國產CIS的第三次崛起機遇

2022-02-28     Trendforce集邦

原標題:國產CIS的第三次崛起機遇

「越來越多的車企在加速與國產CIS設計企業的合作,這個產業曙光初現」一位深耕CIS產業的資深人士如此表示。

第一次:手機

2014年6月,工信部發布《國家集成電路產業發展推進綱要》,《綱要》指出,到2020年,我國集成電路產業與國際先進水平差距逐步縮小,全行業銷售收入年均增速超過20%,這其中就包括今天的主角CIS。

《綱要》發布的當年,中國的智慧型手機出貨量早已成為全球第一,但智慧型手機的「視網膜」基本上要靠國外進口。兩年後,由中信資本、清芯華創和金石投資組成的財團,完成了對美國上市公司豪威的收購。全球第三的CIS廠商正式成為國產半導體一員。

豪威被中資財團收購那年,也是手機攝像頭的轉折之年。

此時,隨著技術的成熟,手機雙攝逐漸成為主流。

  • 當年4月,華為P8發布,這場發布會上觀眾記住了兩個詞「徠卡」和「雙攝」;
  • 7月,小米發布的紅米Pro成為其雙攝的試水之作;
  • 9月,iPhone 7 Plus為消費者準備了兩大驚喜,分別是「取消3.5mm耳機孔」和配備「雙1200萬像素」鏡頭。

一時間,主流手機廠商紛紛切入多攝戰場,將這股戰火延續至今。手機攝影自此成為各家手機廠商延續增長的法寶之一,並通過多攝設計逐漸逼近單眼相機的多種功能。

2017年,走過10個年頭的智慧型手機,開始進入成熟期。新技術帶來的熱情過後,消費者趨於理性,市場滲透率也達到很高水平。

根據Trendforce集邦諮詢的數據顯示,2017年全球智慧型手機的銷量達到14.6億部,此後再也沒能超過這一數字。

數據來源:Trendforce集邦諮詢

手機銷量的減少,本會對CIS市場增長帶來衝擊,但 多攝風潮的興起,讓CIS柳暗花明。豪威的回歸,手機廠商對雙攝的強力推進,讓國產CIS進入了一個黃金髮展期。

成為國產芯之後,豪威業績下滑的頹勢得到了扭轉。2019年,韋爾與豪威財報並表之後的第一年,韋爾股份CIS業務的營收同比增長79%。而伴隨著三攝四攝的到來,格科微憑藉成本優勢,以1300萬像素以下的鏡頭為切入點,在出貨量上實現了行業第一成績。

時代的東風撲面而來,順風行舟的不僅是手機,還有安防

第二次:安防

過去十年,是中國城鎮化快速提高的十年。國家統計局數據顯示,2011年至2019年,中國城鎮化水平從51.3%增長至60.6%。城鎮化的提高,對社會治安有了更高的要求,需要更多的「城市之眼」守護每一寸安寧,安防產業迎來高速發展。

從中安協的數據來看,2018年,中國安防市場的前三大應用場景分別是平安城市、智能交通、雪亮工程,這三大應用場景的規模占到了安防整體規模的53%,且都是政府推動。

思特威抓住了這股東風,2014年憑藉第一顆產品SC1035在安防市場嶄露頭角。一年後,思特威SC1035成了「斷貨王」,每月出貨量達到100萬顆。三年後,當手機增長見頂,安防產業卻紅紅火火,思特威出貨了第1億顆晶片。同年,坐上CIS安防領域頭把交椅。此後四年,思特威市占率一路攀升,於2021年達到了35%,從0%到35%,思特威只用了七年。

國產芯要占領半導體的高地,更要站在高端的巍峨峰巒上睥睨天下。這一點安防領域基本上實現了突破。

從思特威的財報可以看出,2020年,思特威安防領域的營收中57%來自中高端。安防市場在接下來的幾年中還會在低照度,低功耗和邊緣計算等方向繼續穩定發展,後疫情時代市場空間還在不斷提升。

