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集微咨询:2025年全球车用CIS市场规模将达32.7亿美元,索尼、豪威争当排头兵
来源:爱集微    发布时间:2022/05/24   浏览:()次


  •   车用CIS门槛高、价值量高,未来随着高级别自动驾驶渗透率的提升,车用CIS市场将快速发展。集微咨询(JW Insights)预计,到2025年全球车用CIS市场规模将达32.7亿美元,2021-2025年CAGR达14.3%。
     

  •   车用CIS市场规模增长的同时,其产品结构也将发生改变。目前低端产品还是出货主流,但较低像素存在隐患;800万像素正成为L3级及以上级别自动驾驶汽车的新方案。
     

  •   受益汽车市场景气,全球头部CIS、后发CIS企业都会受益成长,但目前部分企业遇到产能瓶颈,而索尼和豪威则加快市场布局,后两者凭借各自优势将会加速占领市场,大概率会引发头部三家企业的竞争排位变动;同时,本土企业及其他CIS企业也将借势新机遇,加快汽车市场布局。
     


  CIS(CMOS Image Sensor)即互补金属氧化物半导体图像传感器,凭借低成本、小体积、低功耗等优势,已占据了市场的绝对主导地位,基本实现对CCD图像传感器的取代,全球三大图像传感器公司之一的索尼也早已官宣停产CCD。


  目前在车载领域,CIS近乎成为唯一选择方案。而伴随汽车智能化快速发展,CIS正迎来“上车”良机。不仅如此,CIS还将上演新一轮排位赛,索尼、豪威科技有望引领全球,在本土企业中,思特威、格科微也将借助市场新机遇,切入汽车新赛道。


  智能化驱动汽车CIS市场规模加速成长


  近年来,在“双碳”目标驱动下,全球汽车产业电动化、智能化加速变革,公开数据显示,2021年全球新能源新车渗透率已达7.69%,据集微咨询(JW Insights)预测,至2025年,全球新能源汽车销量将达2000万辆,新车渗透率有望超过21%。


  而汽车电动化、智能化发展,也在提升单车CIS的用量,集微咨询(JW Insights)预测,全球单车平均CIS数量到2025年将达到6.6颗/辆。未来,随着L4、L5级自动驾驶汽车加速渗透,单车CIS用量还将会继续提升。


  根据集微咨询(JW Insights)数据,2021年全球汽车电子行业的CIS市场规模约为19.1亿美元,而到2025年将增长至32.7亿美元,年复合增速达14.3%。
 

 

  公开数据显示,目前L2+、L3级自动驾驶汽车对摄像头的需求量已达到10颗/辆左右,如特斯拉Model 3、Model Y单车摄像头均为9颗,蔚来ET7为11颗,小鹏P5、P7分别为13颗、14颗,极狐阿尔法S为13颗。
 

 

  总体出货量方面,据Frost&Sullivan数据,2020年全球CIS出货量排名前五企业分别为格科微、索尼、三星、豪威、海力士,出货量分别为20.4亿颗、16亿颗、12.1亿颗、10亿颗、7.3亿颗,安森美以1.6亿颗位列第六。其中,手机、汽车、安防为三大应用市场,Frost&Sullivan数据同时显示,2020年手机市场CIS出货量为60.6亿颗,占比达78.5%,位列第一;其后分别为安防监控和汽车电子,出货量分别为4.2亿颗、4亿颗,占比分别为5.4%、5.2%。
 

 

  而随着汽车对CIS需求量激增,CIS应用领域格局也将发生新的变化。2020年,全球汽车电子领域对CIS的出货量为4亿颗,占比5.2%,低于手机、安防领域79%和5.4%的占比,位列第三。但是全球汽车电子CIS出货量增速显著高于CIS市场整体增速以及手机、安防等细分领域增速。2020-2025年,车载CIS出货量CAGR达到18.89%,高于行业整体的8.56%,也高于手机行业和安防行业的7%和13.75%,至2025年,其出货量比重将提升至8%。
 

 

  单位价值量方面,手机CIS价值量最低,2021年仅为2.11美元/颗,安防也仅为2.25美元/颗;而汽车CIS凭借其更高的门槛,2021年全球平均单价可做到5.16美元/颗,为价值量最高的行业应用。由此,2021年安防行业的CIS出货量虽然高于汽车领域,但其市场规模仅为汽车电子的44.03%。


  低端产品亟待更新换代


  目前,汽车CIS分辨率从30万像素到800万像素不等,其中,30万像素CIS在经济型用车中被广泛用于倒车影像等场景,在L0级-L1级中普遍存在;100万像素CIS也应用广泛,主要存在于行车记录仪、驾驶员监控、乘客监控、倒车影像等辅助领域。


