【核芯觀察】車載攝像頭產業鏈梳理

前言：【核芯觀察】是電子發燒友編輯部出品的深度系列專欄，目的是用最直觀的方式令讀者盡快理解電子產業架構，理清上、中、下游的各個環節，同時迅速了解各大細分環節中的行業現狀。本期【核芯觀察】，繼續針對車載傳感器領域，從技術指標、市場需求、上下游供應等角度梳理車載CIS產業鏈。

車載攝像頭的發展和市場空間

車載攝像頭，最早在車載行車記錄儀、倒車影像功能中被應用。而隨著汽車產業步入智能化，360°環視、ADAS、智能座艙等應用為車載攝像頭帶來了巨大的市場需求。特別是在自動駕駛、360°環視等應用需求下，車載攝像頭作為核心傳感器迎來了“量價齊升”，單車攝像頭從以往整車1-2個攝像頭的數量，大幅增加至5-15個。同時ADAS對于車載攝像頭提出更高的要求，單價也是以往行車記錄儀等應用的2-3倍。

以國內的市場情況來看，2022上半年搭載ADAS的新車上險量達到416.4萬輛，相比去年同期增長了9.1%。而ADAS在新車中的滲透率已經達到45%，一個很明顯的趨勢是，ADAS功能正在越來越多地被下放到中低端車型上，中高端車型則從L2向L3級自動駕駛過渡。

全球范圍來看，ICV的報告顯示，2021年全球搭載L2以上ADAS系統的車輛滲透率已經達到28.62%，數量達到1952.94萬輛。所以在ADAS的滲透率持續提高的情況下，車載攝像頭市場規模是迎來爆發式增長的。

以攝像頭的核心CIS為例，受益于ADAS滲透率提高帶來的單車平均攝像頭數量增加，據估算2021年車載CIS搭載量達1.64億顆，相比2020年增長64%，預計到2026年車載CIS搭載量將達到3.7億顆。

電子發燒友統計了近年來主流智能汽車的攝像頭數量，可以看到從數量以及攝像頭規格上，都在逐漸提高。



從市場規模來看，2021年全球車載CIS市場總值為38.1億美元，其中前裝的市場總值為31.4億美元，后裝為6.7億美元。前裝和后裝市場的差異，一方面是來自ADAS的需求基本是屬于前裝，其次是前裝車載攝像頭需要CIS等器件滿足車規級要求，同時ADAS對于CIS的性能需求較高，導致車載前裝CIS單價要高出不少。

預計到2026年，全球車載CIS市場總值將會達到90.7億美元，其中前裝市場總值將達82.8億美元，2022到2026年復合年均增長率接近20%。

車載攝像頭主要部件

車載攝像頭的主要組成部件有CIS、鏡頭組、DSP/ISP芯片等。一般來說鏡頭組和CIS會封裝到一個模塊，成為鏡頭模組后，再與DSP等圖像信號處理芯片封裝成一個完整的攝像頭系統。



從成本上看，參考安森美的資料，車載攝像頭模組的成本結構主要由CIS、光學鏡頭、模組封裝、音圈馬達、紅外濾光片等幾個部分組成。其中CIS是最貴的部分，在車載攝像頭中占一半成本，另外模組封裝占25%，光學鏡頭占14%。所以下面主要以CIS、模組封裝、光學鏡頭三大部分來分析下行業現狀。

CIS

車載CIS的應用場景主要分為三種，一是360環視、倒車影像、行車記錄儀等；二是ADAS、自動駕駛等；三是DMS等座艙內應用。而未來的市場增長點主要是來自于ADAS、自動駕駛這些領域，這也是這次主要介紹到的應用。

由于車載應用場景的特殊性，相比于手機、安防等領域，CIS的性能要求更加多樣。綜合編者向多位業內人士了解到的信息，車載CIS主要對安全性、可靠性以及圖像質量中的低照度、動態范圍和功能安全方面有更高要求，用通俗的話來說就是手機、安防的應用側重于人眼的視覺感受，而汽車應用更注重機器視覺。

以ADAS應用為例，由于ADAS對于實時圖像的判定很重要，所以既要有高動態范圍（HDR，一般在 100dB 以上），同時也不能有運動的偽影，比如在夜間行車時需要有暗態環境下的拍攝能力。與此同時，在道路上會有很多LED燈，由于LED工作的原理，在拍攝的時候，形成的圖像就可能會有缺失、有閃爍等等，會影響到CIS對信號燈的識別。而LED閃爍抑制（LFM）的問題解決，和寬動態的實現也是相互關聯的。

根據快門曝光方式不同，CIS可以分為兩大類：卷簾快門和全局快門。卷簾快門通過控制光敏元逐行或逐列進行曝光，掃描完成所有像素單元的曝光。卷簾快門在感光度以及低噪聲成像上較全局快門有一定的優勢，但需要一定的曝光時間，因此在近距離拍攝或被攝對象移動速度較快時易出現因晃動或被拍攝物體快速移動導致的圖像模糊、斜坡圖形（畸變）、尾影等有損拍攝質量的情況，適用于遠距離拍攝靜止或移動速度較慢的對象。

