揭秘光学产业!手机/自动驾驶/VR背后的核心,中(4)
当前我国 ADAS 车载摄像头的渗透率很低,随着汽车 ADAS 的升级,单车搭载的摄像头数量逐渐提升。主要是因为汽车摄像头应用领域增多,从传统的倒车雷达影像、前置行车记录仪慢慢延伸到车道识别、行人识别、信号灯识别应用领域,汽车搭载的摄像头和传感器数量也在大幅增加。
根据汽车电子大厂 NXP 的数据,L2+级别以上的自动驾驶至少需要 6 颗摄像头,相较 L1 级别的 1-2 颗摄像头,摄像头有翻倍的增长。如特斯拉 Model3搭载 8 颗摄像头,蔚来近期发布的 ET7 更是搭载 11 颗摄像头。Yole 的数据显示,全球汽车平均搭载摄像头数量将从 2016 年的 0.99 颗增长至 2023 年的 2.99 颗,年复合增长率为 17.11%。
随着自动驾驶级别从 L0 到 L2-L3 的逐步跨越,对环境感知要求的也在不断增加。为了控制车大灯和太阳等强光干扰引起的鬼影杂光,车载镜头厂商正在积极通过光学设计仿真、镀膜工艺、结构设计优化等方式,不断推进镜头产品整体产品的技术进步,使得产品具备防尘防水、抗震和弱光夜视等功能。
从硬件参数来看,弱光、强光等各种光线环境下对成像能力有特殊要求,所以一般使用像素较大且具备超高动态范围(120dB+)的 CIS。光线问题一直是一个难以解决的痛点。
另外,为了满足辅助驾驶时对采集有效、稳定的数据所必须的视野范围和覆盖距离等的特殊要求,车载镜头一般满足广角、高相对强度、高通光等特性;同时车载摄像头的像素数也有提高的趋势,2021 年主要是 ADAS 车载镜头像素从 100 万升级到 200 万,2023年会生产 800 万像素,目前一些新能源汽车厂商更注重用户体验,直接将镜头像素升级到 800 万像素。根据蔚来公布的数据,相比 1.2MP 摄像头,8MP 的摄像头的感知距离可以扩大 3 倍。同时 CIS 的滤光片也从常规的 RGGB 拜耳阵列升级成 RCCB 阵列,以提高弱光下的性能表现。
因此,随着 ADAS Level 提升,镜头作为车载摄像头的核心元件,自身性能要求也更高,总结下来其品质可由焦距、光圈、畸变、分辨率等光学指标和温飘、防水、抗震等环境信赖等指标进行衡量。镜头企业的核心竞争力在于光学设计、精密加工、信赖测视和体系保证能力。高要求决定了该行业较高的技术壁垒和较长的供应认证时间,车载摄像头市场未来料将呈现量价齐升的趋势,车载镜头未来将是一片蓝海。
据旭日大数据的数据显示,2019 年全球车载摄像头的出货量约为 2.5 亿颗,全球车载摄像头的市场规模约 112 亿美元。其中镜头价值占比约 19%,因此推测出 2019 年全球镜头市场规模 137.56 亿元。2019 年全球汽车销量为 9179 万辆,Yole 数据显示 2019 年平均每辆汽车搭载 2 个摄像头,推算得出单个镜头价值约为 74.93 元。随着智能驾驶的发展,每辆汽车最多可以搭载 14-15 个摄像头,如果未来平均每辆汽车搭载 6-7 颗摄像头,平均镜头单价按照 75 元计算,全球每年汽车销量 8800-9500 万辆左右,则全球汽车镜头规模约 396 亿元-427.5 亿元。
Yole 数据显示,2019 年全球汽车 CIS 市场规模约 13 亿美金,占总市场的 7%左右,全球汽车销量为 9179 万辆,平均每辆汽车搭载 2 个摄像头,折算下来单个 CIS 价格为 7 美元左右。随着智能驾驶的发展,每辆汽车最多可以搭载 14-15 个摄像头,如果未来平均每辆汽车搭载 6-7 颗摄像头,平均 CIS 单价按照 10 美金计算,单车价值量大约 60-70 美金,全球每年汽车销量 8800-9500 万辆左右,则全球汽车 CIS 市场规模将达到 53-67 亿美金,约合人民币 342-433 亿元。
三、 VR/AR光学迈入快速发展期
早期 VR/AR 设备由于芯片算力不够至流畅度不足、屏幕清晰度不够、硬件笨重等原因至用户佩戴时体验感较差。近些年,随着硬件不断升级,产品设计更加轻便化,VR/AR 设备向着轻便、舒适的方向发展,体验感提升的同时价格也逐步下沉。此外,供应链也不断完善,国内涌现了一批优质的光学和整机组装等领域优质厂商。
2015 年 VR/AR 产品一度成为消费电子行业热点,但在 2017 年市场陷入沉寂。分析近年来 VR/AR 热度下降的核心原因:受限于 4G 网络带宽不足,数据传输效率低于 VR/AR 产品需求,场景画面分辨率低、颗粒感严重、渲染效果不佳,用户长时间使用会产生眩晕感。
高品质的 VR/AR 应用对网络环境要求极高,5G 网速最高可达 10Gbit/s,是 4G 网络的 100 倍,5G 的大带宽、低延时,将为VR/AR 行业解决因带宽和延时导致渲染能力不足、互通体验感差等痛点提供关键技术。此外,5G 网络传输速率高,有助于 VR/AR 设备实现数据云端计算和储存。不仅节省设备制造成本,也将推动设备向无线化、轻量化发展。
文章来源:《光学与光电技术》 网址: http://www.gxygdjs.cn/zonghexinwen/2021/0701/603.html
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