在當今科技飛速發(fā)展的時代，汽車行業(yè)正經(jīng)歷著一場史無前例的深刻變革。電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化成為汽車發(fā)展的新趨勢，而在這場變革的背后，汽車傳感器芯片發(fā)揮著舉足輕重的作用，如今更是邁入了一個全新的發(fā)展階段。

需求激增，推動行業(yè)變革

隨著消費者對汽車安全性、舒適性和智能化體驗的要求不斷提高，高級駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)以及自動駕駛技術得到了迅猛發(fā)展。從最初簡單的防抱死制動系統(tǒng)(ABS)，到如今的自適應巡航、自動緊急制動、車道保持輔助等功能，再到逐步邁向的完全自動駕駛，每一次技術的進階都離不開汽車傳感器芯片的有力支撐。據(jù)相關機構預測，全球汽車傳感器市場規(guī)模預計在 2030 年增長至 630 億元，期間年均復合增長率達到 8% 。

在 “重感知” 的技術路線指引下，汽車傳感器的地位愈發(fā)關鍵。激光雷達、4D 成像雷達、8MP CMOS 圖像傳感器(CIS)等新型傳感器如雨后春筍般快速應用于車輛之中，這無疑極大地推高了對傳感器芯片的需求。以激光雷達為例，自 2022 年以來，其在車載領域的應用量大幅增加，中國約 16.4 萬輛乘用車搭載了激光雷達，且主要用于具備高速公路 + 城市 NOA 功能的 L2+++ 級乘用車，多為 25 萬元以上的高端新能源汽車，預計到 2026 年，中國乘用車裝機激光雷達數(shù)量將飆升至 366.6 萬個。這些新型傳感器對芯片的性能、集成度、功耗等方面提出了極為嚴苛的要求，促使汽車傳感器芯片技術不斷迭代演進。

各細分領域芯片進展顯著

雷達芯片：打破壟斷，取得突破

長期以來，汽車雷達芯片市場被恩智浦、英飛凌、德州儀器等海外巨頭所主導。不過，令人欣喜的是，中國廠商在這一領域積極探索，取得了重要突破。加特蘭半導體便是其中的佼佼者，其起步較早，目前已與 20 多家汽車主機廠建立了合作伙伴關系，在 70 多個乘用車車型上開展指定項目，累計出貨量超過 300 萬片，其中三分之一為海外客戶。

在 4D 雷達領域，其正快速向中高端車型和自主車型滲透。寶馬、通用等整車廠，大陸、采埃孚等一級供應商紛紛完成布局。國內諸多品牌，如理想汽車、長安汽車、比亞迪汽車、特斯拉汽車、吉利汽車等，也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 搭載的 “Phoenix” 4D 成像雷達，更是成為了市場的一個引爆點。在常規(guī)雷達芯片領域，盡管英飛凌和恩智浦近乎壟斷，但中國廠商并未退縮，正加緊在 4D 雷達芯片領域布局，努力打破國外企業(yè)的技術封鎖。

激光雷達芯片：邁向集成化

為了降低成本、提升性能，激光雷達芯片正朝著 SoC 集成化方向大步邁進。一方面，與收發(fā)芯片集成成為降低成本的有效路徑。在發(fā)射端，用集成模塊替代分立模塊，可使材料成本和調試成本降低 70% 以上;接收端的 SPAD 方案因體積小，有利于與讀出電路集成，進一步降低成本。雖然激光雷達芯片技術起初被國外廠商把控，但近年來中國廠商積極投入研發(fā)。在發(fā)射芯片方面，已開始涉足上游 VCSEL 芯片設計;在接收芯片方面，一些初創(chuàng)企業(yè)進軍 SPAD 和 SiPM 芯片領域。

另一方面，單芯片激光雷達方案備受關注。LiDAR 成本的降低依賴于使用光子集成工藝來集成各種光電器件，這一過程從異質材料集成向單芯片集成轉變，即將制備好的硅片槽到單晶硅襯底上，然后在單晶硅襯底上生長 III 族 - V 材料外延。盡管技術難度頗高，但該工藝具備低損耗、易于封裝、高可靠性和高集成度等顯著優(yōu)點。2023 年初，Mobileye 展示的下一代 FMCW LiDAR，便是一顆基于英特爾芯片級硅光子工藝的波長為 1320nm 的 LiDAR SoC，該產(chǎn)品能夠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，有望成為未來激光雷達發(fā)展的優(yōu)選方向，目前除了 Mobileye、Aeva、Aurora 等國外廠商布局外，Inxuntech、LuminWave 等中國廠商也積極參與其中。