全局快門可使全部光敏元像素點在同一時間接收光照。在此過程中，快門的收集電路切斷器會在曝光結束時啟動以中止曝光過程，曝光在一幀圖像讀出后才會重啟。全局快門是高速攝影等應用場景下的最佳快門方式，但其相比于卷簾快門讀出噪聲較高。

針對自動駕駛的應用，目前主流的需求是高動態、低照度好的卷簾快門CIS。

另一方面，車載場景中震動、極端溫度等惡劣工況都需要CIS具備更高的可靠性，與其他汽車芯片一樣，車載CIS也同樣要經過一系列安全認證，一般進入車企的認證周期約為2-3年。

簡單總結一下，車載CIS對于技術上的要求包括HDR、LFM、低照度等，同時隨著ADAS、自動駕駛系統對于圖像數據處理能力的飆升，智能駕駛用CIS的像素從以往的100萬，開始往300萬甚至800萬像素發展。



目前車載CIS的主要玩家有安森美、豪威、索尼、pixelplus等，其他比如三星、斯特威、格科微、比亞迪等后進玩家近年也在車載CIS領域開始發力。根據ICV的數據，2021年車載CIS市場前二玩家攬下超過70%市場份額，其中安森美市占率達到45%，豪威市占率29%位居第二，索尼和Pixelplus分別占有6%和3%的份額。

光學鏡頭

光學鏡頭中的光學器件對攝像頭的成像質量起到了關鍵作用，這里的光學器件包括光學鏡片、濾光片等。光學鏡片一般來說有玻璃和塑膠兩種材質，玻璃鏡片成本較高，但透光率高、熱膨脹系數低；塑膠鏡片則成本較低，但透光率稍低、熱膨脹系數高。

由于車載環境溫度變化大，而溫度會影響鏡片光學性能，因此具備良好熱穩定性的玻璃鏡片更適合車載鏡頭?？紤]到成本因素，同時采用兩種材質鏡片的玻塑混合鏡頭可以兼顧成本和性能。一些廠商通過采用特殊的塑膠材料和鍍膜工藝，解決外露面塑料鏡片的可靠性問題，實現可以滿足車載用途的全塑料鏡頭。



在全球車載攝像頭光學鏡頭領域，呈現“一超多強”的局面，舜宇光學已經連續十年穩居全球第一，2020年市場份額超過30%，而其他玩家的市場份額均不超過10%。

模組封裝

早期車載攝像頭對像素和規格要求較低，Tier 1廠商主要采用較低端的BGA封裝技 術。隨著 ADAS 技術不斷升級，車載攝像頭小型化、高像素的趨勢下，車載攝像頭封裝工藝更為復雜，逐步采用COB 封裝技術。

但產線的升級需要新的投入成本，而Tier1廠商認為軟件利潤率要相比硬件更高，不再大規模投入到攝像頭硬件業務。于是模組封裝的工序逐漸往鏡頭廠轉移，不少鏡頭廠商開始承接攝像頭模組封裝業務，直接向主機廠或供應攝像頭模組。




過去的車載攝像頭模組市場格局，是以松下、法雷奧、大陸等Tier1廠商主導。但隨著鏡頭廠比如國內的舜宇、聯創等的崛起，以及攝像頭模組封裝產業的技術升級和轉移，未來車載攝像頭模組封裝行業格局將會迎來變革，從傳統Tier1主導轉變為鏡頭廠主導。

車載攝像頭產業鏈廠商梳理

3.1中上游

光學鏡頭：舜宇光學、瑞聲科技、聯創電子、歐菲光、玉晶光、大立光、MAXELL、日產三協、富士膠片、三力士、世高光、京瓷、理光、三星、亞洲光學

濾光片：水晶光、歐菲光、旭硝子、日本電波、奧托侖（哈威特）、田中技研、晶極光電

CIS：安森美、豪威、索尼、比亞迪電子、格科微、思特威、pixelplus、三星、SK海力士、松下、佳能

3.2下游

攝像頭模組：松下、法雷奧、富士通、大陸、麥格納、索尼、MCNEX、Gentex、日立、海拉、三星、舜宇光學、歐菲光、丘鈦科技、合力泰、聯創電子、立訊精密

3.3產業鏈重點廠商

舜宇光學：舜宇光學2004年開始進入車載鏡頭領域，市場第一地位目前無人撼動。公司年報顯示，2021年舜宇車載鏡頭出貨量相比2020年增長21%，達到6798萬件，進一步穩固全球市場份額第一地位。2021年舜宇完成了含多片塑膠鏡片的200萬像素和300萬像素的玻塑混合ADAS車載鏡頭的研發，同時實現了全塑料后視車載鏡頭的量產。多款基于英偉達、高通及地平線等平臺的800萬像素ADAS車載鏡頭已通過認證，并獲得了多家車廠的平臺化項目，且多個平臺化項目已實現量產。目前客戶主要以 Tier 1 廠商為主，包括博世、麥格納、法雷奧、大陸等，與 Mobileye 等算法廠商合作密切。

