對(duì)于CIS（CMOS圖像傳感器）領(lǐng)頭羊索尼來(lái)說(shuō)，近來(lái)可謂是喜憂參半。失去華為這個(gè)超級(jí)大客戶，讓索尼相關(guān)業(yè)務(wù)營(yíng)收大幅縮水，根據(jù)2020財(cái)年第二財(cái)季（自然月7~9月）財(cái)報(bào)，圖像傳感器業(yè)務(wù)的運(yùn)營(yíng)利潤(rùn)預(yù)期被下修38%至810億日元。索尼的CFO Hiroki Totoki（十時(shí)裕樹）就認(rèn)為直到2022財(cái)年結(jié)束（2023年3月）前，傳感器業(yè)務(wù)的盈利能力都不會(huì)恢復(fù)。

好在這個(gè)“傷口”正在慢慢恢復(fù)，由于蘋果iphone12的熱賣以及來(lái)自中國(guó)廠商的訂單增加，索尼依然對(duì)未來(lái)充滿信心，新建工廠的計(jì)劃如期進(jìn)行。

CIS的黃金時(shí)代正在到來(lái)，對(duì)于索尼和其他廠商來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在無(wú)暇顧及過(guò)往，因?yàn)槲磥?lái)的競(jìng)爭(zhēng)容不得絲毫喘息。

黃金時(shí)代

我們身處的世界已經(jīng)被CIS包圍了。不單是智能手機(jī)和照相機(jī)，無(wú)人機(jī)、掃地機(jī)器人、智能翻譯筆、安防攝像頭，還有生產(chǎn)線上的檢測(cè)設(shè)備，都已經(jīng)離不開CIS。

根據(jù)市場(chǎng)分析公司Yole的預(yù)計(jì)，2019年至2025年間，CIS行業(yè)的CAGR為8.1％，五年內(nèi)收入應(yīng)達(dá)到270億美元。而據(jù)另一家分析公司Frost&Sullivan統(tǒng)計(jì)，2019年全球CIS市場(chǎng)出貨量為63.6億顆，預(yù)計(jì)到2024年全球出貨量達(dá)到91.1億顆。

移動(dòng)設(shè)備的首要地位仍不可撼動(dòng)，多攝像頭化是市場(chǎng)最大的驅(qū)動(dòng)力，這里又以手機(jī)為最，2019年全球智能手機(jī)及功能手機(jī)CIS銷售額就占據(jù)了全球73.0%的份額，而安全和汽車則在2020年成為CIS第二和第三大細(xì)分市場(chǎng)，年復(fù)合增長(zhǎng)率也高達(dá)20%。

汽車市場(chǎng)的潛力最被行業(yè)所看好。IC insights的報(bào)告指出，汽車市場(chǎng)將成為CIS的增長(zhǎng)動(dòng)力所在。未來(lái)5年，這個(gè)市場(chǎng)的年復(fù)合增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)將達(dá)到38.4％，到2022年，整個(gè)汽車CMOS圖像傳感器市場(chǎng)會(huì)增長(zhǎng)到28億美元，市場(chǎng)占比會(huì)提升到15%，躍居第二位。

這其中的原因就是ADAS（先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)）/AV（自動(dòng)駕駛汽車）的發(fā)展，推動(dòng)車載攝像頭從僅搭載后視攝像頭的配置，向6個(gè)攝像頭以上的ADAS，乃至多達(dá)16個(gè)攝像頭的自動(dòng)駕駛發(fā)展，將極大提升CIS用量。

還有一個(gè)有黑馬潛質(zhì)的領(lǐng)域是工業(yè)，隨著機(jī)器視覺(jué)的發(fā)展，越來(lái)越多的工業(yè)生產(chǎn)線將引入圖像傳感器來(lái)提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量，預(yù)計(jì)該領(lǐng)域年復(fù)合增長(zhǎng)率18%，2020年銷售額8.97億美元。

