汽车半导体行业6月专题：高阶ADAS加速普及，车载CMOS图像传感器驶入蓝海

高阶ADAS加速普及，车载CMOS图像传感器市场规模持续扩容。CMOS图像传感器(CIS)为车载摄像头模组核心感光芯片，是影响摄像头成像性能的关键，占据摄像头模组物料成本的50%以上。高阶辅助驾驶(ADAS)及自动驾驶(AD)对车辆视觉感知能力要求显著提升，搭载ADAS/AD功能的车辆摄像头数量和性能双升，从而驱动车载CIS持续成长。集微咨询预测2025年全球车载CIS市场规模将从2021年的19.1亿美元增长至32.7亿美元，CAGR为15.4%，国产新势力车厂ADAS升级领先行业，本土CIS产业链迎发展机遇。 5月新能源汽车销量大幅反弹，上海复工叠加消费补贴有望支撑回暖趋势。 5月主要新能源汽车销量实现大幅同比和环比反弹，比亚迪、埃安、理想销量居前三，环比增速皆超150%；6家本土车厂新能源汽车月销量超万台，问界M5月销量首次突破5000台。此前，4月受疫情影响，全国新能源乘用车汽车产销量分别下降至29.9万辆(MoM-35.6%,YoY+38.3%)和31.9万辆(MoM-35.8%,YoY+51.2%)，电机电控搭载量28.4万台(MoM-41.9%，YoY+47.2%)，其中多合一电驱动系统搭载量14.6万台(MoM-50.7%，YoY+61.5%)；OBC装机量26.1万套(MoM-41.2%)。6月1日上海的全面复工复产和全国及地方消费补贴政策的出台有望支撑销量回暖趋势。 注重恶劣行车环境中的性能和稳定性，车载CIS具备更高技术壁垒。车载摄像头需要在震动、高温、雨雾、低温、光线变化剧烈等恶劣环境中为计算平台和驾驶员提供稳定、精准、及时的视觉感知信息。与手机CIS以超高像素满足分辨率、清晰度、美观度和全场景不同，车载CIS更加注重暗噪声变化、高动态范围、对抗LED闪烁、帧率、量子效率、高温工作性能等，同等分辨率的车载CIS的像素尺寸是手机CIS两倍甚至数倍，动态范围、帧率需求超过两倍，感光度最高超过六倍，再叠加芯片车规要求形成更高技术壁垒。 ADAS视觉感知需求提升，“多摄”+“高像素”成为CIS升级趋势。摄像头对车道、障碍物、交通标志识别在清晰度、作用范围、成本等方面的优势使其具有不可替代的作用。前视、后视、环视、侧视和舱内等多摄配置随ADAS的环境感知需求提高而被引入，Yole预计L2+至L2++需要5-12个摄像头，L3及以上则需要20个，是L0-L1的十倍。高像素对比较低像素在视界范围、识别距离具有明显优势 ，2-8MP摄像头正在取代L0-L1普遍配置的0.3MP-1.3MP，其中8MP车载CIS单颗售价是1MP的2-3倍以上。蔚来ET7、ET5、理想L9分别搭载14、14、12颗摄像头，并且配备多颗8MP摄像头。 全球车载CIS行业CR3集中度超90%，中国大陆产业链完善有望协同发展。 ICVTank预计2021年安森美、韦尔(豪威)、索尼市占率分别以45%、29%和17%位居全球汽车CIS市场前三，CR3集中度达到91%。三家头部公司携手英伟达等主流自动驾驶芯片公司，有望在高阶ADAS领域继续领跑。中国大陆车用CIS芯片设计-晶圆代工-封装测试产业链布局完善，在本土汽车主机厂车型摄像头配置超前行业的趋势下，有望协同发展。 投资建议：关注ADAS快速渗透周期中本土CIS产业链发展机遇，推荐全球汽车CIS设计领先企业韦尔股份、晶圆代工厂中芯国际、华虹半导体，产业链相关公司包括思特威、格科微、晶方科技、晶合集成(未上市)等。 风险提示：电动化、智能化不及预期；汽车需求下降；ADAS渗透不及预期。 行业动态 5月新能源车销量大幅反弹，比亚迪、埃安、理想新能源车销量领先，多家车企单月破万。