汽車電子中各類傳感器的優(yōu)劣勢及應(yīng)用

先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)（Advanced Driver Assistant System），簡稱ADAS，是利用安裝于車上的各式各樣的傳感器， 在第一時間收集車內(nèi)外的環(huán)境數(shù)據(jù)， 進(jìn)行靜、動態(tài)物體的辨識、偵測與追蹤等技術(shù)上的處理， 從而能夠讓駕駛者在最快的時間察覺可能發(fā)生的危險， 以引起注意和提高安全性的主動安全技術(shù)。

汽車傳感器裝備的目的不同，可以分為提升單車信息化水平的傳統(tǒng)微機(jī)電傳感器（MEMS）和為無人駕駛提供支持的智能傳感器兩大類。MEMS 在汽車各系統(tǒng)控制過程中進(jìn)行信息的反饋，實現(xiàn)自動控制，是汽車的“神經(jīng)元”。而智能傳感器則直接向外界收集信息，是無人駕駛車輛的“眼睛”。

1.汽車智能化的根基——傳感器傳感器是汽車電子控制系統(tǒng)的信息來源，是車輛電子控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)關(guān)鍵部件。傳感器通常由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和轉(zhuǎn)換電路組成，其中敏感元件是指傳感器中能直接感受或響應(yīng)被測量的部分，轉(zhuǎn)換元件是將上述非電量轉(zhuǎn)換成電參量，轉(zhuǎn)換電路的作用是將轉(zhuǎn)換元件輸出的電信號經(jīng)過處理轉(zhuǎn)換成便于處理、顯示、記錄和控制的部分。從目前汽車傳感器裝備的目的不同，可以分為提升單車信息化水平的傳統(tǒng)微機(jī)電傳感器和為無人駕駛提供支持的智能傳感器兩大類。

▲汽車傳感器的構(gòu)成

傳統(tǒng)傳感器：各個系統(tǒng)控制過程依靠傳感器，進(jìn)行信息的反饋，實現(xiàn)自動控制工作，是汽車的“神經(jīng)元”。汽車傳統(tǒng)傳感器依照功能可以分為壓力傳感器、位置傳感器、溫度傳感器、加速度傳感器、角速度傳感器、流量傳感器、氣體濃度傳感器和液位傳感器等 8 類。汽車傳感器主要應(yīng)用于動力總成系統(tǒng)，車身控制系統(tǒng)以及底盤系統(tǒng)中。汽車傳感器在這些系統(tǒng)中擔(dān)負(fù)著信息的采集和傳輸功用，它采集的信息由電控單元進(jìn)行處理后，形成向執(zhí)行器發(fā)出的指令，完成電子控制。

▲傳統(tǒng)傳感器分類智能傳感器：智能傳感器是無人駕駛車輛的“眼睛”。汽車正在向一臺安全聯(lián)網(wǎng)的自動駕駛機(jī)器人快速演進(jìn)，進(jìn)行環(huán)境感知、規(guī)劃決策，最終實現(xiàn)安全抵達(dá)目的地。目前應(yīng)用于環(huán)境感知的主流傳感器產(chǎn)品主要包括激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、超聲波雷達(dá)和攝像頭等四類。

▲智能傳感器分類2.MEMS 傳感器：汽車微感官M(fèi)EMS 傳感器是在半導(dǎo)體制造技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來，采用微電子和微機(jī)械加工技術(shù)制造出來的新型傳感器。MEMS 傳感器廣泛應(yīng)用于電子車身穩(wěn)定程序(ESP)、防抱死(ABS)、電控懸掛(ECS)、胎壓監(jiān)控(TPMS) 等系統(tǒng)。其中，壓力傳感器、加速計、陀螺儀與流量傳感器是汽車中使用最多的 MEMS 傳感器，占汽車 MEMS 系統(tǒng)的 99%。

