電子發燒友網報道（文/李彎彎）隨著技術的不斷進步，具備各級別自動駕駛功能的汽車也將越來越多，汽車自動駕駛級別越高，車輛對攝像頭的需求也就越多，對CMOS圖像傳感器（CIS）的需求也就越越多。

豪威科技中國區汽車電子業務部總經理劉琦日前在某論壇上詳細介紹了一輛自動駕駛汽車到底需要多少圖像傳感器，并根據圖像傳感器的平均售價及每年全球汽車產量，大致計算出了未來車用圖像傳感器市場到底有多大。

劉琦表示，公司從跟國內外大量整車廠商的交流中發現，當汽車到達L4或者L5級自動駕駛的時候，車輛對攝像頭的需求主要體現在這些方面：前視需要1-3目，主要是1目，一些高端車或者具備比較先進自動駕駛功能的車輛可能需要3目；側向感知需要2-4目；后向感知需要1目；四環視及APA（自動泊車輔助系統）需要4目；艙內駕駛員監測需要1-2目；未來還可能需要1目攝像頭了解乘客的狀態，包括乘客下車以后有沒有問題；另外根據國家法規，從2021年開始，汽車必須強制安裝行車記錄儀或者事件記錄儀，需要1目。

這樣計算下來，預計未來每輛車基本需要配置11-15目攝像頭。再來看，每年全球汽車產量大概在8000萬到1億輛之間，那么全球汽車攝像頭市場規模約為15~18億。汽車圖像傳感器的平均售價為4-5美元，這樣的話，全球汽車圖像傳感器的市場規模將接近一百億美元。

根據日本調研公司TSR的數據，全球CIS市場的規模將從2019年的172億美金增長到2023年的270億美金。其中車用CIS市場未來將超越消費類應用成為僅次于手機應用的CIS第二大應用市場。這就是很多圖像傳感器廠商，甚至一些初創公司都希望進入這個市場的原因。

與手機相比，汽車圖像傳感器都有哪些苛刻要求

車載數字成像技術已經在ADAS（高級輔助駕駛系統）領域廣泛應用，不過與手機攝像頭和數碼相機的成像不同，車載攝像頭通常需要面臨更多苛刻的條件。

安森美應用工程經理陳力日前在某研討會上談到，汽車圖像世界存在四個方面的挑戰：一是汽車圖像傳感器的動態范圍要超過120dB，通常在120dB-140dB之間；二是溫度范圍要求極端苛刻，需要能夠達到零下40℃，以及105℃；三是對于低照也有比較高的要求，需要在夜間街道上檢測到行人或騎自行車的人，以及符合歐洲新車評估幾乎（NCAP）；四是還需要解決交通信號燈、LED路牌閃爍和偽影的問題。

高動態范圍（HDR）挑戰。什么是動態范圍，即在同一個場景中，既有低照的區域，也有高亮的區域，高亮和低照的比值就被定義為這個場景的動態范圍，對圖像來說，需要能夠將低照和高亮的區域都表現出來。

比如上圖，對于車載攝像頭來說，需要同時看清隧道口內部和隧道口外部的信息，很顯然，左邊的傳感器因為動態范圍低，看不到隧道外部的信息，就不符合要求。

LED燈閃爍的問題。LED燈在日常生活中的應用越來越廣泛，LED燈是交流脈沖光源，其頻率與占空比是可變的，LED燈脈沖頻率越低，占空比越小，曝光時間越短，LED閃爍的問題就會越嚴重，因為頻率低的時候圖像傳感器更容易抓到LED熄滅的狀態。

LED燈亮和滅的頻率，人眼無法分辨，但圖像傳感器可以，像素感光的時候會實際記錄LED燈熄滅和點亮的狀態，反應的是客觀的世界，人腦看到的圖像是大腦補充過的圖像，都是點亮的狀態，汽車的要求就是，sensor輸出的圖像要和人眼看到的圖像是一致的，這就是LED燈閃爍的挑戰。

實際場景中，LED燈閃爍和高動態范圍往往同時出現，比如在夜間的街道，車大燈、廣告燈很多都是LED燈，有時候LED燈非常明亮，明暗對比非常劇烈，這也帶來很高的動態范圍的要求。

