汽车CIS芯片一家独大，后浪们跑步入场！

汽车CIS芯片一家独大，后浪们跑步入场！雪肌精日本代购 （文/李弯弯）随着技术的不断进步，具备各级别自动驾驶功能的汽车也将越来越多，汽车自动驾驶级别越高，车辆对摄像头的需求也就越多，对CMOS图像传感器（CIS）的需求也就越越多。 豪威科技中国区汽

（文/李弯弯）随着技术的不断进步，具备各级别自动驾驶功能的汽车也将越来越多，汽车自动驾驶级别越高，车辆对摄像头的需求也就越多，对CMOS图像传感器（CIS）的需求也就越越多。

豪威科技中国区汽车电子业务部总经理刘琦日前在某论坛上详细介绍了一辆自动驾驶汽车到底需要多少图像传感器，并根据图像传感器的平均售价及每年全球汽车产量，大致计算出了未来车用图像传感器市场到底有多大。

刘琦表示，公司从跟国内外大量整车厂商的交流中发现，当汽车到达L4或者L5级自动驾驶的时候，车辆对摄像头的需求主要体现在这些方面：前视需要1-3目，主要是1目，一些高端车或者具备比较先进自动驾驶功能的车辆可能需要3目；侧向感知需要2-4目；后向感知需要1目；四环视及APA（自动泊车辅助系统）需要4目；舱内驾驶员监测需要1-2目；未来还可能需要1目摄像头了解乘客的状态，包括乘客下车以后有没有问题；另外根据国家法规，从2021年开始，汽车必须强制安装行车记录仪或者事件记录仪，需要1目。

这样计算下来，预计未来每辆车基本需要配置11-15目摄像头。再来看，每年全球汽车产量大概在8000万到1亿辆之间，那么全球汽车摄像头市场规模约为15~18亿。汽车图像传感器的平均售价为4-5美元，这样的话，全球汽车图像传感器的市场规模将接近一百亿美元。

根据日本调研公司TSR的数据，全球CIS市场的规模将从2019年的172亿美金增长到2023年的270亿美金。其中车用CIS市场未来将超越消费类应用成为仅次于手机应用的CIS第二大应用市场。

这就是很多图像传感器厂商，甚至一些初创公司都希望进入这个市场的原因。

与手机相比，汽车图像传感器都有哪些苛刻要求

车载数字成像技术已经在ADAS（高级辅助驾驶系统）领域广泛应用，不过与手机摄像头和数码相机的成像不同，车载摄像头通常需要面临更多苛刻的条件。

安森美应用工程经理陈力日前在某研讨会上谈到，汽车图像世界存在四个方面的挑战：一是汽车图像传感器的动态范围要超过120dB，通常在120dB-140dB之间；二是温度范围要求极端苛刻，需要能够达到零下40℃，以及105℃；三是对于低照也有比较高的要求，需要在夜间街道上检测到行人或骑自行车的人，以及符合欧洲新车评估几乎（NCAP）；四是还需要解决交通信号灯、LED路牌闪烁和伪影的问题。

高动态范围（HDR）挑战。什么是动态范围，即在同一个场景中，既有低照的区域，也有高亮的区域，高亮和低照的比值就被定义为这个场景的动态范围，对图像来说，需要能够将低照和高亮的区域都表现出来。

比如上图，对于车载摄像头来说，需要同时看清隧道口内部和隧道口外部的信息，很显然，左边的传感器因为动态范围低，看不到隧道外部的信息，就不符合要求。

LED灯闪烁的问题。LED灯在日常生活中的应用越来越广泛，LED灯是交流脉冲光源，其频率与占空比是可变的，LED灯脉冲频率越低，占空比越小，曝光时间越短，LED闪烁的问题就会越严重，因为频率低的时候图像传感器更容易抓到LED熄灭的状态。

LED灯亮和灭的频率，人眼无法分辨，但图像传感器可以，像素感光的时候会实际记录LED灯熄灭和点亮的状态，反应的是客观的世界，人脑看到的图像是大脑补充过的图像，都是点亮的状态，汽车的要求就是，sensor输出的图像要和人眼看到的图像是一致的，这就是LED灯闪烁的挑战。

