需求高速增长的汽车图像传感器
ADAS 渗透率提升驱动起量,
高性能要求提升附加值
车载摄像头即安装在汽车上以实现各种功能的光学镜头,主要包括内视摄像头、后视摄像头、前视摄像头、侧视摄像头、环视摄像头等。目前摄像头在车上主要应用于倒车影像(后视)和 360 度全景(环视),高端汽车的各种辅助设备配备的摄像头可以多达 8 个,用于辅助驾驶员泊车或触发紧急刹车。根据 ADAS不同的功能需要以及安装位置,车载摄像头包括前视、环视、后视、侧视以及内置摄像头,不同位置的摄像头功能各异,是实现自动驾驶必不可少的构成部分。
车载摄像头产业链与手机类似,其中 CIS 价值量占比较大。图像传感器处于摄像头产业链上游,其他摄像头零部件包括光学镜头、音圈马达、滤光片、棱镜等;产业链中游为摄像头模组封装;下游为视频监控摄像头、手机摄像头、车载摄像头等应用终端。根据前瞻产业研究院,从摄像头的成本占比来看,图像传感器是成本占比最高的部分,占总成本超过 50%,镜头是成本占比第二高的部分,占比约 20%。另外,模组封装、马达、红外滤光片占比分别为 19%、6%、3%。
随着 ADAS 渗透率和自动驾驶等级的提升,未来单车车载摄像头用量将显著增加。我们认为该增量主要来自前视摄像头和环视摄像头用量的增加。根据我们对当前主要厂商 ADAS 方案的整理,较传统 1 前视+1 后视方案,随着自动驾驶渗透率的提升,1 前视+1 后视+4 环视将成为标配。随着自动驾驶级别进一步提升(L2 及以上),前视、侧视、内置摄像头用量均将进一步增加,单车摄像头数量将达到 8 颗及以上。根据英飞凌,L2 级别需要 1 个以上光学摄像头模组,L2+/L3级别需要 4 颗以上,而 L4/L5 则需要 8 颗以上。我们整理了当前各个品牌车型的摄像头数据,出于未来性能升级和安全冗余的考虑,当前 L2 级别车型摄像头搭载量普遍在 5-8 颗,L2+及以上级别基本达到 8 颗以上。可以看到部分新推出或即将推出车型的摄像头搭载量达到了 11-13 颗,像素配置上也以 500-800 万高像素为主,车载光学市场正迎来加速放量阶段。
预计到 2025 年全球汽车 CIS 规模达 49 亿美元,中国达 14 亿美元。基于以上统计,我们假设 23 年之后随着智能驾驶技术的成熟,各级别单车搭载的摄像头数量小幅提升,2020 年到 2025 年全球平均单车搭载摄像头数量从 2.9 颗增加到6.7 颗,中国从 2.4 颗增加到 6 颗;假设 2M、5M、8M 像素的摄像头占比逐年提升,各像素摄像头单价最终回归稳定,2020-2025 年平均单价从 4.7 美元增长到8.1 美元。我们测算出 2025 年全球汽车 CIS 的规模达到 48.92 亿美元,5 年 CAGR为 36.0%;中国达到 14.27 亿美元,5 年 CAGR 为 40.5%。
算法、硬件升级赋能车载 CIS 像素提升
汽车 CIS 由于其应用场景和安全性能要求,面临更多苛刻条件。根据电子发烧友网,汽车 CIS 由于其应用场景和安全性能要求,有一些特殊的要求:
(1)因为行车过程中会有光线明暗对比强烈的场景,汽车图像传感器的动态范围要求往往较高,通常在 120dB-140dB 之间;
(2)温度范围要求较高,参照车规芯片的要求,需要能够达到零下 40℃-105℃也能正常工作;
(3)对于低照度场景有比较高的要求,要求能够在夜间具有较好的分辨能力;
(4)还需要解决交通信号灯、LED 路牌闪烁和伪影的问题。
车身不同部位摄像头分辨率要求不尽相同,前视场景对分辨率要求最高,侧视和后视要求次之,环视要求最低。前视需要解决的场景最多,目标识别任务最复杂,需要有较高的图像分辨率来进行远处物体的识别,同时也需要有一定范围的视场角保障视野,比如对其他车道的车辆和横行的行人等作出检测,目前主流的高分辨率前视使用 800 万像素。而侧视和后视摄像头要求的检测距离不如前视,主要探测目标就是车身周围的移动目标,不需要识别红绿灯、路标等任务。目前200~500 万像素摄像头完全可满足侧/后视的应用需求;环视摄像头要求相对更低,主要是提供车身周围的图像供人察看,还可用于感知辅助,比如当前车道线的检测。当前应用的环视鱼眼摄像头分辨率主要分布在 100 万像素-200 万像素之间。部分车型还配备有座舱内的摄像头,用于智能座舱的功能:如驾驶员疲劳检测、乘客行为感知等,一些汽车品牌为了提升其豪华和科技感,会在舱内配置高分辨率彩色的摄像头,用于满足娱乐和办公需求,比如自拍,开视频电话会议等。
高像素带来的优势有限,但像素逐渐升级仍然为大趋势。高分辨率摄像头具备更高的动态范围(HDR)和更优的 LED 频闪消除功能(LFM)。但随着而来的是在夜间低照度条件下,感知效果会变差。我们认为随着算法和硬件的迭代升级,以及主机厂为未来升级留出的性能冗余的考虑,800 万像素在车中的应用占比会逐步增多,带动车载 CIS 平均单价提升。
安森美为车载 CIS 龙头,
国内厂商格局向好
安森美车载 CIS 份额领先,优势在于布局车载较早,积累了丰富客户资源。根据 Yole,在整个 CIS 市场前三名索尼、三星、豪威 2020 年合计占据了 74%的市场份额,在汽车市场份额领先的安森美在整个 CIS 市占率只有 4%。根据Forst&Sullivan,2020 年安森美在汽车 CIS 占比为 54%,市场份额全球领先。安森美能够取得较高市场份额的原因主要在于原先车载 CIS 市场规模较小,头部玩家将精力主要集中于手机等应用,安森美通过较早的布局投入和收购,完成了客户积累,熟悉车载市场的发展趋势。汽车 CIS 同样面临较高的客户和验证壁垒,但面对汽车 CIS 未来广阔的市场前景,其他 CIS 巨头也相继选择发力汽车市场,该市场竞争将会更加激烈。
国内厂商技术成熟,已具备较强竞争力。国内韦尔股份、思特威等企业已经有较好的汽车 CIS 上的技术积累,根据公司公告,韦尔股份在车用图像传感器领域有着近十六年的研发经验,客户覆盖了欧美主要的汽车品牌客户。近年来,公司在原有的欧美系主流汽车品牌合作基础上,也大量的导入到了国内传统汽车品牌及造车新势力的方案中。思特威在 2020 年收购深圳安芯微电子,实现车载产品线的拓展,在后装市场大量出货,并凭借 SC100AS 及 SC1330AS 两颗产品打开前装夜视影像市场。随着车载 CIS 市场快速成长,这一细分市场逐渐得到 CIS 头部玩家的重视,预计未来竞争格局可能发生变化,国产厂商料将占据可观的市场份额。
原文标题 : 需求高速增长的汽车图像传感器
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