汽車(chē)CIS芯片,一「芯」難求
在智能駕駛技術(shù)快速迭代的今天,車(chē)載攝像頭已成為汽車(chē)感知環(huán)境的核心“眼睛”,而CMOS圖像傳感器(CIS)則是這雙眼睛的“視網(wǎng)膜”。
本文引用地址:http://dyxdggzs.com/article/202503/467894.htm隨著(zhù)自動(dòng)駕駛從L2向L5級躍進(jìn),每輛車(chē)的攝像頭數量從個(gè)位數激增至兩位數,高分辨率CIS芯片的需求呈現爆發(fā)式增長(cháng)。然而,這一關(guān)鍵部件的供應卻陷入“一芯難求”的困境。
比亞迪“天神之眼”系統的推出、特斯拉全視覺(jué)方案的普及,以及全球車(chē)企對高階輔助駕駛功能的追逐,將800萬(wàn)像素(8M)車(chē)載CIS芯片的供需矛盾推至風(fēng)口浪尖。
技術(shù)升級與需求爆發(fā)
CIS 芯片作為車(chē)載攝像頭的核心構成要件,其自身性能的優(yōu)劣直接決定了車(chē)輛對周?chē)h(huán)境的感知能力強弱。在當前的技術(shù)格局下,主流的智能駕駛系統高度依賴(lài)車(chē)載攝像頭捕捉海量的圖像數據,并通過(guò)復雜精妙的算法對這些數據進(jìn)行深度處理,進(jìn)而實(shí)現諸如車(chē)道精準識別、障礙物快速檢測等一系列關(guān)鍵功能。其中,高分辨率的 CIS 芯片(尤其是 8M 及以上規格)憑借其能夠提供更為清晰細膩的圖像細節以及更遠的有效識別距離,已然成為 ADAS(高級駕駛輔助系統)和自動(dòng)駕駛技術(shù)不可或缺的剛需配置。
以比亞迪精心打造的 “天眼” 系統為例,其所搭載的 8M CIS 芯片具備強大的性能優(yōu)勢,能夠在長(cháng)達 200 米的范圍內實(shí)現對目標物體的精準識別,為車(chē)輛的智能駕駛提供了堅實(shí)可靠的視覺(jué)支持。同樣,特斯拉全力推行的全視覺(jué)方案更是將多顆高分辨率攝像頭的作用發(fā)揮到極致,通過(guò)它們構建起精密準確的三維環(huán)境模型,助力車(chē)輛在復雜多變的路況下實(shí)現安全、高效的自動(dòng)駕駛。
盡管從全球汽車(chē)芯片市場(chǎng)的宏觀(guān)視角來(lái)看,在 2025 年這一時(shí)間節點(diǎn)上,部分品類(lèi)的芯片已然出現了過(guò)剩的跡象,諸如 MCU(微控制單元)和 PMIC(電源管理集成電路)等。然而,CIS 芯片的短缺問(wèn)題卻顯得格外突出,呈現出典型的 “結構性缺貨” 特征。深入剖析其核心成因,主要可歸結為以下三點(diǎn)關(guān)鍵因素:
其一,自動(dòng)駕駛滲透率的持續攀升無(wú)疑是推動(dòng) CIS 芯片需求激增的關(guān)鍵動(dòng)力之一。根據DIGITIMES Research 的預測,到 2027 年,每輛汽車(chē)平均配備的攝像頭數量將從 2024 年的 9 個(gè)穩步增長(cháng)至 13 個(gè),而對于追求極致自動(dòng)駕駛體驗的 L5 級車(chē)輛而言,其所需要的各類(lèi)傳感器數量甚至可能超過(guò) 30 個(gè)之多。市場(chǎng)研究領(lǐng)域的機構 Yole 所公布的數據顯示,全球汽車(chē) CIS 市場(chǎng)的規模將從 2023 年的 23 億美元一路高歌猛進(jìn),預計到 2029 年將飆升至 32 億美元,期間的年復合增長(cháng)率高達 5.7%。增長(cháng)的背后,不僅僅是芯片數量上的單純增加,更為重要的是伴隨著(zhù)技術(shù)的飛速迭代升級所帶來(lái)的附加值提升。如今,諸如高動(dòng)態(tài)范圍(HDR)、LED 閃爍抑制(LFM)等一系列先進(jìn)功能被不斷集成到 CIS 芯片之中,這無(wú)疑進(jìn)一步推高了該領(lǐng)域的技術(shù)門(mén)檻,使得 CIS 芯片在整個(gè)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈中的地位愈發(fā)舉足輕重。
