“芯动”揭秘 | 豪威科技孟树:车载图像传感器市场正在飞速发展,新的应用层出不穷

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前不久,由中国半导体行业协会集成电路设计分会、北京中关村集成电路设计园发展有限责任公司主办的第五届“芯动北京”中关村IC产业论坛以线上云会议的方式成功召开。

会议当天,IC PARK入园企业豪威科技市场总监孟树做了题为《智能驾驶,看向未来——车载图像传感器的市场和技术》的主题分享。孟树结合豪威科技在图像传感器领域的多年深耕,分享了车载图像传感器的市场发展和技术演进。

汽车是图像传感器迅速发展的一个细分市场,从早期的倒车单摄像头到环视4个摄像头,再到舱内各类摄像头。截至目前,单车摄像头数量已经达到10颗以上,数量增加的同时,成像技术也在不断演进。

孟树从环后视应用、机器视觉应用和舱内应用三个方面介绍了车载图像传感器技术演进的方向。

环后视应用方面,已从早期的VGA进入960P高清环后视应用,并且还在向200万、300万分辨率演进中。环后视应用对摄像头暗光条件下的表现要求非常高,已成为各大芯片厂商竞争的关键参数。此外,传统上摄像头都是RAW方案,需要搭配ISP使用,现在则越来越多集成为SoC方案。未来,无论是RAW还是SoC都有发展空间。同时随着分辨率提升,供人查看的摄像头渐渐介入机器视觉应用,如代客泊车、自动泊车等,二者不断融合成为主要趋势之一。这种趋势之下,功能安全变得愈加重要。

机器视觉应用方面,从早期的130万像素解决方案到如今的800像素解决方案,且还在向更高像素演进。在此过程中,有一些重要特征,包括更宽的动态范围,兼顾LED防闪烁功能等。

舱内应用方面,可分为对驾驶员的监控系统(DMS)和舱内乘客监控系统(IMS)。舱内成像既需要供人查看的彩色图像,也需要供机器处理的黑白图像。对于舱内应用而言,近红外成像效果是一个关键的指标。此外,由于空间有限,小尺寸是这类应用的重要特点。

据介绍,豪威科技在手机、安防、汽车、笔记本及平板、新兴市场、医疗图像传感器市场均居于全球前列,其中在手机市场排名全球第三,汽车市场排名全球第二,其余市场均居全球第一。

值得关注的是,豪威科技是全世界唯一一家在三个最主要图像传感器市场——手机、安防和汽车,都是排名前三的供应商。这给豪威科技在汽车领域发展带来跨行业协同的独特优势:一方面,针对不同市场的产品虽有不同特点,但不少同类技术可以跨行业复用;另一方面,有手机和安防的大量出货,豪威科技对上游供应链的管理更为可靠,特别是在当前半导体供应链动荡背景下,这一优势愈发突出。

豪威科技车载像素技术已经历了4代,从最早的FSI CMOS传感器,到中间2代BSI CMOS传感器,再到第4代PureCel Plus,每一代都会在工艺和技术上有很大提升。传统上,感光部分和逻辑部分都是在一片晶圆上并排排列,而豪威第4代PureCel Plus则各自在一片晶圆上做出。这样一来,一方面芯片面积可以缩小,另一方面方便各自选用更合适的半导体工艺,进而实现更小尺寸、更低功耗和更好的图像效果。

豪威科技提供真正的车规产品,从产品定义、开发、测试、销售甚至售后都拥有独立的产品流程。豪威科技和全球大型车厂供应商合作了0 ppm项目,不断逼近更低故障率。其车载产品全面支持功能安全,产品开发遵从ASIL-D,传感器产品支持ASIL-B+。在功能安全方面,豪威科技也是业界领先的供应商。

此外,孟树在大会现场介绍了豪威科技几项代表性技术。其一是无拖影的HDR图像。汽车成像需要有非常宽的动态范围支持,传统上一般会在不同时间点拍摄多帧画面进行融合,但对运动物体拍摄的图像并不是完全一致的,融合之后就会产生拖影现象,尤其是在ADAS乃至自动驾驶中,这是致命的。豪威科技独特的HDR实现方案,同时曝光就可以实现多帧成像,再叠加短时曝光。两次曝光形成120 dB或140 dB的宽动态图像,比3次或4次曝光运动拖影现象大大减少。

其二是应用于LED光源图像获取的HALE引擎技术。由于LED光源的工作原理,摄像头获取的图像和人眼看到的图像会有差异。如LED光源闪烁、滚动、失真等。随着LED灯在交通指示灯、车灯、电子告示牌上的大量使用,这种缺陷会使ADAS系统产生各种误判,因此必须解决。豪威科技的HALE引擎技术可以兼顾HDR和LFM。车载摄像头会有不同色彩规格的要求,豪威科技对全线色彩过滤阵列均有支持。

其三是针对近红外成像的Nyxel技术。如前所述,舱内应用均需要近红外补光,但近红外成像效果并不太好。豪威科技Nyxel专用近红外成像增强技术,可以将主流近红外成像频段的光电转换效率提升3-5倍,拉近到与可见光相近的范畴,进而显著提升成像效果。

除了技术优势外,豪威科技还拥有业界最完整的车载图像传感器产品线。

孟树表示,车载图像传感器市场正在飞速发展,新的应用层出不穷。豪威科技有超过16年的车载市场经验,拥有领先的技术,提供最完整的产品线、本地化的支持团队和可靠的供应链。

IC PARK入园企业豪威科技

IC PARK入园企业豪威科技是世界排名第三的图像传感器芯片设计公司。豪威集团旗下拥有豪威科技 (OmniVision)、韦尔半导体 (Will Semiconductor) 与思比科 (Superpix) 、北京京鸿志(华清)等品牌以及自有分销渠道业务。集团研发中心与业务网络遍布全球,年出货量超过 100 亿颗,2019年营业收入为136.32亿元。豪威集团致力于通过提供图像传感解决方案,触摸显示解决方案,高能效的电源管理以及接口管理解决方案,助力客户在移动终端、安防、汽车电子、可穿戴设备、IoT、通信、计算机、消费电子、工业、医疗等领域解决技术挑战,满足日与俱增的人工智能与绿色能源需求。

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