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發(fā)布日期:2022-10-09 點擊率:76
原標(biāo)題:2019 年中國 CMOS 傳感器行業(yè)概覽:深度解密CMOS圖像傳感器(附下載)
CMOS 傳感器是利用 CMOS 工藝進(jìn)行加工制造的固態(tài)圖像傳感器,可實現(xiàn)視覺信息的讀取轉(zhuǎn)換及視覺功能的擴(kuò)展,并提供直觀、真實、多層次、多內(nèi)容的可視圖像信息,廣泛應(yīng)用于手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、汽車、安防及醫(yī)療等領(lǐng)域。未來, 智能監(jiān)控、 自動駕駛汽車等領(lǐng)域的興起將為 CMOS 傳感器提供更多的生存土壤,助推 CMOS 傳感器行業(yè)快速發(fā)展。
中國 CMOS 傳感器行業(yè)市場
1、 中國 CMOS 傳感器行業(yè)定義及分類
CMOS 是一種制造大規(guī)模集成電路芯片的技術(shù)或利用此技術(shù)制造的芯片,CMOS 芯片是組成 CMOS 數(shù)字集成電路的基本單元。CMOS 傳感器是利用 CMOS 工藝進(jìn)行加工制造的固態(tài)圖像傳感器,可實現(xiàn)視覺信息的讀取轉(zhuǎn)換及視覺功能的擴(kuò)展,并提供直觀、真實、多層次、多內(nèi)容的可視圖像信息,廣泛應(yīng)用于手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、汽車、安防及醫(yī)療等領(lǐng)域。
CMOS 傳感器按像素陣列單元結(jié)構(gòu)不同可分為無源像素型 CMOS 傳感器(PPS) 、有源像素型 CMOS 傳感器(APS)和數(shù)字像素 CMOS 傳感器(DPS) :
▲CMOS 傳感器產(chǎn)品分類(按像素陣列單元結(jié)構(gòu))
無源像素型 CMOS 傳感器(PPS):
20 世紀(jì) 90 年代初,第一代 CMOS 傳感器——無源像素型 CMOS 傳感器進(jìn)入中國市場。無源像素型 CMOS 傳感器(PPS)由一個反向偏置的光敏二極管和一個開關(guān)管構(gòu)成。無源像素單元結(jié)構(gòu)簡單、像素填充率高且量子效率高,但受傳輸線電容大等因素的影響,無源像素型 CMOS 的信噪比低、成像質(zhì)量差,并且伴隨像素個數(shù)的增加,讀出噪聲加大,是早期 CMOS 傳感器多選用的一類結(jié)構(gòu),目前 CMOS 傳感器行業(yè)的領(lǐng)先供應(yīng)商豪威科技有限公司旗下產(chǎn)品仍以無源像素型 CMOS 傳感器為主。
有源像素型 CMOS 傳感器(APS):
有源像素型 CMOS 傳感器作為第二代 CMOS 傳感器,大幅度改善了 CMOS 傳感器的讀出噪聲、數(shù)據(jù)讀出速度。有源像素型 CMOS 傳感器(APS)的像素內(nèi)部通常包含一個有源器件,即每組像素頂端裝有一個放大器,該放大器在像素內(nèi)部起放大或緩沖效果,具有良好的消噪功能。有源像素型 CMOS 傳感器是目前市場的主流選擇,其每一個像素均會連接一個放大器及 ADC 電路,放大器僅在讀出期間被激活,因此有源像素型 CMOS 傳感器相對其他類型固態(tài)圖像傳感器的功耗較小。
APS 可進(jìn)一步劃分為光敏二極管型 APS 和光柵型APS:①光敏二極管型 APS 的量子效率更高,輸出圖形信號質(zhì)量較優(yōu),讀出噪聲通常為75~100 個電子,此結(jié)構(gòu)適用于中低檔應(yīng)用場景;②光柵型 APS 結(jié)構(gòu)可有效控制固定圖形噪聲,讀出噪聲多為 10~20 個電子,但光柵型 APS 制作工藝復(fù)雜,與傳統(tǒng)的 CMOS 制作工藝有所區(qū)別,并且量子效率較低,整體優(yōu)勢不明顯。有源像素型 CMOS 傳感器技術(shù)較為成熟,是圖像傳感器市場的主流選擇。
數(shù)字像素 CMOS 傳感器(DPS):
20 世紀(jì)末,美國斯坦福大學(xué)發(fā)明 DPS CMOS 傳感器,即利用像素級模數(shù)轉(zhuǎn)換器及存儲單元,捕捉光信號后直接將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號輸出,解決 CCD 圖形傳感器在處理動態(tài)范圍和色彩真實性方面不足的問題,降低信號在像素排列中的衰減和干擾從而提升成像質(zhì)量。
CMOS 傳感器根據(jù)感光元件安裝位置不同可分為:前照式(FSI) 、背照式(BSI)及堆棧式(Stack):
▲CMOS 傳感器產(chǎn)品分類(按感光元件安裝位置)
前照式(FSI):傳統(tǒng)的 CMOS 傳感器多采用前照式結(jié)構(gòu),即自上而下分別是透鏡層、線路層及感光元件層。采用 FSI 結(jié)構(gòu)的 CMOS 傳感器當(dāng)光線到達(dá)感光元件層時須經(jīng)過線路層的開口,易造成光線損失。
背照式(BSI) :背照式 CMOS 傳感器是將感光元件層更換位置至線路層的上方,感光層僅保留感光元件的部分邏輯電路,促使光線可直接到達(dá)感光元件層,從而減少光線反射等因素帶來的光線損失。與前照式 CMOS 傳感器相比,背照式 CMOS 傳感器的感光效果顯著提升,但生產(chǎn)工藝難度大且成本較高。
堆棧式(Stack) :堆棧式結(jié)構(gòu)是在背照式基礎(chǔ)上的改良,將所有線路層移至感光元件的底層,縮小了芯片的整體面積,此外,感光元件周圍的邏輯電路也相應(yīng)移至底層,可有效抑制電路噪聲從而獲取更優(yōu)質(zhì)的感光效果。堆棧式 CMOS 傳感器的制作工藝與成本高于 BSI 結(jié)構(gòu)的 CMOS 傳感器,對生產(chǎn)企業(yè)的技術(shù)水平要求極高。
2、中國 CMOS 傳感器行業(yè)發(fā)展歷程
1970 年,世界上首塊 CCD 傳感器誕生于美國貝爾實驗室,此后 CCD 傳感器憑借其高量子效率、高靈敏度、低噪音等優(yōu)勢迅速成為圖像傳感器市場的主導(dǎo)。CMOS 傳感器誕生時間稍晚于 CCD 傳感器,由于早期性能不足以及像元尺寸過大在市場上難以與 CCD 傳感器抗衡,但伴隨大規(guī)模集成電路技術(shù)和 CMOS 工藝水平的提高,CMOS 傳感器低功耗、體積小、集成度高等優(yōu)勢開始凸顯,并逐步取代 CCD 傳感器成為市場主導(dǎo)產(chǎn)品,截至 2018年,CMOS 傳感器市場銷售額占整個圖像傳感器市場銷售額的比例已超過 90%。
相比于日本、韓國等發(fā)達(dá)國家,中國 CMOS 傳感器行業(yè)起步稍晚,技術(shù)水平較低,主要集中于中低端產(chǎn)品市場。中國 CMOS 傳感器行業(yè)由起步至今可分為兩個發(fā)展階段:
▲中國 CMOS 傳感器行業(yè)發(fā)展歷程
萌芽期(2000~2007 年) :21 世紀(jì)初,中國企業(yè)逐漸意識到 CMOS 傳感器的重要性,開始引入世界先進(jìn) CMOS傳感器技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)研發(fā),以格科微電子有限公司為首的中國本土CMOS 傳感器設(shè)計企業(yè)于 2003 年起先后成立。2004 年,中國第一顆可量產(chǎn)的 CMOS 傳感器誕生,打破了 CMOS傳感器行業(yè)被海外產(chǎn)品壟斷的市場格局。
