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智能车载电子领域中国CIS厂商的“芯”机遇

时间:2020-06-28 作者:Challey 阅读:
经过多年的发展,以及市场与技术的起伏,尽管自动驾驶技术依然停留在≤L3,还没有完全跨越进入L4,然而这种状况并没有阻止自动驾驶成为人类驾驶技术的展望,相反,哪怕受到疫情等全球因素的影响,科技行业对于技术的创新与推动依然充满着激情与信心,特别是在其核心领域之一:CIS(CMOS Image Sensor)。
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经过多年的发展,以及市场与技术的起伏,尽管自动驾驶技术依然停留在≤L3,还没有完全跨越进入L4,然而这种状况并没有阻止自动驾驶成为人类驾驶技术的展望,相反,哪怕受到疫情等全球因素的影响,科技行业对于技术的创新与推动依然充满着激情与信心,特别是在其核心领域之一:CIS(CMOS Image Sensor)。nF6EETC-电子工程专辑

2020年6月28日,在《电子工程专辑》、《电子技术设计》、《国际电子商情》三大媒体联合举办的“2020年中国IC领袖峰会”上,思特威电子科技有限公司副总经理欧阳坚简明而深刻的阐述了CIS的市场前景、技术挑战和“芯”机遇。nF6EETC-电子工程专辑

在CIS领域,思特威2018年的市场份额超过25%,全球安防市场排名第一;2019年出货量超过一亿颗,按照数据推算市场份额将达到30-40%。上周思特威正式宣布收购深圳安芯微,将重点在汽车车载领域拓展。nF6EETC-电子工程专辑

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汽车市场需求下降产生的“危”与“机”nF6EETC-电子工程专辑

汽车市场原来一直是突飞猛进,特别是中国市场的增速非常快。但是到2019年,突然一下子经济等各方面遇到瓶颈,整个汽车市场的需求开始下降。到2020年因为疫情等各方面的因素影响,导致需求下降更加厉害,目前大家判断下来可能说,汽车今年可能总的销量会下降12-20%,中国市场可能只有2000万台,这个对整个汽车行业来说打击是比较大的,特别是做传统零部件等。但是从另一个角度来看,尽管这是一个比较大的“危”险,但同时也是一个比较大的“机”会,那就是整个汽车行业在做非常大的变革:nF6EETC-电子工程专辑

第一,电动化,新能源的趋势越来越明显。所以会出现宁德时代等龙头公司发展起来,同时,新能源电池产业链的前景也越来越广阔。nF6EETC-电子工程专辑

第二,智能化,也是最深刻的变革。智能化带来的改变将非常大,电动车带动的智能化,对半导体行业的影响也非常大。nF6EETC-电子工程专辑

中国的在电动车市场基本上占据全球的半壁江山,在这个巨大的市场里面可以看到,当电动化,智能化给汽车领域的半导体带来非常可观的新的增量时,其中的核心领域之一:CIS的机会尤为明显。nF6EETC-电子工程专辑

CIS需求猛增nF6EETC-电子工程专辑

CIS(CMOS Image Sensor)图像传感器芯片可以说是机器的眼睛,我们看到手机上的摄像头从单摄到双摄,到三摄、四摄,越来越多。nF6EETC-电子工程专辑

同样,车载摄像头从原来几乎没有,到现在越来越多,以特斯拉为例,最少有四个环视摄像头。前面用于ADAS的最少两到三个摄像头,总共七个,如果前面还安装一个车舱内用来关注乘客和驾驶员的摄像头,那就是8个。而且现在有很多国家,譬如日本的很多法规里面规定,未来两个后视镜将全部换成电子摄像头,那就又要增加2个。nF6EETC-电子工程专辑

因此,车载摄像头的增量是一个指数级的增长,目前全球车载摄像头市场将从35亿美金增长到80亿美金,在一辆车上面配七八个摄像头,将成为以后的标配。这个智能化的趋势不仅仅在新能源车方面,同时,所有的传统车BBA,宝马奔驰奥迪等所有车都在增加自动驾驶,自动泊车等ADAS技术,每一个都是CIS的刚需,而且非常强,数量增长也非常快。自动驾驶分四级,当做到L3,L4以后,这个时候不仅仅需要毫米波雷达、激光雷达,而且还需要摄像头,这是一个多传感器融合的场景。nF6EETC-电子工程专辑

在这种逐渐成为趋势的电动化以及智能化的自动驾驶中,CIS视觉已经在扮演一个很重要且必不可少的角色,譬如其中最重要的功能是一定要能看清红绿灯,无论是毫米波还是激光雷达能探测到物体,但是判断不了红绿灯,因此,摄像头的需求是非常强劲的。nF6EETC-电子工程专辑

CIS应用场景与核心技术nF6EETC-电子工程专辑

CIS的应用场景非常多,无论是新能源车还是传统燃油车,其中的辅助驾驶ADAS功能,譬如车道偏移,行人预警,自动刹车AEB每一个应用基本上都是靠摄像头来支撑的,只不过是摄像头采集到数据以后,第一时间把数据传到后面的CPU,来马上执行后面的操作。但是最核心一点,CIS摄像头是机器的眼睛,是汽车的眼睛,所以这个应用场景非常广泛。可能在车内还会做一些人脸相干的东西,检测人有没有酗酒,有没有打磕睡,这种3D应用场景非常多,包括手势识别,可能用深度像机识别,这里面都是要用到摄像头。这些领域我们都有很多产品的储备和应用。nF6EETC-电子工程专辑

