2020/01/17 13:31

蒋思莹作者

CMOS图像传感器厂商开辟新战场

受惠于近些年来手机市场和安防市场的发展，CMOS图像传感器也迎来了属于它的爆发期。在这个过程中，索尼、三星、豪威科技等一众CIS厂商乘势而起，在手机和安防领域得以大放异彩。但是，伴随着手机和安防市场的饱和，使得CIS厂商开始寻找下一个爆品。从近期CIS厂商的动作来看，他们不约而同地将目光聚焦于汽车领域，并投身于汽车激光雷达的开发。

这些厂商们为什么关注激光雷达

在今年CES展会中，激光雷达的发展成为了半导体行业最关注的亮点之一。无论是“索尼终于要造车了”还是“安森美LiDAR技术获CES 2020奖项”，这其中都涉及到了激光雷达在汽车中的应用。根据这些消息来看，CIS厂商是否已经将其之间的竞争引入到了新的领域？为什么这些厂商会破圈关注激光雷达的发展？

从市场趋势中看，根据MarketsandMarkets发布的2024年激光雷达市场的全球预测研究报告显示，激光雷达市场规模预计将从2019年的8.44亿美元增长到2024年的22.73亿美元，复合年增长率达18.5％。其中，2019年汽车激光雷达市场将达3.75亿美元，预计到2024年该数字将提升为42亿美元。巨大的可待开发的市场，就意味着可能获得丰厚的营收，这也是驱使着众多厂商破圈涉足激光雷达领域的原因之一。

来源：麦姆斯咨询

再者，众所周知，半导体行业的研发投入往往会占其营收很大一部分比例。而长期针对某一领域进行高投入而没有看得见的回报，也会在一定程度上影响其公司的发展。而CIS厂商在这个时间段选择进入激光雷达领域，可以说是恰逢其时——根据自动驾驶技术由L2向L3、L4发展的变化中看，L3、L4级自动驾驶汽车应用激光雷达的比例将会大幅度增加。同时，根据汽车市场实际情况中看，L3级自动驾驶将会从2020年开始陆续步入量产，宝马、吉利等车企均计划于2020-2021年期间推出L3级量产车。从自动驾驶达到L3阶段的时间节点中看，车载激光雷达或将在这一两年中得到“重用”。而这一两年中，也正逢手机市场和安防市场逐渐趋于饱和，而车载激光雷达的到来，可成为CIS厂商提供下一个发展机会。

从CIS厂商做车载激光雷达的动作中看，这些厂商涉足激光雷达领域或许也可为其CIS产品带来新的发展机会。众所周知，车载市场的门槛很高，车企也往往不会轻易更换其供货来源，这也使得很多CIS厂商的CMOS图像传感器长期徘徊于汽车领域的周围而不得入。而激光雷达是作为汽车所需的新产物，所有厂商都站在同一起跑线上，车企的采购或许将会发展改变。在这种情况下，CIS厂商发展激光雷达产品，可以凭借激光雷达产品来获得汽车领域的入场券，进而通过搭配其车载CMOS图像传感器的解决方案，可进一步扩大他们在汽车领域的优势。此外，相比于手机和安防市场，用于车载的CMOS图像传感器产品单价显然会贵一些。而伴随着车载CMOS图像传感器市场的爆发，或许可以重塑CIS领域的竞争格局。这或许也是这些CIS厂商投身于激光雷达领域的又一诱因。

各大CIS厂商如何布局激光雷达市场

激光雷达市场的前景为CIS厂商提供了新的发展机会。于是，有一些CIS厂商已经开始布局激光雷达领域。而激光雷达又可分为机械式激光雷达、MEMS激光雷达、OPA激光雷达和Flash激光雷达。其中，OPA和Flash被认为是纯固态的方案，也被称为是固态激光雷达（除这两种以外，业界也会笼统地把MEMS等非完全旋转的激光雷达统称为“固态”）。固态激光雷达基于测距、可靠性以及成本等方面的优势，被视为是未来车载激光雷达的方向。因此，大部分CIS厂商也将从固态激光雷达入手，来布局汽车领域。

自平井一夫对索尼业务进行大刀阔斧的改革，将图像传感器定位为优先发展的业务，再到2015年索尼以190亿日元(约合1.55亿美元)收购东芝的图像传感器业务，以上种种事件都为索尼CIS的发展奠定了良好的基础。加之彼时苹果手机等消费电子崛起的热潮，让索尼成为了CIS领域当之无愧的龙头。但当三星等一众厂商也开始从消费电子级CMOS图像传感器上入手，试图挑战索尼在此间地位之时。索尼要做的不仅是要开发更先进的技术来守住这块市场，也需要拓宽其CMOS图像传感器所能应用的领域来保障其在CIS领域中的地位。

