车载摄像头产业分析报告（二）:车载摄像头产业链分析

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2.车载摄像头产业链分析

2.1 产业链结构图

站在CMOS芯片以及镜头厂商的角度，车载摄像头的整个产业链可梳理为：

• 上游：光学镜片、滤光片、保护膜以及晶圆等原材料厂商

• 中游：镜头、胶合材料、串行器芯片、PMIC芯片、CMOS芯片、计算处理芯片等厂商

• 下游：摄像头模组供应商和系统集成商

• 下下游：主机厂

2.2 上游产业分析

车载镜头的上游企业主要包括：光学镜片、滤光片和保护膜的生产制造企业，他们的主要业务为原材料加工，并分别制成镜片、滤光片、保护膜等基础组件；CMOS芯片、计算处理芯片、PMIC芯片、串行器芯片上游的原材料是硅晶圆。

2.2.1光学镜片

1）基础介绍

光学镜片按材质可分为：塑料镜片和玻璃镜片。

塑料镜片膨胀系数大，耐磨性和耐热性差。在恶劣环境下，镜片容易变形，影响成像质量。优点是镜片重量轻、价格便宜。综合考虑性能和成本，车载镜头厂商通常采用塑料镜片和玻璃镜片混合的形式，做成玻塑混合镜头。

玻璃镜片具有透光率高、耐热和耐磨性强等优点，但成本较高，且量产难度大。

图表11. 玻璃镜片和塑料镜片特点对比

信息来源：公开资料整理

光学镜片按形状又可分为：球面镜片和非球面镜片。当前，车载镜头所使用的塑料镜片的形状基本都是非球面；对于玻璃镜片，球面和非球面两种类型，车载镜头都在应用。

• 球面镜片：设计简单，但光学性能较差，存在像差问题，即从镜片中央射入的光线与镜片边缘射入光线的焦点不一致，进而导致成像模糊。多枚镜片组合使用可以减小像差。

  
  

• 非球面镜片：精度要求高，工艺复杂，但成像效果佳，可消除像差问题，即通过改变镜片的曲率，使光线汇聚到固定焦点。

2）主流企业分布

主流的光学镜片厂商主要集中在中国以及日韩等国家。

• 日韩：亚洲光学（韩国）、关东辰美（日本）等；

• 台湾：大立光电、玉晶光电等；

• 国内：舜宇光学、欧菲光、联创电子、晶华光学、宇瞳光学、富兰光学、蓝思旺、瑞丰光电、中润光学、三景科技、瑞鼎光电、蓝思光电、新旭光学、宁波峰梅等。

2.2.2 红外截止滤光片（IR Filter）

1）基础介绍

红外截止滤光片（IRCF）利用精密光学镀膜技术在白玻璃、蓝玻璃或树脂片等光学基板上交替镀上高低折射率的光学膜，从而允许可见光波段（400~700nm）的光线透过，红外光线被截止，从而消除红外光对成像的影响，进而提高图像色彩还原度，使其更接近人眼看到的效果。

图表12. 红外截止滤光片工作原理

信息来源：公众号-博顿光电

红外滤光片基板材质主要有三类：白玻璃、蓝玻璃和树脂材料。

其中，以白玻璃和树脂材料为基板的滤光片属于反射式滤光片，它是通过在基板表面镀IR膜来有效反射红外线和部分其它光线，但容易出现被反射光的二次成像，形成光晕和鬼影现象。因此，使用这两种材质制成的红外截止滤光片一般应用在低像素摄像头。

以蓝玻璃为基板的滤光片属于吸收式滤光片。蓝玻璃本身是一种特殊的光学吸收型材料，玻璃中的铜离子对红外线有吸收作用，且不存在较大反射，避免因光线在镜片组件中进行反射、折射而形成鬼影和光斑的现象发生。以蓝玻璃为基板的红外截止滤光片一般应用于高像素摄像头。

2）主流企业分布

红外滤光片的生产厂商主要集中在日韩以及中国地区。

• 日韩：旭硝子、大真空、日本电波、田中技研、奥托仑等；

• 中国：欧菲光、水晶光电、五方光电、晶极光电等。

2.2.3保护膜

1）基础介绍

车载光学镜头通常由4~7片镜片组成。光线进入镜头通过多层镜片时，会发生多次的反射和折射，不仅会导致光线量的损失，最后还可能导致眩光和鬼影。通过在镜片上镀保护膜，可以增加镜片表面光线的穿透量，尽量减少光线的反射和折射，避免眩光及鬼影现象的产生。

当前，先进镀膜技术有：SWC亚波长结构镀膜和ASC空气球形镀膜。

图表13. 两类先进镀膜技术原理示意图

信息来源：公众号-薄膜材料前沿

• SWC（亚波长结构镀膜）：镜头表面形成大量小于可见光波长的楔形显微结构，该结构能够持续改变折射率，从而消除折射率突然改变的边界，实现比蒸气镀膜更理想的抑制反射效果。

  
  

