2022-2023年汽车摄像头Tier2供应商研究报告
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1、车载摄像头市场保持“一超多强”的格局
车载摄像头用于将目标反射的光线经折射后聚焦到CIS上。从车载摄像头产业链来看,主要的上游企业有:镜头、滤光片、保护膜公司,致力于将原材料加工成镜头、滤光片、保护膜等基础硬件;主要的下游参与者是:Tier1 供应商和摄像头模组封装公司。
目前,车载摄像头模组市场呈现出“一超多强”的格局,即中国厂商舜宇光学技术称雄,日本、韩国等中国厂商竞争第二梯队。
“一强”是舜宇光学,连续多年占据全球市场份额第一的车载摄像头行业龙头。公司2021年车载摄像头出货量6798万台,2022年出货量7891万台,市场份额稳定在30%以上。
“几大强国”指的是第二梯队的几个领头羊,主要是日本、韩国等中国厂商,占据2%到10%的市场份额。传统的“大国”,包括 Maxell、Nidec Sankyo、Sekonix(韩国)和 Largan Precision。其中,2021年麦克赛尔在全球汽车摄像头市场的份额为8%。
同时,联创电子科技、欧菲光等中国企业开始跻身“大国”俱乐部。
联创电子科技2022年出货约8-900万个车载摄像头,主要客户为法雷奥、大陆、安波福、采埃孚、麦格纳等Tier1供应商。欧菲光于2018年收购富士胶片,涉足车载摄像头。截至目前,欧菲光已量产5M前视摄像头、3M / 8M侧视摄像头、1M / 2.5M环视摄像头、2M电子外后视镜摄像头、1M / 2M舱内 DMS/OMS 摄像头。2022年,欧菲光汽车摄像头出货量约400万台。
此外,凤凰光学、圆通光电等老牌光学企业也纷纷布局汽车市场。其中,凤凰光学已推出十余款车载摄像头;2022年,作为安防摄像头领域的龙头企业,圆通光电收购了九洲光学20%的股权,这是其进军车载摄像头市场的尝试之一。未来,这些老牌光学企业将进一步发力,抢占车载摄像头市场份额。
2、车用CIS性能不断提升,最高可达8M分辨率和140dB HDR
CIS(CMOS image sensor)的工作过程一般包括几个环节:复位、光电转换、积分、读出。
在摄像头产业链方面,上游CIS厂商包括:专门从事CIS设计、向CIS公司销售IP的CIS知识产权(IP)公司;提供硅芯片的晶圆公司;从事切割和封装加工晶圆的 OSAT 公司。与汽车摄像头行业一样,下游制造商是一级供应商和摄像头模组封装公司。
在汽车智能化的趋势下,摄像头像素的不断提升也对CIS提出了更高的技术要求。随着车载摄像头向小型化、轻量化的方向发展,像素尺寸缩减和架构升级成为最常见的问题。
以OmniVision的CIS工艺迭代为例:在OmniPixel3-HS、OmniBSIT、PureCelPlus等工艺迭代中,像素尺寸从4.2um缩小到2.1um。具体产品来看,豪威科技2021年推出的OX08B40分辨率为8MP,采用PureCel Plus-S像素架构,采用堆叠架构实现高分辨率,芯片尺寸更小。
除了分辨率,HDR也是CIS的关键技术参数之一。用类型来说,前视/侧视摄像头已经开始封装140dB HDR CIS,而后视/环视摄像头还停留在120dB阶段。
作为高级AD的核心传感器,前/侧视摄像头需要在不同光照条件下快速识别明暗细节,并在高速行驶时准确捕捉图像。因此,120dB HDR 是基本要求,而 140dB HDR 是当前趋势。一些厂商也布局了140+dB的HDR。一个例子是ONSemiconductor,它在2022年10月宣布推出150dB HDR车载CIS ,并计划在2024年开始生产。未来,用于ADAS的CIS可能会达到150+dB HDR。
后视/环视摄像头一般还是120dB,未来会进化到140dB。例如,OmniVision 于 2023 年宣布的用于环视/后视的 CIS OX01E20 支持 140dB HDR、1.3MP 分辨率和 LED 闪烁抑制 (LFM)。
3、车载ISP解决方案趋于多元化,AI ISP将成为发展趋势
在车载摄像头组件模块中,ISP(图像信号处理器)是调整图像的核心组件。要达到理想的成像效果,ISP Tuning 是必不可少的一步。
除了传统的ISP,主流的ISP解决方案还有两类:CIS集成ISP和ISP集成自动驾驶SoC。解决方案变得多样化。
ISP解决方案的多样性和ISP Tuning的必要性,使得ISP出现在相机产业链的多个环节。
ISP的重要性及其对固定硬件架构的低要求,使其成为各领域龙头厂商争相抢夺的制高点。玩家通常部署 1 或 2 个解决方案。
例如,富瀚微电子主营ISP产品;SmartSens推出了多款ISP集成的CIS产品;豪威布局“ISP+ISP一体化CIS”;NXP和Nextchip部署“ISP+ISP集成自动驾驶SoC”。此外,Mobileye、英伟达、黑芝麻等自动驾驶SoC公司也推出了集成ISP的自动驾驶芯片。
除了解决方案的多样性,AI ISP也是ISP的一个重要发展方向。
ISP涵盖了几十种图像信号处理算法,但是这么多算法的协调需要大量的调试工作。目前,视觉ADAS系统的开发仍然依赖于手动ISP Tuning。像特斯拉、蔚来这样的主机厂还在招聘大量的画质调优工程师。然而,手动调整需要很长时间,并且需要非常专业的 ISP 调整工程师。
近年来,利用AI进行图像增强逐渐成为业界新的研究热点,并取得了令人瞩目的进展。应用AI进行实时调优,尤其是在终端侧的计算环境中高效实现AI ISP功能,可以获得比传统ISP Tuning更好的效果。
例如,Ambarella 宣布推出人工智能图像信号处理器 (AISP)。Ambarella 新的基于 AI 的 ISP 架构使用神经网络来增强集成到其 SoC 中的硬件 ISP 完成的图像处理。这种方法可以在极低的勒克斯水平和最小的噪声下实现低光彩色成像,比最先进的传统 ISP 提高 10 到 100 倍,以及新水平的高动态范围 (HDR) 处理,具有更自然的色彩再现和更高的动态范围。
Ambarella 的 CV3 AI 域控制器系列已经包含 AISP,具有高达 500 eTOPS 的 AI 计算。ISP可同时支持20个以上通过MIPI VC连接的摄像头,满足高性能立体和密集光流引擎的需求。
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