实际场景中，LED灯闪烁和高动态范围往往同时出现，比如在夜间的街道，车大灯、广告灯很多都是LED灯，有时候LED灯非常明亮，明暗对比非常剧烈，这也带来很高的动态范围的要求。

面对这些问题和挑战，各个图像传感器厂商需要找到相应的技术去解决，能够更快更好解决汽车用图像传感器存在的问题和挑战的厂家，就越能获得市场认可，获取更多市场份额。

全球车载图像传感器市场格局

目前在全球范围内，能够提供车载图像传感器的厂家有安森美、豪威科技、索尼、三星、东芝、比亚迪半导体、思特威等。其中安森美是车载领域最大供应商，车载图像传感器市场份额超60%，其次是豪威科技，占20%市场份额，索尼入场较晚，目前占据市场份额大概为3%，东芝、三星、比亚迪半导体都有少量出货，思特威正在跑步进场。

安森美

安森美是全球最大的车载图像传感器供应商，安森美应用工程经理陈力日前在某研讨会上谈到，“我们公司车载图像传感器全球市场份额超60% ，2019年交付图像传感器约1亿颗。”

安森美在图像传感器领域能有如此优秀的成绩，得益于公司之前的三次收购，首先2011年以3140万美元收购了赛普拉斯CMOS图像传感器业务部门，其次是2014年以9200万美元现金收购了图像传感器设备制造商TRUESENSE，再是同是2014年以约4亿美元收购了首款汽车专用CMOS图像传感器提供商Aptina Imaging，三次收购奠定并巩固了安森美在汽车图像传感器领域的市场地位。

从公司官网可以看到，安森美可提供的CMOS图像传感器产品大概有104个型号，拥有丰富的产品组合，可以满足用户不同需求，同时除了种类丰富的CMOS图像传感器之外，安森美还在2019年将产品线扩展到了毫米波雷达和激光雷达市场。安森美半导体大中华区智能感知部工业市场营销经理颜凯认为，多元化发展史一个企业稳定成长的必要条件。

此外企业也需要不断的解决行业问题，更新技术，才能持续被市场认可，比如针对汽车领域高动态范围的挑战和LED闪烁的问题，安森美还推出了全新一代的Hayabusa平台，采用超级曝光技术，拓宽动态范围，解决LED闪烁的问题。

对比两种工作模式下的LED闪烁情况，上面是传统Sensor工作模式，不能抑制LED闪烁，真实反应了LED闪烁的状态，所以图片上的100限速标记没法被准确识别出来，下面是超级曝光技术自带的抗LED闪烁的工作模式，Sensor记录下的图像和人眼看到的图像类似。

再来看目前市面上有两种主流实现宽动态的技术路线，一种是时域多次曝光融合，另一种是大小像素融合。两种技术路线的本质是一样的，都是拍两三张照片，然后融合成一张照片。不同的曝光之间，灵敏度不一样，所以采集不同的亮度，从而实现动态范围的扩展。事实上，这两种主流技术路线都存在问题，时域多次曝光只有一种像素，多次曝光在时间上有滞后，会带来运动鬼影的问题，大小像素融合曝光次数只有一次，但有两种尺寸，因为像素之间有串扰，灵敏度之间有差异，所以它的宽动态、低照灵敏度方面都会有些局限性，问题更多。

安森美推出的全新高动态范围像素技术录像，即超级曝光技术，一次曝光相当于过去两次曝光的动态范围，这种超级曝光技术可以完美解决以前时域多次曝光和大小像素两种技术的缺陷，陈力说道，“安森美第一代超级曝光技术的品牌名称就是Hayabusa。”

超级曝光技术与传统Sensor的设计理念不同，传统Sensor像素的感光区也是存储区，Hayabusa技术的创新在于将像素的感光功能和存储功能分离开，像素主要负责感光，容量不大，当它饱和的时候，积累的多余电荷会转移到外界的存储电容中，通过这种方式可以解放像素容量的限制。陈力介绍说，“第一代Hayabusa技术平台等效的像素容量是传统像素容量的5倍，下一代等效曝光技术可以扩展到几十倍，甚至更高。”