  更高像素中,130万、170万像素的CIS在经济型车中也比较常见,主要用于环视、前视等场景,对应车型也多为经济型用车或是L0-L2/L2+级别车型。


  而200万像素及800万像素CIS,主要应用于L3级别车型中,但目前L3级别车型还非常少,导致该类CIS出货量也很少。


  而在手机和安防产业中,超高像素已成为标配。其中,2000元价位机型中,前摄1300万-2000万像素、后主摄4800万-6400万像素都已成标配。安防监控中,家用产品200万像素已成标配;专业领域正快速从200万向800万像素倾斜。以此来看,车用CIS的分辨率上车进展显然要慢于手机及安防。


  据了解,目前受市场关注的热门车型中,特斯拉车型标配120万像素,刚迈入高清门槛;蔚来EC6、理想ONE、小鹏G3等L2级车型中,主流仍选用130万-170万像素CIS。


  理论上,摄像头识别数字至少需要5个像素,识别字母需要6个像素,识别汉字需要10个像素,对物体检测的像素往往要求在60×60px以上,推荐像素为120×120px以上。另一方面,据法兰克福旗下a&s测评室数据,标准检测方案下,目前专业领域CIS成像能力表现为:130万像素的解析度大约为750-850TVL,200万像素约为950-1150TVL,800万像素的解析度才能达到1800-2200TVL,像素越高,图像清晰度越高,系统识别准确率也越高。高像素已成为提升图像清晰度、人/车/物识别能力的基本保障。


  而30万-130万像素对更好识别汽车环境还是比较吃力,当像素较低时,不利于系统辨识物体轮廓、颜色相近的环境物体。近年来多起基于视觉技术的自动驾驶汽车中,不乏因ADAS系统识别出错所造成的事故,如T公司的某起事故中,系统将前方白色故障车识别为天空导致撞车;X公司某款车在其他传感器失效后,图像也未能检测障碍物导致撞车,这背后不仅是算法的问题,视频源清晰度不足导致检测、识别失败也是重要原因。


  目前主机厂给出的主要指标为,100万像素CIS(摄像头)的探测距离为20-30米左右,要探测到100米外的交通标志、140米外的自行车、250米外的轿车,所需要的像素则要达到800万甚至更高。但目前配备800万摄像头的仅有蔚来ET5、蔚来ET7、2021款理想ONE、理想L9、小鹏G9、极氪001、宝马iX等少数车型。


  实际应用中,车在行进中会有抖动,摄像头随之呈动态成像,会降低解析度;不同企业软件算法水平有差异,对CIS图像信号的还原能力会存在50-200TVL的解析度差异;另外,除了主摄,目前车用摄像头多以广角乃至鱼眼镜头为主,也会折损50-150TVL的真实清晰度。这就导致像素较低时,车载摄像头对汽车环境的识别能力下降概率变大。


  基于此,车内监控、环视、驾驶员行为分析、倒车监控等辅助性需求可采用200万等像素较低的摄像头(CIS),但涉及汽车安全驾驶、环境识别的感知单元,采用超高分辨率CIS更为妥当,以提高检测与识别性能。


  集微咨询(JW Insights)认为,随着自动驾驶等级不断提高,未来800万像素摄像头(CIS)将会越来越多地搭载到L3级及以上级别自动驾驶汽车上,如蔚来ET 7已实现全车搭载;同时,目前新推出的视觉方案中,主摄(前视)镜头也已侧重于采用800万像素CIS,以此更好满足自动驾驶汽车对前方人、车、物的检测、识别需求。另外,预计未来支持2000万像素的镜头也会加快推出并上车。


  目前,业内已经在加快800万像素CIS及相应模组的布局,如安森美于2017年底开发出全球第一款800万像素车载镜头,AR0820AT获得较多应用;同年,索尼也推出了车载CIS IMX424,具备4K成像能力;韦尔股份800万像素车载CIS已于2021年研发完成,目前OX08A4Y、OX08B4C已经实现量产交付,其中OX08B4C CIS获得魔视智能等公司采用。本土思特威在汽车领域,也实现了100万-800万像素CIS布局。


  TSR数据显示,车用30万及130万像素车载摄像头的出货量从2019年开始快速下跌,而200万像素产品出货量比重有望从2019年的不足20%快速提升至2023年的接近43%;500万以上像素也将有望提升至2023年的7%左右。


  另据集微咨询(JW Insights)预测,2030年,L3级别以上自动驾驶渗透率将达将达30%。高级别自动驾驶正在加速渗透,将会提升车载CIS的用量。
 

 