▲MEMS 應(yīng)用廣泛

▲MEMS 傳感器價值較為集中

MEMS 具有較為明顯的優(yōu)勢，是未來構(gòu)筑物聯(lián)網(wǎng)感知層傳感器的主要選擇之一，其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在：1）微型化、2）硅基加工工藝、3）批量生產(chǎn)、4）集成化。1）微型化：MEMS 器件體積小，單個尺寸以毫米甚至微米作為計量單位，重量輕，耗能低。MEMS 更高的表面體積比（表面積比體積）可以提高表面?zhèn)鞲衅鞯拿舾谐潭取?）批量生產(chǎn)：以單個 5mm5mm 尺寸的 MEMS 傳感器為例，用硅微加工工藝在一片 8英寸的硅片晶元上可同時切割出大約 1000 個 MEMS 芯片，批量生產(chǎn)可大大降低單個MEMS 的生產(chǎn)成本 。3）集成化：一般來說，單顆 MEMS 往往在封裝機(jī)械傳感器的同時，還會集成 ASIC芯片，控制 MEMS 芯片以及轉(zhuǎn)換模擬量為數(shù)字量輸出。

▲MEMS 與 ASIC 芯片集成化封裝

▲MEMS 可批量生產(chǎn)降低制造成本國外大廠壟斷 MEMS 傳感器市場，市場集中度較高。根據(jù) HIS Automotive 統(tǒng)計,2017年全球 MEMS 前三大供應(yīng)商（博世、森薩塔、恩智浦）占據(jù)了 57%的市場份額，其中博世占據(jù)鰲頭，2017 年市占率達(dá)到 33.62%，森薩塔市占率達(dá)到 12.34%，恩智浦市占率達(dá)到 11.91%。電裝（8.94%）、亞德諾（8.51%）、松下（7.45%）、英飛凌（7.23%）等廠商也占有一定份額。國外大廠產(chǎn)品線廣、技術(shù)領(lǐng)先、客戶眾多、形成較高的進(jìn)入門檻。MEMS 傳感器的研發(fā)難度及其制造工藝的復(fù)雜性是形成行業(yè)壁壘的主要原因。Invensense、英飛凌等國外廠商擁有 2 到 3 條產(chǎn)品線，博世、電裝、意法半導(dǎo)體等 MEMS 產(chǎn)品線超過 4 條。相比之下，小供應(yīng)商很難在較短時間內(nèi)實現(xiàn)大批量生產(chǎn)制造，因此排名靠前的大供應(yīng)商市場份額相對穩(wěn)定，市場集中度較高。MEMS 傳感器裝配量和價值量與其裝配車型價位成正比。目前平均每輛汽車包含 24個 MEMS 傳感器，而在高檔汽車中，大約會采用 25-40 個 MEMS 傳感器。例如 BMW高端車型僅發(fā)動機(jī)就可以用到 20-40 個傳感器，而入門級車型僅 5 個左右。常用 MEMS傳感器后裝單車價值在 2000-20000 元不等；合資車通常不低于 4000 元，而自主品牌僅 2000 元左右，高端車型約為 10000-20000 元。預(yù)計到 2019 年 MEMS 傳感器市場規(guī)?？蛇_(dá)到 420.13 億元；隨著智能化和電動化的提升，2020 年和 2021 年市場規(guī)模可分別達(dá)到 446.21 億元，472.27 億元，2015-2021 年復(fù)合增速為 6.5%。3.智能傳感器：自動駕駛核心1）毫米波雷達(dá):ADAS 系統(tǒng)核心傳感器毫米波雷達(dá)是指利用波長 1-10nm,頻率 30GHZ-300GHZ 的毫米波，通過測量回波的時間差算出距離。毫米波雷達(dá)始用于軍事領(lǐng)域，隨著技術(shù)水平的提升，開始逐漸應(yīng)用于汽車領(lǐng)域。毫米波雷達(dá)的優(yōu)勢主要為以下 3 個方面：1）探測性能穩(wěn)定、作用距離較長、環(huán)境適用性好。2）與超聲波雷達(dá)相比，體積小、質(zhì)量輕和空間分辨率高的特點。3）與光學(xué)傳感器相比，毫米波雷達(dá)穿透霧、煙、灰塵的能力強(qiáng)，具有全天候全天時的特點。但也存在著成本較高，對行人的識別較為困難等不足之處。