Hayabusa图像传感器平台用于汽车视觉及感知系统解决方案，目前包括四个产品：AR0147和AS0149，AR0233、AR0323，从130万像素到350万像素。这四个sensor拥有通用架构和像素性能，一样的动态范围及LED闪烁抑制能力。平台化的产品除了给客户提供多种选择外，还有一个非常重要的特性，由于四款Sensor像素性能一样，客户采用其中一款做算法学习和训练的时候，如果换成其他款，无论是需要降低成本还是升级性能，算法学习的工作量都会下降很多，很多系统的参数都可以复用。

豪威科技

豪威科技是全球第二大车用图像传感器供应商。“我们已经在汽车行业耕耘15年，在汽车领域的出货量已经累计超8亿颗。”刘琦日前在某论坛上介绍道，“豪威2005年开始量产第一颗车用图像传感器，在汽车行业的一些新技术上起到了引导作用，2009年我们量产了第一代大象素技术，2018年量产了第一代深景技术，这个技术可以提升图像传感器本身单像素灵敏度。”

豪威科技在图像传感器领域有一大优势在于，公司在手机、安防、汽车各个领域都有深度布局。电子发烧友此前在一篇对豪威科技中国区高级副总裁王崧的专访文章中写道，“除了手机以外，汽车和安防是图像传感器的另外两个增长点，如今不同领域所采用摄像头芯片的技术在相互借鉴与融合。这对于横跨手机、安防、汽车三大领域的豪威来说，不同产品和技术的互相关联和共通性更强，这一优势在未来更加明显。”

2019年12月，豪威科技发布了两款全新车规级图像传感器平台新品——800 万像素前向摄像头 OX08A 和 OX08B。豪威在新品发布的时候表示，OX08A高清摄像头提供了业内优秀的高动态范围（HDR），而集成于芯片上的 HALE（HDR 和 LFM 引擎）合成算法，兼容引脚的 OX08B 为 LED闪烁抑制（LFM） 性能树立了新的标杆。

就如上文所言，高动态范围和LED抑制能力是汽车所需要的，安森美为此推出了超级曝光技术，豪威科技也通过自己独有的DCG 技术来提升图像传感器的动态范围。豪威表示，清晰度和动态范围，以及集成的 ASIL-C 功能安全，对先进驾驶辅助系统（ADAS） 和 Level 3+ 级自动驾驶等前视车载应用而言较为关键，因为能否在各种光照条件下准确检测远处的人体和物体，直接关系到行车安全。

除了去年底推出的这两款新品，豪威于上个月6月2日还推出了全球首款汽车晶圆级别摄像头——OVM9284，这是一款百万像素的CameraCubeChip™汽车晶圆级摄像头模块，这款产品在汽车摄像头模块中具有最低的功耗——比邻近的竞品功耗低50％以上。

据介绍，OVM9284将豪威科技的图像传感器、信号处理器和晶圆级光学器件集成在单一紧凑的包装中，从而降低与多个供应商打交道的复杂性，并在加快开发时间的同时提高了供应可靠性。此外，与传统摄像头不同，所有CameraCubeChip™模块都是可回流焊的。这意味着可以使用自动表面贴装装配设备将它们与其他组件同时安装到印刷电路板上，从而在降低装配成本的同时提高了质量。

目前，OVM9284模块样品现已上市，预计可在2020年第四季度实现量产。

索尼

索尼在全球图像传感器领域的市场占有率超50%，不过在车载图像传感器的市场占有率却只有3%，公开资料显示，索尼于2015年宣布进入车载图像传感器市场，要知道全球市占排名第2的豪威2005年就推出了第一款车用图像传感器，比索尼早了10年。

虽然从宣布进入汽车领域到现在已经6年时间，但目前来看，拥有图像传感器先进技术的索尼，在车载图像传感器领域的发展并没有向预想的那么顺利，从索尼上一财年的业绩中不难看到，车载传感器的营业收入仅占传感器部门整体的几个百分点，似乎只被丰田的雷克萨斯等采用。

