車載攝像頭的發(fā)展和市場空間

前言：【核芯觀察】是電子發(fā)燒友編輯部出品的深度系列專欄，目的是用最直觀的方式令讀者盡快理解電子產(chǎn)業(yè)架構(gòu)，理清上、中、下游的各個環(huán)節(jié)，同時迅速了解各大細分環(huán)節(jié)中的行業(yè)現(xiàn)狀。本期【核芯觀察】，繼續(xù)針對車載傳感器領(lǐng)域，從技術(shù)指標(biāo)、市場需求、上下游供應(yīng)等角度梳理車載CIS產(chǎn)業(yè)鏈。

一

車載攝像頭的發(fā)展和市場空間

車載攝像頭，最早在車載行車記錄儀、倒車影像功能中被應(yīng)用。而隨著汽車產(chǎn)業(yè)步入智能化，360°環(huán)視、ADAS、智能座艙等應(yīng)用為車載攝像頭帶來了巨大的市場需求。特別是在自動駕駛、360°環(huán)視等應(yīng)用需求下，車載攝像頭作為核心傳感器迎來了“量價齊升”，單車攝像頭從以往整車1-2個攝像頭的數(shù)量，大幅增加至5-15個。同時ADAS對于車載攝像頭提出更高的要求，單價也是以往行車記錄儀等應(yīng)用的2-3倍。

以國內(nèi)的市場情況來看，2022上半年搭載ADAS的新車上險量達到416.4萬輛，相比去年同期增長了9.1%。而ADAS在新車中的滲透率已經(jīng)達到45%，一個很明顯的趨勢是，ADAS功能正在越來越多地被下放到中低端車型上，中高端車型則從L2向L3級自動駕駛過渡。

全球范圍來看，ICV的報告顯示，2021年全球搭載L2以上ADAS系統(tǒng)的車輛滲透率已經(jīng)達到28.62%，數(shù)量達到1952.94萬輛。所以在ADAS的滲透率持續(xù)提高的情況下，車載攝像頭市場規(guī)模是迎來爆發(fā)式增長的。

以攝像頭的核心CIS為例，受益于ADAS滲透率提高帶來的單車平均攝像頭數(shù)量增加，據(jù)估算2021年車載CIS搭載量達1.64億顆，相比2020年增長64%，預(yù)計到2026年車載CIS搭載量將達到3.7億顆。

電子發(fā)燒友統(tǒng)計了近年來主流智能汽車的攝像頭數(shù)量，可以看到從數(shù)量以及攝像頭規(guī)格上，都在逐漸提高。

從市場規(guī)模來看，2021年全球車載CIS市場總值為38.1億美元，其中前裝的市場總值為31.4億美元，后裝為6.7億美元。前裝和后裝市場的差異，一方面是來自ADAS的需求基本是屬于前裝，其次是前裝車載攝像頭需要CIS等器件滿足車規(guī)級要求，同時ADAS對于CIS的性能需求較高，導(dǎo)致車載前裝CIS單價要高出不少。

預(yù)計到2026年，全球車載CIS市場總值將會達到90.7億美元，其中前裝市場總值將達82.8億美元，2022到2026年復(fù)合年均增長率接近20%。

二

車載攝像頭主要部件

車載攝像頭的主要組成部件有CIS、鏡頭組、DSP/ISP芯片等。一般來說鏡頭組和CIS會封裝到一個模塊，成為鏡頭模組后，再與DSP等圖像信號處理芯片封裝成一個完整的攝像頭系統(tǒng)。

從成本上看，參考安森美的資料，車載攝像頭模組的成本結(jié)構(gòu)主要由CIS、光學(xué)鏡頭、模組封裝、音圈馬達、紅外濾光片等幾個部分組成。其中CIS是最貴的部分，在車載攝像頭中占一半成本，另外模組封裝占25%，光學(xué)鏡頭占14%。所以下面主要以CIS、模組封裝、光學(xué)鏡頭三大部分來分析下行業(yè)現(xiàn)狀。

CIS

車載CIS的應(yīng)用場景主要分為三種，一是360環(huán)視、倒車影像、行車記錄儀等；二是ADAS、自動駕駛等；三是DMS等座艙內(nèi)應(yīng)用。而未來的市場增長點主要是來自于ADAS、自動駕駛這些領(lǐng)域，這也是這次主要介紹到的應(yīng)用。

由于車載應(yīng)用場景的特殊性，相比于手機、安防等領(lǐng)域，CIS的性能要求更加多樣。綜合編者向多位業(yè)內(nèi)人士了解到的信息，車載CIS主要對安全性、可靠性以及圖像質(zhì)量中的低照度、動態(tài)范圍和功能安全方面有更高要求，用通俗的話來說就是手機、安防的應(yīng)用側(cè)重于人眼的視覺感受，而汽車應(yīng)用更注重機器視覺。

