汽车传感器芯片：驶入技术革新与市场拓展的新阶段

在当今科技飞速发展的时代，汽车行业正经历着一场史无前例的深刻变革。电动化、智能化、网联化成为汽车发展的新趋势，而在这场变革的背后，汽车传感器芯片发挥着举足轻重的作用，如今更是迈入了一个全新的发展阶段。

需求激增，推动行业变革

随着消费者对汽车安全性、舒适性和智能化体验的要求不断提高，高级驾驶辅助系统(ADAS)以及自动驾驶技术得到了迅猛发展。从最初简单的防抱死制动系统(ABS)，到如今的自适应巡航、自动紧急制动、车道保持辅助等功能，再到逐步迈向的完全自动驾驶，每一次技术的进阶都离不开汽车传感器芯片的有力支撑。据相关机构预测，全球汽车传感器市场规模预计在 2030 年增长至 630 亿元，期间年均复合增长率达到 8% 。

在 “重感知” 的技术路线指引下，汽车传感器的地位愈发关键。激光雷达、4D 成像雷达、8MP CMOS 图像传感器(CIS)等新型传感器如雨后春笋般快速应用于车辆之中，这无疑极大地推高了对传感器芯片的需求。以激光雷达为例，自 2022 年以来，其在车载领域的应用量大幅增加，中国约 16.4 万辆乘用车搭载了激光雷达，且主要用于具备高速公路 + 城市 NOA 功能的 L2+++ 级乘用车，多为 25 万元以上的高端新能源汽车，预计到 2026 年，中国乘用车装机激光雷达数量将飙升至 366.6 万个。这些新型传感器对芯片的性能、集成度、功耗等方面提出了极为严苛的要求，促使汽车传感器芯片技术不断迭代演进。

各细分领域芯片进展显著

雷达芯片：打破垄断，取得突破

长期以来，汽车雷达芯片市场被恩智浦、英飞凌、德州仪器等海外巨头所主导。不过，令人欣喜的是，中国厂商在这一领域积极探索，取得了重要突破。加特兰半导体便是其中的佼佼者，其起步较早，目前已与 20 多家汽车主机厂建立了合作伙伴关系，在 70 多个乘用车车型上开展指定项目，累计出货量超过 300 万片，其中三分之一为海外客户。

在 4D 雷达领域，其正快速向中高端车型和自主车型渗透。宝马、通用等整车厂，大陆、采埃孚等一级供应商纷纷完成布局。国内诸多品牌，如理想汽车、长安汽车、比亚迪汽车、特斯拉汽车、吉利汽车等，也都指定或催生并应用了 4D 雷达。特斯拉下一代自动驾驶平台 HW4.0 搭载的 “Phoenix” 4D 成像雷达，更是成为了市场的一个引爆点。在常规雷达芯片领域，尽管英飞凌和恩智浦近乎垄断，但中国厂商并未退缩，正加紧在 4D 雷达芯片领域布局，努力打破国外企业的技术封锁。

激光雷达芯片：迈向集成化

为了降低成本、提升性能，激光雷达芯片正朝着 SoC 集成化方向大步迈进。一方面，与收发芯片集成成为降低成本的有效路径。在发射端，用集成模块替代分立模块，可使材料成本和调试成本降低 70% 以上;接收端的 SPAD 方案因体积小，有利于与读出电路集成，进一步降低成本。虽然激光雷达芯片技术起初被国外厂商把控，但近年来中国厂商积极投入研发。在发射芯片方面，已开始涉足上游 VCSEL 芯片设计;在接收芯片方面，一些初创企业进军 SPAD 和 SiPM 芯片领域。