  除了CIS提供商,自动驾驶方案商也在加快超高像素CIS应用落地,Tier 1大陆集团在2018年就发布了型号为MFC535的800万像素摄像头;大疆车载推出的视觉ADAS方案中,前视主摄为800万像素;德赛西威也基于安森美AR0820AT 800万像素CMOS开发ADAS方案,并搭载于蔚来汽车上;自动驾驶方案厂商AutoX更是推出了搭载28个800万像素摄像头的自动驾驶方案;地平线发布的自动驾驶解决方案Matrix Mono主摄也支持800万超高清成像。


  同时,CIS上车需要满足车规级门槛,还要考虑全天候成像能力、域控制器算力等多种要素,因此,车载CIS也并非像素越高越好。集微咨询(JW Insights)认为,待辅助CIS普及到200像素、前视主摄升级到800万像素后,将会沉淀一段时间,以继续探寻最佳的搭配与上车方案。
 

  头部企业或引发新一轮排位赛
 

  随着安森美收购的赛普拉斯CIS业务部门、图像传感器设备制造商TRUESENSE、汽车专用CIS提供商Aptina Imaging并形成产品力,安森美近年车载CIS营收规模持续扩大,目前全球车用CIS市场已形成安森美、韦尔股份(豪威科技)、索尼三家企业共同主导的竞争格局。
 

  其中,安森美在过去几年中,市场规模持续扩大。据Yole统计数据,2017年安森美车用CIS市占率为43%,其后分别为豪威、索尼等知名企业;到2020年,安森美的市占率进一步提升至60%,其后仍为豪威和索尼。
 

 

  不过,从2021年起,全球车用CIS市场出现了新变动因素。
 

  目前车规级CIS既有IDM模式,也有Fabless模式。其中,IDM的代表是索尼和三星,意法、安森美、格科微等兼具自造及部分外发代工,豪威、思特威则是Fabless模式。
 

 

  此前,安森美在晶圆上主要依赖LFoundry,封测主要由胜丽(KINGPAK)供应,但LFoundry被中芯国际于2019年出售给锡产微芯后,后者目前转做IGBT等功率器件;另一供应商胜丽被国巨收购后,已将BGA产能用来生产800万CIS,放弃100万-200万低端产品,安森美面临与索尼、豪威争夺胜丽BGA产能的局面。
 

  台积电也未能给予安森美足够产能,导致安森美近年产能紧张,未来形势还将更加严峻。而安森美2019年接手Global Foundries位于纽约的300mm晶圆厂后,开始自建产能,目前还处于爬坡状态。根据安森美自己预测,2021-2025年,其汽车和工业领域的CAGR为7%-9%,其中汽车行业为17%。
 

  而可比同行中,索尼在CIS技术领域技术优势明显,其背照式CIS和3D堆叠式CIS两次引领CIS技术变革,同时拥有足够的产能。集微咨询(JW Insights)认为,随着索尼开始重视并布局车载CIS市场,其手机领域的优势也将在汽车领域凸显出来,市占率随之快速提升,有望成为车用CIS领域的新领航员。
 

  豪威也凭借技术优势以及在汽车领域的布局,未来其市场将不再局限于欧洲,而是快速切入中国、美国市场,凭借其本地化优势、技术升级,以及产能扩产,将在特斯拉、比亚迪、吉利、大众、丰田、本田、宝马、奔驰等客户的基础上,快速扩大市场份额。豪威此前表示,其2021年车载CIS实现营业收入约23亿元,较2020年增长约85%。
 

  基于如上分析,集微咨询(JW Insights)认为,未来三大汽车CIS龙头的市场格局将会发生较大变化,随着索尼、豪威开始发力汽车市场,他们的市场份额将会提升,并对安森美形成压力。
 

  不仅如此,在高端市场,安森美还将面临三星、海力士等IDM公司的竞争压力,晶相光电、意法半导体也加大了汽车CIS的市场拓展;中低端市场,国内的思特威、格科微、思比科(被韦尔股份收购)还将打破现有市场格局;比亚迪半导体也在该领域占据一定市场份额。
 

  据了解,格科微车载产品已经用于行车记录仪、360度环视、后视、座舱监控等方面,目前正在推进设计与制造端通过车规认证;思特威产品在倒车摄像头后装市场也获得了较为广泛的应用;意法半导体目前已有VD5661、VD5761、VD6640三款汽车CIS,并在研VG5761新品。
 

  可以预料,汽车智能化加速的背景下,不仅在改变车用CIS的产品结构,还将引发新一轮的市场竞争格局,同台竞技下,头部企业在高端市场的竞争进一步激烈,而格科微、思特威等本土企业正成为一股不可忽视的新生力量。

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