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与手机市场格局差异巨大,这些CIS厂商凭什么能在增速迅猛的汽车市场夺得先机?

Hobby观察 来源:电子发烧友网 作者:梁浩斌 2021-12-14 09:51 次阅读
电子发烧友网(文/梁浩斌)在过去十年,CMOS图像传感器(以下简称CIS)几乎是增长最快的半导体产品之一,从IC Insights的数据来看,2010年至2019年间,图像传感器的销售额已经翻了两番。

而在CIS市场中,近几年伴随汽车辅助驾驶、以及DMS、行车记录等需求提高,得益于单车平均搭载的CIS数量增加,汽车应用这一细分市场的增速明显,2018-2020年间汽车CIS在总销售额中的占比从6%增长到14%。

在近年智能手机增速放缓的情况下,汽车就成为了CIS一个新的增长点。虽然从整个CIS市场来看,索尼是当之无愧的霸主,但其中主要收入是来源于智能手机市场。而来到汽车CIS的细分市场中,CIS厂商们的市场份额则是另一个景象。索尼、三星这家在手机CIS上排名前二的厂商,在车载领域的份额都不高。而据公开资料显示,索尼在2015年才宣布进入车载CIS市场,明显起步较晚。

那么汽车CIS的市场格局为何与智能手机CIS相差巨大?车用CIS厂商又有哪些独特的优势?带着这些问题,电子发烧友网采访到三家汽车CIS厂商,了解到其中一些答案。

技术相通、路线不同,车用CIS提出更综合的需求

与手机、安防等领域相比,汽车对于CIS的需求更加多样。在接受采访时,豪威相关人士对电子发烧友网表示,汽车是一个更综合的应用要求。“车用CIS使用的场景、面对的应用更多元化。比如手机CIS主要是用于拍摄,但对于汽车上的CIS,除了投在屏幕上的比如倒车影像、行车记录之外,还有机器视觉所需的,比如ADAS。另外车用CIS还需要对于各种场景和光照的条件进行覆盖,所以对于CIS来说是一个更加综合性的需求。”

安森美智能感知部汽车感知分部战略营销总监黄春华也有类似观点,他认为汽车图像传感器对安全性、 可靠性要求更高,并且对图像质量低照度、动态范围和功能安全也高于手机安防。简单而言,手机、安防偏重于人眼的视觉感受,汽车应用更注重机器视觉。

具体而言,对于ADAS来说,由于ADAS对于实时图像的判定很重要,所以既要有宽动态,同时也不能有运动的伪影。与此同时,在道路上会有很多LED灯,由于LED工作的原理,在拍摄的时候,形成的图像就可能会有缺失、有闪烁等等。而LED闪烁抑制(LFM)的问题解决,和宽动态的实现也是相互关联的。

格科微相关人士向记者介绍,车载的产品有特殊的使用环境,所以也产生了特殊的需求,比如需要耐高温,应对在高温天气的连续工作;需要有暗态环境下的拍摄能力来满足晚间行车;需要有高动态性能,使得在进出隧道等快速环境变化时有更好的成像品质。产品要能够解决在特殊环境中产生的噪声、黑点、感光以及稳定性等各方面的问题,提升传感器的成像质量。

而针对自动驾驶的应用目前主要需要的是高动态、低照度好的卷帘快门。据黄春华介绍,安森美最新推出的AR0820AT,830万像素,提供>140 dB的高动态范围,最长可达185米,适用于最严苛的照明条件,可在自动驾驶应用中安全可靠地使用。NIR+技术实现增强的近红外成像,从而提供同类最佳的微光性能,在夜间表现极佳。

另外,在这些基础之上,CIS在ADAS应用上上还会考虑网络数据的安全性,还要考虑屏幕投影、机器视觉所需,要实现多路输出等等。

除了在技术方面的一些区别外,实际上车用CIS的车规要求与手机、安防不同,整个体系也不同。豪威表示:“对于豪威来说,车用CIS从产品定义,到开发、生产、测试、售后、销售团队,都是单独的团队和单独的流程,和Tier1、OEM客户一起为用户提供更优的服务、创造更大的价值。”