▲毫米波雷達(dá)優(yōu)劣勢

77 GHz 在性能和體積上都更具優(yōu)勢。目前車載雷達(dá)的頻率主要分為 24GHZ 頻段和77GHZ 頻段。與 24GHz 毫米波雷達(dá)相比，77GHz 的距離分辨率更高，體積更是小了三分之一。2018 年，中國新車評價規(guī)程（C-NCAP）將自動緊急制動系統(tǒng)（AEBS）納入評分體系，從而將帶動 77GHz 毫米波雷達(dá)在未來的市場需求。而從長遠(yuǎn)來看，77GHz毫米波雷達(dá)的體積更小、探距更長，使得其較 24GHz 毫米波雷達(dá)將具備更大的市場空間。

▲毫米波雷達(dá) 24GHz 和 77GHz 比較

24GHz 與 77GHz 毫米波雷達(dá)兼?zhèn)溆?ADAS 的長短距檢測。毫米波雷達(dá)因其硬件體積小，且不受惡劣天氣影響，被廣泛應(yīng)用在 ADAS 系統(tǒng)之中。24GHz 目前大量應(yīng)用于汽車的盲點監(jiān)測、變道輔助。雷達(dá)安裝在車輛的后保險杠內(nèi)，用于監(jiān)測車輛后方兩側(cè)的車道是否有車、可否進(jìn)行變道。77GHz 雷達(dá)在探測精度與距離上優(yōu)于 24GHz 雷達(dá)，主要用來裝配在車輛的前保險杠上，探測與前車的距離以及前車的速度，實現(xiàn)的主要是緊急制動、自動跟車等主動安全領(lǐng)域的功能。完全實現(xiàn) ADAS 各項功能一般需要“1長+4 中短”5 個毫米波雷達(dá)，奧迪 A8 搭載 5 個毫米波雷達(dá)（1LRR+4MRR），奔馳 S 級搭載 6 個毫米波雷（1LRR+6SRR）。目前 77GHz 的毫米波雷達(dá)系統(tǒng)單價在 1000元左右，24GHz 毫米波雷達(dá)單價在 500 元左右。

▲毫米波雷達(dá)在 ADAS 系統(tǒng)中的應(yīng)用

毫米波雷達(dá)關(guān)鍵技術(shù)被外商壟斷，集中度較高。在全球毫米波雷達(dá)市場上，占主導(dǎo)地位的是德國、美國、日本等國家。目前毫米波雷達(dá)技術(shù)主要由大陸、博世、電裝、奧托立夫、Denso、德爾福等傳統(tǒng)零部巨頭所壟斷；其中，77GHz 毫米波雷達(dá)技術(shù)被壟斷于博世、大陸、德爾福、電裝、TRW、富士通天、Hitachi 等公司手中。2016年，博世和大陸全球毫米波雷達(dá)市場占有率均為 17%，并列第一；電裝、海拉并列第二，市場份額為 11%，采埃孚占據(jù) 8%，德爾福占據(jù) 6%，奧托立夫占據(jù) 4%。前七大供應(yīng)商巨頭市場占有率達(dá)到 73%。

▲毫米波雷達(dá)海外主要供應(yīng)商及產(chǎn)品

國內(nèi)毫米波雷達(dá)依賴進(jìn)口，受限國外技術(shù)封鎖，24GHz 毫米波雷達(dá)是主流方向。目前中國市場中高端汽車裝配的毫米波雷達(dá)傳感器全部都依賴國外進(jìn)口，市場被美、日、德企業(yè)壟斷，價格昂貴，并采取了技術(shù)封鎖，自主可控迫在眉睫。國內(nèi)自主車載毫米波雷達(dá)產(chǎn)品總體仍處于研制階段?？紤]到研發(fā)成本和 77GHz 開發(fā)技術(shù)受限，目前國內(nèi)廠商對于毫米波雷達(dá)的研發(fā)方向集中于 24GHz。國內(nèi)市場上，24GHz 毫米波雷達(dá)的產(chǎn)品體系已經(jīng)相對成熟，供應(yīng)鏈已經(jīng)相對穩(wěn)定，24GHz 的核心芯片能從英飛凌、飛思卡爾等芯片供應(yīng)商獲得。據(jù)麥姆斯咨詢研究表明，2016 年中國汽車預(yù)裝毫米波雷達(dá)的數(shù)量達(dá)到 105 萬個，其中 24GHz 雷達(dá)占比 63.8%，77GHz 雷達(dá)占比 36.2%。根據(jù)測算，毫米波雷達(dá) 2019、2020 年以及 2025 年市場規(guī)?？梢赃_(dá)到 4.7 億元、36億元、80 億元。2017-2025 復(fù)合增長率達(dá)到 58%左右。
2）激光雷達(dá)：L3-L5 自動駕駛中的關(guān)鍵激光雷達(dá)是一種綜合的光探測與測量系統(tǒng)，通過發(fā)射接受激光束，分析激光遇到目標(biāo)對象后的折返時間，計算出目標(biāo)對象與車的相對距離。目前常見的有 8 線、16 線、32 線激光雷達(dá)。激光雷達(dá)線束越多，測量精度越高，安全性越高。激光雷達(dá)并不是新鮮事物，早已在航空航天、測繪等領(lǐng)域進(jìn)行了應(yīng)用。隨著汽車智能化的發(fā)展，L3 級別自動駕駛中開始應(yīng)用激光雷達(dá)，由于其高精度、實時 3D 環(huán)境建模的特點將成為 L3-L5 階段中最為關(guān)鍵的傳感器。