其二,技術(shù)迭代所產(chǎn)生的巨大壓力成為需求持續增長(cháng)的又一重要推手。在實(shí)際的駕駛場(chǎng)景中,HDR 技術(shù)與 LFM 技術(shù)的普及應用顯得尤為迫切。例如,在夜間行車(chē)時(shí),車(chē)輛需要精準抑制對向車(chē)燈所發(fā)出的強光干擾,確保自身攝像頭能夠清晰捕捉到前方路況;而在雨霧等惡劣天氣條件下,CIS 芯片則必須具備強大的穿透水霧干擾能力,為駕駛者提供可靠的視覺(jué)信息。顯然,傳統的低分辨率傳感器在面對這些復雜多變的光照與路況時(shí),已然顯得力不從心,無(wú)法滿(mǎn)足日益嚴苛的駕駛安全需求。
與此同時(shí),法規政策的推動(dòng)也成為需求增長(cháng)的第三大關(guān)鍵驅動(dòng)力。歐盟 NCAP 2025 新規明確強制要求新車(chē)必須標配自動(dòng)緊急制動(dòng)(AEB)系統,而在中國,《智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)準入管理指南》同樣規定 L3 級車(chē)型必須配備高分辨率視覺(jué)模塊。這些具有強制約束力的法規條文,從政策層面上直接刺激了汽車(chē)廠(chǎng)商對高分辨率 CIS 芯片的旺盛需求。
從整個(gè)汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展趨勢來(lái)審視,智能化轉型已然成為各大車(chē)企堅定不移的核心戰略布局方向。在極具行業(yè)影響力的 2025 年 CES 展會(huì )上,傳統車(chē)企巨頭如大眾、通用等紛紛展示了基于 8M CIS 芯片的全場(chǎng)景智駕方案,彰顯了其在智能駕駛領(lǐng)域的深厚技術(shù)底蘊與宏偉戰略藍圖。與此同時(shí),新興品牌如小米汽車(chē)也不甘示弱,憑借其獨特的高配低價(jià)策略迅速在市場(chǎng)上掀起波瀾,加速了自身的市場(chǎng)滲透進(jìn)程。
供應格局集中,產(chǎn)能受限
當前,全球 8M CIS 芯片的產(chǎn)能呈現出高度集中的態(tài)勢,幾乎被豪威科技(韋爾股份子公司)、索尼和安森美這三家行業(yè)巨頭所壟斷。其中,豪威科技憑借其卓越的技術(shù)實(shí)力與市場(chǎng)開(kāi)拓能力,以高達 43% 的出貨份額在市場(chǎng)中一馬當先。然而,即便如此,其有限的產(chǎn)能也早已被比亞迪、小米等眾多車(chē)企的海量訂單所擠占,幾近飽和狀態(tài)。索尼與安森美雖然能夠在一定程度上對市場(chǎng)供應起到補充作用,但其產(chǎn)品價(jià)格卻普遍高出國產(chǎn)方案,這無(wú)疑使得眾多車(chē)企在采購時(shí)不得不權衡成本與性能之間的利弊。
豪威科技豪ADAS車(chē)規圖像傳感器(部分產(chǎn)品)
更為棘手的是,這兩家巨頭的交貨周期長(cháng)達 36 周之久,如此漫長(cháng)的等待時(shí)間對于急需芯片的車(chē)企來(lái)說(shuō)無(wú)疑是雪上加霜。反觀(guān)國產(chǎn)廠(chǎng)商,盡管思特威、格科微等企業(yè)已經(jīng)成功實(shí)現了 1M-8M CIS 芯片的量產(chǎn)突破,且思特威有部分產(chǎn)品通過(guò)了一定等級的車(chē)規認證,但整體來(lái)說(shuō),要讓全系列 1M-8M 產(chǎn)品都滿(mǎn)足更高等級認證,需要進(jìn)行大量的測試和驗證工作,短時(shí)間內難以完成。格科微在車(chē)規認證方面進(jìn)展相對更慢,還需要時(shí)間來(lái)推進(jìn)認證工作以進(jìn)入前裝市場(chǎng)。這使得它們在面對巨大的市場(chǎng)缺口時(shí),難以迅速填補。
深入探究供應鏈的脆弱性根源,主要體現在認證壁壘高聳、代工依賴(lài)嚴重以及成本困境突出這三個(gè)關(guān)鍵方面。
車(chē)規級CIS需通過(guò)-40℃至125℃溫度循環(huán)、振動(dòng)沖擊、電磁兼容等測試,認證周期長(cháng)達2-3年。豪威科技OX08A10已通過(guò)ASIL-B功能安全認證,可支持L4級系統;而國產(chǎn)廠(chǎng)商仍處于送樣測試階段,部分企業(yè)的8M CIS僅通過(guò)AEC-Q100 3級認證,無(wú)法滿(mǎn)足極端工況需求。
