從高速NOA到城市NOA，從L2級(jí)半自動(dòng)駕駛到有條件的L3級(jí)自動(dòng)駕駛，汽車(chē)行業(yè)正經(jīng)歷一場(chǎng)深刻變革。目前包括寶馬、奔馳、阿維塔、極狐、賽力斯等多家車(chē)企都已獲得L3級(jí)高速公路路測(cè)牌照，這意味著2024年將是智能汽車(chē)競(jìng)爭(zhēng)白熱化的一年。

不過(guò)也要看到，夜間駕駛場(chǎng)景依然是自動(dòng)駕駛需要解決的最大“corner case”。根據(jù)世界汽車(chē)安全事故統(tǒng)計(jì)資料：夜間發(fā)生的交通事故率是白天的3倍，照明不良時(shí)事故率又是照明良好時(shí)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(chē)出行時(shí)，由于眩光，駕駛員很難看清前方路況；進(jìn)出隧道時(shí)，“黑白洞效應(yīng)”導(dǎo)致的短暫失明也讓行車(chē)變得危機(jī)四伏；夜晚行車(chē)時(shí)，對(duì)向行駛車(chē)輛的遠(yuǎn)光燈也可能讓駕駛員失去對(duì)路況的判斷力，從而給行車(chē)安全帶來(lái)極大隱患。除了光線劇變，雨霧霾等惡劣天氣由于能見(jiàn)度惡化，易引發(fā)交通事故，甚至給國(guó)家和人民生命財(cái)產(chǎn)造成重大損失。

因此隨著汽車(chē)行業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)車(chē)輛安全性能的要求越來(lái)越高。早在2018版E-NCAP測(cè)試項(xiàng)目中，首次將騎行人引入AEB測(cè)試，測(cè)試場(chǎng)景新增了黑暗和朦朧照明條件下進(jìn)行行人檢測(cè)等。

如今，中國(guó)汽車(chē)市場(chǎng)正在迅速擴(kuò)大，越來(lái)越多的中國(guó)汽車(chē)品牌開(kāi)始進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)。為了在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)優(yōu)勢(shì)，中國(guó)汽車(chē)企業(yè)需要關(guān)注E-NCAP和C-NCAP等安全評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用場(chǎng)景的細(xì)化，預(yù)計(jì)2025版E-NCAP對(duì)惡劣天氣場(chǎng)景將有較高的標(biāo)準(zhǔn)要求，2027版C-NCAP預(yù)計(jì)也會(huì)將夜間和惡劣天氣都作為關(guān)注場(chǎng)景。這為中國(guó)汽車(chē)企業(yè)提供了一個(gè)明確方向，即在這些場(chǎng)景下提升車(chē)輛的安全性能，并采取相應(yīng)措施來(lái)解決當(dāng)前存在的缺陷場(chǎng)景問(wèn)題。只有這樣，才能在國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)優(yōu)勢(shì)，贏得更多消費(fèi)者的信任和認(rèn)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(chē)廠便率先在車(chē)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(chē)輛與動(dòng)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(dòng)物碰撞而引起的交通事故高達(dá)數(shù)萬(wàn)起，足見(jiàn)提高駕駛安全的重要性。

發(fā)展到近幾年，隨著自動(dòng)駕駛水平不斷提高，消費(fèi)市場(chǎng)逐步進(jìn)入“認(rèn)知”的購(gòu)買(mǎi)轉(zhuǎn)化階段，也促進(jìn)了紅外熱成像技術(shù)從百萬(wàn)車(chē)型向中高端車(chē)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(yùn)遠(yuǎn)航、吉利均宣布搭載紅外熱成像夜視系統(tǒng)，滴滴自動(dòng)駕駛等國(guó)內(nèi)外自動(dòng)駕駛公司已經(jīng)用上該項(xiàng)技術(shù)。

行業(yè)觀點(diǎn)普遍認(rèn)為，在更長(zhǎng)遠(yuǎn)未來(lái)，高階自動(dòng)駕駛系統(tǒng)引入紅外熱成像傳感器是必然趨勢(shì)。紅外熱成像技術(shù)是一種獨(dú)特的成像方式，它不依賴(lài)于可見(jiàn)光，而是通過(guò)捕捉物體發(fā)射的紅外熱輻射來(lái)生成圖像。這種技術(shù)的最大優(yōu)勢(shì)在于其被動(dòng)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(wú)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(zhǎng)較長(zhǎng)，它對(duì)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(duì)雪、霧、霾、揚(yáng)塵等復(fù)雜天氣和環(huán)境時(shí)，仍能提供相對(duì)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(cè)器拍攝圖像

