手機(jī)上億像素時(shí)代，汽車為什么頂配才800萬(wàn)？

引言：

消費(fèi)者、政策/法規(guī)、市場(chǎng)三合力，不斷推動(dòng)ADAS滲透率提升。2022年3月國(guó)內(nèi)新車L2級(jí)配套量接近41.6萬(wàn)，滲透率近30%。ADAS成標(biāo)配，CIS如何升級(jí)？
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豪威集團(tuán)汽車CIS系列專題ADAS篇將分5期，每期一個(gè)硬核知識(shí)點(diǎn)，助您詳盡了解ADAS領(lǐng)域應(yīng)用、技術(shù)趨勢(shì)與車規(guī)產(chǎn)品。
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上期科普了為什么圖像傳感器芯片上車難，以及豪威在可靠性和功能安全方面的全方位保障。本期將聚焦ADAS高分辨趨勢(shì)下的圖像傳感技術(shù)。
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在分辨率上，初期汽車圖像傳感器以VGA產(chǎn)品至200萬(wàn)像素為主。而英國(guó)市場(chǎng)調(diào)研公司Smithers Apex 2018年發(fā)布的《至2023年ADAS與自動(dòng)駕駛對(duì)圖像傳感器的技術(shù)需求分析報(bào)告》指出圖像傳感器需達(dá)到800萬(wàn)像素單目分辨率。
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VGA-200萬(wàn)像素階段