CIS高端技术汇合nF6EETC-电子工程专辑

对于这些,包括环视,包括变道辅助其实对技术有很多共性的。与安防比较相近,晚上开车的时候一定要能看清楚路面,黑暗情况下感光一定要做的好。由于大灯的影响,外面环境灯的影响,这时候环境是明暗不同,有的地方很亮,有的地方很暗,一定要是暗的地方能看到细节,亮的地方不能过曝,过曝就拍不到该要的东西了,所以这个时候对HDR要求非常高,运动时候速度非常快,不能产生拖尾,这些基本上都是CIS一些高端技术汇合,这也是思特威为什么从安防做完以后,来做车载的一个比较顺理成章的理由,我们在安防行业积累这么多年,很多技术都已经做了很长时间,安防也是一样,在车上面做一些特殊应用。nF6EETC-电子工程专辑

CIS在HDR中的应用nF6EETC-电子工程专辑

还有一个固定场景,大家可以看到技术方面一些特定的诉求。譬如HDR(高动态范围)典型应用,我们去拍一个风景照片,最右边天特别蓝,曝光曝过头了,看不到任何细节,曝光曝的不好,天是蓝的,房子所有细节没了,中间这张还可以,很多色彩度不够了,这时候其实就需要HDR很多应用场景。我们对HDR技术研究非常深,有很多HDR应用角度和方式,可以根据客户不同需求,采取不同的HDR技术的实现叠加。右边效果是好几种HDR合成效果,效果非常符合大家的要求。nF6EETC-电子工程专辑

LED抑制闪烁技术nF6EETC-电子工程专辑

再举一个例子,这个例子比较直观,我们在开车的时候会看到红灯、绿灯会有多少秒闪烁,我们看到红灯是不动的,但这个红灯是一个LED的灯,它是一个高频闪动的灯。如果我们用一般的相机(三色)拍摄就会左边的照片,04是看不到的,0只能看到一半,4也看到一半。因为它是一个高频闪烁的灯,当我们曝光时间太短时抓不到全部的图片效果。这时候我们就用LED,我们这个技术叫做LED抑制闪烁技术。我们会实现一个长曝光,把LED的图片抓下来,但我们用另外一种曝光形式,把车窗座椅方面的感光也抓下来,最后把长曝光和多种曝光用算法合成以后让你看到灯没有闪烁,车细节也看的很清楚。nF6EETC-电子工程专辑

HDR+LED闪烁抑制nF6EETC-电子工程专辑

假如车辆从隧道开出去,碰到左右四个红绿灯,用摄像头自动拍摄的话,会看到LED抑制的效果和HDR的效果,特别是光亮度上面一排车辆要开出去的瞬间,你会发现左左边是拍不到4个绿灯的。右边的隧道出口是有4个绿灯的,大家可以想象一下,如果你拍不到4个绿灯的时候,如果你把这个图片交给自动驾驶的时候,它看不到红绿灯就不知道是不是应该刹车,所以这些数据都是对安全驾驶和自动驾驶非常核心的:最起码要采集到的图像和数据是我们眼睛能看到的,一定不能失真、出错,这个出了错就是关系到生命安全的,所以这个技术要求非常高,这就是HDR应用+LED闪烁抑制的双合成效果这种技术在汽车的辅助驾驶和自动驾驶方面是很大的刚需nF6EETC-电子工程专辑

这种技术的门槛也是很高的,技术要求的细节也很多。思特威公司在这方面会持续推出新产品、新技术,希望能够把这些新产品、新技术带到行业里面,也为车载行业的国产化芯片多做一些贡献。因为这个行业目前为止大部分的出货量都是欧美和日本供应的,中国的本土公司还没有完全涉足这个行业,我思特威可能是一个先行者。nF6EETC-电子工程专辑

思特威nF6EETC-电子工程专辑

思特威电子2011年由徐陈博士从美国回来成立的,2012年开始运作,主营业务是在安防监控领域和机器视觉领域,总部在上海,全国各地都有研发中心和服务中心,目前主要是在北京上海深圳,还有其他海外也有相关的机构。nF6EETC-电子工程专辑

2016年,思特威在图像传感器安防领域,实现了累计出货5千万颗,到2017年,公司累计出货超过一亿颗,在2017年独立第三方安防出货量报告里面已经排到全球安防出货量第一名。nF6EETC-电子工程专辑

2018年思特威继续维持了第一名,2018年的数据应该是超过25%的市场份额。2019年出货量超过一亿颗,尽管目前排名还没出来,按照数据推算应该达到30-40%的份额,意味着在安防行业里面目前大家所有的安防像机里面每十个里面,有三到四颗都是思特威的CIS。nF6EETC-电子工程专辑

2019年思特威有一个比较重大的突破,在ISSCC——固态电路全球国际论坛,思特威是中国唯一一个发表了CIS论文文章的公司,且开题报告就是思特威做的。在那篇论文中,思特威做了一个在BSI工艺下全局曝光的一个革命性创新,这个产品后来被大规模的应用,目前非常多的高端无人机,还有很多人脸识别方案里面用的全是我们这个产品,这个产品在行业里面是一个比较大的颠覆。nF6EETC-电子工程专辑

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