ADAS高分辨趨勢下的圖像傳感技術

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(nèi)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?

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(chǎn)品。

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。

在分辨率上，初期汽車圖像傳感器以 VGA 產(chǎn)品至 200 萬像素為主。而英國市場調(diào)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。

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(chǎn)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(chǎn)品為主。

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。

在 VGA-2M 產(chǎn)品上，豪威入局早、產(chǎn)品齊全、方案久經(jīng)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(chǎn)品生產(chǎn)優(yōu)勢的頂級供應鏈合作伙伴生產(chǎn)所有車規(guī)產(chǎn)品，確保生產(chǎn)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(nèi)第一款 100 萬像素車載 CIS OV9710。

在此后的十多年，豪威不斷根據(jù)客戶需求，優(yōu)化迭代 VGA-2M 圖像傳感器，產(chǎn)品憑借高質(zhì)量、高可靠性，久經(jīng)市場驗證。2012 年發(fā)布的 VGA 產(chǎn)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 filter (RCCC/RCCB/RGGB) 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(chǎn)品，豪威圖像傳感器在市場驗證及供應鏈上凸顯優(yōu)勢。

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(nèi)容更精細，以供算法平臺識別處理。200 萬像素及以下產(chǎn)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。

基于車規(guī)產(chǎn)品的成熟設計與上車經(jīng)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(chǎn)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(nèi) 800 萬像素車載 CIS 產(chǎn)品空白。

/小知識/

車規(guī)產(chǎn)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(chǎn)品對質(zhì)量與可靠性要求更嚴苛，搭載功能更多。豪威高分辨率產(chǎn)品均由具備先進制程與工藝的頂級供應鏈合作伙伴生產(chǎn)，確?？煽啃浴X08B40 是國內(nèi)唯一符合 ASIL-C 功能安全和 AEC-Q100 2 級認證的 8MP CIS 產(chǎn)品，也是全球范圍內(nèi)車廠最主流使用的 ADAS 8MP CIS 產(chǎn)品。據(jù)悉，國內(nèi)友商尚未實現(xiàn)同類產(chǎn)品量產(chǎn)。

難題

為什么業(yè)內(nèi) 800 萬車載產(chǎn)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(chǎn)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。

為解決該痛點，豪威不斷革新車載圖像傳感器技術，走過了 OmniPixel3-HS、OmniBSI、OmniBSI-2、PureCelPlus 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。

OX08B40 系列正是采用了豪威集團最新的 PureCelPlus-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。

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。

3)DTI

通過在硅片內(nèi)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(zhì)、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(wǎng)絡安全功能。

審核編輯：湯梓紅

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