▲激光雷達(dá)工作原理

激光雷達(dá)固態(tài)化是未來趨勢，存在小型化、低成本優(yōu)勢。業(yè)內(nèi)降低激光雷達(dá)成本主要有兩個方式：1）取消機(jī)械旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)、采用固態(tài)化技術(shù)根本性降低激光雷達(dá)成本。固態(tài)激光雷達(dá)體積更小，方便集成，并且系統(tǒng)可靠性提升，因此激光雷達(dá)有向固態(tài)發(fā)展的趨勢。2）降低激光雷達(dá)線數(shù)，組合使用多個低線數(shù)激光雷達(dá)。從機(jī)械旋轉(zhuǎn)式過渡到混合固態(tài)再到純固態(tài)激光雷達(dá)，隨著量產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大、技術(shù)迭代更新，成本不斷降低，激光雷達(dá)也在不斷向小型化、低功耗、集成化發(fā)展。激光雷達(dá)的核心技術(shù)主要掌握在 Velodyne、Ibeo、Quanergy 三家企業(yè)中。美國Velodyne 的機(jī)械式激光雷達(dá)起步較早，技術(shù)領(lǐng)先，最新已推出 128 線原型產(chǎn)品VLS-128，同時與谷歌、通用汽車、福特、Uber、百度等全球自動駕駛領(lǐng)軍企業(yè)建立了合作關(guān)系，占據(jù)了車載激光雷達(dá)大部分的市場份額。Google、百度、福特、奧迪、寶馬等各企業(yè)相繼采用激光雷達(dá)的感知解決方案。寶馬聲明聯(lián)手激光雷達(dá)創(chuàng)企 Innoviz 研發(fā)無人駕駛汽車，預(yù)計 2021 年推出。根據(jù)個公司官網(wǎng)激光雷達(dá)產(chǎn)品價格，單車激光雷達(dá)傳感器價值在 3~8 萬美元之間。短期內(nèi)激光雷達(dá)不會大規(guī)模應(yīng)用于汽車領(lǐng)域。盡管自動駕駛加速發(fā)展給激光雷達(dá)行業(yè)創(chuàng)造了較好的應(yīng)用前景，但是激光雷達(dá)自身發(fā)展的諸多痛點卻限制了其在自動駕駛汽車上的應(yīng)用。限制因素主要有三個方面：1）成本高昂。激光雷達(dá)龍頭 Velodyne16線產(chǎn)品 0.8 萬美元，32 線產(chǎn)品 4 萬美元，64 線產(chǎn)品約 8 萬美元。高昂的產(chǎn)品價格也抑制了激光雷達(dá)在自動駕駛車輛中的應(yīng)用。2）難以量產(chǎn)、交貨周期長。Velodyne64線產(chǎn)品生產(chǎn)周期要 4-8 周，32 線和 16 線也要 2-4 周，為了保證激光雷達(dá)傳遞接受信號的精準(zhǔn)性，其復(fù)雜的組裝和調(diào)校過程拉大了其交貨周期。3）缺乏相關(guān)車規(guī)。目前自動駕駛只是一個前瞻性的概念，具體還沒有實踐，沒有相應(yīng)的政策法規(guī)的強(qiáng)制性要求，這在一定程度上也限制了激光雷達(dá)在自動駕駛領(lǐng)域的普及。
3）超聲波雷達(dá)：自動泊車系統(tǒng)的主流傳感器超聲波雷達(dá)的工作原理是通過超聲波發(fā)射裝置向外發(fā)出超聲波，到通過接收器接收到發(fā)送過來超聲波時的時間差來測算距離。超聲波雷達(dá)在自動駕駛中，其基礎(chǔ)應(yīng)用為泊車輔助預(yù)警以及汽車盲區(qū)碰撞預(yù)警功能。超聲波雷達(dá)成本低，短距離測量中具有優(yōu)勢，探測范圍在 0.1-3 米之間，而且精度較高，因此非常適合應(yīng)用于泊車。但測量距離有限，且很容易受到惡劣天氣的影響。

