CIS作為攝像頭核心部件，對(duì)光線感知與圖像質(zhì)量起關(guān)鍵作用

CIS（CMOS Image Sensor，即CMOS 圖像傳感器）是攝像頭模組的核心元器件，對(duì)攝像頭的光線感知和圖像質(zhì)量起到了關(guān)鍵的影響。根據(jù)Yole數(shù)據(jù)，CIS占據(jù)單個(gè)車載攝像頭的成本達(dá)52%。

CIS主要采用感光單元陣列和輔助控制電路獲取對(duì)象景物的亮度和色彩信號(hào)，并通過(guò)復(fù)雜的信號(hào)處理和圖像處理技術(shù)輸出數(shù)字化的圖像信息。CIS芯片根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同可分為前照式結(jié)構(gòu)（FSI）和背照式結(jié)構(gòu)（BSI）兩種類型。

前照式結(jié)構(gòu)是CIS芯片的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，主要優(yōu)勢(shì)是工藝簡(jiǎn)單，成本低廉，但在制備高性能CIS方面存在一定局限性。前照式結(jié)構(gòu)自上而下分別是微鏡、濾色片、金屬電路層以及光電二極管，其中光電二極管是真正發(fā)生光電效應(yīng)的感光部分。由于金屬的透光率有限且會(huì)反光，光在通過(guò)金屬電路層后，到達(dá)光電二極管僅有70%左右，同時(shí)反射光也會(huì)串?dāng)_到旁邊像素以致顏色失真。

前照式結(jié)構(gòu)與背照式結(jié)構(gòu)CIS

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背照式結(jié)構(gòu)通過(guò)將金屬電路層移至光電二極管后面，可改善以上前照式結(jié)構(gòu)的缺陷，避免光線因?yàn)殡娐穼拥恼趽鹾头瓷鋷?lái)?yè)p失，具有高感光度、像素串?dāng)_低、高成像品質(zhì)、高靈敏度等優(yōu)點(diǎn)，但其相較前照式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工藝難度較大且成本較高。

而根據(jù)快門曝光發(fā)式不同，CIS又可被分為卷簾快門（RS）和全局快門（GS）。

卷簾快門是感光單元從上至下逐行實(shí)現(xiàn)感光，其優(yōu)點(diǎn)是任何時(shí)候只捕捉少量的圖像數(shù)據(jù)，簡(jiǎn)化了數(shù)據(jù)處理和傳輸，RS CIS尺寸可以更小，成本更低，但在快速移動(dòng)的場(chǎng)景中，畫面容易失真或模糊，因此更適用于遠(yuǎn)距離拍攝靜態(tài)或緩慢移動(dòng)的對(duì)象。

全局快門是所有的感光單元同時(shí)實(shí)現(xiàn)感光，通常 GS CIS相較RS CIS 尺寸更大、更感光，是高速攝影等場(chǎng)景下最佳的快門方式，但其成本較高且且最大幀率可能低于類似的卷簾快門傳感器，特別是具有高分辨率的傳感器。

手機(jī)市場(chǎng)低迷，車載CIS成關(guān)注熱點(diǎn)

2021年以來(lái)，受宏觀經(jīng)濟(jì)下行，疫情對(duì)供應(yīng)鏈的巨大沖擊，手機(jī)產(chǎn)品創(chuàng)新亮點(diǎn)不足，用戶換機(jī)周期普遍延長(zhǎng)等多重因素影響，智能手機(jī)市場(chǎng)表現(xiàn)低迷，手機(jī)CIS面臨較大下行壓力。據(jù)群智咨詢數(shù)據(jù)顯示，2021年全球手機(jī)CIS出貨量約為53.7億顆，同比下滑約11.8%。

消費(fèi)市場(chǎng)的疲態(tài)，讓更多的目光投向了車載CIS的成長(zhǎng)潛力。攝像頭、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)等傳感器是輔助駕駛（ADAS）與自動(dòng)駕駛（AD）感知層的關(guān)鍵器件，其中搭載CIS的各類型車載攝像頭可用于實(shí)現(xiàn)預(yù)警、全景泊車、盲點(diǎn)監(jiān)測(cè)和疲勞提醒等ADAS功能。

車載攝像頭類型及功能特點(diǎn)

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相較消費(fèi)端CIS，車載CIS技術(shù)相通，但路線不同，綜合需求更加多樣化。手機(jī)CIS主要用于拍攝，偏重人眼的視覺(jué)感受。車載CIS除了用于倒車影像、行車記錄之外，還用在機(jī)器視覺(jué)所需的ADAS與AD，自動(dòng)駕駛的感知系統(tǒng)利用圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行物體識(shí)別，計(jì)算距離、速度等信息，再傳遞給控制系統(tǒng)進(jìn)行操作。

考慮到ADAS攝像頭特殊的使用環(huán)境，如低光照、高速運(yùn)動(dòng)、震動(dòng)、雨霧、高溫、光線劇烈變化等，車載CIS產(chǎn)生了一些特殊需求，如高動(dòng)態(tài)范圍（一般在 100dB 以上），使車輛在進(jìn)出隧道等環(huán)境快速變化時(shí)能夠呈現(xiàn)良好的成像品質(zhì)；耐高溫，能夠應(yīng)對(duì)高溫天氣的連續(xù)工作；LED閃爍抑制，避免道路上LED燈工作時(shí)形成的圖像有缺失、閃爍等，保證車載CIS精準(zhǔn)識(shí)別交通信號(hào)；強(qiáng)大的低光照成像性能，滿足夜間開車的成像需求；全局快門技術(shù)，改善高速運(yùn)動(dòng)對(duì)象的變形問(wèn)題。