CIS 芯片：高像素成趨勢

汽車攝像頭硬件主要由鏡頭、CIS 和圖像信號處理器(ISP)構成。其中，車用 CIS 由于進入門檻高，呈現(xiàn)出寡頭壟斷的市場格局，主要競爭對手包括安森美半導體、豪威科技和索尼。隨著高級別自動駕駛的深入發(fā)展，對車載攝像頭成像質量的要求水漲船高，產(chǎn)品逐漸趨向于高像素和高動態(tài)范圍(HDR)。當下，主流車用 CIS 供應商已成功部署 8MP CIS 產(chǎn)品，未來高像素的發(fā)展趨勢還將持續(xù)。

ISP 芯片：集成化步伐加快

近年來，ISP 芯片的集成化趨勢愈發(fā)明顯。除了將 ISP 集成到 CIS 中的方案外，各大廠商還大力布局將 ISP 集成到 SOC 中的解決方案。將 ISP 集成到 CIS 中，能夠有效節(jié)省空間、降低功耗，例如 2023 年 1 月，OmniVision 宣布的用于汽車 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)。而將 ISP 直接集成到自動駕駛主控 SoC 中，不僅能解決高像素攝像頭帶來的嚴重散熱問題，還有助于進一步減小車載攝像頭的電路板尺寸和降低功耗，目前幾乎所有的自動駕駛領域控制 SoC 都集成了 ISP 模塊。

新階段下的機遇與挑戰(zhàn)并存

汽車傳感器芯片進入新階段，帶來了諸多機遇。對于芯片制造商而言，研發(fā)高性能、低功耗、高集成度的芯片，滿足汽車智能化發(fā)展的需求，將擁有廣闊的市場空間。同時，與車載傳感器、攝像頭等設備的深度融合，也為芯片設計開拓了新的創(chuàng)新方向。此外，隨著汽車智能化程度的提升，軟件定義汽車的趨勢日益凸顯，這為芯片與軟件的協(xié)同發(fā)展創(chuàng)造了機會，能夠提供芯片、軟件和服務一體化集成解決方案的企業(yè)，將在市場競爭中占據(jù)優(yōu)勢。

然而，挑戰(zhàn)也不容小覷。在技術層面，盡管中國廠商在部分領域取得了突破，但在一些關鍵技術和高端產(chǎn)品方面，與國際先進水平仍存在差距。例如，在 MEMS 慣性傳感器、高精度雷達芯片等領域，目前仍主要依賴進口。而且，隨著芯片集成度的不斷提高，對制造工藝的要求也越發(fā)嚴苛，28nm 以下先進制程車規(guī)芯片的本土產(chǎn)能不足，成為制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。

從市場競爭來看，國外企業(yè)憑借長期積累的技術、品牌和市場優(yōu)勢，在全球汽車傳感器芯片市場中占據(jù)主導地位，國內企業(yè)面臨著激烈的競爭壓力。此外，車規(guī)級芯片的認證壁壘極高，AEC - Q100/Q101 認證周期長、成本高，這對國內企業(yè)的產(chǎn)品進入市場形成了一定阻礙。再者，當前國際貿(mào)易形勢復雜多變，美國對華半導體設備出口限制等政策，給國內汽車傳感器芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來了諸多不確定性。

結語

汽車傳感器芯片已進入快速迭代演進和快速降本的新階段，在汽車智能化變革的浪潮中扮演著不可替代的關鍵角色。盡管面臨著技術、市場等多方面的挑戰(zhàn)，但隨著國內企業(yè)不斷加大研發(fā)投入、政策的持續(xù)支持以及產(chǎn)業(yè)生態(tài)的逐步完善，中國汽車傳感器芯片產(chǎn)業(yè)有望在全球競爭中實現(xiàn)彎道超車，為我國汽車產(chǎn)業(yè)的智能化、自主化發(fā)展提供堅實有力的支撐，在未來的汽車科技領域綻放出耀眼的光芒。