與激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)相比，紅外熱成像傳感器屬于視覺(jué)傳感器的一種，語(yǔ)義信息更加豐富，且隨著分辨率提高，其對(duì)目標(biāo)物體識(shí)別、分類(lèi)的準(zhǔn)確率都會(huì)大大加強(qiáng)。而對(duì)于可見(jiàn)光攝像頭“有心無(wú)力”的地方，包括在弱光、眩光、強(qiáng)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(duì)。

“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(gè)明顯變化——智駕功能的穩(wěn)定性和安全性。接下來(lái)，場(chǎng)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(gè)行業(yè)的競(jìng)逐重點(diǎn)?！鳖?chuàng)微納告訴蓋世汽車(chē)。

作為國(guó)內(nèi)車(chē)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(jī)廠和自動(dòng)駕駛公司達(dá)成定點(diǎn)合作，包括比亞迪、遠(yuǎn)航汽車(chē)、滴滴自動(dòng)駕駛、圖森未來(lái)、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(diǎn)項(xiàng)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(guò)，在睿創(chuàng)微納看來(lái)， 智能駕駛系統(tǒng)中的傳感器之間并不是簡(jiǎn)單的替代或競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，而是需要綜合考慮各傳感器的優(yōu)勢(shì)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(dú)特的優(yōu)點(diǎn)和適用場(chǎng)景。

例如，可見(jiàn)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(dá)能夠穿透障礙物，但在復(fù)雜的環(huán)境中可能會(huì)受到干擾；而激光雷達(dá)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(shì)，充分發(fā)揮它們的特長(zhǎng)，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(chǎng)景選擇合適的傳感器組合，以達(dá)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(jià)比車(chē)型走視覺(jué)路線，這或許比激光雷達(dá)更具優(yōu)勢(shì)；但到了L3及以上自動(dòng)駕駛階段，安全標(biāo)準(zhǔn)愈發(fā)嚴(yán)苛，多傳感器的融合必然是主流趨勢(shì)。紅外熱成像技術(shù)的加入，將能夠進(jìn)一步提高系統(tǒng)的冗余度和可靠性，讓行車(chē)更安全。

圖片來(lái)源：睿創(chuàng)微納

早期海外車(chē)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(chē)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(shí)現(xiàn)紅外傳感器與其他傳感器做像素級(jí)融合。

2023年，睿創(chuàng)微納的紅外熱成像產(chǎn)品正式交付大運(yùn)汽車(chē)旗下兩款車(chē)型。預(yù)計(jì)2024年2月份，其他主機(jī)廠定點(diǎn)的車(chē)型也將步入量產(chǎn)階段?？梢赃@樣說(shuō)，在車(chē)載紅外熱成像領(lǐng)域，睿創(chuàng)微憑借從芯片探測(cè)器、機(jī)芯模組到整機(jī)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(chǎng)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(chē)的可行性和成熟度。

堅(jiān)持核心元器件自研 拿下多個(gè)“首發(fā)”

自成立之初，睿創(chuàng)微納便堅(jiān)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(guó)內(nèi)首款像元尺寸14μm 1024×768、12μm 1280×1024、10μm百萬(wàn)像素的紅外熱成像探測(cè)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(cè)器芯片，實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)紅外熱成像芯片領(lǐng)跑世界的目標(biāo)。

2022年，睿創(chuàng)微納RTD6122W系列亦成為國(guó)內(nèi)首款通過(guò)AEC-Q100車(chē)規(guī)級(jí)認(rèn)證紅外熱成像芯片。去年上海車(chē)展期間，其搭載車(chē)規(guī)級(jí)紅外熱成像芯片的Asens M6+、IR-Pilot 640X、Horus 640等車(chē)載產(chǎn)品，以及搭載8μm紅外熱成像芯片的車(chē)載紅外熱成像儀IR-Pilot 1920X正式亮相。

蓋世汽車(chē)了解到，除了12μm紅外探測(cè)器芯片率先實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，睿創(chuàng)微納旗下10μm、8μm紅外熱成像探測(cè)器芯片也于今年進(jìn)入量產(chǎn)，開(kāi)始投放汽車(chē)市場(chǎng)，預(yù)計(jì)這兩年全面轉(zhuǎn)向量產(chǎn)。

圖片來(lái)源：睿創(chuàng)微納

這份成績(jī)的背后，自然離不開(kāi)其一以貫之的堅(jiān)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(shí)公司年均研發(fā)投入達(dá)總營(yíng)收的22%左右，嚴(yán)格貫徹公司技術(shù)領(lǐng)先戰(zhàn)略。加上比較完善的全球銷(xiāo)售網(wǎng)絡(luò)，其紅外熱成像產(chǎn)品目前覆蓋全球120多個(gè)國(guó)家和地區(qū)，出貨量逐年增長(zhǎng)。