成本方面,車(chē)規CIS主流工藝為55nm,落后于手機CIS的45nm,但車(chē)用場(chǎng)景對可靠性的苛刻要求限制了工藝升級速度。例如,8M CIS因工藝復雜度導致成本顯著(zhù)高于低像素產(chǎn)品,且良率可能更低,車(chē)企或通過(guò)預付訂單、改用低階CIS等方式應對供需失衡。
更深層次的問(wèn)題在于供應鏈的區域化割裂。美國《芯片與科學(xué)法案》限制高端設備出口,迫使中國企業(yè)轉向成熟制程研發(fā);歐洲則通過(guò)“芯片法案”投入430億歐元扶持本地半導體產(chǎn)業(yè),目標到2030年將全球半導體制造市場(chǎng)份額從10%提升至20%。這種地緣博弈加劇了技術(shù)標準與產(chǎn)能分配的復雜性,進(jìn)一步推高供應鏈管理成本。
技術(shù)躍遷
從短期來(lái)看,2025 年 CIS 芯片缺貨的嚴峻局面仍將持續,這無(wú)疑給整個(gè)汽車(chē)行業(yè)帶來(lái)了壓力與挑戰。然而,若將目光放長(cháng)遠,隨著(zhù)技術(shù)的持續迭代創(chuàng )新以及供應鏈的深度調整優(yōu)化,未來(lái)或將重塑整個(gè)行業(yè)格局。
在技術(shù)發(fā)展方向上,1200 萬(wàn)像素 CIS 芯片的研發(fā)工作已然緊鑼密鼓地啟動(dòng),其核心目標明確指向進(jìn)一步突破探測距離極限,力求達到 300 米以上的超遠探測范圍,以完美適配 L4 級自動(dòng)駕駛的嚴苛需求。例如,安森美推出的 AR0820AT 傳感器創(chuàng )新性地采用了背照式(BSI)技術(shù),使得信噪比相較于傳統技術(shù)提升了 2 倍之多,大幅提高了芯片在復雜光照條件下的成像質(zhì)量。與此同時(shí),光子集成與量子點(diǎn)材料等前沿技術(shù)領(lǐng)域也展現出了巨大的潛力,有望成為突破 CIS 芯片能效瓶頸的關(guān)鍵利器。目前,思特威與晶合集成也正合作攻關(guān)CIS Stacked工藝等關(guān)鍵技術(shù),若取得突破可能提升國產(chǎn)高端CIS競爭力,
在產(chǎn)能釋放方面,臺積電的 2nm 工藝有望推動(dòng) CIS 芯片與 AI 加速器實(shí)現異構集成,從而大幅提升芯片的整體性能與運算效率。然而,由于車(chē)規芯片對成熟制程的可靠性依賴(lài)程度極高,這可能會(huì )在一定程度上延緩新工藝的應用速度。以特斯拉的 HW3.0 為例,其仍然采用相對成熟的 14nm 工藝,即便要對 55nm CIS 芯片進(jìn)行兼容性測試,也需要長(cháng)達數月的時(shí)間,這充分說(shuō)明了車(chē)規芯片在工藝升級過(guò)程中所面臨的謹慎與保守。
從行業(yè)生態(tài)看,車(chē)企與芯片廠(chǎng)商的合作模式正在重構。例如,小鵬汽車(chē)計劃自研智駕芯片,理想汽車(chē)則投資布局碳化硅(SiC)功率模塊,并推動(dòng)其與電驅動(dòng)系統的集成。這種垂直整合趨勢將推動(dòng)供應鏈從“以產(chǎn)定銷(xiāo)”轉向“需求驅動(dòng)”,但同時(shí)也對中小廠(chǎng)商的資金與技術(shù)儲備提出更高要求。
結語(yǔ)
汽車(chē)CIS缺貨的本質(zhì),是智能化需求與供應鏈韌性不匹配的縮影。未來(lái),誰(shuí)能率先實(shí)現“像素與產(chǎn)能的雙重躍遷”,誰(shuí)就能在自動(dòng)駕駛的視覺(jué)革命中占據制高點(diǎn)。
從全球視角看,智能化轉型已進(jìn)入“深水區”。正如中國汽車(chē)工程學(xué)會(huì )副理事長(cháng)兼秘書(shū)長(cháng)侯福深所言,汽車(chē)產(chǎn)業(yè)需“強化頂層設計,統籌技術(shù)、供應鏈與市場(chǎng)布局”,而CIS短缺危機恰為行業(yè)提供了反思與重構的契機。通過(guò)政策引導、資本投入與跨界合作,中國有望在車(chē)規芯片領(lǐng)域實(shí)現從“跟跑”到“并跑”的跨越,最終在全球汽車(chē)智能化競賽中掌握主動(dòng)權。
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