從高速NOA到城市NOA，從L2級半自動駕駛到有條件的L3級自動駕駛，汽車行業(yè)正經(jīng)歷一場深刻變革。目前包括寶馬、奔馳、阿維塔、極狐、賽力斯等多家車企都已獲得L3級高速公路路測牌照，這意味著2024年將是智能汽車競爭白熱化的一年。

不過也要看到，夜間駕駛場景依然是自動駕駛需要解決的最大“corner case”。根據(jù)世界汽車安全事故統(tǒng)計資料：夜間發(fā)生的交通事故率是白天的3倍，照明不良時事故率又是照明良好時的3倍。主要原因在于夜間光線條件差、照明不良以及駕駛員的視距變短、視野變窄等因素。

此外，夏日駕車出行時，由于眩光，駕駛員很難看清前方路況；進出隧道時，“黑白洞效應(yīng)”導(dǎo)致的短暫失明也讓行車變得危機四伏；夜晚行車時，對向行駛車輛的遠光燈也可能讓駕駛員失去對路況的判斷力，從而給行車安全帶來極大隱患。除了光線劇變，雨霧霾等惡劣天氣由于能見度惡化，易引發(fā)交通事故，甚至給國家和人民生命財產(chǎn)造成重大損失。

因此隨著汽車行業(yè)的不斷發(fā)展，對車輛安全性能的要求越來越高。早在2018版E-NCAP測試項目中，首次將騎行人引入AEB測試，測試場景新增了黑暗和朦朧照明條件下進行行人檢測等。

如今，中國汽車市場正在迅速擴大，越來越多的中國汽車品牌開始進入國際市場。為了在市場競爭中占據(jù)優(yōu)勢，中國汽車企業(yè)需要關(guān)注E-NCAP和C-NCAP等安全評估標準。隨著自動駕駛技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用場景的細化，預(yù)計2025版E-NCAP對惡劣天氣場景將有較高的標準要求，2027版C-NCAP預(yù)計也會將夜間和惡劣天氣都作為關(guān)注場景。這為中國汽車企業(yè)提供了一個明確方向，即在這些場景下提升車輛的安全性能，并采取相應(yīng)措施來解決當前存在的缺陷場景問題。只有這樣，才能在國際市場競爭中占據(jù)優(yōu)勢，贏得更多消費者的信任和認可。而這里面，紅外熱成像技術(shù)將不可或缺。

紅外熱成像 夜間駕駛的“鷹眼”

早在2000年代初期，凱迪拉克、寶馬等海外車廠便率先在車端部署了紅外熱成像技術(shù)，目的是為避免在照明不良或者大霧地區(qū)車輛與動物發(fā)生碰撞。尤其在生態(tài)環(huán)境良好的北歐地區(qū)，每年與野生動物碰撞而引起的交通事故高達數(shù)萬起，足見提高駕駛安全的重要性。

發(fā)展到近幾年，隨著自動駕駛水平不斷提高，消費市場逐步進入“認知”的購買轉(zhuǎn)化階段，也促進了紅外熱成像技術(shù)從百萬車型向中高端車型的滲透。譬如，比亞迪仰望U8、東風(fēng)猛士917、廣汽埃安昊鉑、大運遠航、吉利均宣布搭載紅外熱成像夜視系統(tǒng)，滴滴自動駕駛等國內(nèi)外自動駕駛公司已經(jīng)用上該項技術(shù)。

行業(yè)觀點普遍認為，在更長遠未來，高階自動駕駛系統(tǒng)引入紅外熱成像傳感器是必然趨勢。紅外熱成像技術(shù)是一種獨特的成像方式，它不依賴于可見光，而是通過捕捉物體發(fā)射的紅外熱輻射來生成圖像。這種技術(shù)的最大優(yōu)勢在于其被動成像的原理，這意味著它不需要任何外部光源，因此可以在任何光線條件下穩(wěn)定工作，無論是明亮的白天、漆黑的夜晚，還是眩光等復(fù)雜環(huán)境。此外，由于紅外波長較長，它對空氣中的顆粒物具有繞射能力。這使得紅外熱成像技術(shù)在面對雪、霧、霾、揚塵等復(fù)雜天氣和環(huán)境時，仍能提供相對穩(wěn)定的圖像。

