车规级CMOS图像传感器市场巨大，国产力量能否突围？

电子发烧友网报道（文/李诚）自动驾驶已成为汽车产业智能化发展的趋势，自动驾驶技术在汽车制造领域加速渗透。传感器是自动驾驶的基石，传感器对自动驾驶技术来说尤为重要，传感器有助于提升汽车行驶过程中的认知能力，方便车辆控制系统判断路况信息，及时作出制动、加速、转向等操作提升车辆行驶的安全性。

图源：思特威

 
目前汽车厂商主要采用摄像头、雷达、激光雷达作为汽车对周围环境认知的解决方案。随着自动驾驶技术的成熟，车载摄像头市场潜力巨大，其中CMOS图像传感器在车载摄像头应用中占主导地位，赋予汽车更卓越的感知性能。根据 IHS的预测，自动驾驶汽车将在 2025 年前后开始一轮爆发式增长。自动驾驶汽车被寄予厚望，CMOS图像传感器需求强劲，据Yole Development预计，CMOS传感器2026年全球市场规模将扩大至315亿美元，较2020年市场规模提升50%。
 
自动驾驶技术快速发展，CMOS图像传感器市场潜力巨大，前景一片光明。目前车规级CMOS传感器以索尼、三星、安森美、豪威、SK海力士、ST等国外企业占据市场主要份额。在国内，思特威强势入局部署车规级CMOS传感器。
 
车规级CMOS传感器的国产新生力量－－思特威
 
思特威是国内一家专注于CMOS图像传感器设计研发的企业，目前车规级CMOS图像传感器市场发展前景广阔，具有较大的上升空间，为此思特威相继发布多款车规级CMOS传感器瓜分市场。还推出了AI高阶成像系列、SL超星光级系列、GS全局快门系列、IoT系列、CS消费类系列等多系列产品匹配更多的应用场景。以自主创新的CMOS图像传感器技术助力国产替代的快速发展。
 

图源：思特威官网

 
SC120AT是一款车规级的CMOS图像传感器，SC120AT搭载了ISP图像信号处理器，将ISP与CMOS图像传感器合二为一。这一内部集成ISP的方式有助于减小主控器的运算量，缩短图像数据处理时间，输出优质图像，提高系统的运算能力好反应速度和提高安全性。SC120AT有效像素为1.3MP，感光元件尺寸为1/3.7"，像数点大小为3.0µm*3.0µm，支持30fps 1288*968分辨率的高清图像拍摄。同时，具有120dB的超高动态范围，可满足一般汽车应用场景，降低光线对成像效果的影响，输出更清晰细腻的图像效果。SC120AT供电电压为1.8V，可在－40℃至105摄氏度宽温下工作，适用于汽车后视影像、360度环视、车辆盲点监测等应用。
 
思特威的CMOS图像传感器一直以来主打主打安防市场，在安防领域成绩不凡，此次进军汽车电子市场，产品实际性能如何有待考证。
 
CMOS图像传感器市场霸主－－索尼
 
索尼一直在CMOS图像传感器领域一直处于主导地位，据Yole Development数据统计显示，2020年全球CMOS图像传感器市场索尼位居第一，占据市场40%的份额，领先三星18%，I&SS图像传感器业务的销售额达到593.88亿元人民币。CMOS图像传感器市场需求爆发，2019年索尼新建晶圆厂，2020年又扩大与台积电的代工合作，提升CMOS图像传感器产能以满足市场需求。

图源：索尼官网

 
IMX290NQV是一款车规级CMOS传感器，有效像素为2.13MP，感光元件尺寸大小为1/2.8"。索尼在这款CMOS传感器的感光元件上做了不小的提升，尺寸加大，提高了图像色彩的艳丽度和成像的层次感。像数点大小为2.9µm*2.9µm，同时支持10bit 120fps、12bit 60fps高帧数和全高清1080P、高清720P视频格式录制。具有高动态范围功能和快速快门功能支持SDR输出，2/4/8通道DDR输出，CSI-2串行数据输出以及RAW10/RAW12视频格式输出。IMX290NQV工作输入电压为1.8V，采用78Pin 9.6mm*7.0mm的BGA封装。
 
