汽车CMOS图像传感器:智能驾驶浪潮下的技术迭代与市场机遇

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0a614a741734182b5620c3eb29054aec_.png 汽车摄像头用CMOS图像传感器(以下简称汽车CIS)作为车载摄像头的核心组件,是智能汽车实现环境感知与座舱交互的“视网膜”。基于CMOS工艺打造的固态成像芯片,能精准将光信号转换为数字图像数据,为高级驾驶辅助系统(ADAS)与智能座舱提供关键“机器视觉”输入,其性能直接决定车辆对复杂路况的识别能力与智能交互体验。相较于消费级手机CIS,汽车CIS更强调极端环境下的稳定成像与全生命周期安全可靠性,不仅需在强逆光、隧道进出、夜间低照度、车灯眩光等场景中维持120-140dB的高动态范围(HDR)与低噪声表现,还需具备快速读出、低延迟特性,以支撑车道线识别、目标检测、自动泊车等实时算法运行。在功能集成上,多重曝光HDR、LED灯/交通信号防闪烁(LFM)、全局或近全局快门等技术已成为标配,同时需满足-40℃至125℃宽温工作、抗振动抗电磁干扰、长寿命一致性等车规要求,通过AEC-Q等级、ISO26262功能安全等认证,确保车辆全生命周期内的稳定供货与可预测成像性能。 从市场规模来看,汽车CIS行业正迎来高速增长期。2025年全球汽车CIS市场规模已达36.25亿美元,据Frost&Sullivan数据,同年出货量与销售额分别攀升至9.5亿颗和53.3亿美元,2020-2025年复合增长率分别达18.9%和21.4%。预计2026-2032年,行业仍将保持10.5%的年均复合增速,毛利率维持在20%-40%的合理区间。当前市场格局呈现寡头垄断特征,前三大厂商豪威科技、安森美、索尼合计占据90%以上市场份额,其中豪威科技以43%的出货份额领跑,在低像素市场优势显著;安森美聚焦8M等高像素领域,索尼则凭借技术积累在高端市场逐步发力。国内企业如思特威、格科微、晶方科技等加速突围,通过车规认证与技术迭代,逐步抢占中低端市场份额,行业竞争日趋激烈。

一、技术迭代方向:多维度突破适配智能驾驶需求

(一)HDR技术向高动态与低伪影双向升级

极端路况对汽车CIS的动态范围提出更高要求,行业正持续推进140dB以上等级HDR技术研发,同时重点解决运动场景下多曝光带来的鬼影与边缘伪影问题。豪威集团最新推出的800万像素OX08D20传感器,采用TheiaCel®技术与Mobileye合作开发创新拍摄方案,在提升暗态性能的同时,显著减少近处物体运动模糊,帧率提升至60帧/秒,完美适配ADAS对复杂场景的感知需求。

(二)堆栈式架构与片上逻辑集成成为主流

为兼顾“机器识别”的精准性与“人眼观看”的舒适性,堆栈式(stacked)架构已成为中高端汽车CIS的核心设计方案。通过像素层与逻辑层分离堆叠,将部分ISP处理能力下沉至逻辑层,实现单颗传感器同时输出RAW与YUV多路数据,大幅降低系统复杂度与传输时延。TSV(硅通孔)技术的应用的使传感器高速拍摄能力提升4倍,同时缩小物理尺寸,为车载摄像头小型化提供支撑。

(三)分辨率与像素工艺协同优化

外视摄像头(前视/环视)对细节识别的需求推动分辨率持续升级,从传统1M-2M像素向8M乃至更高规格跨越,蔚来ET7、理想ONE等车型已率先搭载8M像素摄像头,实现200米以上远距离目标识别。同时,行业通过BSI(背照式)工艺、小像素优化与读出电路升级,在缩小像素尺寸的同时维持低照度场景下的信噪比,平衡分辨率与成像质量。

(四)低功耗与热设计成产品核心竞争力

随着单车摄像头数量增至8-13颗(L2/L3级车型),传感器全天候运行时间延长,功耗与热稳定性直接影响成像一致性。豪威OX08D20传感器采用a-CSP™封装,尺寸较同类产品减少50%,同时具备低功耗优势,“高HDR/LFM+低功耗”已成为车企选型的核心考量因素。

二、行业发展制约因素:多重壁垒限制增速天花板

(一)车规认证周期长,技术迭代受限

汽车CIS需经历2-3年的车规认证周期,涵盖温度循环、振动冲击、电磁兼容等多维度测试,从立项到量产的全流程节奏远慢于消费电子,无法实现“每年一代”的快速迭代。这一特性不仅抬高新玩家进入门槛,也使现有企业难以快速响应市场需求变化,国产厂商多处于送样测试阶段,全系列产品满足高阶认证仍需时间。

(二)供应链瓶颈贯穿全产业链

汽车行业对供应稳定性极度敏感,短缺风险不仅存在于晶圆环节,封装测试、特殊材料等后段环节更易成为卡点。目前8M CIS芯片产能高度集中,豪威、索尼、安森美交货周期长达36周,即便上海合晶等企业规划2026年底完成6万片/月12英寸外延片产能建制,仍难以快速填补缺口。同时,地缘政治导致高端设备出口受限,进一步加剧产能分配复杂性。