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(lái)，海外業(yè)務(wù)之所以能夠順利推進(jìn)，離不開(kāi)芯片的研發(fā)優(yōu)勢(shì)。除了紅外探測(cè)器芯片，其也專(zhuān)門(mén)自研了ASIC-ISP芯片，確保成本、圖像效果、功耗等方面優(yōu)勢(shì)。依托于IDM模式，研發(fā)效率得到保障的同時(shí)，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(duì)于紅外熱成像面陣輸出均勻性較差、漂移的技術(shù)特點(diǎn)，睿創(chuàng)微納自研了Matrix IV圖像算法和超分算法，在“看得見(jiàn)”的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)“看得更清晰”。

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

睿創(chuàng)微納也告訴蓋世汽車(chē)，未來(lái)可能會(huì)取消快門(mén)等部件，對(duì)結(jié)構(gòu)件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)?？偠灾灰袠I(yè)有需求，創(chuàng)新的腳步便不會(huì)停下。

曾有業(yè)內(nèi)人士直言，未來(lái)10年將會(huì)是紅外熱成像發(fā)展的“黃金10年”。根據(jù)市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)The Brainy Insights數(shù)據(jù)，全球熱成像市場(chǎng)將從2022年的36.1億美元增長(zhǎng)到2032年的65.9億美元。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外車(chē)型加速導(dǎo)入紅外熱成像夜視系統(tǒng)， 未來(lái)隨著頭部企業(yè)的技術(shù)研發(fā)進(jìn)展和市場(chǎng)需求爆發(fā)，紅外熱成像技術(shù)的成本也將進(jìn)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(chē)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(fèi)者能夠享受到這一技術(shù)帶來(lái)的安全和舒適。

量?jī)r(jià)齊驅(qū) 征服車(chē)載紅外熱成像“新藍(lán)海”

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

首先是紅外探測(cè)器，由于工藝的不同，紅外探測(cè)器的像元尺寸要大得多。如車(chē)載可見(jiàn)光探測(cè)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(cè)器的工藝相較于可見(jiàn)光更復(fù)雜，其中MEMS相關(guān)領(lǐng)域?yàn)榧?xì)分市場(chǎng)，需要千萬(wàn)甚至上億的數(shù)量級(jí)才能有效攤薄成本。

其次是鏡頭，可見(jiàn)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(lái)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(diǎn)金剛石切削改成模壓，降低制造成本；在探測(cè)器方面，需要持續(xù)縮小像元間距，同時(shí)在市場(chǎng)需求數(shù)量級(jí)逐步提升的過(guò)程中逐漸降低制造成本，來(lái)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(guò)聯(lián)合建設(shè)產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)降本。

封裝工藝上，CMOS-MEMS傳感器具備實(shí)施晶圓級(jí)封裝的潛力，可以大幅縮小體積并降低成本。而當(dāng)前睿創(chuàng)微納的晶圓級(jí)封裝工藝已經(jīng)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，車(chē)規(guī)級(jí)紅外傳感器采用的也基本是晶圓級(jí)封裝。

該公司2022年年報(bào)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(dá)到1500片。隨著紅外探測(cè)器產(chǎn)線加速導(dǎo)入自動(dòng)化設(shè)備，金屬封裝和陶瓷封裝紅外探測(cè)器年產(chǎn)能達(dá)到80萬(wàn)只，晶圓級(jí)封裝紅外探測(cè)器年產(chǎn)能達(dá)到260萬(wàn)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(gè)紅外熱成像開(kāi)源平臺(tái)，涵蓋紅外航拍人車(chē)檢測(cè)、紅外城市、紅外圖像降噪、通用雙光等10個(gè)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(chē)載市場(chǎng)才能釋放更大潛能。

據(jù)其預(yù)測(cè)，到2025年左右，30萬(wàn)像素的紅外熱成像傳感器成本有望降至百元級(jí)別。隨著價(jià)格不斷下探，紅外熱成像系統(tǒng)“上車(chē)”勢(shì)必提速。未來(lái)，北美和歐洲地區(qū)中端車(chē)型可能會(huì)率先標(biāo)配紅外熱成像系統(tǒng)，而國(guó)內(nèi)市場(chǎng)由于成本和開(kāi)發(fā)周期的內(nèi)卷，短期仍將聚焦高端車(chē)型。

展望未來(lái)，睿創(chuàng)微納將在汽車(chē)業(yè)務(wù)板塊中開(kāi)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(shì)及其MEMS平臺(tái)優(yōu)勢(shì)，睿創(chuàng)微納將為汽車(chē)行業(yè)提供更多先進(jìn)的技術(shù)和產(chǎn)品。與汽車(chē)制造商及自動(dòng)駕駛公司共同推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新，為人類(lèi)創(chuàng)造更加安全美好的出行體驗(yàn)。

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