2007 年, 全球 CMOS 傳感器技術(shù)趨于成熟, CMOS傳感器銷售額占整個圖像傳感器銷售額比例的 50%以上, 逐步替代 CCD 傳感器成為圖像傳感器市場的主流選擇,在此背景下,圖像傳感器應(yīng)用廠商開始調(diào)整需求方向,中國 CMOS傳感器市場也迎來了長足發(fā)展。這一時期,中國 CMOS 傳感器主要集中于圖像傳感器應(yīng)用領(lǐng)域的低端市場,并且市場份額受 CCD 傳感器擠壓嚴(yán)重,難以形成穩(wěn)定的市場需求,缺乏成熟的商業(yè)模式。
成長期(2008 年至今) :2007 年以后,中國政府相繼頒布《當(dāng)前優(yōu)先發(fā)展的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化重點領(lǐng)域指南》、 《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》等集成電路領(lǐng)域的鼓勵政策,為 CMOS 傳感器大規(guī)模批量生產(chǎn)提供工業(yè)基礎(chǔ)。
成熟的有源像素型 CMOS 傳感器技術(shù)受到圖像傳感器市場的廣泛認(rèn)可,2012 年全球市場占比已超過 70%,中國 CMOS 傳感器市場呈快速發(fā)展趨勢。由于 CMOS傳感器規(guī)模效應(yīng)顯著,屬于可大規(guī)模批量生產(chǎn)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),而中國本土 CMOS 傳感器供應(yīng)商缺乏前期投入基礎(chǔ),產(chǎn)品技術(shù)水平與世界領(lǐng)先企業(yè)相差較大,因此這一時期市場主要由索尼集團(tuán)、豪威科技、三星集團(tuán)等外資企業(yè)主導(dǎo)。
2016 年,全球 CMOS 傳感器領(lǐng)先的供應(yīng)商豪威科技被中信資本控股有限公司以 19 億美元收購,成為由中國資本控股的 CMOS 傳感器設(shè)計企業(yè),極大地填補了中國產(chǎn)品供應(yīng)商在 CMOS 傳感器高端市場的空白。此時期,伴隨中國拍照手機(jī)、安防、車載等領(lǐng)域的快速發(fā)展以及 CMOS 生產(chǎn)工藝逐漸成熟,CMOS傳感器市場發(fā)展迅速,預(yù)計未來在智能終端市場穩(wěn)定增長的背景下,中國 CMOS 傳感器市場將進(jìn)入穩(wěn)定發(fā)展期。
3、 中國 CMOS 傳感器行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈
中國 CMOS 傳感器行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈可以分為三部分:產(chǎn)業(yè)鏈上游市場參與者為晶圓代工廠、封裝測試廠商;產(chǎn)業(yè)鏈中游環(huán)節(jié)的參與主體是 CMOS 傳感器芯片設(shè)計企業(yè),負(fù)責(zé)提供圖像處理解決方案;產(chǎn)業(yè)鏈下游環(huán)節(jié)由模組廠商、系統(tǒng)廠商及終端廠商組成 。
▲中國 CMOS 傳感器行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈
CMOS 傳感器上游環(huán)節(jié)的參與者為晶圓代工廠、封裝測試廠商。
晶圓代工廠負(fù)責(zé)實現(xiàn)中游 CMOS 傳感器芯片設(shè)計企業(yè)提供的產(chǎn)品方案,即對芯片進(jìn)行制造與加色。目前芯片制造環(huán)節(jié)中,硅片及光刻原材料供應(yīng)主要依賴日系企業(yè),日系企業(yè)的原材料供應(yīng)占比達(dá)到 50%。由于芯片制程工藝較難及晶圓廠投資資金較大,中國 CMOS 傳感器設(shè)計企業(yè)普遍缺少生產(chǎn)加工能力,通常將完整的產(chǎn)品設(shè)計方案交由晶圓代工廠進(jìn)行加工,導(dǎo)致了中國 CMOS 傳感器產(chǎn)業(yè)鏈中游參與者較依賴于海外廠商,議價能力受晶圓代工廠限制。
臺積電是全球領(lǐng)先的晶圓代工廠,其憑借先進(jìn)的生產(chǎn)工藝于 2017 年占據(jù)全球接近60%的市場份額,并且臺積電已經(jīng)在中國內(nèi)地投資設(shè)廠,中國本土 CMOS 傳感器設(shè)計企業(yè)多數(shù)趨向采用臺積電作為晶圓代工廠。基于中國政府對集成電路扶持及外資企業(yè)對中國集成電路市場的信心,大量外資廠商到中國獨資建設(shè)晶圓廠或與中國企業(yè)進(jìn)行合作,根據(jù)國際半導(dǎo)體協(xié)會(SEMI)的統(tǒng)計,2017 年全球新建晶圓廠 19 座,其中中國大陸擁有 10 座。因此, 在 CMOS 傳感器芯片上游制造環(huán)節(jié)中, 伴隨芯片制造工業(yè)技術(shù)進(jìn)步及晶圓廠不斷增多,其議價能力將會持續(xù)下降。
芯片封裝測試是整個芯片制造流程的最終環(huán)節(jié), 對晶圓代工廠加工制造完成的芯片進(jìn)行安裝、固定、密封及性能測試,便于芯片的進(jìn)一步安裝與運輸。相比于晶圓代工及中游環(huán)節(jié)的 CMOS 傳感器設(shè)計流程,芯片封裝測試對技術(shù)需求相對較低,具有勞動密集的特點,生產(chǎn)規(guī)模及成本管控決定封裝測試廠商的行業(yè)競爭力。當(dāng)前以長電科技、華天科技及通富微電為首的中國封裝測試廠商在國際市場極具競爭力,其中長電科技在 2018 年全球前 10 大委外封測廠中排名第三,中國在 CMOS 傳感器芯片封裝測環(huán)節(jié)具有廉價勞動力優(yōu)勢,封裝測試行業(yè)發(fā)展勢頭較好。
CMOS 傳感器產(chǎn)業(yè)鏈下游環(huán)節(jié)由模組廠商、系統(tǒng)廠商及終端廠商組成。
模組廠商負(fù)責(zé)將系列相互關(guān)聯(lián)的 CMOS 傳感器芯片進(jìn)行組合, 使其可以嵌入智能手機(jī)、安防監(jiān)控等設(shè)備中,滿足終端廠商的產(chǎn)品多功能集成需求。
與封裝測試相同,模組對技術(shù)需求相對較低,勞動力需求突出,因此中國的模組廠商通常為產(chǎn)業(yè)鏈中游環(huán)節(jié)的 CMOS 傳感器設(shè)計企業(yè)提供包括產(chǎn)品的封裝測試及模組等一站式服務(wù),議價能力較低。系統(tǒng)廠商是負(fù)責(zé)為終端廠商提供系統(tǒng)應(yīng)用的企業(yè),CMOS 傳感器在應(yīng)用于終端廠商的產(chǎn)品前,需由系統(tǒng)廠商打開并調(diào)試合適的系統(tǒng)接口。
終端廠商對 CMOS 傳感器產(chǎn)品具有直接需求,涉及領(lǐng)域包括智能手機(jī)、安防監(jiān)控、汽車車載、工業(yè)及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域等。以智能手機(jī)領(lǐng)域為例,隨著手機(jī)產(chǎn)品為增強圖像質(zhì)量而采用多攝像頭方案,CMOS 傳感器迎來了新的增長浪潮。