• ASC（空气球形镀膜）：镀膜层可以分成上下两部分——下层为传统蒸汽镀膜层，上层为在图层内部注入低折射率气泡的低折射率层。在低折射率层有规律地平铺着小于可见光直径数十纳米的微小空气球，能够有效抑制光线的反射。

2）主流企业分布

保护膜企业主要是以国外主，包括3M、LG、耐司、蔡司等；国内主要是水晶光电、天津海泰环保等企业。

2.3 中游产业分析

2.3.1 CMOS图像传感器

1）基础介绍

CMOS图像传感器是摄像头的核心部件，负责把从镜头传输过来的光信号转换为电信号。从结构上看，它一般包含：微透镜、彩色滤光片（CF）、金属排线和光电二极管（PD）等几个重要组成部分。按技术架构的不同，CMOS图像传感器可划分为：前照式（FSI）、背照式（BSI）、堆栈式（Stack）三大类型。堆栈式结构是在背照式架构基础上的改良方案，它将感光元件层分离出来作为上层，将线路层向下集成到另一块板上，再将二者堆叠起来，形成堆栈结构。目前，车载CMOS图像传感器多采用背照式（BSI）技术架构。

图表14. 两种不同类型的CMOS：前照式（FSI）和背照式（BSI）

图表15. CMOS图像传感器核心技术指标

信息来源：公开资料整理

CMOS图像传感器快门曝光模式主要有两种：卷帘曝光（Rolling Shutter）和全局曝光（Global Shutter）。

• 卷帘曝光（RS）：在曝光开始时，感光组件会逐行或逐列进行扫描并曝光，直至感光组件上所有像素点都完成曝光为止，但是每行或每列之间的曝光存在一定的时间差。

  
  

• 全局曝光（GS）：在曝光开始时，感光组件上所有的像素点在同一时间开始曝光，曝光结束后，光线收集电路自动切断，也就是说所有像素点之间的曝光没有时间差，同一时间曝光整幅场景。

图表16. 两种曝光方式特点对比

信息来源：公开资料整理

卷帘模式成本相对较低，且能够实现较高的动态范围。目前行车辅助摄像头（前视/侧视/后视）、泊车辅助摄像头（环视/倒车后视）和CMS摄像头等舱外应用主要采用卷帘曝光模式；

DMS和OMS等舱内应用的摄像头多采用全局曝光模式。因为舱内摄像头需要能够迅速捕捉眨眼等快动态信息，但动态范围要求相对不高，所以多选用全局曝光模式。

2）CMOS芯片商业运作模式

CMOS芯片商业运作模式主要可分为：IDM、Fab-lite 和Fabless 三种模式；其中，IDM 模式是主流，Fabless 模式更灵活。根据Garner报告数据显示，在CMOS芯片领域中，IDM 模式占比超过80%。

图表17. CMOS芯片三种不同的商业运作模式

信息来源：公开资料整理

3）主流企业分布

在车载CMOS市场，安森美占据龙头地位。根据Yole发布的图表显示，2022年，排名第一的安森美市场占有率为40%；排名在第二位的是豪威科技，市场占有率为26%，前两家企业占了整个市场2/3的份额。车载CMOS芯片的主流企业主要分布在欧美、中国以及日韩等。

• 欧美：安森美、ST意法半导体等；

• 中国：豪威、思特威、格科微、比亚迪半导体等；

• 日韩：索尼、三星、派视尔、SK海力士等。

4）发展趋势

• 分辨率越来越高：车载摄像头正从成像应用延伸到感知应用，尤其是应用在行车ADAS场景中的前视摄像头，不仅需要能够识别和探测到更远距离的车辆和行人等目标物体，而且还要能够捕捉到更多的细节信息，进而才能为智能驾驶系统提供更精确的感知数据。

  
  

• CMOS像素尺寸逐渐变小：通过设计更高密度的模拟电路、数字电路，以及搭配使用更高水平的封装技术，通过“小像素”的方式来达成更高的分辨率目标或者更小的CMOS靶面尺寸。

  
  

• 高动态范围（HDR）：在车辆快速行驶时，ADAS行车摄像头需要能够在复杂且实时快速变化的光线条件下快速识别出明暗细节，并准确捕获图像，比如夜间行驶、驶出隧道等场景。

  
  

• CMOS与ISP二合一：相比于在模组中集成独立ISP芯片的形式，CMOS芯片上集成ISP模块的形式有助于摄像头小型化和轻量化，同时具有低延时、扩展兼容性及可配置能力强等特点。缺点在于ISP的处理能力偏弱。

2.3.2光学镜头

1）基础介绍

光学镜头通常由多片镜片构成，按镜片的材质可分为三种类型：塑胶镜头、玻塑混合镜头和玻璃镜头。由于车载镜头有高耐用性和高稳定性等要求，故车载镜头通常会选用玻塑混合镜头或玻璃镜头。

