2.車(chē)載攝像頭產(chǎn)業(yè)鏈分析
2.1 產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)圖
站在CMOS芯片以及鏡頭廠商的角度，車(chē)載攝像頭的整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈可梳理為：
- 上游：光學(xué)鏡片、濾光片、保護(hù)膜以及晶圓等原材料廠商
- 中游：鏡頭、膠合材料、串行器芯片、PMIC芯片、CMOS芯片、計(jì)算處理芯片等廠商
- 下游：攝像頭模組供應(yīng)商和系統(tǒng)集成商
- 下下游：主機(jī)廠
2.2 上游產(chǎn)業(yè)分析
車(chē)載鏡頭的上游企業(yè)主要包括：光學(xué)鏡片、濾光片和保護(hù)膜的生產(chǎn)制造企業(yè)，他們的主要業(yè)務(wù)為原材料加工，并分別制成鏡片、濾光片、保護(hù)膜等基礎(chǔ)組件；CMOS芯片、計(jì)算處理芯片、PMIC芯片、串行器芯片上游的原材料是硅晶圓。
2.2.1光學(xué)鏡片
1）基礎(chǔ)介紹
光學(xué)鏡片按材質(zhì)可分為：塑料鏡片和玻璃鏡片。
塑料鏡片膨脹系數(shù)大，耐磨性和耐熱性差。在惡劣環(huán)境下，鏡片容易變形，影響成像質(zhì)量。優(yōu)點(diǎn)是鏡片重量輕、價(jià)格便宜。綜合考慮性能和成本，車(chē)載鏡頭廠商通常采用塑料鏡片和玻璃鏡片混合的形式，做成玻塑混合鏡頭。
玻璃鏡片具有透光率高、耐熱和耐磨性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但成本較高，且量產(chǎn)難度大。
圖表11. 玻璃鏡片和塑料鏡片特點(diǎn)對(duì)比
信息來(lái)源：公開(kāi)資料整理
光學(xué)鏡片按形狀又可分為：球面鏡片和非球面鏡片。當(dāng)前，車(chē)載鏡頭所使用的塑料鏡片的形狀基本都是非球面；對(duì)于玻璃鏡片，球面和非球面兩種類(lèi)型，車(chē)載鏡頭都在應(yīng)用。
球面鏡片：設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，但光學(xué)性能較差，存在像差問(wèn)題，即從鏡片中央射入的光線(xiàn)與鏡片邊緣射入光線(xiàn)的焦點(diǎn)不一致，進(jìn)而導(dǎo)致成像模糊。多枚鏡片組合使用可以減小像差。
非球面鏡片：精度要求高，工藝復(fù)雜，但成像效果佳，可消除像差問(wèn)題，即通過(guò)改變鏡片的曲率，使光線(xiàn)匯聚到固定焦點(diǎn)。
非球面塑料鏡片采用注塑成型工藝，非球面玻璃鏡片是采用熱模壓工藝進(jìn)行生產(chǎn)。目前，國(guó)內(nèi)具備車(chē)載攝像頭非球面玻璃鏡片生產(chǎn)能力的企業(yè)有：舜宇光學(xué)、聯(lián)創(chuàng)電子、藍(lán)特光學(xué)等。
2）主流企業(yè)分布
主流的光學(xué)鏡片廠商主要集中在中國(guó)以及日韓等國(guó)家。
日韓：亞洲光學(xué)（韓國(guó)）、關(guān)東辰美（日本）等；
臺(tái)灣：大立光電、玉晶光電等；
國(guó)內(nèi)：舜宇光學(xué)、歐菲光、聯(lián)創(chuàng)電子、晶華光學(xué)、宇瞳光學(xué)、富蘭光學(xué)、藍(lán)思旺、瑞豐光電、中潤(rùn)光學(xué)、三景科技、瑞鼎光電、藍(lán)思光電、新旭光學(xué)、寧波峰梅等。
2.2.2 紅外截止濾光片（IR Filter）
1）基礎(chǔ)介紹
紅外截止濾光片（IRCF）利用精密光學(xué)鍍膜技術(shù)在白玻璃、藍(lán)玻璃或樹(shù)脂片等光學(xué)基板上交替鍍上高低折射率的光學(xué)膜，從而允許可見(jiàn)光波段（400~700nm）的光線(xiàn)透過(guò)，紅外光線(xiàn)被截止，從而消除紅外光對(duì)成像的影響，進(jìn)而提高圖像色彩還原度，使其更接近人眼看到的效果。
圖表12. 紅外截止濾光片工作原理
信息來(lái)源：公眾號(hào)-博頓光電
紅外濾光片基板材質(zhì)主要有三類(lèi)：白玻璃、藍(lán)玻璃和樹(shù)脂材料。
