傳感器芯片研究：車載傳感器進(jìn)入技術(shù)迭代周期，芯片國(guó)產(chǎn)化機(jī)遇到來

汽車傳感器芯片，可以為自動(dòng)駕駛汽車獲取外部環(huán)境數(shù)據(jù)，提升自動(dòng)駕駛的安全性，是自動(dòng)駕駛汽車不可或缺的部分。隨著自動(dòng)駕駛等級(jí)的提高，車輛對(duì)傳感器芯片需求量會(huì)不斷攀升，同時(shí)對(duì)產(chǎn)品的性能要求也越來越高。

車載攝像頭需求快速增長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)商競(jìng)逐車用CIS市場(chǎng)

自動(dòng)駕駛技術(shù)快速發(fā)展，車用攝像頭數(shù)量逐漸提升，自動(dòng)駕駛等級(jí)越高，對(duì)攝像頭的需求量越大，目前各主機(jī)廠都在積極部署L3/L4級(jí)別自動(dòng)駕駛車型量產(chǎn)，車載CIS芯片需求空間巨大。

部分車型車載攝像頭需求量

來源：佐思汽研《2022年汽車傳感器芯片產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告》

目前車載CIS的市場(chǎng)幾乎寡頭壟斷，安森美占據(jù)近60%市場(chǎng)份額，索尼、三星等傳統(tǒng)的手機(jī)攝像頭CIS切入了車載市場(chǎng)，韋爾股份旗下的豪威科技市占率也在不斷提升。

索尼：2015年切入車載CIS領(lǐng)域，已量產(chǎn)IMX490、IMX324等車用CIS。英偉達(dá)在2021年推出的DRIVE Hyperion 8.1平臺(tái)可能采用索尼的兩款CIS，IMX728用于前視攝像頭；IMX623用于魚眼攝像頭。

除了CIS，索尼也切入了激光雷達(dá)芯片市場(chǎng)。2022年上半年索尼計(jì)劃推出應(yīng)用于汽車激光雷達(dá)的SPAD ToF式距離傳感器IMX459 1/2.9型（對(duì)角線6.25毫米）。該傳感器采用堆棧式結(jié)構(gòu)，背照式SPAD像素芯片（上）和搭載測(cè)距處理電路的邏輯芯片（下）之間通過Cu-Cu連接實(shí)現(xiàn)各個(gè)像素的導(dǎo)通。

三星：2021年7月，三星推出車載ISOCELL Auto 4AC圖像傳感器，該產(chǎn)品1.2MP組件尺寸為1/3.7 英寸，其所使用的CornerPixel技術(shù)會(huì)在一個(gè)像素區(qū)內(nèi)嵌入兩個(gè)光電二極管。其中一個(gè)3.0μm的大像素會(huì)被用于暗光成像，還有一個(gè)1.0μm小像素則是用來在明亮環(huán)境中拍攝。

ISOCELL Auto 4AC應(yīng)用

來源：三星

近兩年CIS一直處于缺貨狀態(tài)，且還將持續(xù)一段時(shí)間。面對(duì)外資企業(yè)缺芯、產(chǎn)品漲價(jià)等問題，中國(guó)本土企業(yè)迎來發(fā)展機(jī)遇。

韋爾股份（豪威科技）：2022年國(guó)際消費(fèi)電子展上，豪威科技首次演示了 800 萬像素汽車前視攝像頭系統(tǒng)，系統(tǒng)采用新一代 OX08B40 CMOS 圖像傳感器，由賽靈思 MPSoC 和 Motovis IP 協(xié)助打造，將助力豪威科技沖擊800萬像素高端市場(chǎng)，與安森美展開競(jìng)爭(zhēng)。

豪威科技 800 萬像素汽車前視攝像頭系統(tǒng)

來源：網(wǎng)絡(luò)

思特威：2021年底，思特威推出了面向車載應(yīng)用的集成了ISP和TX功能的三合一圖像傳感器SC101AP，該傳感器光學(xué)尺寸為1/4.2英寸，像素尺寸為2.9μm。支持分辨率為1MP，每秒30幀的影像錄制與拍攝。新產(chǎn)品的感光度提升了53%，量子效率提升了31%。同時(shí)，思特威2022年將發(fā)布多款車用產(chǎn)品，800萬像素的ADAS產(chǎn)品也在研發(fā)中，計(jì)劃2023年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