▲超聲波雷達(dá)工作原理

自動泊車普及激發(fā)超聲波雷達(dá)需求。超聲波雷達(dá)一般安裝在汽車的保險杠或者側(cè)面，前者稱為 UPA，一般用于測量汽車前后障礙物，后者稱為 APA，用于測量側(cè)方障礙物。APA 超聲波傳感器是自動泊車輔助系統(tǒng)的核心部件，探測距離較遠(yuǎn)，可用作探測車位寬度，獲得車位尺寸及車輛的位置信息。超聲波雷達(dá)主要應(yīng)用于倒車?yán)走_(dá)，以及自動泊車系統(tǒng)中近距離障礙監(jiān)測。倒車?yán)走_(dá)已經(jīng)由高端車型下沉到中低端車型，滲透率較高，前裝率達(dá) 80%左右。倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)通常需要 4 個 UPA 超聲波雷達(dá)，自動泊車?yán)走_(dá)系統(tǒng)需要 6-12 個超聲波雷達(dá)，典型配置是 8 個 UPA+4 個 APA。

▲超聲波雷達(dá)在汽車中的應(yīng)用

▲UPA、APA 超聲波雷達(dá)比較

超聲波雷達(dá)技術(shù)方案各有優(yōu)劣，模擬式雷達(dá)占據(jù)主要市場。超聲波雷達(dá)的技術(shù)方案，一般有模擬式、四線式數(shù)位、二線式數(shù)位、三線式主動數(shù)位四種，其在信號干擾的處理效果上依次提升。四種技術(shù)方案在技術(shù)難度、裝配以及價格上各有優(yōu)劣。目前市場上使用較多的是“模擬式”技術(shù)路線，其優(yōu)點為產(chǎn)品成本低，但易受外界環(huán)境干擾。未來智能化趨勢下，“數(shù)位式”技術(shù)路線會更受歡迎?！皵?shù)位式”技術(shù)路線下，信號數(shù)字化，可以極大程度地提高雷達(dá)的抗干擾能力，但成本較高，技術(shù)難度大，現(xiàn)階段的工藝水平只能多數(shù)采取四線式做法。

▲超聲波雷達(dá) 4 種技術(shù)路線方案

超聲波雷達(dá)市場主要由博世（BOSCH）、日本村田（Murata）、日本尼賽拉（Nicera）等占據(jù)，國內(nèi)奧迪威和同致電子具有較高的競爭力。奧迪威是國內(nèi)領(lǐng)先的超聲波傳感器生產(chǎn)商，2016 年奧迪威車載超聲波傳感器的銷量為 2627 萬個，全球車載超聲波傳感器的市場容量約 27400 萬個，奧迪威的車載超聲波傳感器占全球乘用車市場份額的 9%。奧迪威的第一大客戶是臺灣同致電子。臺灣同致電子其核心產(chǎn)品為倒車?yán)走_(dá)，2016 年其市場份額位居亞洲第一。超聲波中短期市場有望繼續(xù)提升，長期可能會受到其他雷達(dá)傳感器的替代壓力。目前，后向的超聲波雷達(dá)搭載率最高，達(dá)到 45.2%，“前向+后向雷達(dá)”搭載率為 28.3%，不搭載占比 26.5%。隨著自動化駕駛的發(fā)展，“前向+后向”雷達(dá)有望成為搭載標(biāo)配。因此，預(yù)計中短期內(nèi)，超聲波雷達(dá)市場滲透率將繼續(xù)提升，但長期來看，未來搭載高級別自動駕駛車型中，部分或者全部的超聲波雷達(dá)會被綜合性能更好的毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)等替代。根據(jù)測算，2019、2020 年、2025 年超聲波雷達(dá)的市場規(guī)模分別將達(dá)到 42億元，87 億元，192 億元。2016-2025 年復(fù)合增長率達(dá)到 38%左右。
4）攝像頭：ADAS 系統(tǒng)主要視覺傳感器車載攝像頭是 ADAS 系統(tǒng)的主要視覺傳感器，是最為成熟的車載傳感器之一。借由鏡頭采集圖像后，攝像頭內(nèi)的感光組件電路及控制組件對圖像進(jìn)行處理并轉(zhuǎn)化為電腦能處理的數(shù)字信號，從而實現(xiàn)感知車輛周邊的路況情況。攝像頭主要應(yīng)用在 360全景影像、前向碰撞預(yù)警、車道偏移報警和行人檢測等 ADAS 功能中。