2017 年,手機(jī)攝像頭用傳感器占 CMOS傳感器銷售的 62%。通過采訪擁有 10 年以上行業(yè)經(jīng)驗的專家了解,中國智能手機(jī)行業(yè)正逐漸趨于飽和,預(yù)計未來五年 CMOS 傳感器的手機(jī)應(yīng)用市場將會有所下滑,安防監(jiān)控與汽車車載應(yīng)用將會成為 CMOS 傳感器增長重點關(guān)注的細(xì)分領(lǐng)域。
中國 CMOS 傳感器行業(yè)的商業(yè)模式主要可以分為 Fabless 和 IDM 兩種。
Fabless 模式是指 CMOS 傳感器設(shè)計企業(yè)缺乏生產(chǎn)加工能力,主營 CMOS 傳感器芯片設(shè)計業(yè)務(wù),將芯片生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)外包于晶圓代工廠。企業(yè)主要進(jìn)行 CMOS 傳感器芯片的設(shè)計工作,之后將設(shè)計方案提供給晶圓代工廠進(jìn)行制造加工,加工完成的產(chǎn)品交由封裝測試廠商進(jìn)行芯片封裝和性能測試,代表廠商有豪威科技、格科微等。
IDM 模式是指企業(yè)業(yè)務(wù)涵蓋了 CMOS 傳感器芯片設(shè)計、芯片制造、芯片封裝測試整個流程,甚至延伸至下游市場銷售等職能,具有資源整合優(yōu)勢,可縮短產(chǎn)品開發(fā)到產(chǎn)品落地的時間。
同時,采用 IDM 模式的企業(yè)多數(shù)擁有獨立的 IP 開發(fā)部門,在產(chǎn)品的技術(shù)研發(fā)及積累方面具備較強的優(yōu)勢。IDM 模式是當(dāng)前盈利較高的商業(yè)模式, 對企業(yè)的綜合實力要求頗高,當(dāng)前行業(yè)的頭部企業(yè)基本采用 IDM 模式,可實現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈上下游滲透,代表企業(yè)有索尼、三星等。
CMOS 傳感器出色的產(chǎn)品性能更貼合生產(chǎn)企業(yè)的需求,2017 年,全球 CMOS 傳感器銷售額占整個圖像傳感器銷售額的 89%,伴隨 CMOS 傳感器產(chǎn)品性能的進(jìn)一步優(yōu)化,有望全面替代 CCD 傳感器市場。
過去五年,中國 CMOS 傳感器行業(yè)呈上升趨勢,由 2014 年的228.3 億元上升至 2018 年的 376.8 億元,年復(fù)合增長率達(dá) 13.3%。未來,智能監(jiān)控、自動駕駛汽車等領(lǐng)域的興起將為 CMOS 傳感器提供良好的市場發(fā)展環(huán)境,助推 CMOS 傳感器行業(yè)快速發(fā)展,預(yù)計至 2023 年,中國 CMOS 傳感器市場規(guī)模將達(dá)到 573.5 億元。
▲中國 CMOS 傳感器行業(yè)市場規(guī)模(以銷售收入計),2014-2023 年預(yù)測
未來中國 CMOS 傳感器市場規(guī)模持續(xù)穩(wěn)定增長主要受到以下因素驅(qū)動:
(1)CMOS 傳感器憑借集成度高、低成本及低功耗等產(chǎn)品優(yōu)勢將取代 CCD 傳感器等成為圖像傳感器市場的主流選擇;
(2)CMOS 傳感器作為智能手機(jī)攝像頭的關(guān)鍵部件,多攝方案的流行將會推動新一輪 CMOS 傳感器市場需求的增長;
(3)中國連續(xù)出臺鼓勵政策推動半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展,CMOS 傳感器作為半導(dǎo)體行業(yè)下的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),將會受到政策紅利驅(qū)動;
(4) CMOS 傳感器下游行業(yè)的應(yīng)用在安防監(jiān)控、 汽車車載等領(lǐng)域尚存較大的提升空間,為 CMOS 傳感器的應(yīng)用提供較為廣闊的市場發(fā)展前景。
中國 CMOS 傳感器行業(yè)驅(qū)動因素
1、CMOS 傳感器出色的產(chǎn)品性能
CMOS 傳感器具備出色的產(chǎn)品性能,更符合現(xiàn)代企業(yè)的生產(chǎn)需求,將取代 CCD 傳感器成為市場的主流選擇。圖像傳感器是目前市場需求較高的半導(dǎo)體產(chǎn)品之一,圖像傳感器主要分為 CMOS 傳感器與 CCD 傳感器兩大類,二者均是利用感光二極管發(fā)生光電轉(zhuǎn)換,進(jìn)而將圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后生成圖像,主要差異體現(xiàn)在二者對于不同數(shù)字信號的傳送方式不同。相比于 CCD 傳感器,CMOS 傳感器具有以下優(yōu)點:
功耗低 :
CCD 傳感器圖像采集方式為被動式, 通常需外加 12-18V 電壓移動每個像素中的電荷,功耗較高。與 CCD 傳感器相反,CMOS 傳感器多采用主動式像素結(jié)構(gòu),感光二極管產(chǎn)生的電荷可直接由晶體管放大輸出,其功耗約占 CCD 傳感器的 12.5%-20%。
生產(chǎn)成本低 :
CCD 傳感器采用電荷傳遞方式傳送數(shù)據(jù),其制造工藝復(fù)雜、成品率低,任一像素停止工作后將阻礙傳輸整排像素的數(shù)據(jù),并且 CCD 傳感器難以使用當(dāng)前半導(dǎo)體集成電路主流的CMOS 生產(chǎn)線,生產(chǎn)成本較高。而 CMOS 傳感器采用的 CMOS 制造工藝在半導(dǎo)體電路設(shè)計中應(yīng)用廣泛,制造過程相對容易且生產(chǎn)成本低。
集成度高 :
如上所述,由于 CCD 傳感器復(fù)雜的制作工藝,并且 CCD 感光元件本身無法與周邊電路完成整合,從而導(dǎo)致外圍電路復(fù)雜,難以實現(xiàn)整個模塊的小型化。廣泛應(yīng)用的 CMOS 制造工藝可促使 CMOS 傳感器相對容易的將周邊電路集成至芯片中, 實現(xiàn)產(chǎn)品小型化。CMOS傳感器集成度高的特點可有效解決生產(chǎn)商批量生產(chǎn)傳感器的難題。
讀取速度快 :
CCD 傳感器需要所有的電荷通過統(tǒng)一的電路轉(zhuǎn)換并輸出,影響讀取速度。CMOS 傳感器在采集光信號的同時即可讀取電信號,并能及時處理各單元的圖像信息,相比 CCD 傳感器速度較快。
更高的寬動態(tài)范圍:
CMOS 傳感器采用搭配 DPS 技術(shù)的方式,動態(tài)范圍通常超過 CCD 傳感器的 50%,有效解決 CCD 傳感器在處理動態(tài)范圍和色彩真實性方面的不足,提升成像質(zhì)量。
與傳統(tǒng)圖像傳感器市場的主流選擇 CCD 傳感器相比, CMOS 傳感器適合大規(guī)模生產(chǎn)工藝,可滿足企業(yè)批量生產(chǎn)要求,單位成本低于 CCD 傳感器的 1%,并且 CMOS 傳感器將圖像采集單元及信號處理單元集成至一塊基板,在縮小體積的同時保持著低功耗優(yōu)勢,適用于移動設(shè)備和各類小型化設(shè)備。CMOS 傳感器出色的產(chǎn)品性能更貼合生產(chǎn)企業(yè)的需求,將催動行業(yè)快速發(fā)展并逐漸取代 CCD 傳感器。
2、多攝手機(jī)方案的流行拉動市場需求 :
多攝手機(jī)方案可實現(xiàn)更高的拍照效果以及更多的拍照功能,進(jìn)而拉動 CMOS 傳感器市場需求。智能手機(jī)行業(yè)是 CMOS 傳感器重要的下游應(yīng)用市場,2017 年全球智能拍照手機(jī)CMOS 傳感器應(yīng)用市場占 CMOS 傳感器總體市場銷售比例的 62%。中國是智能手機(jī)用戶大國,2018 年智能手機(jī)用戶數(shù)量已超過 13 億人次,位居全球第一。