6月1日，多家新能源车企发布5月销量快报：其中比亚迪(11.5万辆，MoM+9%,YoY+153%)、埃安(2.1万辆，MoM+106%,YoY+150%)、理想(1.1万辆，MoM+176%,YoY+166%)、哪吒(1.1万辆，MoM+125%,YoY+144%)、小鹏(1.0万辆，MoM+12%,YoY+78%)、领跑（1.0万辆，MoM+11%，YoY+215%）、蔚来(0.7万辆，MoM+38%,YoY+5%)、问界（0.5万辆，MoM+54%）、极氪(0.4万辆，MoM+103%)、。 此前，据中汽协统计，4月新能源汽车产销分别达29.9万辆(MoM-35.6%,YoY+38.3%)和31.9万辆(MoM-35.8%,YoY+51.2%)。 图1：2019-2022年全国新能源汽车产销量情况（万辆） 图2：全国新能源汽车市场销量（按动力，万辆） 图3：全国乘用车新能源汽车市场情况（按车型，万辆） 图4：2022年4月乘用车新四化指数 智能化：按L0-L5自动驾驶级别进行衡量，至少满足L1条件的车型可称为智能化车型（22年1月增加自适应巡航系统必装）。网联化:初级（车联网）、中级(人与车智能交互)和高级(车与万物互联），初级至少需具备(上网)移动通信模块(22年1月增加OTA在线升级）。 A级-轴距 :2.45-2.65m ，排量:1.6-2.0L;B级-轴距2.6-2.75米，排量1.8-2.4L;C级-轴距 :2.7-2.8m ，排量2-3L;D级-轴距大于2.8m ，排量3.0L以上。） 4月特斯拉及新势力销量下降导致纯电动B级车环比占比下降18.6pct，纯电动A级车及以下占比上升至近80%。据乘联会统计，4月A00级纯电动车销量6.9万辆(占32.5%)，A0级纯电动车销量3.4万辆(占16.0%)，A级纯电动车销量6.6万辆(占31.0%)，B级纯电动车销量2.6万辆(占12.4%)，4月新能源乘用车市场走势分化，比亚迪纯电动与插混双驱动夯实自主品牌新能源领先地位，以奇瑞集团与广汽集团为代表的传统车企在新能源板块表现相对突出。 4月汽车新四化指数表现环比略微下降，疫情短期影响不改四化长期发展进程。 电动化指数、智能化、网联化指数分别为27.1、38.2、53.1，环比略微下降，主因疫情导致长三角地区的国产零部件体系供应商无法及时供货，但短期影响将不改新四化发展进程。 4月新能源乘用车电机电控搭载量为28.4万台(YoY+47.2%,)。其中，三合一电驱动系统搭载量为14.6万台(YoY+61.5%)，电控装机量前三为弗迪动力、汇川技术、日本电产，受上海疫情影响，特斯拉从上月第二跌出前十，联合电子、汇川由于其主力客户理想受疫情因素而受影响，巨一动力从年初的第九名进入到前五，上升显著。 4月OBC装机量共26.13万套(YoY-41.21%)：各零部件厂商受整车销量的影响，装机量普遍下滑，市场份额变动也十分明显。在普遍下滑的市场环境下，比亚迪在各部件上的市场份额维持在30%左右。一方面是因为比亚迪在各地区销量比较分散，所以销量影响小于整体市场，另一方面，主要零部件基本都是比亚迪在自制，所以整体市场份额比较集中。 表1：2022年4月全国新能源汽车电驱动市场情况 高阶ADAS加速普及，车载CIS驶入蓝海 CMOS图像传感器为车载摄像头模组核心感光芯片 CMOS图像传感器(CIS,CMOS Image Sensor)是车载摄像头核心感光芯片，占据过半摄像头物料成本。CMOS图像传感器是应用CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物场效应管)技术生产的图像传感器，将感光区阵列（Bayer阵列，或叫像素阵列）、时序控制、模拟信号处理以及模数转换等模块集成在一片芯片上，将光信号转化为电信号。根据Yole数据，作为车载摄像头模组的核心感光芯片，CIS占据单个车载摄像头模组物料成本的52%。 图5：CIS占据车载摄像头模组物料成本的52%。 CMOS图像传感器主要采用感光单元阵列和辅助控制电路获取对象景物的亮度和色彩信号，并通过复杂的信号处理和图像处理技术输出数字化的图像信息。