▲攝像頭檢測道路行人

▲攝像頭在全景泊車系統(tǒng)中的應(yīng)用ADAS 系統(tǒng)配套 6 個以上攝像頭。根據(jù)不同 ADAS 功能的需要，攝像頭的安裝位置也有不同。主要分為前視、后視、側(cè)視以及內(nèi)置。實現(xiàn)自動駕駛時全套 ADAS 功能將安裝 6 個以上攝像頭，前視攝像頭因需要復(fù)雜的算法和芯片，單價在 1500 元左右，后視、側(cè)視以及內(nèi)置攝像頭單價在 200 元左右。ADAS 的普及應(yīng)用為車載攝像頭傳感器帶來了巨大的市場空間。

▲攝像頭安裝位置及特點

短期內(nèi)單目攝像頭為主流技術(shù)路線。前視攝像頭 ADAS 系統(tǒng)可分為搭載單目攝像頭和搭載雙目攝像頭兩種技術(shù)路線。相比單目攝像頭，雙目攝像頭的功能更加強(qiáng)大，測度更加精準(zhǔn)，但成本比較高，因此多搭載于高檔汽車。雙目攝像頭的方案在成本、制造工藝、可靠性、精確度等綜合因素的制約下，導(dǎo)致其難以在市場上推廣，而單目攝像頭低成本可靠性的解決方案，搭配其他傳感器，完全可以滿足 L1,L2,以及部分 L3 場景下的功能。因此在現(xiàn)有的市場環(huán)境下，單目攝像頭的解決方案依然會是主流。攝像頭主要作為雷達(dá)輔助傳感器。雖然攝像頭分辨率高、可以探測到物體的質(zhì)地與顏色，但在逆光或者光影復(fù)雜的情況下視覺效果較差，極易受惡劣天氣影響，因此攝像頭獲取的圖像信息將主要負(fù)責(zé)交通標(biāo)志識別等少數(shù)領(lǐng)域，作為激光雷達(dá)和毫米波雷達(dá)的補(bǔ)充。攝像頭產(chǎn)業(yè)鏈可以大致劃分為上游元件生產(chǎn)、中游模組封裝集成、下游產(chǎn)品應(yīng)用三部分。
1）上游元件主要包括 CMOS 傳感器、鏡頭組、DSP 等,上游市場中 CMOS 傳感器以及 DSP 主要被索尼、三星、TI、安森美等國外企業(yè)壟斷，國內(nèi)企業(yè)在鏡頭組生產(chǎn)方面具有優(yōu)勢，其中自主品牌舜宇光學(xué)等具有較高的競爭力；2）中游封裝集成包括模組封裝和系統(tǒng)集成兩部分。模組封裝以及集成工藝復(fù)雜，市場被外企壟斷，主要廠商有 Panasonic、索尼、法雷奧等企業(yè)。
3）下游產(chǎn)品應(yīng)用于整車廠、4S 店。車載攝像頭產(chǎn)業(yè)制作工藝要求高，認(rèn)證周期長。相對于手機(jī)攝像頭，車載攝像頭所面臨的工況更加惡劣，需要滿足耐高溫、抗震、防磁、穩(wěn)定等多項要求。特別是應(yīng)用于 ADAS 系統(tǒng)的前視攝像頭，涉及行車安全，對可靠性的要求必須非常高，因此車載攝像頭的制作工藝要求非常高。企業(yè)在成為整車廠商的一級供應(yīng)商之前，需要經(jīng)過大量不同種類的嚴(yán)格測試，一旦進(jìn)入整車廠商的供應(yīng)體系就會形成很高的壁壘，很難被替代，替換成本也非常高。例如，國外視覺傳感器龍頭 Mobileye 用了 8 年的時間從研發(fā)進(jìn)入到前裝市場。根據(jù)測算，預(yù)計攝像頭傳感器 2019 年攝像頭市場規(guī)模達(dá)到 150 億元，進(jìn)入 L3 階段，2020 年和 2025 年市場規(guī)?？梢赃_(dá)到 205 億元和 315 億元，2016-2025 年復(fù)合增長率達(dá)到 17%左右。
4.多傳感器融合是必然趨勢
ADAS 融合多種傳感器，帶動傳感器市場發(fā)展。隨著未來智能汽車比重的提升，ADAS市場將加速成長。根據(jù)高盛全球投資研究部門研究，當(dāng)前全球 ADAS 滲透率普遍不高，歐美日滲透率只有 8%-12%。根據(jù)蓋世汽車研究院測算，我國 ADAS 的滲透率在 2%-5%左右；從生命周期上判斷，ADAS 已經(jīng)實現(xiàn)從導(dǎo)入期到成長期的跨越?？傮w來看，智能駕駛、無人駕駛浪潮下，汽車電子化、智能化水平不斷提升，ADAS 具有很大的成長空間。環(huán)境感知作為 ADAS 的硬件基礎(chǔ)，傳感器的應(yīng)用必不可少，ADAS 滲透率的提升將帶動車載傳感器需求量的大幅增加，未來傳感器的市場規(guī)模將會進(jìn)一步擴(kuò)大。

