄乌局势和全球通胀压力导致供应链不断传出手机、笔电、电视等终端厂商下调订单的风声。TrendForce集邦咨询研究显示，疫情、晶圆产能失衡尚未明显缓解，加之国际形势、通膨、能源匮乏等因素，将为2022年智能手机市场带来更多变量，不排除持续下调全年生产总量。

消费市场的疲态，让车用CIS的增长潜力受到更多关注。根据 Frost&Sullivan 统计，2020 年，汽车电子领域CIS的出货量和销售额分别为 4.0 亿颗和 20.2 亿美元，占全球CIS出货总量和销售额的比例分别为 5.2%和11.3%；预计汽车电子CMOS图像传感器出货量和销售额将在2025年达到9.5亿颗和53.3亿美元，市场份额占比将分别上升至 8.2%和 16.1%，预期年复合增长率将达到 18.89%和21.42%。

智能驾驶是车用CIS的主要增长动力。与高端手机多摄的增长机制类似，汽车自动驾驶的等级越高，单辆车搭载的CIS就越多。

麦姆斯咨询创始人兼CEO王懿向《中国电子报》记者指出，当前，CIS主要应用于L1级别至L2级别的ADAS（高级驾驶辅助系统）、倒车影像等，2021年全球生产的汽车中，平均每辆汽车的CIS使用量约为2.7颗，预计到2027年，该数字将上升至4.8颗。而高端汽车的CIS使用量非常高，通常超过10颗。L4级别及以上自动驾驶汽车的CIS使用量将超过20颗。

“车用CIS的典型用例包括前视、侧视、后视、环视摄像头系统，驾驶员监控系统和乘员监控系统、电子后视镜等。ADAS前视摄像头主要用于实现L2级别及以上汽车的自动紧急制动和车道保持辅助等功能。接下来，侧视及后视摄像头、车内摄像头将成为刚需——不仅用户的需求上涨，而且监管机构也加入其中，这些都加速以CIS为核心的摄像头在汽车中的应用渗透。”王懿说。

如果说智能驾驶推动了量的提升，汽车对安全性的重度要求则带动了CIS的均价提升。  

群智咨询（Sigmaintell）创新事业部资深分析师徐晶晶向记者表示，安全性要求及算法升级促使车用CIS像素规格升级，进而提升CIS平均单价。群智咨询预测2022年全球车用前装CIS销售规模预计达到16.3亿美元，到2026年将超过29亿美元。

而国内企业，也感受到了CIS量价齐涨的蓬勃。国内CIS供应商韦尔股份在近期接待机构调研时表示，当前全球智能汽车产业正处在高速发展时期，随着自动驾驶等级的不断提升，单车使用的CIS 数量从原先的1~2 颗提升至10 余颗，公司车载CIS 将迎来量价齐升的机会。

“对公司来说，不久的将来，汽车会成为手机之后第二大业务市场。”韦尔股份表示。

技术门槛不可小觑

相比用于消费终端的CIS，车用CIS既要看得更清，也要稳定安全。

“在智能驾驶系统的构建中，车载CIS作为‘智能驾驶之眼’是其必不可少的基础传感装置，因此图像传感器的智能化也是未来发展方向。我们在汽车市场也在进一步与机器学习紧密结合，逐步覆盖智能汽车客户不同场景的应用需求，赋能智能汽车产业。”思特威汽车芯片部副总裁邵科向《中国电子报》记者指出。

在硬件架构层面，ISP、DRAM的引入，让CIS能够输出质量更高的图像，让“智能驾驶之眼”更加明亮。索尼曾推出三层堆栈式CIS，对CIS、ISP、DRAM进行整合。思特威也已成功量产集成ISP二合一功能的车规级CIS，未来将有更多“算法+芯片”深度整合的车载产品落地。

“在图像传感器中引入ISP，能够对图像的颜色、清晰度、噪点进行处理，输出高质量的影像，从而增强车载视觉系统对周边环境的感知能力与细节把控，以便智能驾驶系统作出进一步的决策，助力提高智能驾驶的安全性。”邵科说。

在算法技术层面，需要车载CIS对图像进行识别和处理，优化清晰度和细腻度，实现对环境信息的有效识别和夜视、隧道等各种环境下的可靠成像。

邵科表示，智能驾驶更看重成像的高动态范围、暗光成像能力和LED闪烁抑制。思特威通过创新HDR技术，使车载CIS能够从容应对车内外的光线变化，助力智能驾驶向更高等级发展。同时，基于LED闪烁抑制技术，能够提供无LED闪烁的清晰细腻影像，帮助智能驾驶系统有效识别LED交通信号灯，从而提升人工智能辅助驾驶系统的安全性。

王懿也表示，隧道场景对CIS的动态范围要求极高，一般在100dB以上，同时高端的车用CIS需要精准识别红绿灯信号，对于LED闪烁抑制技术要求严苛。除此之外，CIS的帧率、量子效率以及全场景的适应能力等也是重要参数。

高端领域亟待突破

虽然面临疫情、缺芯等不利因素，2021年我国汽车产销分别完成2608.2万辆和2627.5万辆，连续13年保持全球汽车产销量第一，也为CIS等车载半导体元器件催生了大量需求。但相比头部厂商，国内CIS企业仍需推动技术、制造、人才储备等资源要素的高端化，提升市场竞争力与行业话语权。

“当前，我国汽车行业的市场潜力和价值依然巨大。这使得我国成为全球重要的车用CIS消费国，巨大的市场需求有利于国内企业抓紧机遇以实现自主研发战略。同时，产业链上下游的紧密配合也有助于开发新的产品及应用，对国际CIS大厂进行赶超。”王懿表示，“相比国际领先的CIS大厂，我国在高端产品方面较为落后，亟需在制造工艺及设计领域进行技术提升。”

徐晶晶表示，国内发展车用CIS，一方面要在技术指标上持续优化，包括像素规格及解析力升级，以及对CIS感光能力及宽动态范围的提升等。另一方面，要着眼于产业链整体实力的提升。

“在相关优惠政策的支持以及车载上下游产业链逐步完善的大背景下，车载CIS企业应持续布局高端多样化产品路线，与高校强强合作引进高技术人才，逐步提升自身研发设计能力。”徐晶晶说，“同时要注意到，国内企业在上游晶圆代工产能及制程技术等方面，与海外存在一定的差距。需要提前合理布局产能,分散供应链风险。”

延伸阅读：

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汽车为何需要一部手机？

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作者丨张心怡

编辑丨连晓东

美编丨马利亚 

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