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傳感器芯片研究:車載傳感器進入技術迭代周期,芯片國產(chǎn)化機遇到來

2022/03/17
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汽車傳感器芯片,可以為自動駕駛汽車獲取外部環(huán)境數(shù)據(jù),提升自動駕駛的安全性,是自動駕駛汽車不可或缺的部分。隨著自動駕駛等級的提高,車輛對傳感器芯片需求量會不斷攀升,同時對產(chǎn)品的性能要求也越來越高。

車載攝像頭需求快速增長,國內(nèi)外生產(chǎn)商競逐車用CIS市場

自動駕駛技術快速發(fā)展,車用攝像頭數(shù)量逐漸提升,自動駕駛等級越高,對攝像頭的需求量越大,目前各主機廠都在積極部署L3/L4級別自動駕駛車型量產(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)研究報告》

目前車載CIS的市場幾乎寡頭壟斷,安森美占據(jù)近60%市場份額,索尼、三星等傳統(tǒng)的手機攝像頭CIS切入了車載市場,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領域,已量產(chǎn)IMX490、IMX324等車用CIS。英偉達在2021年推出的DRIVE Hyperion 8.1平臺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芯片市場。2022年上半年索尼計劃推出應用于汽車激光雷達的SPAD ToF距離傳感器IMX459 1/2.9型(對角線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)和搭載測距處理電路邏輯芯片(下)之間通過Cu-Cu連接實現(xiàn)各個像素的導通。

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技術會在一個像素區(qū)內(nèi)嵌入兩個光電二極管。其中一個3.0μm的大像素會被用于暗光成像,還有一個1.0μm小像素則是用來在明亮環(huán)境中拍攝。

ISOCELL Auto 4AC應用

來源:三星

近兩年CIS一直處于缺貨狀態(tài),且還將持續(xù)一段時間。面對外資企業(yè)缺芯、產(chǎn)品漲價等問題,中國本土企業(yè)迎來發(fā)展機遇。

韋爾股份(豪威科技):2022年國際消費電子展上,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,與安森美展開競爭。

豪威科技 800 萬像素汽車前視攝像頭系統(tǒng)

來源:網(wǎng)絡

思特威:2021年底,思特威推出了面向車載應用的集成了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,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,計劃2023年實現(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)品已應用于行車記錄儀、360度環(huán)視、座艙監(jiān)控。
技術發(fā)展趨勢方面:CIS和ISP芯片都是車用攝像頭的重要芯片,ISP負責將CIS傳來的圖像信號進行分析處理,ISP二合一車規(guī)級CMOS圖像傳感器正逐漸成為市場主流。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RAW圖數(shù)據(jù)進行優(yōu)化處理并輸出優(yōu)質(zhì)的YUV 422格式視頻影像。

 

4D毫米波雷達興起,產(chǎn)品迭代周期開啟,芯片市場格局有望重塑

目前,毫米波雷達芯片供應商主要來自國外,市場份額基本被NXP、英飛凌、TI等占據(jù)。隨著自動駕駛的不斷發(fā)展,高分辨率雷達、4D毫米波雷達應運而生,毫米波雷達芯片正式進入技術迭代周期,國產(chǎn)廠商可能迎來“彎道超車”機會,市場格局將出現(xiàn)一定變化。

汽車毫米波雷達芯片市場競爭格局

來源:佐思汽研《2022年汽車傳感器芯片產(chǎn)業(yè)研究報告》

01、傳統(tǒng)毫米波雷達芯片廠商推進技術升級、產(chǎn)品降本

傳統(tǒng)芯片廠是毫米波雷達芯片市場的主力軍,尤其是在4D毫米波雷達芯片市場上,目前市場上的4D毫米波雷達絕大部分都是采用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,并進一步尋求成本的控制,致力于為更多雷達廠提供標準化的產(chǎn)品方案。

恩智浦:2020年發(fā)布的首款專用16nm的成像雷達處理器S32R45將于2022年上半年量產(chǎn),S32R45實現(xiàn)64倍標準處理器的計算性能,應用超分辨率雷達軟件算法實現(xiàn)小于1度的角度分辨率,同時應用高級MIMO波形設計支持多個天線通道同時工作,從而實現(xiàn)雷達傳感器性能的提升。

S32R45雷達處理器是公司第6代汽車雷達芯片組系列中的旗艦產(chǎn)品,主要面向高級別自動駕駛技術,與TEF82xx 收發(fā)器組成NXP新一代成像雷達解決方案。

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

02、國產(chǎn)毫米波雷達芯片廠商企業(yè)加快技術布局

本土廠商在毫米波雷達芯片市場上處于劣勢,但隨著產(chǎn)品技術的迭代,國產(chǎn)廠商也在趁勢追趕,積極部署芯片技術。
加特蘭微電子:2021年10月推出汽車毫米波雷達芯片新產(chǎn)品——Alps-Mini系列產(chǎn)品,達到車規(guī)標準,滿足AEC-Q100及功能安全ISO 26262 ASIL-B等級要求。在上一代的基礎上增加的網(wǎng)絡安全單元,尺寸縮小40%,成本節(jié)省超20%。

潤積電:2021年8月推出77GHz毫米波雷達芯片RF77TR34,采用RFCMOS工藝,集成了收發(fā)機(3T4R)、PLL、VCO等,預計2022年向客戶提供評估樣品。

03、汽車Tier 1開始切入上游毫米波雷達芯片市場

大部分傳統(tǒng)的毫米波雷達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現(xiàn)產(chǎn)品的差異化競爭。

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

Tier 1擁有自己獨特的技術和核心知識產(chǎn)權(quán)(IP)將有利于提升自身競爭力。

激光雷達已實現(xiàn)裝車量產(chǎn),芯片進入快速降本通道

目前,量產(chǎn)車型中對激光雷達的需求較小,成本高是激光雷達上車的主要難點之一。對于降低成本,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爭。

01、片上激光雷達

激光器、探測器、光束導向、數(shù)據(jù)處理全部集成到一顆芯片上,形成片上激光雷達,既可以有效縮小產(chǎn)品尺寸,還能進一步降低成本。

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應用于洛微科技硅光芯片級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計算單元數(shù)目提高4倍,高達128通道,此外芯片上同時集成其他關鍵的光信號處理單元,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芯片產(chǎn)業(yè)

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

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

華為:積極部署激光雷達產(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。此外,華為分別于2012年、2013年收購了英國光子集成公司CIP、比利時硅光技術開發(fā)商Caliopa 兩家公司,確保了其在光芯片領域的自研能力,提前進行了硅光芯片級FMCW技術布局。

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佐思汽車研究:致力于汽車、TMT、新能源(特別是新能源汽車、智能汽車、車聯(lián)網(wǎng))領域的產(chǎn)業(yè)研究、專項調(diào)研、戰(zhàn)略規(guī)劃和投資咨詢服務。