CMOS图像传感器中的感光单元一般采用感光二极管（Photodiode）实现光电信号的转换。感光二极管在接受光线照射之后能够产生电流信号，电流的强度与光照的强度成正比例关系。每个感光单元对应图像传感器中的一个像元，像元也被称为像素单元（Pixel）。 CIS每一个感光元件都可以直接集成放大电路和模数转换电路，当感光二极管接受光照、产生模拟的电信号之后，电信号首先被该感光元件中的放大器放大，然后直接转换成对应的数字信号，并进行片上图像处理。 图6：CMOS图像传感器结构 图7：CMOS图像传感器原理 摄像头模组成像能力主要由CMOS图像传感器关键技术参数决定。CMOS图像传感器的像素数目、像素尺寸、光学尺寸、帧率、信噪比、动态范围、感光度、量子效率等关键参数直接决定了摄像头成像的分辨率、清晰度、流畅度、暗光下性能、噪点控制能力的高低。由于应用和使用场景不同，加之成本上的考量，针对不同下游应用的CIS会进行参数上的取舍，如智能手机为满足分辨率、清晰度、美观度和全场景适应能力，对CMOS图像传感器的超高像素的要求非常高。 表2：CMOS图像传感器关键技术参数 ADAS车载摄像头的图像往往并不是直接提供给人眼观测，而是给机器视觉使用，因此暗噪声变化、高动态范围（HDR）、对抗LED闪烁等关键参数为关注重点。 车载摄像头一般用在自动驾驶（AD）或辅助驾驶（ADAS），自动驾驶的感知系统利用图像数据进行物体识别，计算距离、速度等信息，再传递给控制系统进行操作。在这个过程中，摄像头采集的图像并不会直接传递到使用者的眼前，而是交给处理芯片，通过算法（例如机器学习）进行处理，提取其中的特征。 车载摄像头的工作环境极度恶劣，比如说震动、高温、雨雾、低温、光线变化剧烈等，因此更多的关注点集中在：由于隧道场景对CMOS图像传感器的动态范围要求极高（一般在100dB以上）；高端的车载CMOS图像传感器由于需要识别精准红绿灯信号，所以对于LED闪烁抑制技术要求非常严苛；CMOS图像传感器的帧率、量子效率、高温工作性能以及全场景的适应能力等也是重要参数。由此，对比手机主摄超高像素（普遍大于48MP），汽车CIS像素相对较低（1-8MP），但汽车像素尺寸普遍远大于手机CIS，从而在同等像素数目的汽车CIS有效光学尺寸显著大于手机CIS。 表3：不同领域CMOS图像传感器技术规格要求对比 图8：汽车CIS关键技术 ADAS推动车载CMOS图像传感器“质”+“量”双升级 CMOS图像传感器作自动驾驶级别提升而需求显著增长。摄像头（camera）与雷达（RADAR）、激光雷达（LiDAR）等传感器被作为自动驾驶感知层的主要硬件，其中搭载CIS的摄像头因其视觉识别在车道、障碍物、交通标志等清晰度、作用范围、成本等方面的优势，不论在以视觉感知为主的低阶ADAS（L1-L2），还是多种传感器感知融合的更高阶AD（L3及以上），都具有不可替代的作用。从辅助驾驶到高阶自动驾驶，车辆视觉感知需求在功能全面性以及性能优越性两方面同时明显增长。 图9：车载ADAS传感器分类及应用 车载摄像头作为汽车视觉传感系统终端感知组件，随自动驾驶级别提升而单车数量提升。车载摄像头因布局位置不同分为前视、后视、环视、侧视和舱内等不同种类，承担不同的驾驶辅助或者自动驾驶功能的感知任务： 智能驾驶环境感知。包含两个部分的摄像头：1.环境感知摄像头、2.热成像摄像头用于夜视。 环境探测视觉呈现。包括三部分的摄像头：1.内部后视镜的替换（E-Mirror）、2.360度环视（一般包含了倒车视野摄像头）3.行车记录仪或者行车黑盒子。 驾驶舱监控。包括驾驶员监控（DMS）、乘员监控（OMS）识别摄像头和3D手势识别摄像头。 其中环境感知和驾驶舱监控摄像头数据是输出给机器做识别，而环境探测视觉呈现是通过车载显示器给驾乘人员看的，因此技术特征具有差异，对应所用CIS参数指标亦有所不同。 根据Yole，L1-L2级别汽车仅需前、后视总计两个摄像头，而L2+级别将引入