突然之间,就迎来了车载摄像头的春天。
根据潮电智库统计显示,全球车载摄像头出货量由2018年的1.09亿颗增长至2021年的1.43亿颗。由于 ADAS 、DMS渗透率稳步提升,拥有高价值量的感应类前视、环视及内视摄像头普及率有望快速增长。
汽车智能化大大带动了单车车载摄像头数量提升。最早车载摄像头用量一般在3颗左右。预计2025年单车摄像头数量达6.5颗。
目前,蔚来ET7搭载了11颗,小鹏P7搭载了14颗,极氪001搭载了15颗。快速起量的摄像头市场,也吸引了更多的玩家进入,其中包括传统摄像头厂商、汽车Tier 1等多方力量。
车载摄像头,某种程度而言已经成为汽车最为重要的传感器。
无论是特斯拉信奉的纯视觉路线,还是行业普遍采用的多传感融合方案,车载摄像头都是其中不可缺少的一员。
而智能汽车的迅速发展,也带动着车载摄像头应用的数量也不断增多,其市场规模相应提升。
ICV Tank预测,2025年的全球车载摄像头市场规模将达到270亿美元,中国车载摄像头行业规模有望达到230亿元。近日,佳能等原本非汽车领域的企业进入车载摄像头领域,也推动着这一市场的发展。
行业趋于激烈竞争之下,试图探寻车载摄像头在自动驾驶时代将会迎来怎样的发展?又将面临哪些机遇及挑战?
01
车载摄像头的前生今世
1956年,摄像技术以后置摄像头的形式第一次在别克Centurion概念车型出现。经过近40年的发展,丰田在1991年推出全球首款带有后置摄像头的商用汽车Soarer,这成为车载摄像头商用的开端。
2006年后,车载摄像头行业迎来快速发展时期。来自东芝等公司及机构的K.Kate、M.Suzuki、Y.Fujita、Y.Hirama四名学者共同提出汽车全景环视概念——通过在汽车车身周围安装多个广角摄像头收集周边影像,形成360度全景视图。
这一概念引起多家汽车制造商的关注,此后几年包括日产、富士通在内的多家主机厂推出相关系统。与此同时,车载摄像头数量的增多也使得汽车具备更多功能。
根据安装位置的不同,车载摄像头整体可划分为前视摄像头、环视摄像头、后视摄像头、侧视摄像头、内置摄像头。
前视摄像头主要安装在前挡风玻璃上,可用于辅助实现前车防撞预警、车道偏离预警、交通标志识别、行人碰撞预警等功能。
环视摄像头主要安装在车标附近,以及集成于左右后视镜,是全景泊车实现的基础。
后视摄像头主要安装于后尾箱,可通过显示倒车影像以辅助泊车。
侧视摄像头主要安装于后视镜下方,用于盲点监测。
内置摄像头大多数安装于车内后视镜,以监测司机状态,实现疲劳提醒等功能。
根据前瞻产业研究院数据显示,2019-2020年后视摄像头与前视摄像头的市场渗透率分别高达50%、30%,侧视摄像头及内置摄像头的市场渗透率相对较低,分别为22%、7%。
近年来,智能汽车的发展为车载摄像头赋予了除安全之外的更多功能。
目前,部分智能汽车的摄像头可通过人脸识别完成身份认证解锁车辆及启动、人脸支付、座椅调节等功能。随着智能座舱的发展,车载摄像头还可通过人脸识别及手势识别,为车内驾驶员的偏好提供个性化服务。
而造车新势力的出现,使得车载摄像头增加社交功能。
譬如,小鹏G3、智己汽车等车型的车顶搭载着360°全景摄像头,用户可通过手机和车内控制摄像头的升降和旋转以拍摄汽车行驶过程中的风景,并支持将内容转发至社交平台。此外,小鹏P5还支持与大疆无人机互联。
在数十年的发展后,如今的车载摄像头行业的细分领域已形成相对稳定的市场格局。
整体而言,目前全球知名Tier 1公司在全球车载摄像头市场份额占比较高,日韩企业在部分细分领域亦有较高的市场份额。
不过在某些细分领域,中国厂商的全球市场份额正逐步扩大。滤光片领域如水晶光电、激埃特,胶合材料领域如恒诚伟业等。
