文章摘要: 汽車CMOS圖像傳感器作為自動(dòng)駕駛技術(shù)的基石,其發(fā)展聚焦于像素技術(shù)優(yōu)化與市場(chǎng)布局。安森美憑借其技術(shù)演進(jìn)、供應(yīng)鏈整合及市場(chǎng)拓展,在全球市場(chǎng)中占據(jù)領(lǐng)先地位。隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)的推進(jìn),傳感器性能與成本要求將不斷提升,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)激烈。芝能智芯出品汽車圖
汽車CMOS圖像傳感器作為自動(dòng)駕駛技術(shù)的基石,其發(fā)展聚焦于像素技術(shù)優(yōu)化與市場(chǎng)布局。安森美憑借其技術(shù)演進(jìn)、供應(yīng)鏈整合及市場(chǎng)拓展,在全球市場(chǎng)中占據(jù)領(lǐng)先地位。隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)的推進(jìn),傳感器性能與成本要求將不斷提升,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)激烈。
芝能智芯出品
汽車圖像傳感器是自動(dòng)駕駛技術(shù)的核心組成部分,為車輛提供精準(zhǔn)的環(huán)境感知能力,安森美在像素技術(shù)、供應(yīng)鏈整合和市場(chǎng)布局方面都有自己的特色。
我們沿著汽車CMOS圖像傳感器技術(shù)的細(xì)節(jié)及其在自動(dòng)駕駛中的作用,探討安森美的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力以及其他玩家如何布局這一領(lǐng)域。
Part 1
汽車CMOS傳感器
技術(shù)剖析及市場(chǎng)格局
汽車圖像傳感器通過(guò)將光學(xué)圖像轉(zhuǎn)化為電子信號(hào),為車輛提供視覺(jué)感知能力,其核心在于像素技術(shù)的優(yōu)化。CMOS傳感器的工作原理涉及微透鏡陣列、彩色濾光片陣列(CFA)、光電二極管和像素晶體管等多個(gè)層次。
● 安森美的CMOS傳感器技術(shù)展現(xiàn)了顯著的技術(shù)演進(jìn):
◎ 像素尺寸縮減:從5.6 μm逐步縮小到2.1 μm甚至更小,同時(shí)實(shí)現(xiàn)高分辨率(如8.3 MP)和高動(dòng)態(tài)范圍(HDR)。
◎ 高動(dòng)態(tài)范圍(HDR):利用分割像素和超級(jí)曝光技術(shù),安森美傳感器可實(shí)現(xiàn)高達(dá)150 dB的HDR,有效應(yīng)對(duì)復(fù)雜光照環(huán)境中的過(guò)曝和欠曝問(wèn)題。
◎ 低光性能:通過(guò)優(yōu)化光電二極管設(shè)計(jì),顯著提高了夜間及低光照環(huán)境中的成像效果,為自動(dòng)駕駛提供全天候視覺(jué)支持。
◎ LED閃爍抑制(LFM):在面對(duì)LED光源時(shí),安森美的技術(shù)可以消除閃爍干擾,確保圖像清晰度。
● 智能駕駛的要求,對(duì)汽車圖像傳感器的性能與數(shù)量需求呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。
◎ 前向感知通常配備 2 x 8.3 MP 攝像頭(2.1 μm,30° 和 120° 視場(chǎng)角)及 2 x 8.3 MP 額外立體攝像頭(2.1 μm,60° - 120° 視場(chǎng)角),用于精確捕捉遠(yuǎn)距離及寬視野范圍內(nèi)的路況信息;
◎ 側(cè)向感知采用 2 x 3 MP 或 8.3 MP 攝像頭(2.1 μm 或 3.0 μm,100° 視場(chǎng)角),確保車輛周邊環(huán)境的全面監(jiān)測(cè);
◎ 后向感知部署 1 - 2 x 8.3 MP 攝像頭(2.1 μm,60° - 120° 視場(chǎng)角);
◎ 底部感知?jiǎng)t配置 1 x 3 MP 攝像頭(2.1 μm 或 3.0 μm),實(shí)現(xiàn)自動(dòng)泊車等功能的 360 度環(huán)繞視圖。
多攝像頭配置與不同分辨率、像素尺寸傳感器的組合,充分滿足了自動(dòng)駕駛系統(tǒng)在復(fù)雜環(huán)境下對(duì)環(huán)境感知的高精度、高可靠性需求,為車輛的決策與控制提供了豐富的視覺(jué)數(shù)據(jù)。
根據(jù)Yole Group的數(shù)據(jù),安森美在2023年以33%的市場(chǎng)份額占據(jù)全球汽車CMOS傳感器市場(chǎng)的領(lǐng)先地位,其競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手包括中國(guó)的豪威科技(27%)和日本的索尼(14%)。
● 這一領(lǐng)先地位得益于以下因素:
◎ 技術(shù)積累:安森美通過(guò)不斷收購(gòu)(如Aptina、Truesense和SensL),整合了深厚的技術(shù)資源。
◎ 供應(yīng)鏈整合:安森美在美國(guó)、亞洲等地建立了完善的產(chǎn)業(yè)基地,形成從晶圓制造到封裝測(cè)試的完整產(chǎn)業(yè)鏈,保障了產(chǎn)質(zhì)量量和供應(yīng)穩(wěn)定。
◎ 市場(chǎng)拓展:安森美的CMOS傳感器技術(shù)廣泛應(yīng)用于智能駕駛、泊車輔助和自動(dòng)駕駛領(lǐng)域,成為行業(yè)標(biāo)桿。
Part 2
安森美的競(jìng)爭(zhēng)力
及行業(yè)格局分析