以ADAS應(yīng)用為例，由于ADAS對于實時圖像的判定很重要，所以既要有高動態(tài)范圍（HDR，一般在 100dB 以上），同時也不能有運動的偽影，比如在夜間行車時需要有暗態(tài)環(huán)境下的拍攝能力。與此同時，在道路上會有很多LED燈，由于LED工作的原理，在拍攝的時候，形成的圖像就可能會有缺失、有閃爍等等，會影響到CIS對信號燈的識別。而LED閃爍抑制（LFM）的問題解決，和寬動態(tài)的實現(xiàn)也是相互關(guān)聯(lián)的。

根據(jù)快門曝光方式不同，CIS可以分為兩大類：卷簾快門和全局快門。卷簾快門通過控制光敏元逐行或逐列進行曝光，掃描完成所有像素單元的曝光。卷簾快門在感光度以及低噪聲成像上較全局快門有一定的優(yōu)勢，但需要一定的曝光時間，因此在近距離拍攝或被攝對象移動速度較快時易出現(xiàn)因晃動或被拍攝物體快速移動導(dǎo)致的圖像模糊、斜坡圖形（畸變）、尾影等有損拍攝質(zhì)量的情況，適用于遠距離拍攝靜止或移動速度較慢的對象。

全局快門可使全部光敏元像素點在同一時間接收光照。在此過程中，快門的收集電路切斷器會在曝光結(jié)束時啟動以中止曝光過程，曝光在一幀圖像讀出后才會重啟。全局快門是高速攝影等應(yīng)用場景下的最佳快門方式，但其相比于卷簾快門讀出噪聲較高。

針對自動駕駛的應(yīng)用，目前主流的需求是高動態(tài)、低照度好的卷簾快門CIS。

另一方面，車載場景中震動、極端溫度等惡劣工況都需要CIS具備更高的可靠性，與其他汽車芯片一樣，車載CIS也同樣要經(jīng)過一系列安全認(rèn)證，一般進入車企的認(rèn)證周期約為2-3年。

簡單總結(jié)一下，車載CIS對于技術(shù)上的要求包括HDR、LFM、低照度等，同時隨著ADAS、自動駕駛系統(tǒng)對于圖像數(shù)據(jù)處理能力的飆升，智能駕駛用CIS的像素從以往的100萬，開始往300萬甚至800萬像素發(fā)展。

目前車載CIS的主要玩家有安森美、豪威、索尼、pixelplus等，其他比如三星、斯特威、格科微、比亞迪等后進玩家近年也在車載CIS領(lǐng)域開始發(fā)力。根據(jù)ICV的數(shù)據(jù)，2021年車載CIS市場前二玩家攬下超過70%市場份額，其中安森美市占率達到45%，豪威市占率29%位居第二，索尼和Pixelplus分別占有6%和3%的份額。

光學(xué)鏡頭

光學(xué)鏡頭中的光學(xué)器件對攝像頭的成像質(zhì)量起到了關(guān)鍵作用，這里的光學(xué)器件包括光學(xué)鏡片、濾光片等。光學(xué)鏡片一般來說有玻璃和塑膠兩種材質(zhì)，玻璃鏡片成本較高，但透光率高、熱膨脹系數(shù)低；塑膠鏡片則成本較低，但透光率稍低、熱膨脹系數(shù)高。

由于車載環(huán)境溫度變化大，而溫度會影響鏡片光學(xué)性能，因此具備良好熱穩(wěn)定性的玻璃鏡片更適合車載鏡頭?？紤]到成本因素，同時采用兩種材質(zhì)鏡片的玻塑混合鏡頭可以兼顧成本和性能。一些廠商通過采用特殊的塑膠材料和鍍膜工藝，解決外露面塑料鏡片的可靠性問題，實現(xiàn)可以滿足車載用途的全塑料鏡頭。

在全球車載攝像頭光學(xué)鏡頭領(lǐng)域，呈現(xiàn)“一超多強”的局面，舜宇光學(xué)已經(jīng)連續(xù)十年穩(wěn)居全球第一，2020年市場份額超過30%，而其他玩家的市場份額均不超過10%。

模組封裝

早期車載攝像頭對像素和規(guī)格要求較低，Tier 1廠商主要采用較低端的BGA封裝技 術(shù)。隨著 ADAS 技術(shù)不斷升級，車載攝像頭小型化、高像素的趨勢下，車載攝像頭封裝工藝更為復(fù)雜，逐步采用COB 封裝技術(shù)。