尤其在镜头组供应链上, 深耕光学赛道的舜宇光学是其中不可忽视的玩家。根据其2021年数据显示, 自2016年以来,其车载镜头市场份额已连续多年取得全球第一。
02
自动驾驶时代的车载摄像头
2017年我国政府发布《汽车产业中长期发展规划》指出,到2025年,高度和完全自动驾驶汽车开始进入市场。
政策的指引以及市场需求增大,吸引着国内众多企业入局车载摄像头领域,制造满足自动驾驶发展需求的新款车载摄像头。目前,包括海康威视、华为、大疆、福瑞泰克等数十家国内企业,已在不同种类的车载摄像头方面有着多种布局。
而关于自动驾驶采用的摄像头方案,目前大致可分为两种。
主流观点认为,若实现无人驾驶,单车必须搭载五个种类的摄像头,且每个种类需要不同焦段的2-3颗摄像头。而L5级自动驾驶预计需要12颗至15颗摄像头。
以摄像头实现自动驾驶闻名的Mobileye,在推出纯摄像头自动驾驶方案的同时,正试图减少摄像头的使用。
在今年的CES大会上,Mobileye再度表示其正在构建基于毫米波雷达与激光雷达的自动驾驶系统。预计到2025年,其将在汽车正面搭载一颗激光雷达,配合360度的毫米波雷达实现自动驾驶。其称毫米波雷达与激光雷达子系统的加入,将提升汽车的安全性并延长平均故障的间隔时间。
针对Mobileye的路线,德赛西威智能驾驶辅助事业单元总经理李乐乐认为,受各种传感器的物理限制,中短期内不太可能仅使用一种传感器解决所有场景的感知可靠性,智能汽车若需具备高度可靠的环境感知能力,一定需要多种传感器融合以提高感知性能。
因此,在自动驾驶的发展中,摄像头、毫米波雷达、激光雷达、超声波传感器等必不可少,甚至还需部署V2X超视觉传感器。
李乐乐表示,自动驾驶汽车将搭载超10颗摄像头、5颗或以上毫米波雷达、12颗超声波传感器、1-6颗激光雷达(根据场景及功能不同配置)及5G+V2X的超视觉传感器。他预测,超视觉传感器将在未来一直两年内逐步配套上市。
03
规模量产仍未到来
自动驾驶要求车载摄像头数量提升的同时,也要求着其硬件性能大幅度提升。
目前,车载摄像镜头成像最高分辨率普遍为200万像素至500万像素之间。而在辅助驾驶系统的推广下,800万像素的车载摄像头开始走入量产车型。
去年,蔚来汽车CEO李斌宣布具备NAD蔚来自动驾驶技术的ET7将搭载800万像素自动驾驶高清摄像头,理想汽车去年也透露相关计划。
李乐乐介绍,800万像素摄像头主要用于L2+及以上的智能驾驶方案前向感知。
相对于100万像素摄像头的探测距离为30米左右,800万像素摄像头因其较高的分辨率,可探测前方超过200米处的物体。此外,800万像素摄像头更大的视场角,也使得感知距离大幅度提升的同时感知更为精细的内容。
除了自动驾驶发展需要之外,更多因素也推动着800万像素摄像头量产上车。
首先,得益于大算力的自动驾驶芯片发布以及量产应用,支持更高像素的车载摄像头收集影像数据,降低着计算平台处理数据的难度及整体系统成本。蔚来ET7即搭载着四颗英伟达Orin 芯片,可提供超1000TOPS的算力。
其次,技术提升为高像素摄像头在低照明度条件下带来较佳表现。
高像素摄像头虽然可提供距离更远、更为清晰的影像,不过相对于像素较低的摄像头,因800万像素摄像头平均每一个像素的感光面积更小,在光照条件不佳的情况下,将使图像噪点更大导致图像模糊。
目前,部分厂商针对影响这一部分的关键元器件CMOS图像传感器进行优化,已成功解决这一问题。
虽然部分量产车型已采用800万像素摄像头,但并不意味着其将迎来大规模量产的时机。据悉,适用于高等级自动驾驶汽车的车载摄像头成本高达400元至600元一颗,这在一定程度上不利于车载高像素摄像头的推广应用。