在这种情况下，新兴的汽车市场就成为了索尼发展CIS的下一个“战略高地”。但索尼要想进入汽车领域并不容易，所以另寻突破点来打入汽车市场或许是一项更好的选择。于是，在CES 2020中，索尼发布了一款名为 Vision S 的原型车引起了市场的关注。据悉，Vision S车身内部总共集合了33个传感器，这些传感器可以帮助汽车轻松地识别前方的路况和障碍物。这其中，就包含了索尼针对自动驾驶汽车应用开发一款基于硅的激光雷达（LiDAR）视觉传感器。

激光雷达没有得到大规模使用，成本太高是其中的重要原因之一。有市场分析认为，索尼进军车载激光雷达市场在于其成本优势。据MEMSensor表示，索尼开发的“固态”激光雷达将基于新型低成本硅芯片，可以进行更远距离的高精度测量，并且将更经济、更紧凑且抗振动。

如果说，索尼是汽车领域的新手玩家，那么CIS领域中的安森美可以说是汽车领域的老牌玩家。据Yuanta Research发布的CMOS图像传感器的市场报告显示，2018年安森美半导体以5.4%的市场份额排名全球第五位。但在汽车图像传感器细分市场中，安森美半导体则以62%的市场份额傲视群雄（索尼在该领域中仅占有3%的市场份额）。

当然，这也与安森美进入汽车图像传感器的时间有关。据相关消息显示，2005年安森美就进入了汽车市场，成为首家为汽车市场提供专业图像传感器的公司。2017年安森美收购了IBM雷达设计中心，这让安森美得以在77GHz毫米波雷达芯片上有所建树，而后，安森美在2018年再次向车载雷达领域出手，收购了专门做SiPM（硅光电倍增管）和SPAD（单光子雪崩二极管）探测器的公司——SensL，这些技术是实现激光雷达系统的核心器件。因此，除了图像传感器之外，安森美也可提供包括Radar、Lidar在内的更为完整的传感器融合方案。

在2019年CES展会中，安森美就曾展出一款融合了图像和LiDAR的系统——FUSEONE的系统，成功地创建了一个LiDAR/光学成像平台。据悉，该系统采用8个SiPM和2个905 nm激光二极管，脉宽20 ns，峰值功率80 W，接收器光路径采用43 nm带通滤波器，Xilinx FPGA 用于边缘处理全波形采集，AoV 为25°x 3.6°，在户外20 klux的光照条件下，行人检测达45 m，汽车检测达85 m。

作为LiDAR探测器的公认领先供应商之一，安森美在收购SensL以后，在激光雷达方面上有了更大的进步。目前，安森美可提供的激光雷达相关的方案，包括SiPM传感器、SiPM 阵列扫描LiDAR系统、融合SiPM闪光LiDAR和图像的FUSEONE系统以及Pandion SPAD阵列。尤其是安森美在汽车领域已经深耕多年，其与汽车Tire-1厂商之间的关系为其激光雷达进入汽车领域打下了良好的基础，而这也有利于安森美进一步巩固其图像传感器在汽车市场中的地位。

CIS厂商进入，是否会改变激光雷达市场的竞争玩法

半导体行业经过了数十年的发展，集成度也在逐渐提高。在这种背景下，一个解决方案或许会比一个芯片更受欢迎，于是，也促生了很多芯片公司在向方案或系统公司转型。而汽车在走向智能化的道路中，其所用到的电子元件越来越多，自然也逃不出这样的历史洪流。尤其是在新事物不断产生的过程中，新势力的进入也许会改变传统行业的竞争玩法。

在车载激光雷达市场中，早有Velodyne在该领域中引领行业前行，国际上也有Quanergy、Innoviz等行业新贵势力在迅速崛起。据虎嗅报道显示，Velodyne 在 2017 年以前几乎垄断了整个车载激光雷达市场，这样的市场地位，也受到了多家致力于开发自动驾驶企业的青睐。据悉，Velodyne曾于2016年获得福特与百度联合投资，2018年，为了合作研发量产能够进入汽车供应链体系的固态激光雷达，尼康也向Velodyne投资了2500万美元。此外，专注于固态激光雷达的Quanergy、Innoviz也同样受到了多家资本的青睐，并得以迅速发展。

激光雷达可用于自动驾驶的风潮也同样刮到了国内，速腾聚创、禾赛光电以及北科天绘在这个过程中成长了起来。此外，大疆旗下Livox公司也推出了两款可用于 L3 或 L4 级别自动驾驶的激光雷达——Horizon 地平线和Tele-15。尤其是在如今市场环境因素不稳定的环境下，这些本土公司的成长，也让国产激光雷达得到了发展的机会。

虽然目前车载激光雷达的市场还没有完全爆发，但上述激光雷达玩家已经多多少少在汽车领域展开了竞争。他们的强项是在激光雷达领域已有了多年的积累，受到了众多车企的认可。但随着CIS厂商悄然布局激光雷达的过程当中，这些还处于萌芽阶段的新势力，未来可能会将图像传感器+激光雷达组合来提供解决方案，从而赢得厂商的青睐。如果CIS厂商能够尽早推出符合车规级应用的激光雷达产品，或许将对仅靠激光雷达来进入汽车市场的厂商产生冲击，改变市场玩法。