但產(chǎn)線的升級需要新的投入成本，而Tier1廠商認(rèn)為軟件利潤率要相比硬件更高，不再大規(guī)模投入到攝像頭硬件業(yè)務(wù)。于是模組封裝的工序逐漸往鏡頭廠轉(zhuǎn)移，不少鏡頭廠商開始承接攝像頭模組封裝業(yè)務(wù)，直接向主機廠或供應(yīng)攝像頭模組。

過去的車載攝像頭模組市場格局，是以松下、法雷奧、大陸等Tier1廠商主導(dǎo)。但隨著鏡頭廠比如國內(nèi)的舜宇、聯(lián)創(chuàng)等的崛起，以及攝像頭模組封裝產(chǎn)業(yè)的技術(shù)升級和轉(zhuǎn)移，未來車載攝像頭模組封裝行業(yè)格局將會迎來變革，從傳統(tǒng)Tier1主導(dǎo)轉(zhuǎn)變?yōu)殓R頭廠主導(dǎo)。

三

車載攝像頭產(chǎn)業(yè)鏈廠商梳理

3.1中下游

光學(xué)鏡頭：舜宇光學(xué)、瑞聲科技、聯(lián)創(chuàng)電子、歐菲光、玉晶光、大立光、MAXELL、日產(chǎn)三協(xié)、富士膠片、三力士、世高光、京瓷、理光、三星、亞洲光學(xué)

濾光片：水晶光、歐菲光、旭硝子、日本電波、奧托侖（哈威特）、田中技研、晶極光電

CIS：安森美、豪威、索尼、比亞迪電子、格科微、思特威、pixelplus、三星、SK海力士、松下、佳能

3.2下游

攝像頭模組：松下、法雷奧、富士通、大陸、麥格納、索尼、MCNEX、Gentex、日立、海拉、三星、舜宇光學(xué)、歐菲光、丘鈦科技、合力泰、聯(lián)創(chuàng)電子、立訊精密

3.3產(chǎn)業(yè)鏈重點廠商

舜宇光學(xué)：舜宇光學(xué)2004年開始進入車載鏡頭領(lǐng)域，市場第一地位目前無人撼動。公司年報顯示，2021年舜宇車載鏡頭出貨量相比2020年增長21%，達到6798萬件，進一步穩(wěn)固全球市場份額第一地位。2021年舜宇完成了含多片塑膠鏡片的200萬像素和300萬像素的玻塑混合ADAS車載鏡頭的研發(fā)，同時實現(xiàn)了全塑料后視車載鏡頭的量產(chǎn)。多款基于英偉達、高通及地平線等平臺的800萬像素ADAS車載鏡頭已通過認(rèn)證，并獲得了多家車廠的平臺化項目，且多個平臺化項目已實現(xiàn)量產(chǎn)。目前客戶主要以 Tier 1 廠商為主，包括博世、麥格納、法雷奧、大陸等，與 Mobileye 等算法廠商合作密切。

聯(lián)創(chuàng)電子：聯(lián)創(chuàng)從2009年開始布局 手機玻璃鏡頭業(yè)務(wù)，2012年切入高清廣角運動相機鏡頭領(lǐng)域，與GoPro、大疆等客戶合作密切，2015年通過車規(guī)鏡頭認(rèn)證，2016年進入特斯拉 供應(yīng)鏈，之后又通過Mobileye等優(yōu)質(zhì)客戶認(rèn)證。在8M車載攝像頭上聯(lián)創(chuàng)是較早入局的一批，在2020年聯(lián)創(chuàng)中標(biāo)蔚來ET7車型，供應(yīng)全車7顆8M ADAS攝像頭模組，同時公司8M ADAS攝像頭模組也通過Mobileye認(rèn)證。

安森美：安森美的CIS業(yè)務(wù)源自2011-2014年的三次收購，包括普拉斯CMOS圖像傳感器業(yè)務(wù)部、圖像傳感器設(shè)備制造商Truesense Imaging和Aptina Imaging，獲得大量相關(guān)專利和技術(shù)。目前公司旗下CIS產(chǎn)品專注工業(yè)和汽車市場，從市場數(shù)據(jù)上看，安森美的車載CIS主要優(yōu)勢在于2M及以下市場，這也是目前市場需求最大的品類，所以安森美在全球車載CIS市場穩(wěn)坐第一的位置。而8M產(chǎn)品方面，安森美在2017年推出了全球首款800萬像素級別的車載CIS——AR0820AT。

