近年來，中國廠商在半導(dǎo)體多個細分領(lǐng)域已經(jīng)逐漸有話語權(quán)，CMOS圖像傳感器（CMOS Image Sensor，簡稱CIS）是一個。CIS是一種電子芯片，可將光子轉(zhuǎn)換為電子以進行數(shù)字處理，是可以充當(dāng)為“電子眼”的半導(dǎo)體器件。CIS的低制造成本使其在消費設(shè)備中成為可能。如今大多數(shù)手機攝像頭都采用了CIS。因此，在CIS領(lǐng)域，大有“得手機者得天下”的說法，而現(xiàn)在，CIS市場似乎正在發(fā)生微妙的變化。
13年來首次下滑，CIS市場怎么了？
由于智能手機和汽車所使用的攝像頭數(shù)量越來越多，CMOS圖像傳感器市場多年來一直保持兩位數(shù)的增長。據(jù)IC Insights的數(shù)據(jù)，全球CMOS圖像傳感器的銷售額從2016年的105億美元增長到2021年的201億美元，年復(fù)合增長率（GAGR）為13.9%；在這一時間段，CIS的全球出貨量從40萬顆增長到690萬顆，GAGR為11.6%。
但據(jù)IC Insights的數(shù)據(jù)，2022年CIS市場將出現(xiàn)13年來的首次下滑，預(yù)計銷售額將下降7%至186億美元，全球CIS出貨量預(yù)計將下降11%，至61億美元。而且后續(xù)CIS市場的增長率也有所下降：自2021年到2026年CIS全球銷售額的GAGR降低到6%，出貨量的GAGR為6.9%。到2026年CIS銷售額將達到269億美元，全球出貨量達到960 萬個。
如果看向具體的廠商，在2022年上半年，幾乎所有的CIS廠商都感受到了不同程度的市場下滑。
在此之前，讓我們看看CIS這個市場的主要玩家有哪些？在整個CIS市場中，生態(tài)系統(tǒng)仍然由歷史領(lǐng)導(dǎo)者主導(dǎo)，索尼、三星、OmniVision和意法半導(dǎo)體都是移動和消費市場的強大參與者。據(jù)Yole的數(shù)據(jù)，2021年CIS玩家的市占率分別是索尼39%，三星22%、豪威科技13%和意法半導(dǎo)體6%，格科微和安森美占4%，韓國的SK Hynix市場份額為3%。思特威為2%。日本佳能和美國國防集團 Teledyne、濱松和松下各占1%。
索尼2023財年第一季度的圖像傳感器美元銷量收入連續(xù)下降12.4%。三星非內(nèi)存部門的關(guān)鍵芯片產(chǎn)品之一的CMOS圖像傳感器，2022年的銷量和出貨量將出現(xiàn)13年來的首次下滑。
根據(jù)韋爾股份2022年上半年財報顯示，公司（主要是豪威科技）的圖像傳感器解決方案業(yè)務(wù)實現(xiàn)營業(yè)收入72.98億元，較上年同期下降20.97%。
格科微2022年上半年實現(xiàn)營業(yè)收入32.9億元，同比下降10.63%；實現(xiàn)歸屬于上市公司股東的凈利潤5.1億元，同比下降 20.23%。
思特威2022年上半年實現(xiàn)營業(yè)總收入10億元，較上年同期減少19.1%，公司占據(jù)份額較大智慧安防行業(yè)合并收入實現(xiàn) 7.7億元，較上年同期減少30.3%，占主營收入的比例為 77.0%。
CIS市場下降是多個因素的使然：一是疫情期間導(dǎo)致的對互聯(lián)網(wǎng)連接和在線會議功能需求激增之后，對主流消費類手機、數(shù)碼相機及便攜式電腦的設(shè)備需求疲軟。據(jù)McClean第三季度的報告，接近2/3的CIS用于手機，預(yù)計這一比例到2026年將降到45%左右；另外受到通貨膨脹和俄烏戰(zhàn)爭導(dǎo)致的通貨膨脹，以及美國禁令等負面影響；再就是從行業(yè)技術(shù)本身的發(fā)展趨勢來看，智能手機中的攝像頭數(shù)量增長速度放緩，高端的智能手機可能包含5個或更多攝像頭，但大多數(shù)手機基本保持在3個左右。
所以只依賴單一的手機市場，將不利于CIS廠商的長足發(fā)展，需要在更多細分領(lǐng)域?qū)で驝IS的新機遇。
CIS的未來驅(qū)動靠什么？
不過，就目下的市場下滑，諸多廠商都表示下半年會逐步回暖。那么，CIS未來的成長驅(qū)動因素有哪些？
一是智能手機的復(fù)蘇。毋庸置疑的是，智能手機仍是該設(shè)備最大的單一終端市場，隨著智能手機多攝趨勢的不斷發(fā)展，手機用CIS仍具有廣闊的前景。Yole預(yù)計到2027年手機等移動設(shè)備的市場大約有195億美元。具體到技術(shù)上來看，不斷發(fā)展的高端智能手機相機將需要更高的分辨率、更高的速度來支持視頻和更高的放大倍率。例如，手機用CIS已經(jīng)邁向2億像素。
