思特威紧跟车载CMOS应用发展前沿 创新布局车载三大应用系列产品

最近几年，得益于汽车电动化、智能化发展，车载CMOS传感器一直持续增长，也是为数不多的成长赛道。在2023中国IC领袖峰会上，思特威技术副总裁胡文阁以“赋能汽车之“眼”，车载CMOS图像传感器迎来“黄金增长期”为主题，分享了车载CMOS传感器市场发展趋势，以及思特威在该领域的创新发展布局。

思特威技术副总裁胡文阁

市场研究机构EVVolumes数据显示，2022年全球电动车销量超1000万辆。其中，中国的表现最为突出，2022年销量超600万（占58%），同比增长82%。而新能源汽车市场的火爆增长也带动了车载CMOS摄像头发展。据Yole数据统计，2021年汽车CIS黄金赛道爆发，市场规模达17.12亿美元，同比增长21.2%，成为市场最活跃的增长极之一。

胡文阁表示，车载CMOS图像传感器摄像头增长，另一个促进因素来自于车载视觉智能化的加速。随着汽车智能化的快速发展，L2+/L2++级别智能驾驶功能将成为未来3-5年内的主流需求，而单车搭载摄像数量将从原先的1-2颗提升至10余颗，“L3以上全自动驾驶车型未来摄像头装机量会达到18颗以上。”

2020年，思特威开始布局车载CIS赛道，三年来车载CIS产品涵盖影像类、ADAS感知（前视）、舱内系列产品，分辨率覆盖100-800万像素，基本上实现车载应用的全场景应用覆盖。在市场表现上，思特威在2021年车载市场CIS出货量为全球第四。

那么，智能车载应用需要怎样的CMOS图像传感器？与消费类产品有什么不一样的地方？它的难点在哪里？胡文阁介绍，车载应用环境变化多端，甚至非常极端恶劣，因而对芯片要求非常高，特别是在芯片可靠性和安全规范等具有很高的技术门槛，比如汽车行业三大标准体系认证：AEC-Q100可靠性认证、ISO26262功能安全体系认证、IATF16949汽车质量管理体系认证。

胡文阁特别介绍了车规级CMOS图像传感器的性能要点，主要体现在：一是夜视全彩高清。区别于传统的消费类应用领域，车规级CIS对夜视性能要求感度更高、噪声更低、防强光直射/炫光。

二是高动态范围。车规级CIS对动态范围的要求更高，比如消费类应用方向对动态范围的需求主要在70-80dB，而车规级则需120-140dB，车规级的CIS产品要能够单帧实现HDR，避免因为多帧合成而造成“鬼影”或影像模糊。

三是高温稳定性。区别于其他应用，车载应用的车规级图像传感器对高温下的成像品质及稳定性有着更高的要求，要求其能够在105℃的环境温度下保持稳定、可靠的工作。

四是全局快门技术。需要助力DMS/OMS系统精准捕捉车内驾乘人员的面部、眼球状态或动作特征变化，推进更高阶的自动驾驶功能，以及解决高速行车过程中的成像难点“高速畸变”问题。

五是LED闪烁抑制。LED闪烁抑制是高端的车规CIS需要具备，却较难实现的功能，主要在于为了准确分辨LED信号灯的开和关，需要CMOS图像传感器延长曝光时间以覆盖整个LED闪烁周期，但过长的曝光时间却容易引起过曝的问题。

针对五大性能要点，目前思特威借助于安防领域微光成像多年的技术积累，可以解决夜视全彩高清问题，在感度、色彩、噪声、抑制暗电流等有很大的技术优势。在高动态范围上，思特威借助SHDR+PixGainHDR®技术使动态范围达到140dB，同时利用单帧拐点HDR技术实现单帧91.5dB的动态范围。

另外，胡文阁也介绍，思特威针对客户需求以及应用前沿发展趋势也作了创新研发布局。其中趋势之一是ADAS前视应用——8MP车规级CIS。目前ADAS前视应用需要摄像头识别更多目标、覆盖更远距离，因此该应用下的车规级CMOS图像传感器正在向更大分辨率（8MP及以上），更高精度以及更低功耗等趋势发展。为了匹配这样的发展方向，CIS层面上需要解决两大问题：一是智能化需求带来的算力负荷增加；二是高分辨率带来的功耗上升。

在算力负荷上，思特威通过升级自研Raw域算法（重点优化了降噪与HDR融合等算法），以更高片上算力支撑更大数据量的感知计算，同时在保护图像细节信息方面达到更出色的表现，为算力提供更可靠精准的图像信息依据。在降耗上，思特威从IC设计及工艺两方面去有效的优化和降低功耗，来平衡CIS芯片温度，保障感光功能并大幅减少整体系统的发热量。以思特威车规级CIS产品SC220AT为例，与行业内其他主流产品相比，其工作功耗大幅降低了11%以上。

还有一大发展趋势是Sensor+ISP二合一。目前汽车的智能化进程催生传感器与AI进一步深度融合的需求，由于内置ISP的CIS具有延时低、扩展兼容性高及可配置能力强等特点，正成为智能车载系统前端图像处理的优选方案之一。

为此，思特威升级的自研ISP算法，其优化范围覆盖ISP图像处理全链路（ISPPipeline）RAW域、RGB域以及YUV域，通过先进的片上ISP功能实现AGC、AEC、降噪、边缘增强等功能，凸显重要细节，全面提升ADAS系统的识别及响应效率。目前思特威Sensor+ISP二合一的产品有：SC120AT、SC220AT、SC320AT、SC233AT。