自1991年第一款搭載車載攝像頭的商用汽車誕生，早期汽車CIS以VGA產(chǎn)品為主，多用于后視，輔助駕駛員倒車。后視攝像頭不重分辨率，重低光性能和緊湊尺寸，因此該領(lǐng)域的圖像傳感器一直以VGA至1M產(chǎn)品為主。
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2006年，360度全景環(huán)視進(jìn)入人們視野，開(kāi)始進(jìn)入快速發(fā)展和初步應(yīng)用階段。這一階段CIS需要達(dá)到1M以上，以適配廣角鏡頭，減少形變。
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在VGA-2M產(chǎn)品上，豪威入局早、產(chǎn)品齊全、方案久經(jīng)客戶驗(yàn)證。自豪威2005年進(jìn)入車載市場(chǎng)起，便緊跟市場(chǎng)需求，與歐美老牌豪車品牌、Tier-1 一級(jí)材料供應(yīng)商共同定義開(kāi)發(fā)車載CIS，同時(shí)嚴(yán)控供應(yīng)鏈，堅(jiān)持選擇具備車載產(chǎn)品生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)的頂級(jí)供應(yīng)鏈合作伙伴生產(chǎn)所有車規(guī)產(chǎn)品，確保生產(chǎn)制程、工藝先進(jìn)可靠。
2005年，市面上車載攝像頭以CCD為主，CMOS占比較小。響應(yīng)客戶對(duì)更小、性價(jià)比更高CMOS類圖像傳感器的需求，豪威發(fā)布了首顆車用VGA CMOS圖像傳感器。2008年，在360度環(huán)視需求出現(xiàn)伊始，豪威發(fā)布業(yè)內(nèi)第一款100萬(wàn)像素車載CIS OV9710。
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在此后的十多年，豪威不斷根據(jù)客戶需求，優(yōu)化迭代VGA-2M圖像傳感器，產(chǎn)品憑借高質(zhì)量、高可靠性，久經(jīng)市場(chǎng)驗(yàn)證。2012年發(fā)布的VGA產(chǎn)品OV7955在十年后的今天仍被市場(chǎng)認(rèn)可，擁有不少出貨量。2016年發(fā)布的OV1065X與OV1064X系列提供不同的color fitter (RCCC/RCCBRGGB)方案，是業(yè)界主流的1.3M與1.7M ADAS方案。相比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手同類產(chǎn)品，豪威圖像傳感器在市場(chǎng)驗(yàn)證及供應(yīng)鏈上凸顯優(yōu)勢(shì)。
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高分辨率階段
ADAS前視攝像頭要求探測(cè)更遠(yuǎn)的車、行人，同時(shí)感知內(nèi)容更精細(xì)，以供算法平臺(tái)識(shí)別處理。200萬(wàn)像素及以下產(chǎn)品最遠(yuǎn)探測(cè)距離120m，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠高速行駛時(shí)準(zhǔn)確識(shí)別遠(yuǎn)處物體。所以整個(gè)行業(yè)正在積極開(kāi)發(fā)和部署800萬(wàn)像素車載攝像頭，最遠(yuǎn)探測(cè)距離高達(dá)250m。
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基于車規(guī)產(chǎn)品的成熟設(shè)計(jì)與上車經(jīng)驗(yàn)，依托手機(jī)、安防等高分辨率市場(chǎng)的領(lǐng)先技術(shù)，豪威集團(tuán)于2019年領(lǐng)先在全球推出首款具備LFM的高端800萬(wàn)像素產(chǎn)品OX08B40，幫助車輛快速、精確識(shí)別路標(biāo)和交通信號(hào)等路況，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)800萬(wàn)像素車載CIS產(chǎn)品空白。
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/小知識(shí)/
車規(guī)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期極長(zhǎng)，一般至少需要2-3年左右。相比消費(fèi)端CIS，車規(guī)產(chǎn)品對(duì)質(zhì)量與可靠性要求更嚴(yán)苛，搭載功能更多。豪威高分辨率產(chǎn)品均由具備先進(jìn)制程與工藝的頂級(jí)供應(yīng)鏈合作伙伴生產(chǎn)，確保可靠性。OX08B40是國(guó)內(nèi)唯一符合ASIL-C功能安全和AEC-Q100 2級(jí)認(rèn)證的8MP CIS產(chǎn)品，也是全球范圍內(nèi)車廠最主流使用的ADAS 8MP CIS產(chǎn)品。據(jù)悉，國(guó)內(nèi)友商尚未實(shí)現(xiàn)同類產(chǎn)品量產(chǎn)。
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為什么業(yè)內(nèi)800萬(wàn)車載產(chǎn)品寥寥無(wú)幾？首先市場(chǎng)需求近幾年才出現(xiàn)。其次，高分辨率，意味著更多像素，硬幣的另一面是智能化時(shí)代產(chǎn)品越來(lái)越小巧。如何在像素增加的同時(shí)，做到更小的尺寸，確保成像效果，并搭載更多的功能是一個(gè)難題。
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為解決該痛點(diǎn)，豪威不斷革新車載圖像傳感器技術(shù)，走過(guò)了OmniPixel?3-HS、OmniBSI?、OmniBSI?-2、PureCel?Plus四代工藝，像素由原來(lái)的4.2um發(fā)展到了2.1um的同時(shí)，大幅提升了Pixel性能，增加了更多功能。
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OX08B40系列正是采用了豪威集團(tuán)最新的PureCel?Plus-S像素架構(gòu)。該技術(shù)采用堆疊架構(gòu)，并引入埋藏式彩色濾光片陣列（BCFA）、深槽隔離（DTI）等功能來(lái)增強(qiáng)傳感器技術(shù)。

1. 堆疊架構(gòu)：該技術(shù)將成像陣列和處理功能分為兩層，實(shí)現(xiàn)更小的晶片尺寸及附加功能。

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2）BCFA：BCFA顯著提高了不同入射角度的光的采集寬容度，同時(shí)使設(shè)計(jì)更緊湊。


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3）DTI：通過(guò)在硅片內(nèi)的像素之間設(shè)置隔離來(lái)降低串?dāng)_，以獲得更好的主光角（CRA）的容忍度。



采用以上創(chuàng)新架構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)更小晶片尺寸，更低功耗，但性能卻不打折扣——獲得了更優(yōu)異的弱光性能、成像品質(zhì)、動(dòng)態(tài)范圍，搭載更多功能和算法，例如HALE（HDR和LFM組合算法）及網(wǎng)絡(luò)安全功能。