(三)成本与同质化竞争压力凸显

车企在追求高感知能力的同时严控BOM成本,倒逼CIS企业向高端差异化与中低端降本双向发力。8M CIS单颗价格达15-20美元,是1-2M产品(3-8美元)的2-5倍,而工艺复杂度提升导致良率管控难度增加;中低端市场则陷入同质化竞争,单纯参数跟随者的利润空间持续被压缩。

三、产业链全景解析:各环节价值分布与核心壁垒

(一)上游:工艺与材料决定性能上限

上游以成像工艺、封装测试及光学材料为核心,直接决定汽车CIS的性能边界。晶圆制造领域,BSI、堆栈式工艺、低噪声读出电路等特色技术是竞争关键;光学材料方面,IR-cut滤光片、窄带滤光、偏振防眩方案的一致性的影响算法稳定性;封装环节,WLCSP、BGA封装及Underfill、密封胶等材料需适配车载温循与振动环境,台积电旗下采钰等企业凭借车用认证优势承接大量订单;测试校准装备则需满足暗电流、温漂校准等车规要求,可追溯性与一致性是核心门槛。

(二)中游:集成与供应能力掌握定价权

中游是产业链价值最集中的环节,分为CIS芯片设计、摄像头模组集成、Tier1供应三层架构。芯片设计企业聚焦像素架构与功能集成,将车规可靠性与批次一致性作为核心交付目标;模组厂负责将CIS与镜头、滤光片、散热结构等集成,通过畸变校准、温漂补偿等工艺保障“机光电热”一致性,量产良率是核心壁垒;Tier1供应商主导摄像头ECU与域控集成,掌握车型定点与选型话语权,直接决定CIS厂商能否进入平台化项目。

(三)下游:场景需求驱动量价齐升

下游需求由车载摄像头的位置与功能决定,外视与舱内场景形成双重增长动力。外视摄像头(前视/环视/后视)受益于ADAS渗透率提升,L4/L5级车型需搭载8-11颗外视摄像头,推动高分辨率CIS需求放量;舱内摄像头(DMS/OMS)聚焦驾驶员监测与乘员交互,近红外响应、低照度成像及隐私合规成为核心诉求。整车厂平台化选型逻辑下,进入主流车企供应链并维持长期供货稳定,是中游企业的核心竞争力。

四、市场机遇:智能化浪潮下的增长新引擎

(一)自动驾驶升级带动量价双增

随着自动驾驶从L2向L3及以上级别演进,单车摄像头数量将从平均9颗增至13颗,L5级车型传感器数量甚至超过30颗。同时,像素升级推动单颗CIS价值提升,8M及以上高像素产品渗透率快速增长,预计2027年高像素市场规模占比将突破40%,为具备技术储备的企业带来增量空间。

(二)政策与法规创造刚性需求

全球范围内的法规强制要求成为行业增长催化剂,欧盟NCAP 2025新规强制新车标配自动紧急制动(AEB)系统,中国《智能网联汽车准入管理指南》明确L3级车型需配备高分辨率视觉模块。同时,我国汽车芯片认证审查技术体系1.0版落地,为国产企业提供明确技术规范,加速国产替代进程。

(三)国产替代与细分场景突破空间广阔

低像素市场(1M-2M)仍占据主导地位,豪威科技凭借产能优势有望进一步扩大份额;高像素市场中,豪威、索尼凭借三合一技术方案(时域曝光堆叠、大阱容、大小像素)逐步抢占安森美份额。国内企业思特威已发布6颗车规级CIS芯片,覆盖1MP-8MP区间,晶方科技作为晶圆级封装龙头,与豪威、索尼深度绑定,国产替代在中低端市场加速落地。

(四)技术融合催生新需求

CIS与ISP、机器学习的融合成为新趋势,1M像素存量市场侧重ISP集成,2M及以上市场强化与AI算法的协同,需配合算法开发商完成大量路面测试数据采集。同时,1200万像素CIS研发提速,目标实现300米以上超远探测,适配高阶自动驾驶场景,技术迭代持续创造新需求。

五、结论

汽车CIS行业正处于智能化驱动的黄金增长期,自动驾驶升级、政策法规推动与技术迭代三重因素叠加,支撑市场规模持续扩张。行业呈现“低像素看产能、高像素看技术”的竞争格局,头部企业凭借车规认证积累、技术壁垒与供应链掌控力,持续占据市场主导地位。尽管车规认证周期长、供应链瓶颈、成本压力等因素构成短期制约,但随着国产企业技术突破、产能扩张及认证体系完善,国产替代进程将加速推进。未来,具备高动态范围、低功耗、集成化能力的产品将更具竞争力,同时与AI算法、多传感器融合的深度协同,将成为企业构筑差异化优势的核心方向。对于产业链参与者而言,深耕细分场景、强化技术研发与供应链韧性,方能在智能驾驶浪潮中把握增长机遇,实现市场份额与盈利能力的双重提升。