半导体跨行进行横向扩张早已不是什么新鲜事，尤其是在人工智能时代的大变革下，破圈进军新领域或许不仅能够为企业带来新的发展机会，也可能为企业原有的业务带来新的生机。

总而言之，一场全新的战役正在打响！

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RoboSense（速腾聚创）机构

RoboSense（速腾聚创）是全球领先的智能激光雷达系统（Smart LiDAR Sensor System）科技企业。RoboSense通过激光雷达硬件、AI算法与芯片三大核心技术闭环，为市场提供具有信息理解能力的智能激光雷达系统，颠覆传统激光雷达硬件纯信息收集的定义，赋予机器人和车辆超越人类眼睛的感知能力，守护智能驾驶的安全。

https://www.robosense.ai/

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地平线机构

以“赋能机器，让人类生活更安全、更美好”为使命，地平线是行业领先的高效能智能驾驶计算方案提供商。作为推动智能驾驶在中国乘用车领域商业化应用的先行者，地平线致力于通过软硬结合的前瞻性技术理念，研发极致效能的硬件计算平台以及开放易用的软件开发工具，为智能汽车产业变革提供核心技术基础设施和开放繁荣的软件开发生态，为用户带来无与伦比的智能驾驶体验。

horizon.ai

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从 20 世纪 80 年代首次成功演示以来（Dickmanns & Mysliwetz (1992); Dickmanns & Graefe (1988); Thorpe et al. (1988)），自动驾驶汽车领域已经取得了巨大进展。尽管有了这些进展，但在任意复杂环境中实现完全自动驾驶导航仍被认为还需要数十年的发展。原因有两个：首先，在复杂的动态环境中运行的自动驾驶系统需要人工智能归纳不可预测的情境，从而进行实时推论。第二，信息性决策需要准确的感知，目前大部分已有的计算机视觉系统有一定的错误率，这是自动驾驶导航所无法接受的。

来源：机器之心

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自动驾驶车辆传感器的一种，采用激光扫描和测距来建立车辆周围环境的详细三维模型。Lidar 图像具有高度准确性，这使得它可以与摄像头、超声波探测器和雷达等常规传感器相提并论。然而激光传感器面临体积过大的问题，同时，它的机械结构非常复杂。

来源：机器之心

人工智能技术

在学术研究领域，人工智能通常指能够感知周围环境并采取行动以实现最优的可能结果的智能体（intelligent agent）

来源：Russell, S., & Norvig, P. (2003). Artificial Intelligence: A Modern Approach.

自动驾驶汽车技术

自动驾驶汽车，又称为无人驾驶汽车、电脑驾驶汽车或轮式移动机器人，是自动化载具的一种，具有传统汽车的运输能力。作为自动化载具，自动驾驶汽车不需要人为操作即能感测其环境及导航。

来源：维基百科

百度智能云机构

百度是全球最大的中文搜索引擎，是一家互联网综合信息服务公司，更是全球领先的人工智能平台型公司。2000年1月1日创立于中关村，公司创始人李彦宏拥有“超链分析”技术专利，也使中国成为美国、俄罗斯、和韩国之外，全球仅有的4个拥有搜索引擎核心技术的国家之一。

http://www.baidu.com

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三星集团是韩国最大的跨国企业集团，同时也是上市企业全球500强，三星集团包括众多的国际下属企业，旗下子公司有：三星电子、三星物产、三星航空、三星人寿保险、雷诺三星汽车等，业务涉及电子、金融、机械、化学等众多领域。三星集团成立于1938年，由李秉喆创办。三星集团是家族企业，李氏家族世袭，旗下各个三星产业均为家族产业，并由家族中的其他成员管理，集团领导人已传至李氏第三代，李健熙为现任集团会长，其子李在镕任三星电子副会长。

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宝马(BMW)是享誉世界的豪华汽车品牌。宝马的车系有1、2、3、4、5、6、7、8、i、X、Z等几个系列，还有在各系基础上进行改进的M系（宝马官方的高性能改装部门）。宝马公司创建于1916年，总部设在德国巴伐利亚州慕尼黑。BMW的蓝白标志宝马总部所在地巴伐利亚州州旗的颜色。百年来，宝马汽车由最初的一家飞机引擎生产厂发展成为以高级轿车为主导，并生产享誉全球的飞机引擎、越野车和摩托车的企业集团，名列世界汽车公司前列。其全称为Bavarian Motor Work。 2018年7月10日，长城公司与宝马公司签署合资协议，合资成立光束汽车有限公司。2018年10月11日，宝马集团举行了中国战略协议签字仪式和华晨宝马铁西新工厂开工仪式。宝马对华晨宝马投资新增30亿欧元，合资协议延至2040年。 2018年12月18日，世界品牌实验室编制的《2018世界品牌500强》揭晓，宝马排名第16位。

www.bmwgroup.com

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