思特威圖像傳感器SC101AP

來源：思特威

格科微：車用CIS產(chǎn)品已應(yīng)用于行車記錄儀、360度環(huán)視、座艙監(jiān)控。
技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)方面：CIS和ISP芯片都是車用攝像頭的重要芯片，ISP負(fù)責(zé)將CIS傳來的圖像信號(hào)進(jìn)行分析處理，ISP二合一車規(guī)級(jí)CMOS圖像傳感器正逐漸成為市場(chǎng)主流。豪威科技的OX03D SoC 集成CMOS和ISP SoC；思特威的片上ISP二合一圖像傳感器SC120AT，可對(duì)RAW圖數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化處理并輸出優(yōu)質(zhì)的YUV 422格式視頻影像。

4D毫米波雷達(dá)興起，產(chǎn)品迭代周期開啟，芯片市場(chǎng)格局有望重塑

目前，毫米波雷達(dá)芯片供應(yīng)商主要來自國(guó)外，市場(chǎng)份額基本被NXP、英飛凌、TI等占據(jù)。隨著自動(dòng)駕駛的不斷發(fā)展，高分辨率雷達(dá)、4D毫米波雷達(dá)應(yīng)運(yùn)而生，毫米波雷達(dá)芯片正式進(jìn)入技術(shù)迭代周期，國(guó)產(chǎn)廠商可能迎來“彎道超車”機(jī)會(huì)，市場(chǎng)格局將出現(xiàn)一定變化。

汽車毫米波雷達(dá)芯片市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局

來源：佐思汽研《2022年汽車傳感器芯片產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告》

01、傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)芯片廠商推進(jìn)技術(shù)升級(jí)、產(chǎn)品降本

傳統(tǒng)芯片廠是毫米波雷達(dá)芯片市場(chǎng)的主力軍，尤其是在4D毫米波雷達(dá)芯片市場(chǎng)上，目前市場(chǎng)上的4D毫米波雷達(dá)絕大部分都是采用TI的芯片方案。

近兩年，傳統(tǒng)芯片廠商在積極提升產(chǎn)品性能，并進(jìn)一步尋求成本的控制，致力于為更多雷達(dá)廠提供標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品方案。

恩智浦：2020年發(fā)布的首款專用16nm的成像雷達(dá)處理器S32R45將于2022年上半年量產(chǎn)，S32R45實(shí)現(xiàn)64倍標(biāo)準(zhǔn)處理器的計(jì)算性能，應(yīng)用超分辨率雷達(dá)軟件算法實(shí)現(xiàn)小于1度的角度分辨率，同時(shí)應(yīng)用高級(jí)MIMO波形設(shè)計(jì)支持多個(gè)天線通道同時(shí)工作，從而實(shí)現(xiàn)雷達(dá)傳感器性能的提升。

S32R45雷達(dá)處理器是公司第6代汽車?yán)走_(dá)芯片組系列中的旗艦產(chǎn)品，主要面向高級(jí)別自動(dòng)駕駛技術(shù)，與TEF82xx 收發(fā)器組成NXP新一代成像雷達(dá)解決方案。

德州儀器：2022年1月推出的新產(chǎn)品AWR2944適用于角雷達(dá)和遠(yuǎn)距離雷達(dá)，AWR2944的尺寸比現(xiàn)有的毫米波雷達(dá)傳感器小約30%，分辨率比現(xiàn)有的毫米波雷達(dá)傳感器高約33%，可在探測(cè)距離比之前遠(yuǎn)40%的條件下感知迎面駛來的車輛。