李乐乐分析,目前因半导体产能短缺,CMOS图像传感器、串行器/解串器等芯片成本居高不下,导致高清摄像头的成本相应提升。他预计未来两到三年随着芯片产能提升带来的成本下降,车载摄像头的配置率将相应提升。
在车载摄像头领域有所布局的荆虹科技董事长兼CEO黄欢看来,相对于手机摄像头,汽车对于高清摄像头的需求量较少,这导致着车载摄像头的毛利润率高至30%-35%左右。当市场需求足够大,车载摄像头产能提高之后,其成本将相应降低。
黄欢预测,车载摄像头的发展将同手机摄像头的发展历程般,镜头像素将提升至1000万、1200万像素及以上。
04
抢占8M高地
自研ADAS系统,是目前评判各整机厂商实力的重要标准。作为最重要的视觉传感器,各ADAS配置的车载摄像头不断向高阶化迈进,像素从30万到200万,再到800万。
相比偏传统的汽车Tier1,造车新势力群在新产品和技术的采用上明显更为激进,更新迭代速度更为快速。
在2021年年末的广州车展上,小鹏汽车展出SUVG9车型,其突出亮点在于感知硬件共搭载了12颗摄像头,其中前置双目8M摄像头。
巧合的是,2021年年初,蔚来首款轿车ET7发布,预计于2022年第一季度交付。ET7搭载了自研的NAD系统,搭载7颗8M摄像头,由联创电子供应。蔚来宣称,这是全球首发8M自动驾驶高清摄像头。
但车载8M摄像头真正意义上在实现全球量产的,是2021年6月份交付的2021款理想ONE,该车也搭载了8M自动驾驶摄像头。
小鹏汽车在广州车展展出全新SUVG9车型,配备最新的XPILOT4.0辅助驾驶系统,在感知硬件层面上,共搭载了12颗摄像头,其中前置双目8M摄像头。
2021年4月16日上市的极氪001标配ZAD自动驾驶辅助系统,在感知硬件方面,搭载了7颗8M的长距高清摄像头。
作为目前行业应用的最高标准,车载8M摄像头在2021年成功驶入快车道。目前领跑者为舜宇光学,其8M车载摄像头已经成功量产。
市场呈现“一超多强”的局面。虽然车载摄像头10强选手均已试水8M,但最后真正能实现量产落地可能不超过5家。
潮电智库王欢说,“2021年启动,2022年爆发,2023年成熟。在汽车智能化发展上,8M摄像头这个细分产业链三年时间足以形成一个赛道。在此期间没有进入的玩家,将不会再有机会。”
某一线摄像头资深销售负责人透露,“其实现在整个行业只有联创电子和舜宇光学通过了代表着权威与安全的Mobileye认证。市场乱象在于,不少厂商一味追求低成本,以拿手的价格战开打,但忽略了车规的重要性,潜在风险大。”
另一位头部光学企业高管的考量标准则更为严格,“车规8M摄像头在终端真正量产交付的在2021年只有一家,那就是2021年款理想ONE。没有跟随车型量产的,都是在吹牛。”
这是一场淘汰赛,从2022年开始。
05
淘汰赛角逐开启
未来,车规级摄像头的竞争将进一步加剧。
车载摄像头的研发周期一般为1-2年,若需通过车规级验证,其周期也将长达1-2年
行业预计,因为车规验证周期长,需求方对产品质量的安全性和稳定性要求更高,车载摄像头行业竞争将在今年加剧,届时这一赛道将出现领先者和掉队者。
李乐乐认可这一观点,同时补充市场竞争还将因两个因素加剧。
首先,从长期角度看,因算法对摄像头更高的要求、域控制器和摄像头之间数据传输的强耦合关系等,都将影响OEM的选择,未来只生产制造摄像头的供应商竞争力将因此下降。
其次,因为智能座舱、智能驾驶域控制器等较高行业市场占有率,尤其在目前半导体短缺的情况下,如果厂商同时生产摄像头和域控制器,将更容易获得合作伙伴的保供支持,这将是与竞争对手逐步拉开差距的短期因素。
车载摄像头行业竞争加剧,一方面可视为行业格局或将迎来洗牌,另一方面也意味着行业将展现难得的窗口期,尤其对于相关领域的中国公司而言,这可能是一个走向世界舞台的机会。
车载摄像头行业的黄金时期,正加速到来。