国际CMOS图像传感器巨头－－三星
 
三星CMOS图像传感器的实力也不容小觑，去年日系厂商三星与索尼就占据了全球CMOS市场的半壁江山，三星的CMOS图像传感器全球市场占比达22%，位居第二。三星长期以来以设计生产手机CMOS图像传感器为主，如今汽车发展势头强劲，三星进军车规CMOS领域，于今年7月推出了首款集成式车规级CMOS图像传感器，现已投入量产。

图源：三星官网

S5K4AC是三星首款为汽车客户提供的集成式车规级CMOS图像传感器。S5K4AC的有效像数为1.2MP，像素点为3.0µm，光学传感器为1/3.7"，与索尼IMX290NQV的光学传感器相比，尺寸小了，图像的颜色和层次感呈现效果不如IMX290NQV。S5K4AC在成像方面最高支持60fps 1280x960的图像输出，同时这款传感器和国产思特威一样，内部集成了ISP图像处理功能，有助于加快图像处理速度，提高主控芯片的运算力，输出YUV422，RGB888，RGB565图像数据。S5K4AC 支持120dB的高动态范围图像，提供更多的动态范围和图像细节，降低物体运动的模糊度和因光线问题影响画质。S5K4AC工作温度涵盖－40ºC ~ 125ºC，即使在极端环境下也能提供优质图像。
 
国际CMOS图像传感器市占第三－－豪威
 
豪威、索尼、三星长期霸榜国际CMOS图像传感器市场前三名。豪威采用自主研发，第三方企业代工的商业模式，致力于CMOS图像传感器、ASIC、微型影像模组的研发，其中CMOS汽车图像传感器直到2020年销量达1.7亿颗，为自动驾驶汽车赋能。
 

图源：豪威

 
OV10626 是一种单芯片高性能摄像头解决方案，用于后视和环绕视图的汽车视觉系统。OV10626提供卓越的高动态范围，保持出色的低光灵敏度。OV10626 支持1/3.7 " NTSC 模拟信号 （648x488 分辨率） 和 1/3.2 "  WVGA 数字 （752x548 分辨率） 输出。传感器的高动态范围高达 120 dB，低光灵敏度为 16 V/lux 秒，即使在极具挑战性的照明条件下，也可确保捕获清晰、高质量的图像。OV10626 还具有双重叠加功能。此功能可用于备份和停车辅助系统的参考帧和引导系统。 OV10626采用豪威专有的紧凑型汽车传感器a-CSP ™封装工艺。OV10626耐温为－40°C 至 105°C。
 
车规级CMOS图像传感器市占率的“天花板”－－安森美
 
前面提到索尼的CMOS图像传感器市占率第一，但在汽车电子领域安森美才是真正的“天花板”，安森美车规级CMOS图像传感器长期保持80%的市场占比，领先索尼、三星。安森美CEO Hassane El-Khoury在媒体采访中表示，以后公司将会专注汽车和工业市场，森美会通过分析4000多种故障模式来保证汽车摄像头智能感知技术的可靠性。
 

图源：安森美官网

 
 AR0132AT 是一款1.2MP有效像素的车规级CMOS图像传感器，光学传感器尺寸为1/3"像素点为3.75µm。在图像输出方面，这款图像传感器可输出60FPS 1280H x 960V 有效像素阵列。具有全局快门功能，能在线性或高动态模式下捕捉图像。 AR0132AT具有高动态范围，在夜间行车情况下画质输出影响较小。 AR0132AT 可与安森美自家的汽车图像信号处理器搭配使用，提升图像处理性能。这款传感器采用的是IBGA-63封装。
 
总结
 
通过以上5家厂商的产品分析来看，思特威属于首次入场汽车电子市场，其车规级CMOS图像传感器的理论性能参数还是不错的，思特威与三星传感器一样，在内部都集成了ISP图像处理器，缩短了图像处理输出的时间，提高汽车主控器的响应速度，为自动驾驶汽车的行为判断预留了充足的时间。思特威车规级CMOS图像传感器的实际应用效果如何，能否加入第一梯队共同瓜分市场还有待验证。