睿創(chuàng)微納2021年發(fā)布的全球首款8μm 1920×1080非制冷紅外探測器拍攝圖像

與激光雷達、毫米波雷達相比，紅外熱成像傳感器屬于視覺傳感器的一種，語義信息更加豐富，且隨著分辨率提高，其對目標物體識別、分類的準確率都會大大加強。而對于可見光攝像頭“有心無力”的地方，包括在弱光、眩光、強光等光線影響和霧霾、沙塵等惡劣天氣影響的駕駛環(huán)境下，紅外熱成像技術(shù)也能夠輕松應(yīng)對。

“起初大家都在卷智駕功能的清單，現(xiàn)在基本是‘你有的我也有’。所以這兩年有了一個明顯變化——智駕功能的穩(wěn)定性和安全性。接下來，場景的覆蓋率、智駕系統(tǒng)持續(xù)的可靠性和安全性，將成為整個行業(yè)的競逐重點?！鳖?chuàng)微納告訴蓋世汽車。

作為國內(nèi)車載紅外熱成像領(lǐng)域的先行者之一，睿創(chuàng)微納已與多家主機廠和自動駕駛公司達成定點合作，包括比亞迪、遠航汽車、滴滴自動駕駛、圖森未來、智加科技、踏歌智行、中科慧拓等。去年12月，其又獲得了吉利定點項目，將為后者提供紅外熱成像夜視系統(tǒng)攝像頭等產(chǎn)品。

不過，在睿創(chuàng)微納看來， 智能駕駛系統(tǒng)中的傳感器之間并不是簡單的替代或競爭關(guān)系，而是需要綜合考慮各傳感器的優(yōu)勢以及整套系統(tǒng)的成本。不同的傳感器在智能駕駛系統(tǒng)中扮演著不同的角色，各自擁有獨特的優(yōu)點和適用場景。

例如，可見光攝像頭可以捕捉到豐富的圖像信息，但在夜間或惡劣天氣下的表現(xiàn)可能受限；雷達能夠穿透障礙物，但在復(fù)雜的環(huán)境中可能會受到干擾；而激光雷達則可以提供高精度的三維環(huán)境地圖，但成本較高且受惡劣天氣影響較大。因此，需要平衡各種傳感器的優(yōu)勢，充分發(fā)揮它們的特長，以提高智能駕駛系統(tǒng)的整體性能。

此外，各家公司在技術(shù)路線和方案上可能存在差異，有些公司可能更注重傳感器的性能和精度，而另一些公司則可能更注重成本控制和商業(yè)化落地。因此，需要根據(jù)不同的需求和場景選擇合適的傳感器組合，以達到最佳的智能駕駛效果。

在駕駛輔助階段，紅外熱成像傳感器可以支持一些高性價比車型走視覺路線，這或許比激光雷達更具優(yōu)勢；但到了L3及以上自動駕駛階段，安全標準愈發(fā)嚴苛，多傳感器的融合必然是主流趨勢。紅外熱成像技術(shù)的加入，將能夠進一步提高系統(tǒng)的冗余度和可靠性，讓行車更安全。

圖片來源：睿創(chuàng)微納

早期海外車型大部分紅外熱成像配置為10W像素，現(xiàn)在睿創(chuàng)微納為汽車行業(yè)主推的分辨率起步為640×512分辨率，目前紅外傳感器像素不斷提高，也可實現(xiàn)紅外傳感器與其他傳感器做像素級融合。

2023年，睿創(chuàng)微納的紅外熱成像產(chǎn)品正式交付大運汽車旗下兩款車型。預(yù)計2024年2月份，其他主機廠定點的車型也將步入量產(chǎn)階段?？梢赃@樣說，在車載紅外熱成像領(lǐng)域，睿創(chuàng)微憑借從芯片探測器、機芯模組到整機系統(tǒng)的全產(chǎn)業(yè)鏈布局， 目前成為全球紅外熱成像領(lǐng)軍企業(yè)，在技術(shù)突破和市場份額上均在全球前列，使紅外熱成像在技術(shù)和成本上具備上車的可行性和成熟度。

