本文來自微信公眾號“半導體行業(yè)觀察”。
據(jù)相關機構(gòu)的傳感器芯片行業(yè)研究結(jié)果顯示，在“重感知”路線的推動下，傳感器芯片正進入快速迭代演進的新階段。
2023上海車展上，“重感知、輕地圖”、“城市NOA”、“BEV+Transformer”等主機廠和Tier 1供應商比比皆是。可以看出，各大廠商紛紛轉(zhuǎn)向“重感知，輕地圖”的技術路線，加快布局城市NOA，打破對高精地圖的依賴。
在“更重視感知”技術路線的推動下，汽車傳感器扮演著更重要的角色。激光雷達、4D成像雷達、8MP CMOS圖像傳感器（CIS）等新產(chǎn)品快速應用于車輛，推高了傳感器芯片的需求。汽車傳感器和芯片技術正進入快速迭代演進和快速降本的新階段。
雷達芯片：中國廠商取得突破，打破海外壟斷。
汽車雷達芯片市場由恩智浦、英飛凌、德州儀器等公司主導；在中國廠商中，加特蘭半導體起步較早，已與20多家汽車主機廠建立合作伙伴關系，在70多個乘用車車型上進行指定項目，累計出貨量超過300萬片，其中三分之一為海外客戶。
4D雷達快速滲透到中高端車型和自主車型中。寶馬、通用等整車廠，大陸、采埃孚等一級供應商均已在該領域完成布局。包括理想汽車、長安汽車、比亞迪汽車、特斯拉汽車、吉利汽車在內(nèi)的不少中國品牌都指定或催生并應用了4D雷達。特斯拉下一代自動駕駛平臺HW4.0搭載“Phoenix”4D成像雷達，已經(jīng)成為市場的一個引爆點。
在常規(guī)雷達芯片領域，英飛凌和恩智浦幾乎處于壟斷地位。4D成像雷達作為雷達的主要發(fā)展方向，可以更好地服務于城市NOA等高級自動駕駛功能。中國廠商也在加緊布局4D雷達芯片。
激光雷達芯片：向SoC集成化方向發(fā)展。
2022年以來，車載激光雷達應用量大幅增加，中國約16.4萬輛乘用車搭載激光雷達.激光雷達常用于L2+++乘用車（具有高速公路+城市NOA功能），多為25萬元以上的高端新能源汽車。預計2026年中國乘用車裝機激光雷達將達到366.6萬個。如果激光雷達搭載在15萬元的乘用車上，則需要更大的成本降低。這在短期內(nèi)可能很難實現(xiàn)。
2023年激光雷達價格戰(zhàn)打響，出貨價跌至500美元左右，但相對于4D雷達的價格（200美元-300美元）還是偏高?；赟oC，激光雷達將進一步集成并變得更便宜。
(1)與收發(fā)芯片集成
激光雷達在車輛中的廣泛應用首先需要成本控制。廠商激光雷達路線不同導致成本差異。然而，收發(fā)器芯片是主要的成本組成部分。與收發(fā)芯片集成是降低激光雷達成本的有效途徑。
發(fā)射端芯片：用集成模塊替代分立模塊，材料成本和調(diào)試成本可降低70%以上；
接收芯片：SPAD方案體積小，有利于與讀出電路集成，可進一步降低成本。
激光雷達芯片技術為國外廠商所掌握，但中國廠商近年來也在努力研發(fā)相關技術。在發(fā)射芯片方面，中國廠商開始涉足上游VCSEL芯片設計；在接收芯片方面，中國初創(chuàng)企業(yè)進軍SPAD和SiPM芯片。
(2)單芯片激光雷達方案
LiDAR成本降低需要使用光子集成工藝來集成各種光電器件，這是從異質(zhì)材料集成到單芯片集成的過程，將制備好的硅片槽到單晶硅襯底上，然后生長III族-V材料外延在單晶硅襯底上。盡管難度高，但該工藝具有低損耗、易于封裝、高可靠性和高集成度的優(yōu)點。
2023年初，Mobileye首次展示了其下一代FMCW LiDAR。準確的說，它是一顆波長為1320nm的LiDAR SoC?；谟⑻貭栃酒壒韫庾庸に嚕摦a(chǎn)品可以同時測量距離和速度。
基于芯片的硅光子FMCW固態(tài)激光雷達技術路線或?qū)⒊蔀槲磥砑す饫走_發(fā)展的優(yōu)選方向，涉及FMCW、固態(tài)色散掃描和硅光子等關鍵技術。FMCW LiDAR作為一種新的技術路線，仍然面臨著諸多技術挑戰(zhàn)。除了Mobileye、Aeva、Aurora等國外廠商，Inxuntech、LuminWave等中國廠商也進行了布局。
視覺傳感器芯片：巨頭競相布局8MP產(chǎn)品
汽車攝像頭硬件包括鏡頭、CIS和圖像信號處理器(ISP)。其中，車用CIS進入門檻高，屬于寡頭壟斷市場，主要競爭對手包括安森美半導體、豪威科技和索尼。未來產(chǎn)品將趨向于高像素和高動態(tài)范圍（HDR）。除了傳統(tǒng)的ISP，目前的ISP集成解決方案還將ISP集成到CIS或SOC中。
CIS向高像素方向發(fā)展。
高級別自動駕駛的發(fā)展對車載攝像頭的成像質(zhì)量要求越來越高。一般來說，攝像頭的像素越高，成像質(zhì)量越好，汽車制造商/自動駕駛提供商可以獲得的有用信息也就越多。在車輛中使用8MP攝像頭的步伐加快了。2023年初推出的Xpeng P7i配備了一個8MP攝像頭，用于智能駕駛輔助解決方案。
前視是最迫切需要8MP高分辨率攝像頭的應用場景。目前，主流車用CIS供應商已成功部署8MP CIS產(chǎn)品。
ISP：向集成化方向發(fā)展。
有兩種類型的ISP解決方案：獨立的和集成的。其中，獨立ISP功能強大但成本高，而集成ISP具有成本低、占地面積小、功耗低等優(yōu)點，但處理能力相對較弱。近年來，除了集成ISP的CIS，各大廠商還大力布局ISP集成的SOC。
ISP集成CIS：將ISP集成到CIS中，可以達到節(jié)省空間和降低功耗的目的。介紹相關解決方案的主要是CIS的一些領導。2023年1月,OmniVision宣布其用于汽車360度環(huán)視系統(tǒng)(SVS)和后視攝像頭(RVC)的新型1.3兆像素(MP)OX01E20片上系統(tǒng)(SoC)。OX01E20具有一流的LED閃爍抑制(LFM)和140db高動態(tài)范圍(HDR)功能。它具有3微米圖像傳感器、高級圖像信號處理器(ISP)、全功能失真校正/透視校正(DC/PC)和屏幕顯示(OSD)。
ISP集成SOC：將ISP從CIS中去掉，直接集成到自動駕駛主控SoC中的方式，可以大大降低感知硬件的成本，從攝像頭中去掉ISP，不僅可以解決高像素攝像頭帶來的嚴重散熱問題，也有助于進一步減小車載攝像頭的電路板尺寸和功耗。幾乎所有的自動駕駛領域控制SoC都集成了ISP模塊。