其中，以白玻璃和樹(shù)脂材料為基板的濾光片屬于反射式濾光片，它是通過(guò)在基板表面鍍IR膜來(lái)有效反射紅外線(xiàn)和部分其它光線(xiàn)，但容易出現(xiàn)被反射光的二次成像，形成光暈和鬼影現(xiàn)象。因此，使用這兩種材質(zhì)制成的紅外截止濾光片一般應(yīng)用在低像素?cái)z像頭。
以藍(lán)玻璃為基板的濾光片屬于吸收式濾光片。藍(lán)玻璃本身是一種特殊的光學(xué)吸收型材料，玻璃中的銅離子對(duì)紅外線(xiàn)有吸收作用，且不存在較大反射，避免因光線(xiàn)在鏡片組件中進(jìn)行反射、折射而形成鬼影和光斑的現(xiàn)象發(fā)生。以藍(lán)玻璃為基板的紅外截止濾光片一般應(yīng)用于高像素?cái)z像頭。
2）主流企業(yè)分布
紅外濾光片的生產(chǎn)廠商主要集中在日韓以及中國(guó)地區(qū)。
日韓：旭硝子、大真空、日本電波、田中技研、奧托侖等；
中國(guó)：歐菲光、水晶光電、五方光電、晶極光電等。
2.2.3保護(hù)膜
1）基礎(chǔ)介紹
車(chē)載光學(xué)鏡頭通常由4~7片鏡片組成。光線(xiàn)進(jìn)入鏡頭通過(guò)多層鏡片時(shí)，會(huì)發(fā)生多次的反射和折射，不僅會(huì)導(dǎo)致光線(xiàn)量的損失，最后還可能導(dǎo)致眩光和鬼影。通過(guò)在鏡片上鍍保護(hù)膜，可以增加鏡片表面光線(xiàn)的穿透量，盡量減少光線(xiàn)的反射和折射，避免眩光及鬼影現(xiàn)象的產(chǎn)生。
當(dāng)前，先進(jìn)鍍膜技術(shù)有：SWC亞波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)鍍膜和ASC空氣球形鍍膜。
圖表13. 兩類(lèi)先進(jìn)鍍膜技術(shù)原理示意圖
信息來(lái)源：公眾號(hào)-薄膜材料前沿
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SWC（亞波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)鍍膜）：鏡頭表面形成大量小于可見(jiàn)光波長(zhǎng)的楔形顯微結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)能夠持續(xù)改變折射率，從而消除折射率突然改變的邊界，實(shí)現(xiàn)比蒸氣鍍膜更理想的抑制反射效果。
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ASC（空氣球形鍍膜）：鍍膜層可以分成上下兩部分——下層為傳統(tǒng)蒸汽鍍膜層，上層為在圖層內(nèi)部注入低折射率氣泡的低折射率層。在低折射率層有規(guī)律地平鋪著小于可見(jiàn)光直徑數(shù)十納米的微小空氣球，能夠有效抑制光線(xiàn)的反射。
2）主流企業(yè)分布
保護(hù)膜企業(yè)主要是以國(guó)外主，包括3M、LG、耐司、蔡司等；國(guó)內(nèi)主要是水晶光電、天津海泰環(huán)保等企業(yè)。
2.3 中游產(chǎn)業(yè)分析
2.3.1 CMOS圖像傳感器
1）基礎(chǔ)介紹
CMOS圖像傳感器是攝像頭的核心部件，負(fù)責(zé)把從鏡頭傳輸過(guò)來(lái)的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。從結(jié)構(gòu)上看，它一般包含：微透鏡、彩色濾光片（CF）、金屬排線(xiàn)和光電二極管（PD）等幾個(gè)重要組成部分。按技術(shù)架構(gòu)的不同，CMOS圖像傳感器可劃分為：前照式（FSI）、背照式（BSI）、堆棧式（Stack）三大類(lèi)型。堆棧式結(jié)構(gòu)是在背照式架構(gòu)基礎(chǔ)上的改良方案，它將感光元件層分離出來(lái)作為上層，將線(xiàn)路層向下集成到另一塊板上，再將二者堆疊起來(lái)，形成堆棧結(jié)構(gòu)。目前，車(chē)載CMOS圖像傳感器多采用背照式（BSI）技術(shù)架構(gòu)。