面對這些問題和挑戰，各個圖像傳感器廠商需要找到相應的技術去解決，能夠更快更好解決汽車用圖像傳感器存在的問題和挑戰的廠家，就越能獲得市場認可，獲取更多市場份額。

全球車載圖像傳感器市場格局

目前在全球范圍內，能夠提供車載圖像傳感器的廠家有安森美、豪威科技、索尼、三星、東芝、比亞迪半導體、思特威等。其中安森美是車載領域最大供應商，車載圖像傳感器市場份額超60%，其次是豪威科技，占20%市場份額，索尼入場較晚，目前占據市場份額大概為3%，東芝、三星、比亞迪半導體都有少量出貨，思特威正在跑步進場。

安森美

安森美是全球最大的車載圖像傳感器供應商，安森美應用工程經理陳力日前在某研討會上談到，“我們公司車載圖像傳感器全球市場份額超60% ，2019年交付圖像傳感器約1億顆。”

安森美在圖像傳感器領域能有如此優秀的成績，得益于公司之前的三次收購，首先2011年以3140萬美元收購了賽普拉斯CMOS圖像傳感器業務部門，其次是2014年以9200萬美元現金收購了圖像傳感器設備制造商TRUESENSE，再是同是2014年以約4億美元收購了首款汽車專用CMOS圖像傳感器提供商Aptina Imaging，三次收購奠定并鞏固了安森美在汽車圖像傳感器領域的市場地位。

從公司官網可以看到，安森美可提供的CMOS圖像傳感器產品大概有104個型號，擁有豐富的產品組合，可以滿足用戶不同需求，同時除了種類豐富的CMOS圖像傳感器之外，安森美還在2019年將產品線擴展到了毫米波雷達和激光雷達市場。安森美半導體大中華區智能感知部工業市場營銷經理顏凱認為，多元化發展史一個企業穩定成長的必要條件。

此外企業也需要不斷的解決行業問題，更新技術，才能持續被市場認可，比如針對汽車領域高動態范圍的挑戰和LED閃爍的問題，安森美還推出了全新一代的Hayabusa平臺，采用超級曝光技術，拓寬動態范圍，解決LED閃爍的問題。

對比兩種工作模式下的LED閃爍情況，上面是傳統Sensor工作模式，不能抑制LED閃爍，真實反應了LED閃爍的狀態，所以圖片上的100限速標記沒法被準確識別出來，下面是超級曝光技術自帶的抗LED閃爍的工作模式，Sensor記錄下的圖像和人眼看到的圖像類似。

再來看目前市面上有兩種主流實現寬動態的技術路線，一種是時域多次曝光融合，另一種是大小像素融合。兩種技術路線的本質是一樣的，都是拍兩三張照片，然后融合成一張照片。不同的曝光之間，靈敏度不一樣，所以采集不同的亮度，從而實現動態范圍的擴展。事實上，這兩種主流技術路線都存在問題，時域多次曝光只有一種像素，多次曝光在時間上有滯后，會帶來運動鬼影的問題，大小像素融合曝光次數只有一次，但有兩種尺寸，因為像素之間有串擾，靈敏度之間有差異，所以它的寬動態、低照靈敏度方面都會有些局限性，問題更多。

安森美推出的全新高動態范圍像素技術錄像，即超級曝光技術，一次曝光相當于過去兩次曝光的動態范圍，這種超級曝光技術可以完美解決以前時域多次曝光和大小像素兩種技術的缺陷，陳力說道，“安森美第一代超級曝光技術的品牌名稱就是Hayabusa。”

超級曝光技術與傳統Sensor的設計理念不同，傳統Sensor像素的感光區也是存儲區，Hayabusa技術的創新在于將像素的感光功能和存儲功能分離開，像素主要負責感光，容量不大，當它飽和的時候，積累的多余電荷會轉移到外界的存儲電容中，通過這種方式可以解放像素容量的限制。陳力介紹說，“第一代Hayabusa技術平臺等效的像素容量是傳統像素容量的5倍，下一代等效曝光技術可以擴展到幾十倍，甚至更高。”