堅持核心元器件自研 拿下多個“首發(fā)”

自成立之初，睿創(chuàng)微納便堅持從芯片做起，啃“最硬的骨頭”。

從2015年到2019年，睿創(chuàng)微納先后發(fā)布了國內(nèi)首款像元尺寸14μm 1024×768、12μm 1280×1024、10μm百萬像素的紅外熱成像探測器芯片。到2021年，其又發(fā)布了全球首款8μm 1920×1080紅外熱成像探測器芯片，實現(xiàn)了國產(chǎn)紅外熱成像芯片領(lǐng)跑世界的目標。

2022年，睿創(chuàng)微納RTD6122W系列亦成為國內(nèi)首款通過AEC-Q100車規(guī)級認證紅外熱成像芯片。去年上海車展期間，其搭載車規(guī)級紅外熱成像芯片的Asens M6+、IR-Pilot 640X、Horus 640等車載產(chǎn)品，以及搭載8μm紅外熱成像芯片的車載紅外熱成像儀IR-Pilot 1920X正式亮相。

蓋世汽車了解到，除了12μm紅外探測器芯片率先實現(xiàn)量產(chǎn)，睿創(chuàng)微納旗下10μm、8μm紅外熱成像探測器芯片也于今年進入量產(chǎn)，開始投放汽車市場，預(yù)計這兩年全面轉(zhuǎn)向量產(chǎn)。

圖片來源：睿創(chuàng)微納

這份成績的背后，自然離不開其一以貫之的堅持與技術(shù)創(chuàng)新。目前睿創(chuàng)微納擁有2600余名員工，研發(fā)人員占比約45%。同時公司年均研發(fā)投入達總營收的22%左右，嚴格貫徹公司技術(shù)領(lǐng)先戰(zhàn)略。加上比較完善的全球銷售網(wǎng)絡(luò)，其紅外熱成像產(chǎn)品目前覆蓋全球120多個國家和地區(qū)，出貨量逐年增長。

到目前，其已形成紅外熱成像、微波、激光等多維感知業(yè)務(wù)。在睿創(chuàng)微納自己看來，海外業(yè)務(wù)之所以能夠順利推進，離不開芯片的研發(fā)優(yōu)勢。除了紅外探測器芯片，其也專門自研了ASIC-ISP芯片，確保成本、圖像效果、功耗等方面優(yōu)勢。依托于IDM模式，研發(fā)效率得到保障的同時，產(chǎn)品成本也能顯著降低。

不僅如此，睿創(chuàng)微納在算法領(lǐng)域也是不斷創(chuàng)新。對于紅外熱成像面陣輸出均勻性較差、漂移的技術(shù)特點，睿創(chuàng)微納自研了Matrix IV圖像算法和超分算法，在“看得見”的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)“看得更清晰”。

此外，針對視頻信息的連續(xù)性，睿創(chuàng)微納也研發(fā)出了“無擋算法”。當前一些通用的系統(tǒng)方案可能要每隔幾分鐘打一次快門，導(dǎo)致圖像凍結(jié)，眨眼之間就可能錯過有效信息，造成事故發(fā)生。利用“無擋算法”，紅外傳感器在車輛行駛過程中可以不打快門，從而保證視頻流的連續(xù)性。

睿創(chuàng)微納也告訴蓋世汽車，未來可能會取消快門等部件，對結(jié)構(gòu)件進行優(yōu)化設(shè)計。總而言之，只要行業(yè)有需求，創(chuàng)新的腳步便不會停下。

曾有業(yè)內(nèi)人士直言，未來10年將會是紅外熱成像發(fā)展的“黃金10年”。根據(jù)市場研究機構(gòu)The Brainy Insights數(shù)據(jù)，全球熱成像市場將從2022年的36.1億美元增長到2032年的65.9億美元。近年來，國內(nèi)外車型加速導(dǎo)入紅外熱成像夜視系統(tǒng)， 未來隨著頭部企業(yè)的技術(shù)研發(fā)進展和市場需求爆發(fā)，紅外熱成像技術(shù)的成本也將進一步降低，不再成為阻礙其廣泛應(yīng)用的因素。這不僅將使得更多的汽車制造商能夠?qū)⒓t外熱成像技術(shù)集成到其產(chǎn)品中，也將使得更多的消費者能夠享受到這一技術(shù)帶來的安全和舒適。