圖表14. 兩種不同類(lèi)型的CMOS：前照式（FSI）和背照式（BSI）
圖表15. CMOS圖像傳感器核心技術(shù)指標(biāo)
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CMOS圖像傳感器快門(mén)曝光模式主要有兩種：卷簾曝光（Rolling Shutter）和全局曝光（Global Shutter）。
卷簾曝光（RS）：在曝光開(kāi)始時(shí)，感光組件會(huì)逐行或逐列進(jìn)行掃描并曝光，直至感光組件上所有像素點(diǎn)都完成曝光為止，但是每行或每列之間的曝光存在一定的時(shí)間差。
全局曝光（GS）：在曝光開(kāi)始時(shí)，感光組件上所有的像素點(diǎn)在同一時(shí)間開(kāi)始曝光，曝光結(jié)束后，光線(xiàn)收集電路自動(dòng)切斷，也就是說(shuō)所有像素點(diǎn)之間的曝光沒(méi)有時(shí)間差，同一時(shí)間曝光整幅場(chǎng)景。
圖表16. 兩種曝光方式特點(diǎn)對(duì)比
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卷簾模式成本相對(duì)較低，且能夠?qū)崿F(xiàn)較高的動(dòng)態(tài)范圍。目前行車(chē)輔助攝像頭（前視/側(cè)視/后視）、泊車(chē)輔助攝像頭（環(huán)視/倒車(chē)后視）和CMS攝像頭等艙外應(yīng)用主要采用卷簾曝光模式；
DMS和OMS等艙內(nèi)應(yīng)用的攝像頭多采用全局曝光模式。因?yàn)榕搩?nèi)攝像頭需要能夠迅速捕捉眨眼等快動(dòng)態(tài)信息，但動(dòng)態(tài)范圍要求相對(duì)不高，所以多選用全局曝光模式。
2）CMOS芯片商業(yè)運(yùn)作模式
CMOS芯片商業(yè)運(yùn)作模式主要可分為：IDM、Fab-lite 和Fabless 三種模式；其中，IDM 模式是主流，F(xiàn)abless 模式更靈活。根據(jù)Garner報(bào)告數(shù)據(jù)顯示，在CMOS芯片領(lǐng)域中，IDM 模式占比超過(guò)80%。
圖表17. CMOS芯片三種不同的商業(yè)運(yùn)作模式
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3）主流企業(yè)分布
在車(chē)載CMOS市場(chǎng)，安森美占據(jù)龍頭地位。根據(jù)Yole發(fā)布的圖表顯示，2022年，排名第一的安森美市場(chǎng)占有率為40%；排名在第二位的是豪威科技，市場(chǎng)占有率為26%，前兩家企業(yè)占了整個(gè)市場(chǎng)2/3的份額。車(chē)載CMOS芯片的主流企業(yè)主要分布在歐美、中國(guó)以及日韓等。
歐美：安森美、ST意法半導(dǎo)體等；
中國(guó)：豪威、思特威、格科微、比亞迪半導(dǎo)體等；
日韓：索尼、三星、派視爾、SK海力士等。
4）發(fā)展趨勢(shì)
- 分辨率越來(lái)越高：車(chē)載攝像頭正從成像應(yīng)用延伸到感知應(yīng)用，尤其是應(yīng)用在行車(chē)ADAS場(chǎng)景中的前視攝像頭，不僅需要能夠識(shí)別和探測(cè)到更遠(yuǎn)距離的車(chē)輛和行人等目標(biāo)物體，而且還要能夠捕捉到更多的細(xì)節(jié)信息，進(jìn)而才能為智能駕駛系統(tǒng)提供更精確的感知數(shù)據(jù)。
- CMOS像素尺寸逐漸變小：通過(guò)設(shè)計(jì)更高密度的模擬電路、數(shù)字電路，以及搭配使用更高水平的封裝技術(shù)，通過(guò)“小像素”的方式來(lái)達(dá)成更高的分辨率目標(biāo)或者更小的CMOS靶面尺寸。
- 高動(dòng)態(tài)范圍（HDR）：在車(chē)輛快速行駛時(shí)，ADAS行車(chē)攝像頭需要能夠在復(fù)雜且實(shí)時(shí)快速變化的光線(xiàn)條件下快速識(shí)別出明暗細(xì)節(jié)，并準(zhǔn)確捕獲圖像，比如夜間行駛、駛出隧道等場(chǎng)景。