二是新興應(yīng)用領(lǐng)域多點開花，CIS需求持續(xù)迸發(fā)。除手機之外，較有潛力的細分市場還有安全成像、汽車、醫(yī)療等等。
其中安全已成為繼移動和計算設(shè)備之后最大的CMOS圖像傳感器市場，Yole預(yù)計，其中安全類設(shè)備市場將從2021年的20億美元增長到2027年的36億美元，復(fù)合增長率為10.8%。技術(shù)方面，不同于移動設(shè)備所追求的更小像素和更高分辨率，安全成像行業(yè)則優(yōu)先考慮圖像質(zhì)量，安全領(lǐng)域的CIS關(guān)鍵參數(shù)仍然是低光靈敏度。目前在安全成像領(lǐng)域，1080p分辨率市場競爭非常激烈，基本上正在取代曾經(jīng)是低端的720p。此外，為了部署人工智能，如門鈴和智能家居攝像頭等一些應(yīng)用則越來越需要更高的分辨率，如4K2K，不過市場相對較小。
汽車領(lǐng)域特別是新能源汽車領(lǐng)域，表現(xiàn)出了需求增速加快的明顯特征，先進的駕駛輔助系統(tǒng)包括每輛車六到八個前視、環(huán)繞和后視攝像頭。自動駕駛服務(wù)車輛將需要16到20個攝像頭。Yole的預(yù)測數(shù)據(jù)顯示，2022年全球車載攝像頭銷量預(yù)計為2.2億顆，到2026年銷量將達到3.64億顆。智能駕駛等級的遞進對攝像頭的分辨率和數(shù)量提出了更高的要求。目前200萬像素芯片最受青睞，Yole預(yù)估這一市場將從今年的48%繼續(xù)上漲并在未來較長時間內(nèi)保持高度活躍。而800萬像素CMOS圖像傳感器作為業(yè)內(nèi)目前相對領(lǐng)先的高分辨率產(chǎn)品，逐漸成為CIS廠商布局高端車載智視應(yīng)用市場的關(guān)鍵。如下圖所示，Yole預(yù)計，汽車CIS市場將從2021年17億美元增長到2027年的32億美元，復(fù)合增長率高達11.2%。
而在汽車方面，受益于國家及地方的購置稅減免、購車補貼等刺激消費政策的支持，中汽協(xié)數(shù)據(jù)顯示，2022年上半年，國內(nèi)新能源汽車產(chǎn)銷分別為266.1萬輛和260萬輛，同比增長均為1.2倍，市場占有率達到21.6%。由此所帶來的車載攝像頭的需求大幅增加。國產(chǎn)廠商有望分一杯羹。
CIS玩家擁抱多細分領(lǐng)域，國產(chǎn)廠商崛起
所以我們看到，幾乎所有的CIS廠商都在不斷擴充產(chǎn)品線，在多領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破和覆蓋。
已經(jīng)失去10個百分點市場份額的索尼為了扭轉(zhuǎn)這一下降趨勢，正在通過擴大產(chǎn)能、升級技術(shù)，并從智能手機向汽車、虛擬現(xiàn)實和其他應(yīng)用多元化發(fā)展。索尼早在2014年就宣布進軍汽車圖像傳感器市場，據(jù)索尼介紹，其車載圖像傳感器正在穩(wěn)步增長，截止到2025年，全球前20名汽車制造商中有75%將和索尼合作。
在擴產(chǎn)方面，6月17日，日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省(METI)宣布計劃向日本先進半導(dǎo)體制造公司(JASM)提供高達35億美元的補貼，以支持其在九州島的半導(dǎo)體制造項目。JASM是臺積電、索尼和豐田集團旗下電光的合資企業(yè)，基本上是一家專業(yè)代工廠。該工廠位于索尼自己的圖像傳感器生產(chǎn)設(shè)施附近，于4月開始建設(shè)，預(yù)計2024年12月開始運營，產(chǎn)品可能包括圖像傳感器、數(shù)據(jù)信號處理器、汽車IC和其他邏輯器件，優(yōu)先供應(yīng)給索尼和其他日本客戶。與此同時，索尼計劃在截至2024 年3月的三年內(nèi)，與圖像傳感器相關(guān)的資本支出為 9000 億日元（合 67 億美元），比前三年增長 55%。這包括擴建長崎的Fab 5，該工廠一年多前開始運營。由此產(chǎn)生的產(chǎn)量增長預(yù)計將有助于本財年索尼成像和傳感解決方案業(yè)務(wù)的銷售額增長 37%。
三星從2002年開始量產(chǎn)圖像傳感器，與行業(yè)龍頭索尼的市場份額差距逐年縮小。不僅在手機CIS領(lǐng)域的像素方面一路高歌猛進，在汽車市場，三星提供高清后視和環(huán)視顯示器。產(chǎn)能也是三星布局的一大重點，今年3月中旬，韓國媒體Business Korea報道，三星電子計劃提高CMOS圖像傳感器（CIS）等項目的成熟工藝的產(chǎn)能，從而吸引新客戶、提高產(chǎn)品利潤率。