目前前视和侧视、后视（行车）以及CMS类镜头大多采用6~7片玻璃镜片。通常采用1~3片非球面玻璃镜片，其余选用球面玻璃镜片。具体数量由镜头的应用及需求决定。

环视、倒车后视以及舱内摄像头所用镜头大多采用5~6片玻塑混合镜片，即非球面塑料镜片和球面玻璃镜片混合搭配。通常会用到3~4片非球面塑料镜片，其余采用球面玻璃镜片，具体数量也是由镜头的应用和需求决定。

2）车载镜头重要参考指标

镜头作为车载摄像头的核心元件，其核心参数指标为：

• 光学指标：焦距、光圈、视场角、分辨率、相对照度和畸变；

• 环境信赖指标：温飘，防水，抗振等。

图表18. 车载镜头核心参考指标

信息来源：公开资料整理

3)主流企业分布

从全球分布来看，车载镜头厂商主要集中在中国、日本以及韩国等亚洲国家。

图表19. 全球主要车载镜头企业

信息来源：公开资料整理

4) 发展趋势

• 车载镜头逐渐标准化：对于任何硬件产品，只要发展成熟到一定程度，自然会逐渐的标准化。对于下游的模组厂商而言，他们可直接选用标准的镜头去使用，既缩短了开发周期，又节省成本。

• 玻塑混合类镜头的比例会逐渐提升：现在车载摄像头越来越高清化，为了满足高可靠性要求，目前对于ADAS类摄像头通常会选用玻璃镜头，但是随着产品的迭代和技术能力的提升，玻塑混合镜头的可靠性也会获得较大的提升。未来，在一些要求相对不太高的场景中，高性价比的玻塑混合类镜头会被广泛应用。

• 车载镜头产品认证周期不断缩短：随着产品的标准化和工艺技术成熟度的提升，车载镜头的认证速度也在不断加快。从最开始的3年慢慢缩短到2年，现在1年就可以完成，更成熟的车载镜头产品甚至几个月内可以完成认证。

2.3.3 胶合材料

1）基础介绍

车载摄像头模组封装中使用的胶合材料主要为 UV 胶（Ultraviolet Rays）。它是一种需要通过紫外线光照射进行固化的胶粘剂，大致可分为热固化粘合剂、双重固化粘合剂、快速固化胶粘剂三种类型。

图表20. 车载摄像头模组封装主要用胶点及用胶类型

信息来源：公开资料整理

2）主流企业分布

目前UV胶合材料厂商众多，市场竞争较为激烈，主流厂商主要分布在欧美和日本，比如欧美的汉高、道康宁、陶氏杜邦、巴斯夫、3M等企业；日本的日东、日本精工、爱普生等企业。

国内UV胶合材料厂商有上海昀通电子科技有限公司（AVENTK）、上海汉司实业有限公司、深圳市天翔科技有限公司等。

2.4 下游产业分析

2.4.1 车载摄像头模组

1）基础介绍

车载摄像头模组由镜头、CMOS图像传感器、PMIC芯片、串行器芯片、连接器、外壳体等硬件组装而成。车载摄像头模组厂商的工作一般包括摄像头结构设计、硬件设计（原理图设计、PCB设计、结构框图设计等）、ISP调校和模组生产（AA制造流程、可靠性验证等）等。

其中，结构设计和硬件设计决定了车载摄像头模组产品的性能和功能，ISP的调校决定了图像的输出质量。通过ISP参数调整使得输出的图像满足不同应用、不同客户的差异化需求。AA制造流程是确保镜头与CMOS图像传感器精准组装的核心，将会影响摄像头最终的测试良率，是整个模组组装环节中品质保障的最重要一步。

图表21. AA制造流程示意图

信息来源：艾利光科技

2）主流企业分布

国内供应车载摄像头模组厂商主要可分为三种类型：传统Tier1、具有光学背景的摄像头模组企业以及从手机领域跨入到汽车领域的摄像头模组厂商。

• 光学背景的模组厂商：舜宇智领、欧菲车联、殷创科技、华锐捷等；

• 国际Tier1：麦格纳、大陆、博世、采埃孚、法雷奥、电装等；

• 国内Tier1：德赛西威、经纬恒润、豪恩汽电、华阳通用、同致电子、海康汽车、智华科技、纵目科技、福瑞泰克等；

• 手机摄像头模组跨行企业：丘钛科技、三赢兴、信利国际、合力泰等。

3）发展趋势

• 功能安全要求逐步提升

• 封装工艺逐渐升级

随着车载摄像头模组不断地向高清化、小型化趋势发展，车摄像头模组封装工艺也在逐步升级。目前，车载摄像头模组还是以CSP封装模式为主，即通过表面贴装（SMT）工艺将芯片贴装在模组基板上。综合技术需求和成本因素的考量，对于5MP及以上的高分辨率摄像头，车载摄像头模组厂商会逐步采用通过金属线绑定将芯片贴装在模组基板上的COB封装技术。

图表22. 三类不同封装工艺特点对比

信息来源：公开资料整理