另一方面，单芯片激光雷达方案备受关注。LiDAR 成本的降低依赖于使用光子集成工艺来集成各种光电器件，这一过程从异质材料集成向单芯片集成转变，即将制备好的硅片槽到单晶硅衬底上，然后在单晶硅衬底上生长 III 族 - V 材料外延。尽管技术难度颇高，但该工艺具备低损耗、易于封装、高可靠性和高集成度等显著优点。2023 年初，Mobileye 展示的下一代 FMCW LiDAR，便是一颗基于英特尔芯片级硅光子工艺的波长为 1320nm 的 LiDAR SoC，该产品能够同时测量距离和速度。基于芯片的硅光子 FMCW 固态激光雷达技术路线，有望成为未来激光雷达发展的优选方向，目前除了 Mobileye、Aeva、Aurora 等国外厂商布局外，Inxuntech、LuminWave 等中国厂商也积极参与其中。

CIS 芯片：高像素成趋势

汽车摄像头硬件主要由镜头、CIS 和图像信号处理器(ISP)构成。其中，车用 CIS 由于进入门槛高，呈现出寡头垄断的市场格局，主要竞争对手包括安森美半导体、豪威科技和索尼。随着高级别自动驾驶的深入发展，对车载摄像头成像质量的要求水涨船高，产品逐渐趋向于高像素和高动态范围(HDR)。当下，主流车用 CIS 供应商已成功部署 8MP CIS 产品，未来高像素的发展趋势还将持续。

ISP 芯片：集成化步伐加快

近年来，ISP 芯片的集成化趋势愈发明显。除了将 ISP 集成到 CIS 中的方案外，各大厂商还大力布局将 ISP 集成到 SOC 中的解决方案。将 ISP 集成到 CIS 中，能够有效节省空间、降低功耗，例如 2023 年 1 月，OmniVision 宣布的用于汽车 360 度环视系统(SVS)和后视摄像头(RVC)的新型 1.3 兆像素(MP)OX01E20 片上系统(SoC)。而将 ISP 直接集成到自动驾驶主控 SoC 中，不仅能解决高像素摄像头带来的严重散热问题，还有助于进一步减小车载摄像头的电路板尺寸和降低功耗，目前几乎所有的自动驾驶领域控制 SoC 都集成了 ISP 模块。

新阶段下的机遇与挑战并存

汽车传感器芯片进入新阶段，带来了诸多机遇。对于芯片制造商而言，研发高性能、低功耗、高集成度的芯片，满足汽车智能化发展的需求，将拥有广阔的市场空间。同时，与车载传感器、摄像头等设备的深度融合，也为芯片设计开拓了新的创新方向。此外，随着汽车智能化程度的提升，软件定义汽车的趋势日益凸显，这为芯片与软件的协同发展创造了机会，能够提供芯片、软件和服务一体化集成解决方案的企业，将在市场竞争中占据优势。

然而，挑战也不容小觑。在技术层面，尽管中国厂商在部分领域取得了突破，但在一些关键技术和高端产品方面，与国际先进水平仍存在差距。例如，在 MEMS 惯性传感器、高精度雷达芯片等领域，目前仍主要依赖进口。而且，随着芯片集成度的不断提高，对制造工艺的要求也越发严苛，28nm 以下先进制程车规芯片的本土产能不足，成为制约产业发展的瓶颈。

从市场竞争来看，国外企业凭借长期积累的技术、品牌和市场优势，在全球汽车传感器芯片市场中占据主导地位，国内企业面临着激烈的竞争压力。此外，车规级芯片的认证壁垒极高，AEC - Q100/Q101 认证周期长、成本高，这对国内企业的产品进入市场形成了一定阻碍。再者，当前国际贸易形势复杂多变，美国对华半导体设备出口限制等政策，给国内汽车传感器芯片产业的发展带来了诸多不确定性。

结语

汽车传感器芯片已进入快速迭代演进和快速降本的新阶段，在汽车智能化变革的浪潮中扮演着不可替代的关键角色。尽管面临着技术、市场等多方面的挑战，但随着国内企业不断加大研发投入、政策的持续支持以及产业生态的逐步完善，中国汽车传感器芯片产业有望在全球竞争中实现弯道超车，为我国汽车产业的智能化、自主化发展提供坚实有力的支撑，在未来的汽车科技领域绽放出耀眼的光芒。