- CMOS與ISP二合一：相比于在模組中集成獨(dú)立ISP芯片的形式，CMOS芯片上集成ISP模塊的形式有助于攝像頭小型化和輕量化，同時(shí)具有低延時(shí)、擴(kuò)展兼容性及可配置能力強(qiáng)等特點(diǎn)。缺點(diǎn)在于ISP的處理能力偏弱。
2.3.2光學(xué)鏡頭
1）基礎(chǔ)介紹
光學(xué)鏡頭通常由多片鏡片構(gòu)成，按鏡片的材質(zhì)可分為三種類(lèi)型：塑膠鏡頭、玻塑混合鏡頭和玻璃鏡頭。由于車(chē)載鏡頭有高耐用性和高穩(wěn)定性等要求，故車(chē)載鏡頭通常會(huì)選用玻塑混合鏡頭或玻璃鏡頭。
目前前視和側(cè)視、后視（行車(chē)）以及CMS類(lèi)鏡頭大多采用6~7片玻璃鏡片。通常采用1~3片非球面玻璃鏡片，其余選用球面玻璃鏡片。具體數(shù)量由鏡頭的應(yīng)用及需求決定。
環(huán)視、倒車(chē)后視以及艙內(nèi)攝像頭所用鏡頭大多采用5~6片玻塑混合鏡片，即非球面塑料鏡片和球面玻璃鏡片混合搭配。通常會(huì)用到3~4片非球面塑料鏡片，其余采用球面玻璃鏡片，具體數(shù)量也是由鏡頭的應(yīng)用和需求決定。
2）車(chē)載鏡頭重要參考指標(biāo)
鏡頭作為車(chē)載攝像頭的核心元件，其核心參數(shù)指標(biāo)為：
- 光學(xué)指標(biāo)：焦距、光圈、視場(chǎng)角、分辨率、相對(duì)照度和畸變；
- 環(huán)境信賴(lài)指標(biāo)：溫飄，防水，抗振等。
圖表18. 車(chē)載鏡頭核心參考指標(biāo)
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3)主流企業(yè)分布
從全球分布來(lái)看，車(chē)載鏡頭廠商主要集中在中國(guó)、日本以及韓國(guó)等亞洲國(guó)家。
圖表19. 全球主要車(chē)載鏡頭企業(yè)
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4) 發(fā)展趨勢(shì)
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車(chē)載鏡頭逐漸標(biāo)準(zhǔn)化：對(duì)于任何硬件產(chǎn)品，只要發(fā)展成熟到一定程度，自然會(huì)逐漸的標(biāo)準(zhǔn)化。對(duì)于下游的模組廠商而言，他們可直接選用標(biāo)準(zhǔn)的鏡頭去使用，既縮短了開(kāi)發(fā)周期，又節(jié)省成本。
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玻塑混合類(lèi)鏡頭的比例會(huì)逐漸提升：現(xiàn)在車(chē)載攝像頭越來(lái)越高清化，為了滿(mǎn)足高可靠性要求，目前對(duì)于ADAS類(lèi)攝像頭通常會(huì)選用玻璃鏡頭，但是隨著產(chǎn)品的迭代和技術(shù)能力的提升，玻塑混合鏡頭的可靠性也會(huì)獲得較大的提升。未來(lái)，在一些要求相對(duì)不太高的場(chǎng)景中，高性?xún)r(jià)比的玻塑混合類(lèi)鏡頭會(huì)被廣泛應(yīng)用。
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車(chē)載鏡頭產(chǎn)品認(rèn)證周期不斷縮短：隨著產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化和工藝技術(shù)成熟度的提升，車(chē)載鏡頭的認(rèn)證速度也在不斷加快。從最開(kāi)始的3年慢慢縮短到2年，現(xiàn)在1年就可以完成，更成熟的車(chē)載鏡頭產(chǎn)品甚至幾個(gè)月內(nèi)可以完成認(rèn)證。
2.3.3 膠合材料
1）基礎(chǔ)介紹
車(chē)載攝像頭模組封裝中使用的膠合材料主要為 UV 膠（Ultraviolet Rays）。它是一種需要通過(guò)紫外線(xiàn)光照射進(jìn)行固化的膠粘劑，大致可分為熱固化粘合劑、雙重固化粘合劑、快速固化膠粘劑三種類(lèi)型。