02、國(guó)產(chǎn)毫米波雷達(dá)芯片廠商企業(yè)加快技術(shù)布局

本土廠商在毫米波雷達(dá)芯片市場(chǎng)上處于劣勢(shì)，但隨著產(chǎn)品技術(shù)的迭代，國(guó)產(chǎn)廠商也在趁勢(shì)追趕，積極部署芯片技術(shù)。
加特蘭微電子：2021年10月推出汽車毫米波雷達(dá)芯片新產(chǎn)品——Alps-Mini系列產(chǎn)品，達(dá)到車規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，滿足AEC-Q100及功能安全I(xiàn)SO 26262 ASIL-B等級(jí)要求。在上一代的基礎(chǔ)上增加的網(wǎng)絡(luò)安全單元，尺寸縮小40%，成本節(jié)省超20%。

潤(rùn)積電：2021年8月推出77GHz毫米波雷達(dá)芯片RF77TR34，采用RFCMOS工藝，集成了收發(fā)機(jī)（3T4R）、PLL、VCO等，預(yù)計(jì)2022年向客戶提供評(píng)估樣品。

03、汽車Tier 1開始切入上游毫米波雷達(dá)芯片市場(chǎng)

大部分傳統(tǒng)的毫米波雷達(dá)Tier1廠商主要是采用第三方芯片，近兩年Tier1也開始尋求改變，希望能通過芯片自主化實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的差異化競(jìng)爭(zhēng)。

博世：2021年與芯片晶圓代工廠GlobalFoundries達(dá)成合作，共同開發(fā)用于自動(dòng)駕駛的雷達(dá)芯片。博世會(huì)采用格芯的22FDX射頻解決方案，工作頻率更高，探測(cè)目標(biāo)更遠(yuǎn)，比目前主流的低頻雷達(dá)芯片準(zhǔn)確性更高。

Tier 1擁有自己獨(dú)特的技術(shù)和核心知識(shí)產(chǎn)權(quán)(IP)將有利于提升自身競(jìng)爭(zhēng)力。

激光雷達(dá)已實(shí)現(xiàn)裝車量產(chǎn)，芯片進(jìn)入快速降本通道

目前，量產(chǎn)車型中對(duì)激光雷達(dá)的需求較小，成本高是激光雷達(dá)上車的主要難點(diǎn)之一。對(duì)于降低成本，芯片化是有效的方式之一；此外芯片自主化也可以有效降低生產(chǎn)成本并形成差異化競(jìng)爭(zhēng)。

01、片上激光雷達(dá)

將激光器、探測(cè)器、光束導(dǎo)向、數(shù)據(jù)處理全部集成到一顆芯片上，形成片上激光雷達(dá)，既可以有效縮小產(chǎn)品尺寸，還能進(jìn)一步降低成本。

洛微科技：2021年9月推出新一代FMCW OE和OPA OE產(chǎn)品，這兩款芯片光引擎將會(huì)應(yīng)用于洛微科技硅光芯片級(jí)FMCW 4D LiDAR產(chǎn)品中。

第二代FMCW SoC芯片相比第一代芯片，并行的FMCW計(jì)算單元數(shù)目提高4倍，高達(dá)128通道，此外芯片上同時(shí)集成其他關(guān)鍵的光信號(hào)處理單元，是目前集成度最高的硅光芯片之一。

02、汽車Tier 1廠商布局上游激光雷達(dá)芯片產(chǎn)業(yè)

目前，華為、英偉達(dá)、禾賽科技、Ouster等激光雷達(dá)Tier1廠都在積極布局芯片業(yè)務(wù)，通過投資芯片廠商或自研芯片，打通激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)鏈。

Ouster：自研激光雷達(dá)芯片，2021年10月推出L2X芯片，使得公司的激光雷達(dá)性能成功翻倍。此外Ouster還于2021年10月收購(gòu)了Sense Photonics，擴(kuò)充了激光雷達(dá)芯片產(chǎn)品線。

華為：積極部署激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)鏈，通過旗下哈勃投資了縱慧芯光、南京芯視界等芯片企業(yè)，部署了VCSEL、SPAD等芯片技術(shù)。此外，華為分別于2012年、2013年收購(gòu)了英國(guó)光子集成公司CIP、比利時(shí)硅光技術(shù)開發(fā)商Caliopa 兩家公司，確保了其在光芯片領(lǐng)域的自研能力，提前進(jìn)行了硅光芯片級(jí)FMCW技術(shù)布局。