量價齊驅(qū) 征服車載紅外熱成像“新藍海”

和可見光傳感器相比，紅外熱成像傳感器的價格差異主要體現(xiàn)在探測器、鏡頭等方面。

首先是紅外探測器，由于工藝的不同，紅外探測器的像元尺寸要大得多。如車載可見光探測器像元尺寸一般是2μm，甚至更低，同一塊晶圓可以切出更多芯片，單顆成本也就更低。另外，紅外熱成像探測器的工藝相較于可見光更復(fù)雜，其中MEMS相關(guān)領(lǐng)域為細分市場，需要千萬甚至上億的數(shù)量級才能有效攤薄成本。

其次是鏡頭，可見光鏡頭多采用塑料、玻璃或者玻塑混合材料，而紅外熱成像鏡頭多使用鍺或者硫系玻璃，成本較前者要更高一些。

圖片來源：睿創(chuàng)微納

睿創(chuàng)微納指出，紅外熱成像鏡頭可以用硫系玻璃代替鍺，工藝則從單點金剛石切削改成模壓，降低制造成本；在探測器方面，需要持續(xù)縮小像元間距，同時在市場需求數(shù)量級逐步提升的過程中逐漸降低制造成本，來降低CMOS外圍電路的BOM成本。另外，除了自建產(chǎn)線，睿創(chuàng)微納也積極與其他大廠合作，通過聯(lián)合建設(shè)產(chǎn)線實現(xiàn)生產(chǎn)降本。

封裝工藝上，CMOS-MEMS傳感器具備實施晶圓級封裝的潛力，可以大幅縮小體積并降低成本。而當前睿創(chuàng)微納的晶圓級封裝工藝已經(jīng)實現(xiàn)量產(chǎn)，車規(guī)級紅外傳感器采用的也基本是晶圓級封裝。

該公司2022年年報顯示，其與代工廠共建的8英吋 MEMS 晶圓生產(chǎn)線，月產(chǎn)能達到1500片。隨著紅外探測器產(chǎn)線加速導(dǎo)入自動化設(shè)備，金屬封裝和陶瓷封裝紅外探測器年產(chǎn)能達到80萬只，晶圓級封裝紅外探測器年產(chǎn)能達到260萬只。

除了技術(shù)上持續(xù)創(chuàng)新，產(chǎn)能自建有保障，睿創(chuàng)微納還建立了全球首個紅外熱成像開源平臺，涵蓋紅外航拍人車檢測、紅外城市、紅外圖像降噪、通用雙光等10個數(shù)據(jù)集，旨在提供紅外熱成像AI研究、共享紅外熱成像數(shù)據(jù)、賦能全球紅外生態(tài)。只有產(chǎn)業(yè)生態(tài)完善了，紅外熱成像車載市場才能釋放更大潛能。

據(jù)其預(yù)測，到2025年左右，30萬像素的紅外熱成像傳感器成本有望降至百元級別。隨著價格不斷下探，紅外熱成像系統(tǒng)“上車”勢必提速。未來，北美和歐洲地區(qū)中端車型可能會率先標配紅外熱成像系統(tǒng)，而國內(nèi)市場由于成本和開發(fā)周期的內(nèi)卷，短期仍將聚焦高端車型。

展望未來，睿創(chuàng)微納將在汽車業(yè)務(wù)板塊中開拓更多產(chǎn)品線，除了前視紅外熱成像系統(tǒng)，其也規(guī)劃了艙內(nèi)感知產(chǎn)品?；谧匝袃?yōu)勢及其MEMS平臺優(yōu)勢，睿創(chuàng)微納將為汽車行業(yè)提供更多先進的技術(shù)和產(chǎn)品。與汽車制造商及自動駕駛公司共同推動技術(shù)創(chuàng)新，為人類創(chuàng)造更加安全美好的出行體驗。

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