伴隨科技的發(fā)展智能手機(jī)的功能也日益豐富, 在眾多的手機(jī)功能中拍照功能已經(jīng)成為消費者較為重視的功能甚至成為消費者購買手機(jī)的主要考慮因素。雙攝鏡頭的搭配可突破單攝像頭瓶頸限制,實現(xiàn)像素的提升及感光面積的增加,利用硬件結(jié)合算法從而接近單反相機(jī)的性能。為追求更優(yōu)質(zhì)的拍照效果,智能手機(jī)搭配雙攝像頭方案日趨流行,將大幅提升 CMOS 傳感器市場需求。
雙攝像頭方案早在 2007 年即已應(yīng)用于智能手機(jī)行業(yè),主要是為 3D 手機(jī)提供 3D 拍攝服務(wù),以 2011 年 HTC 發(fā)布的首款 3D 手機(jī) G17 為例,其搭配了兩顆 500 萬像素后置鏡頭,可直接拍攝裸眼 3D 視頻。
此后,智能手機(jī)廠商相繼探索雙攝方案的可行性,2016 年蘋果發(fā)布 iPhone 7 Plus,其采用一顆長焦鏡頭搭配一顆廣角鏡頭的雙攝方案,極大地提升拍照質(zhì)量,至此雙后置鏡頭成為智能手機(jī)的標(biāo)配。2018 年 3 月,華為發(fā)布全球首款徠卡后置三攝手機(jī) P20 Pro,自此引發(fā)了手機(jī)配備多攝方案的潮流,三攝像頭方案的實施將進(jìn)一步提升手機(jī)的拍照性能,實現(xiàn)更多的拍照功能。
2018 年,中國智能手機(jī)出貨量 4.1 億部,同比下降 13.9%(圖 3-1) ,智能手機(jī)市場的滲透已接近飽和,中國智能手機(jī)正由增量時代逐步邁向存量替換時代。因此, 巨大的智能手機(jī)存量市場以及日益增長的多攝需求將推動新一輪 CMOS 傳感器市場需求的增長。
▲中國智能手機(jī)出貨量,2014-2018 年
3、 下游行業(yè)應(yīng)用發(fā)展空間廣闊
CMOS 傳感器下游行業(yè)的應(yīng)用在安防監(jiān)控、汽車車載等領(lǐng)域尚存較大的提升空間,為CMOS 傳感器的應(yīng)用提供較為廣闊的市場發(fā)展前景。CMOS 傳感器在安防監(jiān)控及汽車車載領(lǐng)域的應(yīng)用主要如下:
安防監(jiān)控領(lǐng)域 。自 2012 年起,以索尼、豪威科技為首的全球 CMOS 傳感器廠商開始重視開拓安防監(jiān)控市場,至 2018 年中國安防領(lǐng)域 CMOS 傳感器市場規(guī)模已超過 10 億元,安防監(jiān)控領(lǐng)域?qū)⒊蔀?CMOS 傳感器重要的細(xì)分市場。安防監(jiān)控依賴圖像傳感器獲取視覺信息,伴隨安防智能化的發(fā)展,行業(yè)產(chǎn)品需求已由“看清”開始往“看懂”方向轉(zhuǎn)變,對體積小、讀取速度快的 CMOS 傳感器產(chǎn)品需求不斷增長。
近五年智能安防市場增長迅速,由 2014 年 21.0 億飛速增長至 2018 年 300.0 億(圖 3-2) , 為 CMOS 傳感器提供充足的生長土壤, 驅(qū)動 CMOS傳感器行業(yè)快速發(fā)展。
▲中國智能安防行業(yè)市場規(guī)模,2014-2018 年
汽車車載領(lǐng)域 。汽車車載領(lǐng)域是 CMOS 傳感器未來應(yīng)用的重要方向之一, CMOS 傳感器廣泛應(yīng)用于汽車倒車影像、防碰撞系統(tǒng)等方面,而伴隨自動駕駛技術(shù)的發(fā)展,汽車廠商為實現(xiàn)更高級別的自動化水平,滿足車輛對感知、決策和執(zhí)行環(huán)節(jié)更高的技術(shù)要求,將會為自動駕駛車輛配備更多的攝像頭。
以特斯拉和通用汽車為例,特斯拉 L2 級別自動駕駛解決方案 Autopilot 2.0配備 8 個攝像頭;通用汽車 L4 級別自動駕駛解決方案 Cruise 無人車搭載了 16 個攝像頭, 而每個車載攝像頭均需要 CMOS 傳感器為支撐部件。在中國政府的政策支持下,自動駕駛汽車行業(yè)呈飛速發(fā)展態(tài)勢,相應(yīng)帶動車載攝像頭市場穩(wěn)定發(fā)展。截至 2018 年,中國車載攝像頭市場規(guī)模已達(dá) 38 億元(圖 3-3) ,不斷上升的車載攝像頭市場規(guī)模將推動 CMOS 傳感器市場快速發(fā)展。
▲中國車載攝像頭行業(yè)市場規(guī)模,2014-2018 年
中國 CMOS 傳感器行業(yè)制約因素
資金短缺限制行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展 。中國 CMOS 傳感器研發(fā)設(shè)計企業(yè)普遍缺少資本支持,面臨資金短缺的難題。CMOS 傳感器技術(shù)的研發(fā)與設(shè)計需要在人員、工藝開發(fā)、芯片設(shè)計、芯片試制、芯片封裝測試等環(huán)節(jié)投入大量的資金,并且 CMOS 傳感器芯片從研制、測試、量產(chǎn)到銷售的投資周期較長,每個環(huán)節(jié)均需要企業(yè)墊付資金保證交易平穩(wěn)落地, 任何環(huán)節(jié)發(fā)生交易停滯或資金落位不及時均易造成企業(yè)面臨資金鏈斷裂等風(fēng)險。
同時,中國 CMOS 傳感器產(chǎn)品技術(shù)落后于國際廠商,高端市場多被國際領(lǐng)先企業(yè)所壟斷,本土生產(chǎn)設(shè)計企業(yè)想要打破市場壁壘,需要長期投入資金進(jìn)行技術(shù)積累,重視企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)投入。
此外,全球集成電路行業(yè)的發(fā)展呈現(xiàn)周期性波動的特點,集成電路技術(shù)的進(jìn)步、產(chǎn)品功能的提高及成本的降低與摩爾定律預(yù)測相吻合,即集成電路的集成度和產(chǎn)品性能每 18 個月至 24 個月內(nèi)增加一倍,而成本則快速下降,導(dǎo)致行業(yè)產(chǎn)品更新?lián)Q代速度快、產(chǎn)品生命周期短、 市場競爭激烈, 需要持續(xù)投資資金維持企業(yè)創(chuàng)新研發(fā), 及時適應(yīng)下游消費者的需求變化。因此,大量資金投入是行業(yè)快速發(fā)展的必備條件之一,目前企業(yè)面臨大面積資金短缺情況阻礙了行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。
研發(fā)能力不足,核心人才短缺 。與發(fā)達(dá)國家相比,現(xiàn)階段中國的 CMOS 傳感器行業(yè)面臨產(chǎn)品研發(fā)能力不足、技術(shù)人才短缺現(xiàn)象。CMOS 傳感器芯片是一種集成光學(xué)、色彩學(xué)、低功耗數(shù)模混合電路、低功耗圖像處理電路以及高速接口電路為一體的復(fù)雜光電一體化芯片系統(tǒng), 對企業(yè)制造工藝的要求和理解極高,需要企業(yè)長年的技術(shù)積累作為支撐,而中國 CMOS 傳感器行業(yè)起步稍晚,技術(shù)劣勢較為明顯,因此中國 CMOS 傳感器供應(yīng)商難以保證生產(chǎn)產(chǎn)品的品質(zhì)、性能及穩(wěn)定性,不利于行業(yè)的快速發(fā)展。