Hayabusa圖像傳感器平臺用于汽車視覺及感知系統解決方案，目前包括四個產品：AR0147和AS0149，AR0233、AR0323，從130萬像素到350萬像素。這四個sensor擁有通用架構和像素性能，一樣的動態范圍及LED閃爍抑制能力。平臺化的產品除了給客戶提供多種選擇外，還有一個非常重要的特性，由于四款Sensor像素性能一樣，客戶采用其中一款做算法學習和訓練的時候，如果換成其他款，無論是需要降低成本還是升級性能，算法學習的工作量都會下降很多，很多系統的參數都可以復用。

豪威科技

豪威科技是全球第二大車用圖像傳感器供應商。“我們已經在汽車行業耕耘15年，在汽車領域的出貨量已經累計超8億顆。”劉琦日前在某論壇上介紹道，“豪威2005年開始量產第一顆車用圖像傳感器，在汽車行業的一些新技術上起到了引導作用，2009年我們量產了第一代大象素技術，2018年量產了第一代深景技術，這個技術可以提升圖像傳感器本身單像素靈敏度。”豪威科技在圖像傳感器領域有一大優勢在于，公司在手機、安防、汽車各個領域都有深度布局。電子發燒友此前在一篇對豪威科技中國區高級副總裁王崧的專訪文章中寫道，“除了手機以外，汽車和安防是圖像傳感器的另外兩個增長點，如今不同領域所采用攝像頭芯片的技術在相互借鑒與融合。這對于橫跨手機、安防、汽車三大領域的豪威來說，不同產品和技術的互相關聯和共通性更強，這一優勢在未來更加明顯。”

2019年12月，豪威科技發布了兩款全新車規級圖像傳感器平臺新品——800 萬像素前向攝像頭 OX08A 和 OX08B。豪威在新品發布的時候表示，OX08A高清攝像頭提供了業內優秀的高動態范圍（HDR），而集成于芯片上的 HALE（HDR 和 LFM 引擎）合成算法，兼容引腳的 OX08B 為LED閃爍抑制（LFM） 性能樹立了新的標桿。

就如上文所言，高動態范圍和LED抑制能力是汽車所需要的，安森美為此推出了超級曝光技術，豪威科技也通過自己獨有的DCG 技術來提升圖像傳感器的動態范圍。豪威表示，清晰度和動態范圍，以及集成的 ASIL-C 功能安全，對先進駕駛輔助系統（ADAS） 和 Level 3+ 級自動駕駛等前視車載應用而言較為關鍵，因為能否在各種光照條件下準確檢測遠處的人體和物體，直接關系到行車安全。除了去年底推出的這兩款新品，豪威于上個月6月2日還推出了全球首款汽車晶圓級別攝像頭——OVM9284，這是一款百萬像素的CameraCubeChip?汽車晶圓級攝像頭模塊，這款產品在汽車攝像頭模塊中具有最低的功耗——比鄰近的競品功耗低50％以上。

據介紹，OVM9284將豪威科技的圖像傳感器、信號處理器和晶圓級光學器件集成在單一緊湊的包裝中，從而降低與多個供應商打交道的復雜性，并在加快開發時間的同時提高了供應可靠性。此外，與傳統攝像頭不同，所有CameraCubeChip?模塊都是可回流焊的。這意味著可以使用自動表面貼裝裝配設備將它們與其他組件同時安裝到印刷電路板上，從而在降低裝配成本的同時提高了質量。

目前，OVM9284模塊樣品現已上市，預計可在2020年第四季度實現量產。

索尼

索尼在全球圖像傳感器領域的市場占有率超50%，不過在車載圖像傳感器的市場占有率卻只有3%，公開資料顯示，索尼于2015年宣布進入車載圖像傳感器市場，要知道全球市占排名第2的豪威2005年就推出了第一款車用圖像傳感器，比索尼早了10年。

雖然從宣布進入汽車領域到現在已經6年時間，但目前來看，擁有圖像傳感器先進技術的索尼，在車載圖像傳感器領域的發展并沒有向預想的那么順利，從索尼上一財年的業績中不難看到，車載傳感器的營業收入僅占傳感器部門整體的幾個百分點，似乎只被豐田的雷克薩斯等采用。

