在2025年的中國汽車產(chǎn)業(yè)版圖中，一場關(guān)于核心零部件自主可控的攻堅戰(zhàn)正進入決勝階段。當(dāng)新能源汽車滲透率突破45%、L2+級自動駕駛車型占比超過30%時，CMOS圖像傳感器與IMU芯片這兩大智能駕駛“感知雙核”，已成為制約產(chǎn)業(yè)安全的關(guān)鍵瓶頸。中國科學(xué)院長春光機所的CMOS產(chǎn)線、上海微電子的8英寸MEMSLitholithography Machine、歌爾微電子的車載MEMS出貨量破億顆……這些突破性進展背后，折射出中國傳感器產(chǎn)業(yè)從“卡脖子”到“自主化”的蛻變軌跡。

在車載攝像頭模組中，CMOS圖像傳感器(CIS)占據(jù)著60%以上的成本，其性能直接決定自動駕駛系統(tǒng)的環(huán)境感知能力。2023年全球車載CIS市場被索尼、安森美、韋爾股份(豪威科技)三強壟斷，其中索尼憑借45%的份額占據(jù)半壁江山。然而，這場看似穩(wěn)固的格局正在被中國力量打破。

技術(shù)攻堅的三重突破

長春光機所聯(lián)合地方政府建設(shè)的正照式CMOS產(chǎn)線，通過0.18μm制程工藝與背照式結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，將量子效率提升至85%，較傳統(tǒng)產(chǎn)品提高30%。這一突破使得國產(chǎn)CIS在低光照環(huán)境下的成像質(zhì)量達到國際先進水平，成功打入現(xiàn)代、起亞供應(yīng)鏈。與此同時，豪威科技推出的黑珍珠系列采用Hi-SENS?技術(shù)，單像素感光能力提升40%，配合Deep Trench Isolation(DTI)工藝減少像素串?dāng)_，在車載ADAS領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)國產(chǎn)替代。

產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同的“中國方案”

在晶圓代工環(huán)節(jié)，中芯國際的12英寸BCD工藝平臺與華虹半導(dǎo)體的0.13μm高壓工藝形成互補，支撐起從低端到高端的全產(chǎn)品線覆蓋。封裝測試領(lǐng)域，通富微電開發(fā)的系統(tǒng)級封裝(SiP)技術(shù)，將CIS與ISP芯片集成在3mm×3mm的模組中，體積縮小60%的同時功耗降低45%。這種“設(shè)計-制造-封裝”的全鏈條協(xié)同，使國產(chǎn)CIS在成本上較進口產(chǎn)品降低35%，交付周期縮短至8周。

市場替代的“雙軌戰(zhàn)略”

面對國際巨頭的專利壁壘，中國企業(yè)采取差異化競爭策略：在消費電子領(lǐng)域，格科微憑借全球出貨量第一的優(yōu)勢，以0.7μm超小像素技術(shù)搶占中低端市場;在汽車電子領(lǐng)域，思特威推出的500萬像素車載CIS通過AEC-Q100 Grade 2認(rèn)證，在比亞迪、蔚來等車企實現(xiàn)批量裝車。數(shù)據(jù)顯示，2025年中國車載CIS國產(chǎn)化率已突破40%，其中200萬像素以下產(chǎn)品基本實現(xiàn)國產(chǎn)替代。

作為自動駕駛系統(tǒng)的“空間基準(zhǔn)儀”，IMU(慣性測量單元)通過陀螺儀與加速度計的融合，在GNSS信號丟失時仍能保持0.1°的姿態(tài)精度。然而，高端MEMS-IMU市場長期被ADI、ST等國際廠商壟斷，其產(chǎn)品零偏穩(wěn)定性達0.01°/h，而國產(chǎn)設(shè)備此前僅能實現(xiàn)0.1°/h的精度。

核心工藝的“三大革命”