ADAS加速市場(chǎng)滲透與高階化發(fā)展并行，車載CIS迎來(lái)十年黃金發(fā)展期

我國(guó)將自動(dòng)駕駛分為五個(gè)階段，分別是輔助駕駛階段（DA）、部分自動(dòng)駕駛階段（PA）、有條件自動(dòng)駕駛階段（CA）、高度自動(dòng)駕駛階段（HA）和完全自動(dòng)駕駛階段（FA）。2020年發(fā)布的《智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)路線圖2.0》中提出：

到2025年，PA、CA級(jí)智能網(wǎng)聯(lián)汽車市場(chǎng)份額超過(guò)50%，HA級(jí)智能網(wǎng)聯(lián)汽車實(shí)現(xiàn)限定區(qū)域和特定場(chǎng)景商業(yè)化應(yīng)用；

到2030年，PA、CA級(jí)智能網(wǎng)聯(lián)汽車市場(chǎng)份額超過(guò)70%，HA級(jí)智能網(wǎng)聯(lián)汽車市場(chǎng)份額達(dá)到20%，并在高速公路廣泛應(yīng)用、在部分城市道路規(guī)模化應(yīng)用；

到2035年，中國(guó)方案智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)和產(chǎn)業(yè)體系全面建成、產(chǎn)業(yè)生態(tài)健全完善，整車智能化水平顯著提升，HA級(jí)智能網(wǎng)聯(lián)汽車大規(guī)模應(yīng)用。

未來(lái)我國(guó)自動(dòng)駕駛發(fā)展目標(biāo)

來(lái)源：《智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)路線圖2.0》

根據(jù) Yole 預(yù)測(cè)，至2031年全球運(yùn)營(yíng)車輛中 49%將配置 ADAS功能，相較2021年12.3%滲透率顯著提升，預(yù)計(jì)到2050年ADAS滲透率將達(dá)到95%。

全球ADAS持續(xù)滲透

來(lái)源：YOLE

ADAS持續(xù)向高階化發(fā)展，推動(dòng)攝像頭單車搭載量提升。受軟硬件成熟度、法規(guī)、用戶接受度等限制，L2級(jí)別ADAS短期內(nèi)仍為主流，L2+、L2++逐步替代L0-L2是主要趨勢(shì)，單車攝像頭配置數(shù)量也隨之提升，從原先的1~2顆提升至10余顆。

自動(dòng)駕駛級(jí)別發(fā)展趨勢(shì)

來(lái)源：YOLE

車載CIS使用場(chǎng)景及需求數(shù)量

來(lái)源：韋爾股份

近兩年國(guó)內(nèi)自主品牌較為激進(jìn)，推出的眾多車型都搭載了10顆以上攝像頭，比如蔚來(lái)ET5/ET7 11顆、小鵬P5/P7 14顆、吉利極氪001 15顆。隨著未來(lái)ADAS由L2級(jí)別向L3/L4/L5發(fā)展，單車攝像頭搭載量將進(jìn)一步提升。根據(jù) Yole數(shù)據(jù)，L3 級(jí)別隨著前視 ADAS 攝像頭升級(jí)為多目攝像頭，引入駕駛員監(jiān)控、側(cè)視、e-mirror 等，攝像頭總數(shù)量將達(dá)到 20 個(gè)。

近年來(lái)電動(dòng)車型搭載攝像頭數(shù)量及特點(diǎn)

來(lái)源：DT新材料整理

自動(dòng)駕駛級(jí)別與攝像頭搭載量

來(lái)源：YOLE

汽車智能化不斷深入，ADAS攝像頭像素升級(jí)將大幅提升車載CIS價(jià)值量。隨著汽車智能化不斷深入，自動(dòng)駕駛級(jí)別的提升，功能和應(yīng)用場(chǎng)景的擴(kuò)展，車載攝像頭從最開始的30萬(wàn)像素升級(jí)到100多萬(wàn)像素，又發(fā)展到現(xiàn)在的200萬(wàn)像素，甚至很多車企，如蔚來(lái)、吉利、長(zhǎng)城等，都已開始采用800萬(wàn)像素?cái)z像頭，以滿足對(duì)更遠(yuǎn)目標(biāo)的準(zhǔn)確識(shí)別和監(jiān)測(cè)，這也直接帶動(dòng)了車載CIS ASP的持續(xù)提升。

單車攝像頭性能、搭載量和ASP迎來(lái)大幅提升，推動(dòng)了車載CIS市場(chǎng)快速發(fā)展。據(jù)Frost&Sullivan統(tǒng)計(jì)，2020年全球汽車電子領(lǐng)域CIS的出貨量和銷售額分別為4.0億顆和20.2億美元，預(yù)計(jì)到2025年汽車電子CIS出貨量和銷售額將達(dá)到9.5億顆和53.3億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)到18.89%和21.42%，而中國(guó)車載攝像頭的市場(chǎng)規(guī)模可以從2021年的76.3億元增長(zhǎng)到2025年的231.6億元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)32.0%。

審核編輯 ：李倩