圖表20. 車(chē)載攝像頭模組封裝主要用膠點(diǎn)及用膠類(lèi)型
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2）主流企業(yè)分布
目前UV膠合材料廠商眾多，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)較為激烈，主流廠商主要分布在歐美和日本，比如歐美的漢高、道康寧、陶氏杜邦、巴斯夫、3M等企業(yè)；日本的日東、日本精工、愛(ài)普生等企業(yè)。
國(guó)內(nèi)UV膠合材料廠商有上海昀通電子科技有限公司（AVENTK）、上海漢司實(shí)業(yè)有限公司、深圳市天翔科技有限公司等。
2.4 下游產(chǎn)業(yè)分析
2.4.1 車(chē)載攝像頭模組
1）基礎(chǔ)介紹
車(chē)載攝像頭模組由鏡頭、CMOS圖像傳感器、PMIC芯片、串行器芯片、連接器、外殼體等硬件組裝而成。車(chē)載攝像頭模組廠商的工作一般包括攝像頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)（原理圖設(shè)計(jì)、PCB設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)框圖設(shè)計(jì)等）、ISP調(diào)校和模組生產(chǎn)（AA制造流程、可靠性驗(yàn)證等）等。
其中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和硬件設(shè)計(jì)決定了車(chē)載攝像頭模組產(chǎn)品的性能和功能，ISP的調(diào)校決定了圖像的輸出質(zhì)量。通過(guò)ISP參數(shù)調(diào)整使得輸出的圖像滿(mǎn)足不同應(yīng)用、不同客戶(hù)的差異化需求。AA制造流程是確保鏡頭與CMOS圖像傳感器精準(zhǔn)組裝的核心，將會(huì)影響攝像頭最終的測(cè)試良率，是整個(gè)模組組裝環(huán)節(jié)中品質(zhì)保障的最重要一步。
圖表21. AA制造流程示意圖
信息來(lái)源：艾利光科技
2）主流企業(yè)分布
國(guó)內(nèi)供應(yīng)車(chē)載攝像頭模組廠商主要可分為三種類(lèi)型：傳統(tǒng)Tier1、具有光學(xué)背景的攝像頭模組企業(yè)以及從手機(jī)領(lǐng)域跨入到汽車(chē)領(lǐng)域的攝像頭模組廠商。
光學(xué)背景的模組廠商：舜宇智領(lǐng)、歐菲車(chē)聯(lián)、殷創(chuàng)科技、華銳捷等；
國(guó)際Tier1：麥格納、大陸、博世、采埃孚、法雷奧、電裝等；
國(guó)內(nèi)Tier1：德賽西威、經(jīng)緯恒潤(rùn)、豪恩汽電、華陽(yáng)通用、同致電子、海康汽車(chē)、智華科技、縱目科技、福瑞泰克等；
手機(jī)攝像頭模組跨行企業(yè)：丘鈦科技、三贏興、信利國(guó)際、合力泰等。
3）發(fā)展趨勢(shì)
功能安全要求逐步提升
目前，以成像應(yīng)用為主的環(huán)視攝像頭對(duì)功能安全的要求偏低。前視和側(cè)視等ADAS行車(chē)應(yīng)用的攝像頭模組對(duì)功能安全的要求較高，通常需要達(dá)到ASILB。對(duì)于攝像頭模組硬件本身來(lái)講，它功能安全的要求是各種異常情況的檢測(cè)，比如，能夠自動(dòng)檢測(cè)像素壞點(diǎn)，以及丟幀的檢測(cè)。功能安全要求的提升意味著對(duì)硬件規(guī)格會(huì)提高，成本要增加。
封裝工藝逐漸升級(jí)
隨著車(chē)載攝像頭模組不斷地向高清化、小型化趨勢(shì)發(fā)展，車(chē)攝像頭模組封裝工藝也在逐步升級(jí)。目前，車(chē)載攝像頭模組還是以CSP封裝模式為主，即通過(guò)表面貼裝（SMT）工藝將芯片貼裝在模組基板上。綜合技術(shù)需求和成本因素的考量，對(duì)于5MP及以上的高分辨率攝像頭，車(chē)載攝像頭模組廠商會(huì)逐步采用通過(guò)金屬線(xiàn)綁定將芯片貼裝在模組基板上的COB封裝技術(shù)。
轉(zhuǎn)自焉知汽車(chē)