盡管如此，索尼對車載圖像傳感器市場還是有自己的期待和思考，索尼社長吉田憲一郎此前談道，“過去10年的主要趨勢是移動終端，今后將會是移動出行，在即將到來的互聯、自動、共享、電動的時代，發揮汽車眼睛作用的傳感器將為車最重要的零部件。”

索尼半導體部門負責人清水照士（Terushi Shimizu）表示，“我們不想被卷入單純的‘價格戰’，我們的技術更好，所以我們希望我們的傳感器能被使用，僅此而已”。從長遠來看，真正的無人駕駛汽車被開發出來后，索尼希望通過為車內用戶提供視頻游戲，電影和音樂來擴展其娛樂業務。

盡管索尼目前汽車傳感器的銷量還很小，但是有分析師發現，索尼正在汽車領域取得進展，2018年，豐田開始在其高級駕駛輔助系統中使用索尼的圖像傳感器，而包括寶馬、梅賽德斯和奧迪在內的歐洲汽車制造商則使用索尼的圖像傳感器來測試它們的自動駕駛汽車。索尼還積極與特斯拉（Tesla）等新興汽車廠商進行洽談，后者計劃生產僅依靠攝像頭和雷達的自動駕駛汽車。

IHS Markit駐東京高級首席分析師Kun Soo Lee表示：“索尼擁有技術和生產能力，可以復制其在移動市場（圖像傳感器）的高市場份額。”

思特威

思特威在圖像傳感器領域的表現也是非常搶眼，在安防領域的全球市場占有率多年排名第一，2020年3月，思特威科技首席市場官Chris Yiu女士接受電子發燒友采訪的時候說道，“2020年公司將繼續鞏固安防領域的領先地位，并不斷拓展以汽車電子為主的其他更多應用領域，以實現進一步增長。”

近期我們就看到了思特威在汽車領域的諸多行動，6月中旬，思特威宣布成功收購了深圳安芯微電子有限公司（Allchip），思特威表示，本次收購將進一步擴展思特威的產品線，加速公司在汽車領域業務布局的步伐。要知道安芯微電子在車載攝像頭CMOS圖像傳感器產品上頗有建樹，據悉，其生產的芯片車載攝像頭和其他小型化視頻監控應用方面極具競爭力，擁有自主研發量產的多款SOC系列圖像傳感器產品。

今年6月，思特威還加入了一員大將——歐陽堅，擔任副總經理一職，負責公司戰略資源整合以及產業上下游生態合作系統建設，資料顯示，歐陽堅早在二十年前就開始投身于數字影像領域，在該領域深耕多年。在不久前的某論壇上，歐陽堅表示，思特威在安防領域的一貫優勢能夠為車載產品帶來更好的夜視成像性能，再結合我們已發布的多項車載電子相關技術，如LED閃爍抑制技術、PixGain HDR?技術等等都為我們進入車載電子領域打下了夯實的基礎。可以預見，思特威在汽車圖像傳感器領域的發展是值得期待的。

小結

除了上述提到的安森美、豪威科技、索尼和思特威，在汽車圖像傳感器領域，東芝、三星、比亞迪半導體都有產品出貨。

在國內的圖像傳感器領域，格科微的表現也較為突出，近日有報道顯示，格科微圖像傳感器的出貨量已經已經位居全球第二。報道稱，據Frost&Sullivan統計，按出貨量口徑計，2019年格科微實現13.1億顆CMOS圖像傳感器出貨，占據了全球20.7%的市場份額，位居行業第二。

另外值得關注的是，格科微也是國內唯一一家除了自己設計芯片，還自己投建工廠的圖像傳感器企業，今年3月，格科微宣布在上海臨港新片區投資建設12英寸CIS集成電路特色工藝研發與產業化項目，該項目7月7日已開工，同日格科微科創板申請獲受理。

此前也有消息稱，格科微有計劃進入汽車圖像傳感器領域，不過近期沒看到相關行動和進展。

另外，圖像傳感器更加智能化也會是未來發展方向，索尼近日就推出了帶有AI處理功能的圖像傳感器，不過這兩款產品將用于零售和工業設備，隨著未來汽車市場智能化的需求，索尼再針對汽車領域推出帶有AI功能的圖像傳感器也不是不可能。事實上，目前豪威科技就已經將其AI技術用來改善提升車載圖像傳感器的寬動態性能。