豪威科技在手機CIS領(lǐng)域之外，也在發(fā)力汽車領(lǐng)域，豪威科技在汽車CIS領(lǐng)域具有包括 ADAS、駕駛室內(nèi)部監(jiān)控、電子后視鏡、儀表盤攝像頭、后視和全景影像等緊湊的方案，因此在汽車領(lǐng)域的銷售實現(xiàn)了較大的增長。
安森美在車用CIS領(lǐng)域的地位很高，安森美收購了多家汽車和工業(yè)視覺領(lǐng)域的CIS企業(yè)，據(jù)悉，安森美大約占據(jù)全球車用CIS近50%的市場份額。
專注在手機CIS市場的格科微，也在向汽車電子、智慧城市、物聯(lián)網(wǎng)等多領(lǐng)域奮進。目前公司已推出3顆65nm+ CIS工藝平臺和FPPI專利技術(shù)的智慧城市/汽車電子系列新品。
思特威是安防監(jiān)控CIS領(lǐng)域的主要玩家，近年來也開始往多領(lǐng)域進攻。2020年思特威開始啟動智能手機所需要的消費類CIS 系列產(chǎn)品的研發(fā)，2021年開始啟動了汽車電子需要的車載 CIS 系列產(chǎn)品的研發(fā)。這些新領(lǐng)域的產(chǎn)品目前都已經(jīng)開始貢獻營收，2022年上半年其智能手機CIS收入1.6億元，較上年同期增加121.5%，占主營收入的比例16.5%；汽車電子收入6599萬元，較上年同期增加15.2%，占主營收入的比例為 6.5%。
另外值得一提的是，CIS這個領(lǐng)域不斷發(fā)展的高分辨率、小像素密度、更小的模組高度等等特點，使得CIS廠商必須要采用BSI、3D BSI等新工藝來設(shè)計和生產(chǎn)，因此就對制造環(huán)節(jié)的要求很高。技術(shù)、資金實力雄厚的國際廠商如索尼和三星、意法半導(dǎo)體多采用IDM模式。但IDM的模式對于大多中國芯片設(shè)計企業(yè)來說，難以重負。
不過在國內(nèi)芯片行業(yè)蓬勃發(fā)展與國家大力扶持的條件下，不少Fabless公司開始向前突破，也都不約而同的正在從Fabless往Fablite的轉(zhuǎn)型中，開始搭建Fabless+測試/封裝的模式，探索Fabless和IDM這兩種模式并在優(yōu)劣勢之間取得均衡的能力。
如2019年10月22日，韋爾股份向豪威增資2700萬美元，建設(shè)晶圓測試及晶圓重構(gòu)生產(chǎn)線。2020年12月，韋爾股份又擬募集24.4億，其中18.39億元用于建設(shè)晶圓測試及晶圓重構(gòu)生產(chǎn)線（二期），主要是針對高像素圖像顯示芯片的12英寸晶圓測試及重構(gòu)封裝。
2022年8月31日，格科微的“12英寸CIS集成電路特色工藝研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化項目”BSI產(chǎn)線投片成功，順利進入風(fēng)險量產(chǎn)，即將進入大規(guī)模量產(chǎn)階段。自建產(chǎn)線的好處是，一方面能保證晶圓的供應(yīng)，把握關(guān)鍵環(huán)節(jié)的自主可控；另一方面，有助于實現(xiàn)公司在芯片設(shè)計端和制造端的資源整合，提升在背照式圖像傳感器領(lǐng)域的設(shè)計和工藝水平，加快研發(fā)成果產(chǎn)業(yè)化的速度。
思特威則通過上市募集資金用于“思特威（昆山）電子科技有限公司圖像傳感器芯片測試項目”。目前，其自建測試廠完成了大部分的終測（FT 測試）環(huán)節(jié)的工作。
可以看出，國產(chǎn)CIS廠商正在不斷擴展自己的產(chǎn)品線和應(yīng)用方向，并且通過探索Fab-lite的模式逐漸鞏固自身優(yōu)勢。
結(jié)語
在CMOS圖像傳感器這個領(lǐng)域，尋求除手機等移動設(shè)備之外的汽車和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用作為下一個支柱，對各大CIS廠商來說已經(jīng)極其重要，這或許會影響某些細分CIS市場的變化。而在CMOS這個市場角逐場中，國產(chǎn)CIS兵團的崛起之勢不容阻擋，他們正在依靠產(chǎn)品和產(chǎn)業(yè)鏈的優(yōu)勢搶占更高的市場份額。
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