2018 年 8 月中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院和工信部共同發(fā)布《中國集成電路產(chǎn)業(yè)人才白皮書(2017-2018) 》, 數(shù)據(jù)顯示截至 2017 年底, 中國集成電路行業(yè)現(xiàn)有人才存量約為 40萬人,人才缺口達(dá) 32 萬人,中國集成電路人才需求為 10 萬人左右。與此同時,在中國每年高校集成電路專業(yè)領(lǐng)域畢業(yè)生人才中, 僅有不足 3 萬人進(jìn)入集成電路行業(yè)就業(yè), 導(dǎo)致了集成電路專業(yè)人才呈現(xiàn)稀缺狀態(tài)。
由于集成電路芯片設(shè)計行業(yè)是知識密集型行業(yè),CMOS 傳感器行業(yè)作為集成電路芯片設(shè)計行業(yè)下的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),對于高端人才需求較大。此外行業(yè)在CMOS 傳感器工藝、像素設(shè)計、數(shù)字圖像處理等關(guān)鍵技術(shù)節(jié)點上缺少高層次研發(fā)人才,造成中國本土 CMOS 傳感器設(shè)計企業(yè)創(chuàng)新能力較差、缺乏核心技術(shù),在標(biāo)準(zhǔn)、專利和知識產(chǎn)權(quán)等方面均受國際廠商制約,致使企業(yè)在國際市場競爭力較弱,僅能在中低端市場占有一席之地。
中國 CMOS 傳感器行業(yè)相關(guān)政策法規(guī)
2011 年以來, 國務(wù)院、 科技部、 工信部等多個部門發(fā)布多項產(chǎn)業(yè)政策, 以加大對 CMOS傳感器行業(yè)的支持力度、規(guī)范 CMOS 傳感器行業(yè)生產(chǎn)工藝標(biāo)準(zhǔn),實現(xiàn)中國 CMOS 傳感器行業(yè)健康發(fā)展 。
2011 年 1 月,國務(wù)院頒布《進(jìn)一步鼓勵軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干政策》(以下簡稱“《鼓勵政策》”) ,指出要充分利用多種資金渠道,大力支持 CMOS 傳感器行業(yè)中基礎(chǔ)軟件、高端芯片、集成電路裝備等關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)工作,發(fā)揮國家科技重大專項在CMOS 傳感器行業(yè)科研中的引導(dǎo)作用。
與此同時, 《鼓勵政策》還提出要完善 CMOS 傳感器產(chǎn)業(yè)鏈,對符合條件的硬件測試、關(guān)鍵專用材料企業(yè)及基礎(chǔ)元件制造企業(yè)給予企業(yè)所得稅優(yōu)惠。此項政策的頒布不僅為 CMOS 傳感器行業(yè)指明了發(fā)展方向,還通過企業(yè)稅收優(yōu)惠引導(dǎo) CMOS 傳感器生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,降低企業(yè)創(chuàng)新成本。
2014 年 6 月,工信部發(fā)布《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》(以下簡稱“《推進(jìn)綱要》”) ,提出到 2020 年,CMOS 所處的集成電路產(chǎn)業(yè)與國際先進(jìn)水平的差距逐步縮小,全行業(yè)銷售收入年均增速超過 20%,企業(yè)可持續(xù)發(fā)展能力大幅增強。
到 2030 年,集成電路產(chǎn)業(yè)鏈主要環(huán)節(jié)達(dá)到國際先進(jìn)水平,一批企業(yè)進(jìn)入國際第一梯隊,實現(xiàn)跨越發(fā)展。《推進(jìn)綱要》同時指出,為配合 CMOS 傳感器等行業(yè)持續(xù)高質(zhì)量發(fā)展,將形成以中央財政資金為引導(dǎo),發(fā)揮財政資金杠桿作用,大型企業(yè)、金融機(jī)構(gòu)及社會資金為主體的產(chǎn)業(yè)基金,為行業(yè)發(fā)展注入資金動力。
2017 年 4 月,科技部印發(fā)《“十三五”先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域科技創(chuàng)新專項規(guī)劃》(以下簡稱“《專項規(guī)劃》”) , 要求 CMOS 傳感器行業(yè)等制造企業(yè)通過應(yīng)用嵌入式軟件、 微電子、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù),提升產(chǎn)品智能化程度和研發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)制造、經(jīng)營管理的智能化水平,打造高端產(chǎn)品和裝備,占據(jù)產(chǎn)業(yè)制高點。此外, 《專項規(guī)劃》要求相關(guān)部門做到為CMOS 傳感器企業(yè)制造過程優(yōu)化和經(jīng)營管理決策提供有效支撐,促進(jìn)企業(yè)對市場、用戶的精準(zhǔn)供給和企業(yè)間的資源分享利用。
2018 年 12 月,工信部編制并發(fā)布《重點新材料首批次應(yīng)用示范指導(dǎo)目錄(2018 年版) 》(以下簡稱“《指導(dǎo)目錄》”) ,確定共 166 種需要重點發(fā)展的新型材料,其中制造CMOS 傳感器所需的多晶硅、集成電路用光刻膠及其關(guān)鍵原材料和配套試劑均被列入。《指導(dǎo)目錄》指出,將大力發(fā)展目錄中收錄的重點材料相關(guān)行業(yè),在資金、政策等方面對這些行業(yè)傾斜,實現(xiàn)重點行業(yè)的技術(shù)革新。伴隨多項部件實現(xiàn)重點科研攻關(guān),CMOS 傳感器整體制造水平將相應(yīng)轉(zhuǎn)型升級,躋身世界領(lǐng)先水平。
▲中國 CMOS 傳感器行業(yè)相關(guān)政策法規(guī)
中國 CMOS 傳感器行業(yè)市場趨勢
1、 技術(shù)升級滿足多場景應(yīng)用
伴隨人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的飛速發(fā)展,智能家居、智能監(jiān)控、智能汽車等領(lǐng)域的興起為 CMOS 傳感器提出更高的產(chǎn)品要求。
通過采訪擁有 10 年以上行業(yè)經(jīng)驗的專家了解,未來面向新興領(lǐng)域的需求差異,CMOS 傳感器應(yīng)升級產(chǎn)品技術(shù)以滿足多場景應(yīng)用,包括改善極端條件下的性能體驗,如接近黑暗夜晚的低光照水平、高速狀態(tài)下的成像水平及針對特定應(yīng)用集成更多的功能。因此 CMOS 傳感器需要迎合市場變化的需求,在以下方面著重提高:
追求更高的分辨率和幀率 :
CMOS 傳感器的每個像素均比 CCD 傳感器復(fù)雜,其像素尺寸難以達(dá)到 CCD 傳感器的水平,在相同尺寸下比較 CCD 與 CMOS 傳感器的分辨率,CCD 通常優(yōu)于 CMOS 傳感器。但 CCD 傳感器需要通過增加成本、降低畫質(zhì)或加大功耗的方式來提升分辨率,不是生產(chǎn)企業(yè)理想的產(chǎn)品選擇,而 CMOS 傳感器依靠其應(yīng)用廣泛的制程工藝,可克服空間限制,利用較大尺寸的感光面積以獲取更豐富的光源來提供更清晰的圖像。