安森美的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)顯著,主要體現(xiàn)在其創(chuàng)新技術(shù)、供應(yīng)鏈安全、廣泛的產(chǎn)品組合以及市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)地位上,Hyperlux系列傳感器具備150 dB的超高動(dòng)態(tài)范圍和卓越的低光性能,確保在復(fù)雜駕駛環(huán)境中提供清晰、可靠的視覺(jué)信息。
通過(guò)采用雙供應(yīng)鏈策略(自有工廠加外包制造),安森美提升了供應(yīng)靈活性,可以迅速響應(yīng)市場(chǎng)的需求,提供從卷簾快門到全局快門的多種圖像傳感器,滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求。
憑借這些優(yōu)勢(shì),安森美在汽車和工業(yè)CMOS傳感器領(lǐng)域均占據(jù)首位,擁有顯著的規(guī)模效應(yīng)。
● 高動(dòng)態(tài)范圍(HDR):汽車行駛時(shí),光照條件變化很大,從強(qiáng)烈的陽(yáng)光到昏暗的夜晚,這對(duì)圖像傳感器提出了很高的要求。
傳統(tǒng)傳感器在高對(duì)比度場(chǎng)景中,如隧道出口或夜間路燈下,容易出現(xiàn)亮度過(guò)曝或暗部細(xì)節(jié)丟失的問(wèn)題。
安森美的Hyperlux傳感器擁有150 dB的超高動(dòng)態(tài)范圍,采用先進(jìn)技術(shù)如超級(jí)曝光和分割二極管曝光,可以在一次拍攝中同時(shí)捕捉明亮和黑暗區(qū)域的細(xì)節(jié),避免了多次曝光可能帶來(lái)的圖像模糊、延遲或幀率下降問(wèn)題,確保圖像穩(wěn)定清晰,為自動(dòng)駕駛系統(tǒng)提供可靠的視覺(jué)信息,提升了復(fù)雜光照環(huán)境下的目標(biāo)檢測(cè)能力。
● 低光性能:在夜間或光線不足的情況下,圖像傳感器的表現(xiàn)直接關(guān)系到自動(dòng)駕駛的安全性,通過(guò)改進(jìn)光電二極管設(shè)計(jì)和減少暗噪音,使Hyperlux傳感器在低光環(huán)境下也有出色表現(xiàn)。
即使在鄉(xiāng)村夜晚這樣微弱光線下,它也能拍出清晰的圖像,清楚顯示遠(yuǎn)處的車輛、行人和道路標(biāo)志,延長(zhǎng)了自動(dòng)駕駛車輛的工作時(shí)間和適用場(chǎng)景,增強(qiáng)了系統(tǒng)在低光條件下的感知能力和決策信心。
● LED 閃爍抑制(LFM):交通中的LED信號(hào)燈和車尾燈可能會(huì)閃爍,干擾傳感器正常運(yùn)轉(zhuǎn),造成圖像上出現(xiàn)條紋或噪點(diǎn),影響目標(biāo)檢測(cè)。
安森美的傳感器內(nèi)置了LED閃爍抑制技術(shù),能準(zhǔn)確識(shí)別并消除這些干擾,確保在有大量LED光源的環(huán)境中圖像依然穩(wěn)定,提高了對(duì)交通信號(hào)和車輛狀態(tài)的識(shí)別準(zhǔn)確性,減少了誤判風(fēng)險(xiǎn),保障行車安全。
● 功耗與散熱:自動(dòng)駕駛車輛搭載的電子設(shè)備增多,功耗和散熱成為重要考量。安森美在Hyperlux傳感器設(shè)計(jì)中采用了低功耗架構(gòu),例如AR0341 3 MP相機(jī)在30 fps、60°C條件下僅消耗約500 mW的電力,遠(yuǎn)低于同類產(chǎn)品。
低功耗不僅節(jié)省了能源,還減少了熱量產(chǎn)生,下降了散熱系統(tǒng)的負(fù)擔(dān),提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性,并有助于下降成本,促進(jìn)了傳感器在汽車領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。
● 汽車視覺(jué)傳感器市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)依然激烈
◎ 索尼作為全球CIS行業(yè)的領(lǐng)頭羊,正利用其在消費(fèi)電子領(lǐng)域的技術(shù)積累向汽車市場(chǎng)擴(kuò)展,提供高分辨率的圖像傳感器;
◎ 豪威科技則依靠在中國(guó)市場(chǎng)的成本和服務(wù)優(yōu)勢(shì)逐步擴(kuò)大份額;
◎ 而像Ambarella這樣的新興公司,則專注于開(kāi)發(fā)專用芯片和創(chuàng)新算法,探索自動(dòng)駕駛圖像處理的新路徑。
隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)的普及,對(duì)高性能傳感器的需求將不斷增長(zhǎng),公司必須在像素技術(shù)、功耗優(yōu)化和生產(chǎn)成本之間找到最佳平衡,以爭(zhēng)取更多市場(chǎng)份額。
小結(jié)
汽車CMOS圖像傳感器作為自動(dòng)駕駛技術(shù)的核心組件,將持續(xù)引領(lǐng)行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新與市場(chǎng)擴(kuò)張,自動(dòng)駕駛的全面落地將對(duì)圖像傳感器提出更高的性能和成本要求。
隨著全球市場(chǎng)格局的演變,中國(guó)公司在本地化優(yōu)勢(shì)和成本競(jìng)爭(zhēng)力的驅(qū)動(dòng)下,或?qū)⒊蔀镃MOS圖像傳感器領(lǐng)域的重要力量。
汽車圖像傳感器:技術(shù)進(jìn)步推動(dòng)自動(dòng)駕駛發(fā)展
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