尽管如此，索尼对车载图像传感器市场还是有自己的期待和思考，索尼社长吉田宪一郎此前谈道，“过去10年的主要趋势是移动终端，今后将会是移动出行，在即将到来的互联、自动、共享、电动的时代，发挥汽车眼睛作用的传感器将为车最重要的零部件。”

索尼半导体部门负责人清水照士（Terushi Shimizu）表示，“我们不想被卷入单纯的‘价格战’，我们的技术更好，所以我们希望我们的传感器能被使用，仅此而已”。从长远来看，真正的无人驾驶汽车被开发出来后，索尼希望通过为车内用户提供视频游戏，电影和音乐来扩展其娱乐业务。

尽管索尼目前汽车传感器的销量还很小，但是有分析师发现，索尼正在汽车领域取得进展，2018年，丰田开始在其高级驾驶辅助系统中使用索尼的图像传感器，而包括宝马、梅赛德斯和奥迪在内的欧洲汽车制造商则使用索尼的图像传感器来测试它们的自动驾驶汽车。索尼还积极与特斯拉（Tesla）等新兴汽车厂商进行洽谈，后者计划生产仅依靠摄像头和雷达的自动驾驶汽车。

IHS Markit驻东京高级首席分析师Kun Soo Lee表示：“索尼拥有技术和生产能力，可以复制其在移动市场（图像传感器）的高市场份额。”

思特威

思特威在图像传感器领域的表现也是非常抢眼，在安防领域的全球市场占有率多年排名第一，2020年3月，思特威科技首席市场官Chris Yiu女士接受电子发烧友采访的时候说道，“2020年公司将继续巩固安防领域的领先地位，并不断拓展以汽车电子为主的其他更多应用领域，以实现进一步增长。”

近期我们就看到了思特威在汽车领域的诸多行动，6月中旬，思特威宣布成功收购了深圳安芯微电子有限公司（Allchip），思特威表示，本次收购将进一步扩展思特威的产品线，加速公司在汽车领域业务布局的步伐。要知道安芯微电子在车载摄像头CMOS图像传感器产品上颇有建树，据悉，其生产的芯片车载摄像头和其他小型化视频监控应用方面极具竞争力，拥有自主研发量产的多款SOC系列图像传感器产品。

今年6月，思特威还加入了一员大将——欧阳坚，担任副总经理一职，负责公司战略资源整合以及产业上下游生态合作系统建设，资料显示，欧阳坚早在二十年前就开始投身于数字影像领域，在该领域深耕多年。在不久前的某论坛上，欧阳坚表示，思特威在安防领域的一贯优势能够为车载产品带来更好的夜视成像性能，再结合我们已发布的多项车载电子相关技术，如LED闪烁抑制技术、PixGain HDR®技术等等都为我们进入车载电子领域打下了夯实的基础。

可以预见，思特威在汽车图像传感器领域的发展是值得期待的。

小结

除了上述提到的安森美、豪威科技、索尼和思特威，在汽车图像传感器领域，东芝、三星、比亚迪半导体都有产品出货。

在国内的图像传感器领域，格科微的表现也较为突出，近日有报道显示，格科微图像传感器的出货量已经已经位居全球第二。报道称，据Frost&Sullivan统计，按出货量口径计，2019年格科微实现13.1亿颗CMOS图像传感器出货，占据了全球20.7%的市场份额，位居行业第二。

另外值得关注的是，格科微也是国内唯一一家除了自己设计芯片，还自己投建工厂的图像传感器企业，今年3月，格科微宣布在上海临港新片区投资建设12英寸CIS集成电路特色工艺研发与产业化项目，该项目7月7日已开工，同日格科微科创板申请获受理。

此前也有消息称，格科微有计划进入汽车图像传感器领域，不过近期没看到相关行动和进展。

另外，图像传感器更加智能化也会是未来发展方向，索尼近日就推出了带有AI处理功能的图像传感器，不过这两款产品将用于零售和工业设备，随着未来汽车市场智能化的需求，索尼再针对汽车领域推出带有AI功能的图像传感器也不是不可能。事实上，目前豪威科技就已经将其AI技术用来改善提升车载图像传感器的宽动态性能。

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