聯創電子：聯創從2009年開始布局 手機玻璃鏡頭業務，2012年切入高清廣角運動相機鏡頭領域，與GoPro、大疆等客戶合作密切，2015年通過車規鏡頭認證，2016年進入特斯拉 供應鏈，之后又通過Mobileye等優質客戶認證。在8M車載攝像頭上聯創是較早入局的一批，在2020年聯創中標蔚來ET7車型，供應全車7顆8M ADAS攝像頭模組，同時公司8M ADAS攝像頭模組也通過Mobileye認證。

安森美：安森美的CIS業務源自2011-2014年的三次收購，包括普拉斯CMOS圖像傳感器業務部、圖像傳感器設備制造商Truesense Imaging和Aptina Imaging，獲得大量相關專利和技術。目前公司旗下CIS產品專注工業和汽車市場，從市場數據上看，安森美的車載CIS主要優勢在于2M及以下市場，這也是目前市場需求最大的品類，所以安森美在全球車載CIS市場穩坐第一的位置。而8M產品方面，安森美在2017年推出了全球首款800萬像素級別的車載CIS——AR0820AT。

豪威：豪威科技早在2007年便推出首款車載CIS，2018年隨著ADAS的需求，開始在市場份額上獲得突破。2019年豪威推出了2款8M車載CIS產品，集成HDR和LFM兩大功能，在技術上實現領先。與安森美相比，豪威在高像素CIS方面的布局更廣，產品線更豐富，這與其Fabless的模式有一定關系。目前豪威的客戶有寶馬、奔馳、奧迪、 特斯拉、吉利、長城、比亞迪、理想、Mobileye等，未來ADAS攝像頭往5M/8M高像素發展，豪威在產品布局上的傾向可能更具市場優勢。

三星：三星從2013年開始發力CIS，2018年首次推出了智能手機圖像傳感器ISOCELL的汽車版本，進入車載CIS市場。三星在CIS領域的優勢主要是CMOS工藝與DRAM工藝的相似性，同時隨著CIS的像素不斷提高，集成DRAM的CIS正在成為趨勢，作為全球最大的DRAM制造商，成熟的DRAM產線就是三星入局CIS的最大優勢。三星去年發布了1.2M像素的ISOCELL Auto 4AC車載CIS，但參考汽車行業供應驗證周期要2-3年，市場表現還難以預測。

索尼：索尼2014年推出了IMX224MQV，開始進入車載CIS領域。不過相比豪威和安森美，索尼更加側重智能手機CIS。在過去十多年里，智能手機的熱潮，讓索尼在智能手機CIS市場上風生水起，攬下全球近半份額。但智能手機逐漸看見瓶頸，索尼在2020年借助VISION-S系列原型車，開始宣布大規模布局智能汽車傳感器，目前在800萬像素車載CIS領域上有望取得突破，IMX424已經在部分汽車客戶中應用。

格科微：汽車電子領域中，格科微產品目前主要用于汽車后裝行車記錄儀、倒車影像、360°環視、后視等方面。2022年中報顯示，該公司已連續推出3顆基于自有知識產權65nm+ CIS工藝平臺和FPPI專利技術的智慧城市/汽車電子系列新品。據公司創始人透露，格科微800萬像素ADAS用CIS產品已經在研發中。

思特威：2020年思特威收購了Allchip，拓展了在車載電子領域的產品線。近幾年思特威成立了車載芯片部分，積極布局車載CIS產品。目前思特威已針對艙外及艙內不同應用場景推出了多元化的產品，已成功量產了9款前裝車載圖像傳感器，并將于明年推出8款車載新品。公司今年5月推出的SC800AT車規級CIS具備800萬像素，現金的近紅外感度NIR+技術為SC800AT帶來更高的量子效率，使其能實現更好的低照度拍攝效果。

總結

車載攝像頭單價高、市場增速前景大，在智能手機市場遭遇瓶頸后，盡管車載市場需求總量受限于汽車市場，無法與智能手機應用規模相比，但攝像頭行業包括CIS、鏡頭、模組等廠商都在加速從智能手機等消費電子市場轉向汽車市場。同時汽車市場已經成為了目前CIS行業的必爭之地，也將會是未來一段時間中CIS市場的最大增長點。。

而在ADAS需求下，車載攝像頭小型化、高像素等需求促進了攝像頭模組制造從傳統Tier1轉向鏡頭廠商，這不僅是改變了汽車攝像頭供應鏈以往由傳統Tier1壟斷的狀況，同時也使得國產供應鏈地位有所提高。像舜宇、聯創、豪威等已經在全球車載攝像頭供應鏈中占據主要地位，舜宇、豪威分別在鏡頭、CIS市場排名第一和第二。

從車載攝像頭的重要規格上看，CIS的高像素、LFM、HDR、低照度等性能成為必需品，像素的升級最為明顯，市場正在快速從100萬-300萬像素升級至800萬像素。但由于高像素為算力部分帶來巨大壓力，業內主流CIS廠商認為，車載攝像頭不會像手機一樣，無止境地追求分辨率，ADAS系統的攝像頭像素未來可能會提升至12-15MP，且升級的周期會相對較長。