汽车传感器芯片，进入新阶段

据相关机构的传感器芯片行业研究结果显示，在“重感知”路线的推动下，传感器芯片正进入快速迭代演进的新阶段。

2023上海车展上，“重感知、轻地图”、“城市NOA”、“BEV+Transformer”等主机厂和Tier 1供应商比比皆是。可以看出，各大厂商纷纷转向“重感知，轻地图”的技术路线，加快布局城市NOA，打破对高精地图的依赖。

在“更重视感知”技术路线的推动下，汽车传感器扮演着更重要的角色。激光雷达、4D成像雷达、8MP CMOS图像传感器（CIS）等新产品快速应用于车辆，推高了传感器芯片的需求。汽车传感器和芯片技术正进入快速迭代演进和快速降本的新阶段。

汽车雷达芯片市场由恩智浦、英飞凌、德州仪器等公司主导；在中国厂商中，加特兰半导体起步较早，已与20多家汽车主机厂建立合作伙伴关系，在70多个乘用车车型上进行指定项目，累计出货量超过300万片，其中三分之一为海外客户。

4D雷达快速渗透到中高端车型和自主车型中。宝马、通用等整车厂，大陆、采埃孚等一级供应商均已在该领域完成布局。包括理想汽车、长安汽车、比亚迪汽车、特斯拉汽车、吉利汽车在内的不少中国品牌都指定或催生并应用了4D雷达。特斯拉下一代自动驾驶平台HW4.0搭载“Phoenix”4D成像雷达，已经成为市场的一个引爆点。

在常规雷达芯片领域，英飞凌和恩智浦几乎处于垄断地位。4D成像雷达作为雷达的主要发展方向，可以更好地服务于城市NOA等高级自动驾驶功能。中国厂商也在加紧布局4D雷达芯片。

2022年以来，车载激光雷达应用量大幅增加，中国约16.4万辆乘用车搭载激光雷达 . 激光雷达常用于L2+++乘用车（具有高速公路+城市NOA功能），多为25万元以上的高端新能源汽车 。预计2026年 中国乘用车装机激光雷达将达到366.6万个。如果激光雷达搭载在 15万元的 乘用车上，则需要更大的成本降低。这在短期内可能很难实现。

2023年激光雷达价格战打响，出货价跌至 500美元左右，但相对于4D雷达的价格（ 200美元-300美元）还是偏高。基于SoC，激光雷达将进一步集成并变得更便宜。

(1) 与收发芯片集成

激光雷达在车辆中的广泛应用首先需要成本控制。厂商激光雷达路线不同导致成本差异。然而，收发器芯片是主要的成本组成部分。与收发芯片集成是降低激光雷达成本的有效途径。

• 发射端芯片：用集成模块替代分立模块，材料成本和调试成本可降低70%以上；

• 接收芯片：SPAD方案体积小，有利于与读出电路集成，可进一步降低成本。

激光雷达芯片技术为国外厂商所掌握，但中国厂商近年来也在努力研发相关技术。在发射芯片方面，中国厂商开始涉足上游VCSEL芯片设计；在接收芯片方面，中国初创企业进军SPAD和SiPM芯片。

(2) 单芯片激光雷达方案

LiDAR 成本降低需要使用光子集成工艺来集成各种光电器件，这是从异质材料集成到单芯片集成的过程，将制备好的硅片槽到单晶硅衬底上，然后生长 III 族- V材料外延在单晶硅衬底上。尽管难度高，但该工艺具有低损耗、易于封装、高可靠性和高集成度的优点。

2023 年初，Mobileye 首次展示了其下一代 FMCW LiDAR。准确的说，它是一颗波长为1320nm的LiDAR SoC。基于英特尔芯片级硅光子工艺，该产品可以同时测量距离和速度。

基于芯片的硅光子FMCW固态激光雷达技术路线或将成为未来激光雷达发展的优选方向，涉及FMCW、固态色散扫描和硅光子等关键技术。FMCW LiDAR作为一种新的技术路线，仍然面临着诸多技术挑战。除了Mobileye、Aeva、Aurora等国外厂商，Inxuntech、LuminWave等中国厂商也进行了布局。

汽车摄像头硬件包括镜头、CIS 和图像信号处理器 (ISP)。其中，车用CIS进入门槛高，属于寡头垄断市场，主要竞争对手包括安森美半导体、豪威科技和索尼。未来产品将趋向于高像素和高动态范围（HDR）。除了传统的ISP，目前的ISP集成解决方案还将ISP集成到CIS或SOC中。

CIS向高像素方向发展。

高级别自动驾驶的发展对车载摄像头的成像质量要求越来越高。一般来说，摄像头的像素越高，成像质量越好，汽车制造商/自动驾驶提供商可以获得的有用信息也就越多。在车辆中使用 8MP 摄像头的步伐加快了。2023 年初推出的 Xpeng P7i 配备了一个 8MP 摄像头，用于智能驾驶辅助解决方案。

前视是最迫切需要8MP高分辨率摄像头的应用场景。目前，主流车用CIS供应商已成功部署8MP CIS产品。

有两种类型的 ISP 解决方案：独立的和集成的。其中，独立ISP功能强大但成本高，而集成ISP具有成本低、占地面积小、功耗低等优点，但处理能力相对较弱。近年来，除了集成ISP的CIS，各大厂商还大力布局ISP集成的SOC。

ISP集成CIS：将ISP集成到CIS中，可以达到节省空间和降低功耗的目的。介绍相关解决方案的主要是CIS的一些领导。2023 年1月, OmniVision 宣布其用于汽车 360 度环视系统 (SVS) 和后视摄像头 (RVC) 的新型 1.3 兆像素 (MP) OX01E20 片上系统 (SoC)。OX01E20 具有一流的 LED 闪烁抑制 (LFM) 和 140db 高动态范围 (HDR) 功能。它具有 3 微米图像传感器、高级图像信号处理器 (ISP)、全功能失真校正/透视校正 (DC/PC) 和屏幕显示 (OSD)。

ISP集成SOC：将ISP从CIS中去掉，直接集成到自动驾驶主控SoC中的方式，可以大大降低感知硬件的成本，从摄像头中去掉ISP，不仅可以解决高像素摄像头带来的严重散热问题，也有助于进一步减小车载摄像头的电路板尺寸和功耗。几乎所有的自动驾驶领域控制SoC都集成了ISP模块。

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