上海微電子裝備的8英寸MEMSLitholithography Machine實現(xiàn)0.25μm制程，使深硅刻蝕深寬比達到20:1，諧振結(jié)構(gòu)Q值突破50萬。這一突破支撐起國產(chǎn)IMU在-40℃~125℃寬溫域下的穩(wěn)定工作。材料創(chuàng)新方面，中國電科13所開發(fā)的氮化鋁壓電薄膜，將陀螺儀零偏穩(wěn)定性推進至0.05°/h，媲美國際主流產(chǎn)品。在封裝技術(shù)上，華天科技開發(fā)的真空封裝工藝使IMU壽命從3年延長至10年，振動抗性提升至20Grms。

應(yīng)用場景的“三級跳”

在消費電子領(lǐng)域，歌爾微電子的GS-LC03 IMU憑借0.1°姿態(tài)精度，以1.2美元的價格打入小米手環(huán)供應(yīng)鏈，出貨量突破5000萬顆。工業(yè)控制場景中，南京某科技的NS-IMU200通過AI動態(tài)補償算法，在數(shù)控機床上實現(xiàn)±0.01mm定位精度，替代德國品牌后成本下降60%。最引人注目的是航天領(lǐng)域的應(yīng)用——航天科工33所的MEMS-IMU采用量子點輔助校準(zhǔn)技術(shù)，在100km軌道高度維持0.001°/h的超高穩(wěn)定性，成功應(yīng)用于“快舟”系列火箭。

生態(tài)構(gòu)建的“雙輪驅(qū)動”

為應(yīng)對國際供應(yīng)鏈風(fēng)險，國內(nèi)企業(yè)采用“國產(chǎn)主控+進口備份”的雙軌方案。例如大疆Mavic 3無人機同時搭載國產(chǎn)GS-IMU和備用ST IMU，通過仲裁算法實現(xiàn)無縫切換，使整機可靠性提升3個數(shù)量級。在標(biāo)準(zhǔn)制定層面，芯動聯(lián)科主導(dǎo)的《MEMS慣性傳感器技術(shù)規(guī)范》納入國家標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)遠電子的高精度IMU模組通過ISO 26262 ASIL-D功能安全認(rèn)證，為行業(yè)樹立了質(zhì)量標(biāo)桿。

這場攻堅戰(zhàn)帶來的不僅是技術(shù)突破，更是產(chǎn)業(yè)生態(tài)的重構(gòu)。在長三角地區(qū)，已形成“合肥研發(fā)-無錫制造-蘇州封裝”的IMU產(chǎn)業(yè)集群;在珠三角，廣州、深圳、東莞圍繞CIS構(gòu)建起從設(shè)計到應(yīng)用的完整鏈條。據(jù)統(tǒng)計，2025年中國汽車傳感器市場規(guī)模達982億元，其中國產(chǎn)化產(chǎn)品占比突破35%，帶動上下游產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)值超2000億元。

更深遠的影響在于，傳感器國產(chǎn)化正推動中國汽車產(chǎn)業(yè)從“市場換技術(shù)”向“技術(shù)輸出”轉(zhuǎn)變。比亞迪的刀片電池與自研IMU組合方案已出口歐洲，蔚來ET9搭載的800萬像素CIS模組開始向海外車企供貨。當(dāng)智能駕駛進入“純視覺+高精地圖”與“多傳感器融合”的技術(shù)路線之爭時，中國傳感器企業(yè)正以自主可控的核心器件，為全球汽車產(chǎn)業(yè)提供“中國方案”。

在這場沒有硝煙的戰(zhàn)爭中，CMOS與IMU的突破只是起點。隨著車規(guī)級激光雷達、4D毫米波雷達等更多核心器件實現(xiàn)國產(chǎn)替代，中國汽車產(chǎn)業(yè)終將突破“感知層”的最后壁壘，在智能化的賽道上駛向更廣闊的天地。

20251120_691e60d2429c0__汽車傳感器國產(chǎn)化“攻堅戰(zhàn)”：CMOS圖像傳感器、IMU芯片的自主替代路徑