未來(lái)5年，汽車，工業(yè)，國(guó)防和航空航天等所有其他細(xì)分市場(chǎng)的表現(xiàn)將超過(guò)CIS的平均水平，替代移動(dòng)設(shè)備成為市場(chǎng)總量擴(kuò)大的主要推手。

巨頭的追逐

同其他半導(dǎo)體市場(chǎng)相似，CIS也是巨頭的樂(lè)園。索尼、三星和Omnivision（豪威科技）位列市場(chǎng)三甲，市場(chǎng)占有率分別為42%、21%和10%，幾乎瓜分了全部市場(chǎng)份額。意法半導(dǎo)體（ST） 近來(lái)表現(xiàn)優(yōu)異，從而躍升到第四位（市占率為6%），排在第5位的則是安森美（市占率為4%）。

相比鼎盛期，索尼的市場(chǎng)份額有所下降，其中有失去華為這一大客戶的影響，但三星、海力士等對(duì)手的不停追擊也是重要因素。

要在CIS市場(chǎng)存活乃至領(lǐng)先，必須要在技術(shù)上快人一步。這也促使CIS的技術(shù)不停演進(jìn)，從FSI過(guò)渡到BSI，現(xiàn)在則升級(jí)成堆疊式BSI，使用TSV來(lái)連接到傳感器陣列和邏輯芯片。

很有意思的是，CIS的制造工藝與DRAM的制造工藝非常相似，并且DRAM 的溝槽技術(shù)被應(yīng)用于高像素產(chǎn)品的工藝。因此，DRAM制造商很有可能后發(fā)制人，這就是三星、SK海力士等廠商快速崛起的秘密。

SK海力士實(shí)際上正在應(yīng)用DRAM溝槽工藝技術(shù)來(lái)消除像素之間的光干擾，同時(shí)正在進(jìn)行一些實(shí)驗(yàn)來(lái)防止使用金屬隔墻時(shí)吸收光子。此外，三星電子的ISOCELL還采用了DRAM工藝技術(shù)，并正在努力將其工藝改進(jìn)到32nm的水平。

SK海力士目前正在使用8英寸和12英寸CIS生產(chǎn)線。與去年相比，今年的12寸CIS產(chǎn)品線的產(chǎn)能增加了60％以上。此外，由于某些線路正在為CIS進(jìn)行重新部署，因此從今年年底開始，其產(chǎn)品性能將有望大幅提升。

三星在使用8英寸CIS生產(chǎn)線外，也在擴(kuò)大其12英寸生產(chǎn)線的產(chǎn)能，主要是利用舊的DRAM生產(chǎn)線。從2018年的11條生產(chǎn)線開始，三星計(jì)劃在2020年將13條生產(chǎn)線轉(zhuǎn)換為CIS生產(chǎn)線。

三星提出的口號(hào)是要在2030年之前超過(guò)索尼、躍居世界CIS首位。為此，三星正在積極地?cái)U(kuò)大投資。一家設(shè)備家企業(yè)就表示，其8～9月多次獲得圖像傳感器設(shè)備的大型訂單均來(lái)自三星。

面對(duì)咄咄逼人的對(duì)手，索尼在提高12寸產(chǎn)線產(chǎn)能的同時(shí)，也在加快新產(chǎn)線的建設(shè)。如果進(jìn)展順利，索尼在日本長(zhǎng)崎的全新產(chǎn)線將在2021年4月開始設(shè)備進(jìn)廠，同年10月進(jìn)行運(yùn)作。

另辟蹊徑

索尼和三星在高端市場(chǎng)的“神仙打架”，國(guó)內(nèi)廠商只能作為旁觀者。但是，在安防、工業(yè)、汽車等領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)廠商則有很大機(jī)會(huì)突圍而出。

縱覽整個(gè)安防領(lǐng)域，視頻監(jiān)控作為國(guó)內(nèi)安防市場(chǎng)占比最高的細(xì)分行業(yè)，一直保持著高增長(zhǎng)姿態(tài)，高清攝像頭成為市場(chǎng)增長(zhǎng)的爆發(fā)點(diǎn)，也帶動(dòng)了相關(guān)CIS市場(chǎng)的成長(zhǎng)。

