來源:內容由半導體行業觀察(ID:icbank)原創,作者:杜芹,謝謝。
在CMOS圖像傳感器(CIS)這個細分領域,我國是值得驕傲的,豪威科技、格科微、思特威榜上有名,而且發展迅速。根據Counterpoint的相機供應鏈研究的最新調查結果,從供應商的角度來看,預計索尼將在 2022年獲得 39.1% 的收入份額,其次是三星(24.9%)和豪威科技(12.9%)。在此之後,還有多家正在瓜分CIS市場的玩家,比如2021年剛宣布進軍圖像傳感器的SK海力士,以及正在加速布局汽車CIS的思特威等。
圖源:Counterpoint
不斷被蠶食的索尼
索尼於1996年開始生產CMOS 圖像傳感器,並於2000年推出了其第一款CMOS傳感器IMX001。當時,CCD圖像傳感器被認為優於CMOS,因為它們具有更多的像素和更少的噪點。但是,它們的讀取速度較低,索尼確信它們無法支持高清視頻的高解析度數據。
索尼隨後決定將其重點從CCD(電荷耦合器件)傳感器轉移到CMOS(互補金屬氧化物半導體)傳感器。到2009年,索尼創造了背照式CMOS傳感器,其靈敏度是傳統圖像傳感器的兩倍,並且超出了人眼的能力。
2012年索尼又開始生產堆疊式CMOS圖像傳感器(使用像素和信號處理部分的分層來產生更高的圖像質量)。2015年,它甚至生產出了世界上第一款採用Cu-Cu連接的圖像傳感器,從而實現了更小的封裝、更高的性能和更高的製造效率。
這些技術創新幫助索尼在圖像傳感器市場上位居榜首。巔峰時期,索尼的CIS占比高達近50%。但華為的禁令重創了索尼,此前幾乎所有的華為智慧型手機都使用了索尼 CMOS 圖像傳感器,尤其是高端的Mate和P系列。
2019年圖像傳感器的市場份額(圖源:TSR)
為了保住自己的收入,索尼開始了一些列補救措施,包括專注於自動駕駛和AI傳感器,還與中國手機廠商合作。另外還與台積電在日本建廠,專注於較成熟的22nm和28nm工藝,索尼方面稱,確保邏輯晶片的穩定供應對公司的業務至關重要,新建一座工廠是一個可能的解決方案。
來勢洶洶的三星
隨著索尼份額的下降,三星順勢而上,搶占了更多的份額。三星早在 2002年就開始生產圖像傳感器,並將其存儲晶片專業知識應用於CIS的設計和製造,幫助業務快速增長。三星自身的優勢還在於其大部分Galaxy智慧型手機都使用了自產的圖像傳感器。再加上在技術上的創新,2019年三星投入1000億美元開發CMOS圖像傳感器,搶奪索尼在增長迅猛的智慧型手機影像傳感器市場份額,譬如推出1億像素的CIS,攏獲了小米這個客戶。
從市場現狀看,CMOS圖像傳感器(CIS)由於長期短缺而需求不斷增長。於是,三星在最新出爐的年報揭露今年將擴大成熟製程晶圓代工布局,將鎖定CMOS影像感測器(CIS)所需成熟製程產能,這將使三星能夠吸引新客戶並增加利潤。這是三星電子首次計劃擴大傳統技術的製造能力,以前,三星一直專門放在先進技術的開發和實施上。
車載CIS猛進的豪威科技
得益於多元化的產品組合、智慧型手機超高解析度傳感器的突破以及汽車、監控和工業領域不斷增長的需求,OmniVision(豪威科技,簡稱OV)預計2022 年CIS收入也將大幅增長。
根據 Yole 數據預測,2023年車均攝像頭搭載量將達到 3 枚。受益於車載攝像頭出貨量上升,車載 CIS市場快速增長,汽車領域將繼續成為 CIS 增長最快的細分市場。作為全球第二的車載CIS廠商,豪威科技將直接受益於行業需求的提升。此前有行業人士分析認為,豪威科技很有潛力成為第一的車載CIS供應商。
而且韋爾股份此前在投資平台回復,公司車載800萬像素CIS已於2021年研發完成,目前產品已經實現量產交付。這款傳感器提供的高清晰度和範圍以及集成的ASIL-C功能對於前視汽車應用(例如ADAS和3級以上自動駕駛汽車)至關重要。憑藉著優秀的產品性能,公司獲得了國內外諸多汽車品牌的認可,並已在較多車型方案上獲得導入,數量及價值量穩步提升。
不過與索尼和三星最大的不同,豪威科技沒有自己的工廠,採取的是Fabless模式,基於這樣輕重量的業務模式,豪威科技這幾年扶搖直上,在三大廠中是產品線最豐富的。但為了保證產能的供應問題,豪威科技也在探索Fab-lite模式。