未來,在 5G 技術(shù)、千兆以太網(wǎng)及光纖普及的背景下,H.265 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及解決方案的推出將有效解決市場對 CMOS 傳感器生成高清圖像的要求,更高的分辨率和幀率將成為 CMOS 傳感器的短期發(fā)展方向。
多功能集成和智能化發(fā)展趨勢 :
傳統(tǒng)的圖像傳感器局限于獲取被攝對象的圖像, 圖像的傳輸和處理工作需要由其他單獨的硬件或軟件來完成。CMOS 傳感器集成度較高,未來以系統(tǒng)級水平來設(shè)計產(chǎn)品,將滿足下游企業(yè)多功能集成應(yīng)用需求,并聚焦智能制造、智慧生活、汽車電子等應(yīng)用行業(yè),加速推進(jìn) CMOS 智能傳感器的產(chǎn)品研發(fā)和推廣應(yīng)用。
支持寬動態(tài)技術(shù)以及低照度場景應(yīng)用 :
CMOS 傳感器支持寬動態(tài)技術(shù)可在明暗對比強烈的場景下獲取較為清晰的圖像光照細(xì)節(jié),未來在高清視頻監(jiān)控、高清攝像機(jī)等領(lǐng)域?qū)@得廣泛應(yīng)用。當(dāng)前,高幀率 CMOS 傳感器多是通過后端處理器進(jìn)行多幅圖像疊加實現(xiàn)寬動態(tài)效果,對處理器性能要求極高,未來支持寬動態(tài)技術(shù)的 CMOS 傳感器將減少此環(huán)節(jié)從而降低生產(chǎn)成本。
除此之外,夜間拍攝將是CMOS 傳感器下一步重要應(yīng)用場景,例如智能手機(jī)的消費人群對夜間輸出高質(zhì)量彩色圖像的需求在不斷上升, 實現(xiàn)此目標(biāo)的關(guān)鍵在于提升 CMOS 傳感器的感光能力與噪聲控制水平,可利用堆柵式或背照式 CMOS 技術(shù)改變像素排列以取得較為優(yōu)質(zhì)的低照效果。
2、 產(chǎn)品本土化提升
通過訪談?chuàng)碛?10 年以上行業(yè)經(jīng)驗的專家介紹,CMOS 傳感器是半導(dǎo)體行業(yè)的重要一環(huán),其作為電子信息和精細(xì)化產(chǎn)業(yè)的交叉行業(yè),具有技術(shù)密集的特點。中國 CMOS 傳感器市場集中度高,目前主要被日本、韓國和美國企業(yè)壟斷,中國 CMOS 傳感器行業(yè)起步晚,本土 CMOS 傳感器廠商技術(shù)水平較為落后且集中在中低端應(yīng)用領(lǐng)域,伴隨 CMOS 傳感器產(chǎn)品技術(shù)的進(jìn)一步升級,將推動本土化進(jìn)程加快。
近年,中國工業(yè)企業(yè)對技術(shù)研發(fā)的重視度不斷提高,研究與試驗發(fā)展經(jīng)費逐年增長,中國本土 CMOS 傳感器廠商已在部分生產(chǎn)工藝上取得重要突破。
在少數(shù)新興工藝研發(fā)上,中國廠商已與國際競爭廠商的起點相同,如江蘇特威電子科技有限公司突破性全球首創(chuàng)背照式技術(shù)應(yīng)用于全局快門 CMOS 傳感器,清晰捕捉高速運動物體的同時提供更勝一籌的高靈敏度體驗,思特威于 2019 年 6 月推出的SC8238 型號的 CMOS 傳感器產(chǎn)品在保證部署靈活度的同時可支持 4K 分辨率,靈敏度較市場上同等光學(xué)尺寸和分辨的產(chǎn)品提升 30%以上。
此外,2016 年,全球 CMOS 傳感器領(lǐng)先的供應(yīng)商豪威科技被中信資本控股有限公司以 19 億美元收購,成為一家由中國資本控股的 CMOS 傳感器設(shè)計企業(yè),將極大地推動中國 CMOS 傳感器產(chǎn)品的本土化提升。
中國 CMOS 傳感器行業(yè)競爭格局分析
1、 中國 CMOS 傳感器行業(yè)競爭格局概述
中國 CMOS 傳感器行業(yè)起步較晚,行業(yè)參與企業(yè)數(shù)量較少,原因在于 CMOS 傳感器屬于可大規(guī)模批量生產(chǎn)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),具有顯著的規(guī)模效應(yīng),需要 CMOS 傳感器供應(yīng)商穩(wěn)定的前期投入作為研發(fā)基礎(chǔ),導(dǎo)致行業(yè)準(zhǔn)入壁壘高。中國 CMOS 傳感器行業(yè)的競爭企業(yè)主要可分為以下三大梯隊 :
▲中國 CMOS 傳感器行業(yè)競爭格局
第一梯隊企業(yè)是大型跨國集團(tuán)索尼。索尼是全球 CMOS 傳感器行業(yè)的龍頭企業(yè),2018 年全球市場占有率超過 50%。索尼憑借日本發(fā)達(dá)的工業(yè)技術(shù)水平及深厚的產(chǎn)品研發(fā)經(jīng)驗積累,占據(jù)中國 CMOS 傳感器高端市場的領(lǐng)先地位,企業(yè)產(chǎn)品性能優(yōu)異、規(guī)格全面及技術(shù)優(yōu)勢明顯。索尼在移動設(shè)備、相機(jī)領(lǐng)域及安防監(jiān)控等市場均有涉獵,引領(lǐng)整個行業(yè)的技術(shù)發(fā)展,2019 年 6 月,索尼發(fā)布全球最小的可支持 4K 分辨率的 CMOS 傳感器,即應(yīng)用于安防監(jiān)控領(lǐng)域的 IMX415 型號產(chǎn)品。
第二梯隊企業(yè)是以豪威科技、三星、佳能為代表國際競爭廠商。該梯隊企業(yè)市場起步早、 技術(shù)較為領(lǐng)先、 產(chǎn)品特色性顯著, 主要集中于中國 CMOS 傳感器中高端市場,通常在一些細(xì)分領(lǐng)域深耕多年,具體表現(xiàn)在以細(xì)分領(lǐng)域為切入點從而拓展更為廣闊的市場。例如,三星的 CMOS 傳感器產(chǎn)品主要服務(wù)于其手機(jī)部門,并以此為切入點逐漸向安防監(jiān)控、車載電子等領(lǐng)域提供服務(wù),2017 年三星的全球市場份額僅次于索尼,占據(jù) 19.1%的市場份額。
第三梯隊企業(yè)為中國少數(shù)發(fā)展歷史悠久、 技術(shù)追趕迅速的本土生產(chǎn)企業(yè), 以格科微、思特威等企業(yè)為代表。此類企業(yè)通過自主研發(fā)或產(chǎn)學(xué)研合作等模式逐步掌握先進(jìn)的CMOS 傳感器產(chǎn)品技術(shù),在產(chǎn)品制造工藝、營銷渠道及技術(shù)水平等方面具備相應(yīng)實力,長期處于中國 CMOS 傳感器中低端市場的領(lǐng)導(dǎo)地位;
當(dāng)前中國 CMOS 傳感器行業(yè)集中度極高,索尼、三星及豪威科技三家企業(yè)占有中國CMOS 傳感器市場份額的 70%以上,覆蓋智能終端、安防監(jiān)控及車載攝像頭等多個領(lǐng)域,處于中高端市場的領(lǐng)導(dǎo)地位。
未來,以格科微電子有限公司、思特威電子科技有限公司為代表的第三梯隊企業(yè)在經(jīng)過連續(xù)多年的技術(shù)追趕后,憑借較低的產(chǎn)品成本、豐富的營銷渠道及全面的售后網(wǎng)絡(luò),具備潛力取代國際競爭廠商,成為行業(yè)的頭部企業(yè)。
2、 中國 CMOS 傳感器行業(yè)代表企業(yè)分析