由于汽车对于功能安全有一定要求,在产品设计之初,就要估计可能出问题的地方、故障率,考虑怎么降低可能性,怎么排除故障。

黄春华也表示,在可靠性上,安森美的出厂标准是00PPM,并且为了使汽车摄像头的智能感知技术绝对可靠,安森美分析了4000多种故障模式,以确保绝对可靠性。

不过,虽然需求有所区别,但汽车跟安防、手机相比,其实很多技术是相通的。早在2014年开始布局非手机类图像传感器业务的格科微表示,由于在CIS方面技术储备充分,因此从手机向车载等非手机领域拓展还是相对顺利的。

而在讨论到汽车CIS与手机、安防等领域的相通性时,豪威告诉记者:“比如说对暗态效果的要求、对小像素的要求等等,汽车和手机、安防是类似的,但汽车CIS更加综合,需要的是完善的技术储备。”

比如在手机上的CIS动辄一亿像素,像素越做越小,路线走得非常激进。但在汽车上,则需要综合考量对于像素大小、分辨率的要求,暗态下的表现,甚至是整个方案的尺寸大小,都需要综合考量。豪威认为:“目前主流的ADAS系统已经到800万像素,未来可能会提升至12-15MP,但不会像手机一样,无止境地追求分辨率。”

新玩家入局,汽车CIS优势厂商如何保持自己领先地位?

在近几年,由于车用市场的需求增长,各大CIS厂商都加大对汽车的投入。比如三星在今年年初开始大举入局车用CIS,索尼在去年CES上展示了一台Vision-s概念车,搭载了自家的多种CIS方案,以示在车用市场的决心。

相比于其他竞争对手,目前占据汽车CIS市场前二名的安森美和豪威,都是较早在车用CIS上进行布局的。比如安森美的智能感知部主要由收购APTINA延续过来,而APTINA 在2005 推出了全球首款汽车级AECQ100认证的CMOS 图像传感器。豪威同样是在2005年就推出了旗下第一款车用CIS产品。

对于在汽车传感器市场中的优势,黄春华表示,安森美图像传感器在先进驾驶辅助系统(ADAS)及自动驾驶领域拥有超过80% 的市场份额,在产品上以最小的占位、最小的封装,实现能效、重量和性能等优势,同时具备高动态范围、全局快门、符合车辆安全完整性等级等技术优势。

可见,安森美一直以来深耕汽车市场,对汽车应用的用户体验积累,以及产品可靠性是他们保持领先的主要优势。


从汽车CIS市场来看,尽管目前发展很快,但绝对的量与手机、安防都有一定距离。

豪威透露:“从技术上的投入来说,手机、安防、汽车领域的CIS最基础的技术是有相通性的。手机领域、安防领域的技术投入,可以快速应用到汽车领域。

相对属于后来挑战者的格科微,同样早在手机CIS领域拥有一定地位。也正因为在手机CIS领域的技术积累,格科微对于汽车传感器市场是比较有自信的。格科微向记者表示:“公司目前CMOS图像传感器产品主要应用于手机领域,在手机的副摄像头市场占据了主要地位,凭借的就是我们自主研发的专利技术和工艺设计,而汽车市场的传感器也是主要集中在130万、200万及800万像素产品。格科微可以基于在手机CIS的经验、技术记录,快速拓展到汽车传感器市场,再加上我们未来将建成的BSI晶圆厂,能够使我们研发速度更快,从而加速非手机领域产品的研发,快速跟上市场的变化。”

除了研发投入外,另一方面,由于手机、安防的量比较大,所以在上游供应链的资源保证会更有优势。

由于汽车行业周期比较长,,未来汽车CIS市场的竞争格局——任何进入汽车行业的新玩家都需要面对比较高的门槛,因此必须有长远的规划、长期的技术投入和产品规划才能够立足于市场。
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