2019年10月22日,韋爾股份向豪威增資2700萬美元,建設晶圓測試及晶圓重構生產線。2020年12月,韋爾股份又擬募集24.4億,其中18.39億元用於建設晶圓測試及晶圓重構生產線(二期),主要是針對高像素圖像顯示晶片的12英寸晶圓測試及重構封裝。
圖源:韋爾股份公告
韋爾股份在其公告中指出了自建測試和封裝產線的必要性和合理性,一方面,可以進一步提升公司在CMOS圖像傳感器晶片領域的競爭優勢,改變此前在晶圓測試以及晶圓重構封裝業務採用委外加工的模式,降低成本,提升對產品的把控,縮短交期;另一方面,能夠提升市場反應效率,有利於把握 CMOS 圖像傳感器市場機遇,提高市場占有率;第三,這是一個順應公司戰略發展需要的決定,全球排名前三的圖像傳感器供應商除豪威科技外的另外兩家索尼、三星均採用IDM模式,該模式可以整合產業鏈資源,產生規模效應。
向中高端加速擴展的格科微
格科微(GalaxyCore)是一家快速崛起的CIS晶片廠商。根據Frost&Sullivan統計,按出貨量口徑統計,2020年,公司實現20.4億顆CMOS圖像傳感器出貨,占據了全球 29.7%的市場份額,位居行業第一;以銷售額口徑統計,2020年,公司CMOS圖像傳感器銷售收入達到58.6億元,全球排名第四。
目前格科微還正在積極推動中高階像素CMOS圖像傳感器的研發。為此,格科微正募資將通過自建部分12英寸BSI晶圓後道產線、12英寸晶圓製造中試線的方式,逐步實現由Fabless模式向Fab-Lite模式的轉變,提升高階CMOS圖像傳感器的研發效率及產能保障力度,降低公司產品布局拓展的潛在風險。
車載CIS龍頭安森美的專注
安森美半導體是由摩托羅拉半導體業務於1999年分拆而來。可以說安森美半導體在汽車領域已經有四、五十年歷史了。在圖像傳感器領域,安森美擁有超過15年的汽車成像經驗,超過4億顆汽車傳感器正在車輛中使用,也是首家提供車規汽車圖像傳感器的公司,多年的車載場景數據已經為安森美磨礪出高可靠性的產品。
安森美在圖像傳感器方面的市場份額一直都很高,超過50%,超過所有競爭對手加起來的總和。其中在ADAS市場,安森美的CMOS圖像傳感器長期保持著80%的市占率。
去年,確立了公司的新戰略,聚焦智能電源和智能感知,專注汽車和工業市場。安森美也在由傳統IDM模式向更加靈活的Fab-Liter模式轉型,將採取更加靈活的製造路線和策略,未來會退出規模不足的晶圓廠、聚焦300mm晶圓產能,並將提高通用封裝後端廠的靈活性。
安防CIS龍頭思特威的進擊
據Yole 高級技術和市場分析師Florian Domengie博士斷言:「在過去五年中,整個安防CIS市場幾乎翻了一番:從 2017年的6%增加到2021年的11%。毫無疑問,安防已成為僅次於移動設備的第二大細分市場。預計安防市場將從2021年的21.6億美元增加到2027年的36.7億美元,年符合增長率為8.9%。」
圖源:Yole
安防監控領域一直是思特威發展CIS的重點。根據Frost&Sullivan統計,在安防監控領域,2020年思特威實現1.46億顆CMOS圖像傳感器出貨,出貨量位居全球第一,占全球35%的市場份額。
除此之外,思特威正在積極布局車載電子應用領域,思特威新晉車載晶片部成立。2020年思特威收購了Allchip,拓展了在車載電子領域的產品線。目前思特威已針對艙外及艙內不同應用場景推出了多元化的產品。目前思特威已成功量產了9款前裝車載圖像傳感器,並將於明年推出8款車載新品。其中SC120AT更是思特威首顆集成ISP二合一功能的車規級CIS,可直接輸出YUV 422格式視頻影像。
寫在最後
可以看出,主要的CIS晶片玩家都在鉚足勁拿下市場占有率,CIS市場的變局或將來到。尤其是隨著國內CIS晶片廠商不斷向中高端攻堅,豪威和格科微等都在向Fab-lite模式布局,保證產能,再加上國產晶片替代的熱潮,市占率最大的索尼面臨著不斷被蠶食的境地。全球 CIS 行業呈現寡頭壟斷態勢不知道能否迎來改寫?