豪威：豪威科技早在2007年便推出首款車載CIS，2018年隨著ADAS的需求，開始在市場份額上獲得突破。2019年豪威推出了2款8M車載CIS產(chǎn)品，集成HDR和LFM兩大功能，在技術(shù)上實現(xiàn)領(lǐng)先。與安森美相比，豪威在高像素CIS方面的布局更廣，產(chǎn)品線更豐富，這與其Fabless的模式有一定關(guān)系。目前豪威的客戶有寶馬、奔馳、奧迪、特斯拉、吉利、長城、比亞迪、理想、Mobileye等，未來ADAS攝像頭往5M/8M高像素發(fā)展，豪威在產(chǎn)品布局上的傾向可能更具市場優(yōu)勢。

三星：三星從2013年開始發(fā)力CIS，2018年首次推出了智能手機圖像傳感器ISOCELL的汽車版本，進入車載CIS市場。三星在CIS領(lǐng)域的優(yōu)勢主要是CMOS工藝與DRAM工藝的相似性，同時隨著CIS的像素不斷提高，集成DRAM的CIS正在成為趨勢，作為全球最大的DRAM制造商，成熟的DRAM產(chǎn)線就是三星入局CIS的最大優(yōu)勢。三星去年發(fā)布了1.2M像素的ISOCELL Auto 4AC車載CIS，但參考汽車行業(yè)供應(yīng)驗證周期要2-3年，市場表現(xiàn)還難以預(yù)測。

索尼：索尼2014年推出了IMX224MQV，開始進入車載CIS領(lǐng)域。不過相比豪威和安森美，索尼更加側(cè)重智能手機CIS。在過去十多年里，智能手機的熱潮，讓索尼在智能手機CIS市場上風(fēng)生水起，攬下全球近半份額。但智能手機逐漸看見瓶頸，索尼在2020年借助VISION-S系列原型車，開始宣布大規(guī)模布局智能汽車傳感器，目前在800萬像素車載CIS領(lǐng)域上有望取得突破，IMX424已經(jīng)在部分汽車客戶中應(yīng)用。

格科微：汽車電子領(lǐng)域中，格科微產(chǎn)品目前主要用于汽車后裝行車記錄儀、倒車影像、360°環(huán)視、后視等方面。2022年中報顯示，該公司已連續(xù)推出3顆基于自有知識產(chǎn)權(quán)65nm+ CIS工藝平臺和FPPI專利技術(shù)的智慧城市/汽車電子系列新品。據(jù)公司創(chuàng)始人透露，格科微800萬像素ADAS用CIS產(chǎn)品已經(jīng)在研發(fā)中。

思特威：2020年思特威收購了Allchip，拓展了在車載電子領(lǐng)域的產(chǎn)品線。近幾年思特威成立了車載芯片部分，積極布局車載CIS產(chǎn)品。目前思特威已針對艙外及艙內(nèi)不同應(yīng)用場景推出了多元化的產(chǎn)品，已成功量產(chǎn)了9款前裝車載圖像傳感器，并將于明年推出8款車載新品。公司今年5月推出的SC800AT車規(guī)級CIS具備800萬像素，現(xiàn)金的近紅外感度NIR+技術(shù)為SC800AT帶來更高的量子效率，使其能實現(xiàn)更好的低照度拍攝效果。

四

總結(jié)

車載攝像頭單價高、市場增速前景大，在智能手機市場遭遇瓶頸后，盡管車載市場需求總量受限于汽車市場，無法與智能手機應(yīng)用規(guī)模相比，但攝像頭行業(yè)包括CIS、鏡頭、模組等廠商都在加速從智能手機等消費電子市場轉(zhuǎn)向汽車市場。同時汽車市場已經(jīng)成為了目前CIS行業(yè)的必爭之地，也將會是未來一段時間中CIS市場的最大增長點。

而在ADAS需求下，車載攝像頭小型化、高像素等需求促進了攝像頭模組制造從傳統(tǒng)Tier1轉(zhuǎn)向鏡頭廠商，這不僅是改變了汽車攝像頭供應(yīng)鏈以往由傳統(tǒng)Tier1壟斷的狀況，同時也使得國產(chǎn)供應(yīng)鏈地位有所提高。像舜宇、聯(lián)創(chuàng)、豪威等已經(jīng)在全球車載攝像頭供應(yīng)鏈中占據(jù)主要地位，舜宇、豪威分別在鏡頭、CIS市場排名第一和第二。

從車載攝像頭的重要規(guī)格上看，CIS的高像素、LFM、HDR、低照度等性能成為必需品，像素的升級最為明顯，市場正在快速從100萬-300萬像素升級至800萬像素。但由于高像素為算力部分帶來巨大壓力，業(yè)內(nèi)主流CIS廠商認(rèn)為，車載攝像頭不會像手機一樣，無止境地追求分辨率，ADAS系統(tǒng)的攝像頭像素未來可能會提升至12-15MP，且升級的周期會相對較長。