基于對(duì)應(yīng)用場(chǎng)景更深入的理解，國(guó)內(nèi)廠商表現(xiàn)一直很優(yōu)異。安防攝像頭對(duì)于低光照、寬動(dòng)態(tài)范圍等性能的需求逐漸提升。就此趨勢(shì)，本土CIS廠商思特威通過(guò)全彩夜視技術(shù)、近紅外增強(qiáng)技術(shù)等創(chuàng)新技術(shù)，解決了客戶的痛點(diǎn)，從而獲得了中國(guó)乃至全球安防市場(chǎng)的認(rèn)可。根據(jù)Techno Systems Research最新報(bào)告顯示，思特威科技在安防領(lǐng)域自2017年起已經(jīng)連續(xù)兩年蟬聯(lián)市占率第一。

工業(yè)市場(chǎng)也是國(guó)內(nèi)廠商有希望突破的領(lǐng)域。進(jìn)入21世紀(jì)后，隨著機(jī)器視覺(jué)在工業(yè)自動(dòng)化的應(yīng)用，CIS也獲得進(jìn)入工業(yè)市場(chǎng)的準(zhǔn)入資格。并且，隨著制程工藝的長(zhǎng)足進(jìn)展，CIS已經(jīng)與CCD漸成分庭抗禮之勢(shì)。

GS（全局快門）的引入，是CIS的一個(gè)重大革新。它使得CIS能同時(shí)曝光來(lái)擷取不失真的運(yùn)動(dòng)物體圖像，這對(duì)機(jī)器視覺(jué)的領(lǐng)域有重大意義?？焖俨蹲剑ǜ邘剩?，無(wú)形變和非可見(jiàn)光下成像（近紅外增強(qiáng)技術(shù)）都相繼在CIS上得以實(shí)現(xiàn)。

因?yàn)樵贕S CIS方面起步很早，國(guó)內(nèi)廠商在機(jī)器視覺(jué)的應(yīng)用上已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展，在生產(chǎn)線檢測(cè)、無(wú)人機(jī)避障等場(chǎng)景中都占有了一席之地。

車用CIS也為國(guó)內(nèi)廠商所一致看好。“中國(guó)擁有全球一半以上的電動(dòng)車銷量，CIS下游市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)明顯，因此技術(shù)機(jī)遇和市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)使得我國(guó)車用CIS面臨良好的發(fā)展機(jī)遇。”一位業(yè)內(nèi)人士這樣分析。

進(jìn)入今年以來(lái)，已經(jīng)有多家國(guó)內(nèi)CIS廠商推出了車規(guī)級(jí)CIS產(chǎn)品，展示了良好的發(fā)展態(tài)勢(shì)。雖然與國(guó)際巨頭還有差距，但是利用本土市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)，加強(qiáng)與國(guó)內(nèi)車企、Tier1廠商的互動(dòng)，加速產(chǎn)品驗(yàn)證，同時(shí)切入較易進(jìn)入的后裝車載市場(chǎng)，逐步向前裝車載市場(chǎng)滲透，國(guó)內(nèi)廠商有機(jī)會(huì)獲得更多市場(chǎng)份額。

Yole最近做出預(yù)測(cè)：中國(guó)或首先在CIS上實(shí)現(xiàn)自主可控。這個(gè)判斷的根據(jù)是，中美貿(mào)易戰(zhàn)給了國(guó)內(nèi)廠商更多的機(jī)會(huì)和大量注資，并且中國(guó)大陸擁有CIS所需的晶圓代工廠。如果再加上國(guó)內(nèi)在機(jī)器人、AR等新興市場(chǎng)上的優(yōu)勢(shì)，國(guó)內(nèi)廠商有很大幾率在未來(lái)幾年改寫CIS市場(chǎng)的格局。
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