豪威科技有限公司(以下簡稱“豪威科技”)1995 年成立于美國加利福尼亞,是一家全球領(lǐng)先的數(shù)字圖像處理方案提供商,專注于提供 CMOS 傳感器的開發(fā)設(shè)計、市場推廣及系統(tǒng)解決方案,其 CameraChip 和 AmeraCubeChip 系列 CMOS 傳感器廣泛應(yīng)用于消費級和工業(yè)級應(yīng)用領(lǐng)域。豪威科技以全球科創(chuàng)中心硅谷為總部,分公司遍布十二個國家,2018年全球市占率超過 10%,是全球市場僅次于索尼和三星的 CMOS 傳感器設(shè)計企業(yè)。豪威科技研發(fā)實力出色,擁有一支超過 800 人的研發(fā)團(tuán)隊,團(tuán)隊核心骨干均具備十年以上的行業(yè)經(jīng)驗。2016 年 2 月,豪威科技被中國資本完成聯(lián)合收購,有利于其與中國本土及亞洲客戶進(jìn)一步合作。
銳芯微電子有限公司(以下簡稱“銳芯微”)2008 年 2 月成立于中國昆山市,是一家研發(fā)、銷售圖像傳感器芯片的高科技公司。銳芯微依靠成熟的 CMOS 傳感器集成電路芯片設(shè)計及制作工藝的核心技術(shù),自主研發(fā)出一系列具有設(shè)計緊湊、芯片面積小、高靈敏度、高幀速、大動態(tài)范圍、低功耗及低成本特點的產(chǎn)品,適用于消費類、安防監(jiān)控成像設(shè)備、微光成像、醫(yī)療設(shè)備、機(jī)器視覺、汽車夜視等多個領(lǐng)域。
銳芯微是國家認(rèn)證的高新技術(shù)企業(yè),2008年獲得國家科技部”科技型中小企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新基金“支持,2017 年入選國家重點研發(fā)計劃研發(fā)專項、2018 年獲得”中國專利獎“。銳芯微受資本市場青睞,2008 年 9 月獲得昆山國科創(chuàng)投 A 輪投資 2500 萬元,2017 年 3 月,銳芯微完成 D 輪融資,由中和元集團(tuán)獨立投資。
思比科微電子技術(shù)股份有限公司(以下簡稱“思比科”)成立于 2004 年 9 月,企業(yè)總部位于中國北京市,2015 年 8 月在于“新三板”掛牌上市。思比科是由歸國留學(xué)人員創(chuàng)辦的專門從事 CMOS 傳感器芯片設(shè)計、生產(chǎn)及銷售的國家級高新技術(shù)企業(yè),專注于面向智能手機(jī)、平板電腦、可穿戴式設(shè)備、安防監(jiān)控、智能汽車、醫(yī)療影像等領(lǐng)域使用的 CMOS 傳感器芯片的研發(fā)和銷售。思比科是中國早期從事 CMOS 傳感器芯片設(shè)計、生產(chǎn)的企業(yè),技術(shù)積累出色,截至 2018 年企業(yè)已申請上百項專利,初步建立了企業(yè)專利保護(hù)體系。
思比科業(yè)界認(rèn)可度較高,先后被中國科技部等部門評為“中關(guān)村知識產(chǎn)權(quán)重點示范企業(yè)”、“百家創(chuàng)新型試點企業(yè)”,承擔(dān)國家科技重大專項、科技部“863”等國家級科研項目。2016 年 10月,思比科因發(fā)展戰(zhàn)略調(diào)整,已從“新三板”終止掛牌退市。
在影像需求日益強勁的今天,圖像傳感器作為這其中的重要元件,也受到市場眾多企業(yè)的重視。在最初的數(shù)碼相機(jī)上,圖像傳感器得到了發(fā)展,而后逐漸延伸到了手機(jī)、安防、汽車等眾多領(lǐng)域。在如今工業(yè)4.0時代中CMOS傳感器的應(yīng)用場景不斷豐富、終端對性能的需求不斷加碼的背景下,由于CMOS 技術(shù)有助于實現(xiàn)更小更具智能的系統(tǒng)、降低功耗,以減低量產(chǎn)的成本,CMOS 技術(shù)導(dǎo)入也隨之將衍生出新的應(yīng)用范圍。所以,以往CMOS市場索尼一家獨大的情況正在發(fā)生改變,隨著中國廠商的不斷發(fā)展壯大,國產(chǎn)CMOS的騰飛期不遠(yuǎn)了。
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責(zé)任編輯:
如果把攝像頭比作人類的眼睛,那么圖像傳感器就好比是人眼的視網(wǎng)膜。成像技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了膠卷、CCD器件和CMOS器件等不同的時代,60年代末期,美國貝爾實臉室發(fā)現(xiàn)電荷通過半導(dǎo)體勢阱發(fā)生轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象,提出了固態(tài)成像這一新概念和一維CCD(Charge-Coupled Device電荷耦合器件)模型器件。CCD將光學(xué)信號轉(zhuǎn)換為模擬電流信號,電流信號經(jīng)過放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換,實現(xiàn)圖像的獲取、存儲、傳輸、處理和復(fù)現(xiàn)。到90年代初,CCD技術(shù)已比較成熱,得到廣泛的應(yīng)用。但隨著CCD應(yīng)用范圍的擴(kuò)大,其工藝復(fù)雜、功耗大、價格高等缺點逐漸顯現(xiàn)。
CMOS(Complementary metal-Oxide Semiconductor互補金屬氧化物半導(dǎo)體)其光電轉(zhuǎn)換過程與CCD的基本相似,區(qū)別就在于這兩種傳感器的光電轉(zhuǎn)換后信息傳送的方式不同。CMOS上共存著帶N(負(fù)電)和P(正電)級的半導(dǎo)體,其互補效應(yīng)所產(chǎn)生的電流即可被芯片記錄和得出影像。目前CMOS圖像傳感器憑借讀取信息方式簡單、高靈敏度、高集成度、低功耗等優(yōu)勢,已成為當(dāng)前可見光成像領(lǐng)域主流的成像器件。
中國作為世界制造業(yè)第一大國,對于CMOS圖像傳感器的需求數(shù)量居世界第一,但是在工業(yè)檢測、生命科學(xué)、天文、廣電等高端裝備制造領(lǐng)域使用的圖像傳感器芯片幾乎全部來自進(jìn)口。在《中國制造2025》重點發(fā)展方向中,其中明確表示中國芯片自給率要在2020年達(dá)到40%,2025年達(dá)到70%,標(biāo)志著我國的CMOS圖像傳感器芯片行業(yè)在未來5-10年將迎來井噴式發(fā)展。
2019年,依托中科院“弘光專項”,長春長光辰芯光電技術(shù)有限公司立項啟動了“面向高端裝備制造的系列化CMOS圖像傳感器”項目。長光辰芯光電對國內(nèi)CMOS圖像傳感器應(yīng)用需求進(jìn)行了充分市場調(diào)研,最終在面向高端裝備制造領(lǐng)域開展了高性能CMOS圖像傳感器的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化工作,突破了低噪聲全局快門像素設(shè)計、背照式芯片技術(shù)等多項核心技術(shù),實現(xiàn)了四大系列CMOS圖像傳感器的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化能力。
面向高端裝備制造領(lǐng)域的CMOS圖像傳感器產(chǎn)業(yè)化工作,將有效帶動國內(nèi)相關(guān)上下游產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展,包括晶圓加工、陶瓷封裝殼、玻璃蓋片等圖像傳感器生產(chǎn)產(chǎn)業(yè);光學(xué)鏡頭、后背系統(tǒng)和圖像處理等支撐產(chǎn)業(yè),并推動建立起完善的圖像傳感器產(chǎn)業(yè)鏈,提升在該領(lǐng)域的競爭力,使其在工業(yè)檢測、生命科學(xué)、天文、廣電等產(chǎn)業(yè)中得到積極的應(yīng)用。