▲ADAS 融合多種傳感器

環(huán)境感知傳感器是汽車的眼睛，毫米波雷達(dá)綜合優(yōu)勢突出。智能化時代背景下，環(huán)境感知顯得尤為重要，不同傳感器的原理和功能各不相同，在不同的場景里發(fā)揮各自的優(yōu)勢，難以相互替代。毫米波雷達(dá)綜合優(yōu)勢突出，有望率先成為 ADAS 系統(tǒng)主力傳感器。

▲各種傳感器優(yōu)劣勢比較

▲毫米波雷達(dá)綜合優(yōu)勢突出

單種傳感器特性突出，均不能形成完全信息覆蓋，多傳感器融合是未來發(fā)展必然趨勢。并且為Level3-Level5 級自動駕駛方案的實現(xiàn)提供了必要的技術(shù)儲備。目前自動駕駛環(huán)境感知的技術(shù)路線主要有兩種：一種是以特斯拉為代表的視覺主導(dǎo)的多傳感器融合方案，另一種是以低成本激光雷達(dá)為主導(dǎo)，典型代表如谷歌Waymo。國外主流車企如特斯拉、奧迪、通用等均發(fā)布了其自動駕駛汽車多傳感器規(guī)劃。多傳感器融合對于保證車輛對周邊環(huán)境的全局定位和理解是至關(guān)重要的。總的來說，ADAS 采用的傳感器主要有攝像頭、雷達(dá)、激光和超聲波等，可以探測光、熱、壓力或其它用于監(jiān)測汽車狀態(tài)的變量， 通常位于車輛的前后保險杠、側(cè)視鏡、駕駛桿內(nèi)部或者擋風(fēng)玻璃上。ADAS內(nèi)每一類子系統(tǒng)在運(yùn)作時，都離不開信息的搜集、處理與判斷，以及判斷完畢后系統(tǒng)給予車體指令，使汽車進(jìn)行不同動作等各階段。在這樣的流程中，雷達(dá)和攝影機(jī)等傳感器，以及MCU或影像處理IC等處理器，就成了最主要的使用元件。在通往L5級別自動駕駛的道路上，ADAS系統(tǒng)的成熟與完善是基本保障。

編輯：黃飛