未來,長光辰芯光電將會更深層次的開展高性能、高集成度、智能化的CMOS圖像傳感器的研制,助力我國高端裝備制造領(lǐng)域快速發(fā)展。
“做芯片本身不是很困難的事,更多還是需要積累,需要耐心,坐的住板凳,才能把一點點創(chuàng)新累積起來,形成質(zhì)變。”長光辰芯總經(jīng)理王欣洋表示:“我們將進(jìn)一步擴(kuò)大海外營銷市場,打造面向高端裝備的CMOS圖像傳感器的中國名片”。
中國工程師最喜歡的10大CMOS圖像傳感器芯片
騰訊網(wǎng)
11月11日
歡迎大家通過微信投票評選出“中國工程師最喜歡的10大CMOS圖像傳感器芯片”。 Top 5國際CMOS圖像傳感器 索尼智能視覺傳感器IMX 500/501 IMX 500/501是索尼發(fā)布的兩款具備AI處理功能的智能視覺傳感器,可在實現(xiàn)高速邊緣AI處理的同時只提取必要...百度快照
SK海力士新一代CMOS圖像傳感器:A4C傳感器
網(wǎng)易
11月4日
SK海力士新一代CMOS圖像傳感器:A4C傳感器 中國半導(dǎo)體論壇 振興國產(chǎn)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)! 眼睛對于包括人類在內(nèi)的動物而言至關(guān)重要,它幫助我們測量距離,是生存的條件之一。捕獵者在捕獵時使用眼睛來測量與獵物之間的距離,而獵物也在用眼睛觀察是否有...百度快照
本周9家公司沖刺IPO,安防CMOS圖像傳感器龍頭思特威闖關(guān)科創(chuàng)板
界面新聞
10月25日
思特威融資額28.2億元,該公司主營業(yè)務(wù)為高性能CMOS圖像傳感器芯片的研發(fā)、設(shè)計和銷售。公司產(chǎn)品已被應(yīng)用在安防監(jiān)控、機(jī)器視覺、智能車載電子等眾多高科技應(yīng)用領(lǐng)域。其圖像傳感器應(yīng)用在大華股份、大疆創(chuàng)新、宇視科技、普聯(lián)技術(shù)、天地偉業(yè)、...百度快照
2021-2026年中國CMOS圖像傳感器市場供需現(xiàn)狀及投資戰(zhàn)略研究報告
搜狐網(wǎng)
10月27日
本報告由華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院重磅推出,對中國CMOS圖像傳感器行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、競爭格局及市場供需形勢進(jìn)行了具體分析,并從行業(yè)的政策環(huán)境、經(jīng)濟(jì)環(huán)境、社會環(huán)境及技術(shù)環(huán)境等方面分析行業(yè)面臨的機(jī)遇及挑戰(zhàn)。還重點分析了重點企業(yè)的經(jīng)營現(xiàn)狀及發(fā)展格局...百度快照
【IPO一線】國產(chǎn)CMOS圖像傳感器廠商思特威IPO首發(fā)過會 安防CIS...
網(wǎng)易
10月29日
集微網(wǎng)消息 10月29日,據(jù)上交所科創(chuàng)板上市委2021年第79次審議會議結(jié)果顯示,思特威(上海)電子科技股份有限公司(以下簡稱:思特威)科創(chuàng)板IPO成功過會。 招股書顯示,思特威主要從事高性能CMOS圖像傳感器芯片的研發(fā)、設(shè)計和銷售。作為一家...百度快照
投資者提問:你好!貴公司的CMOS圖像傳感器芯片,有沒有跟國內(nèi)做車載...
新浪財經(jīng)
9月6日
貴公司的CMOS圖像傳感器芯片,有沒有跟國內(nèi)做車載攝像頭公司合作,或者說有沒有跟國內(nèi)的電動車廠家合作?未來自動輔助駕駛這塊需求這個CMOS很多 董秘回答(奧普光電(18.910,-0.72,-3.67%)SZ):...百度快照
終結(jié)日韓的壟斷!中國芯片巨頭崛起,搶回10%的全球市場
網(wǎng)易
7月30日
早在2018年格科微電子就已經(jīng)成功量產(chǎn)1.12微米大底1300萬像素圖像傳感器,打破了日本對于我國圖像傳感器領(lǐng)域的壟斷。 當(dāng)下的格科微電子不僅在國內(nèi)CMOS圖像傳感器芯片領(lǐng)域的出貨量始終穩(wěn)居第一名,其也在積極探索其他應(yīng)用市場。 百度快照
全球CMOS圖像傳感器市場集中度高 國內(nèi)市場進(jìn)口替代步伐加快
搜狐網(wǎng)
7月23日
根據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心發(fā)布的《2021-2025年中國CMOS圖像傳感器行業(yè)市場行情監(jiān)測及未來發(fā)展前景研究報告》顯示,2020年,全球CMOS圖像傳感器銷售規(guī)模達(dá)到162億美元以上,繼續(xù)保持增長態(tài)勢,但受新冠疫情影響,增速較2019年相比有所減緩。智能手機(jī)更新...百度快照
格科微:公司主營業(yè)務(wù)為CMOS圖像傳感器和顯示驅(qū)動芯片的研發(fā)、設(shè)計...
每日經(jīng)濟(jì)新聞
9月24日
每經(jīng)AI快訊,有投資者在投資者互動平臺提問:主營哪方面呢?格科微(.SH)9月24日在投資者互動平臺表示,公司是國內(nèi)領(lǐng)先、國際知名的半導(dǎo)體和集成電路設(shè)計企業(yè)之一,主營業(yè)務(wù)為CMOS圖像傳感器和顯示驅(qū)動芯片的研發(fā)、設(shè)計和銷售。(...百度快照
思特威推出全系列升級CMOS圖像傳感器新品SC2336與SC3336
騰訊網(wǎng)
9月8日
摘要:2021年9月8日,中國上海 — 技術(shù)先進(jìn)的CMOS圖像傳感器供應(yīng)商思特威(SmartSens),正式推出搭載DSI-2技術(shù)的全系列升級圖像傳感器新品——SC2336與SC3336,以高品質(zhì)的視頻解決方案賦能2MP-3MP安防及車載智視應(yīng)用發(fā)展。 百度快照
北京思比科,上海格科威,深圳比亞迪,這三家是目前全華班設(shè)計的民營企業(yè),出貨量是國內(nèi)企業(yè)前3。主要面向國內(nèi)低端消費電子,汽車,以及筆記本。月出貨量都是kk級。一般在臺積電,三星這樣的代工廠生產(chǎn)(不知道比亞迪有沒有自己的流片廠)
這里格科威目前已經(jīng)是全球出貨量前10的sensor廠。
頂級大廠中豪威已經(jīng)被中國財團(tuán)收購,不知道算不算中國企業(yè)
辰新,科學(xué)級cmos
當(dāng)然是長光辰芯……有個大牛的學(xué)生畢業(yè)去了
除了樓上幾位提到的
目前手機(jī)端終端的CMOS圖像傳感器的客戶公司也宣布CMOS圖像傳感器業(yè)務(wù),例如OPPO,華為等廠商。不過目前也都沒有量產(chǎn),處于研發(fā)階段。
而傳統(tǒng)的國內(nèi)本土公司,有例如格科微,思立微,思特微,匯頂(屏下指紋),比亞迪,銳芯微等。很多初創(chuàng)公司就不一一列出了.
國外就很多了 Sony 三星這種是設(shè)計和制造一體的IDM,還有OV ,CISTA,Aptina等這些公司的創(chuàng)始人盤根錯節(jié),有興趣的可以看看公司的發(fā)展史。
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