國產CIS設計公司若能持續維持快速增長,國產安防CIS未來將會風景無限。

第三次:汽車

單攝、雙攝、三攝、四攝,激情過後總會趨於理性。隨著手機的發展,越來越多的消費者開始不迷信攝像頭的數量,原本的四攝也在逐漸向三攝回歸。

TrendForce集邦諮詢的最新數據表明,2020年下半年被引爆的四攝,在2021年下半年開始「退燒」,品牌手機廠商也將回歸消費者實際需求。

「顯然,當前我們很依賴智慧型手機市場,從單攝轉向多攝的發展,對我們很有利,但這樣的紅利又能維持多久呢?」在如火如荼的2017年,索尼半導體負責人Shimizu卻表達出對於持續增長的憂慮。

下一個方向在哪裡呢?整個行業都在用行動給出了答案。

2017年10月,索尼推出了業界解析度最高的車載堆疊型CMOS影像傳感器「IMX324」。該晶片不僅尺寸小,低功耗,相較於傳統感光元件解析度提高了3倍。台灣地區媒體驚呼地表最強。

作為車用CIS領域的王者,安森美同月也推出了Hayabusa平台。

將視線回歸到國內。國內自主研發車規級CIS的企業鳳毛麟角,此時已屬國產芯的豪威自然算一個,其也在同年10月革命性的推出了夜鷹Nyxel近紅外技術。

豪威之外,已在安防市場稱王的思特威,也將目光轉向了車用CIS。其2018年前後開始布局車載CIS,去年已有2款產品通過了車規AEC-Q100 Grade2標準。

產業鏈下游,專注於CIS產業封裝的晶方科技早已嗅到了未來的氣息。2005年成立的晶方科技一直是手機和安防CIS的主力封裝廠商,2014年2月,晶方科技掛牌上市,同年,以3.4億收購了智瑞達進軍汽車領域,並建立了國內第一條12英寸晶圓級封裝產線,並展開汽車傳感器封裝業務。隨後,晶方科技加速汽車封裝領域的布局。

晶方科技副總裁劉宏鈞表示:

面對新能源汽車時代的到來,晶方科技專門建立了一條12英寸的車規生產線,2019年就已通過客戶認證,2021年開始批量出貨,目前已經處於產能爬坡階段。

嗅到車載CIS機遇的不僅僅是晶片廠,終端的企業也以投資的方式布局其中。2020年8月,在思特威收購安芯微加速布局汽車CIS之後,華為參與了思特威的C輪融資。兩個月後,小米與聞泰加入了思特威的D輪融資。離開手機產業鏈,華為與小米的競爭依然激烈。

車載CIS的價值空間

「一輛L2汽車,對CIS的需求大概8~12顆,與消費級CIS相比,車載CIS對於價格相對沒有那麼敏感,在同等性能之下,車載CIS的價格會更高」,幾位行業資深人士對全球半導體觀察如此表示。

CIS按照安裝位置的不同,分為前視、後視、360環視和艙內四種,位置不同對攝像頭的要求也不同。如後視,主要是採集圖像給並在螢幕上顯示給人看,而前視,環視和艙內主要用於機器運算,這部分攝像頭所攝的畫面主要用來做提取數據作為分析之用。

國際能源署的數據顯示,2020年全球新能源汽車的生產銷售量為298萬輛,預計未來會以30%的年均復合增長,到2025年銷量達到1143萬輛。目前,新能源汽車中,主要驅動力在歐洲、美國和中國。

數據來源:國際能源署

2020年11月,國務院辦公廳印發《新能源汽車產業發展規劃(2021-2035年)》,《規劃》指出,到2025年我國新能源汽車滲透率要達到20%,2030年達到40%。而實際執行起來的速度遠快於所規劃的速度。「2021年,中國新能源汽車市場滲透率達到13.4%,高於上年8個百分點。」近期中國汽車工業協會常務副會長兼秘書長付炳鋒向媒體如此透露。

新能源化與智能化是一對孿生兄弟。新能源汽車滲透率不斷提升,汽車的智能化也將勢不可擋。而這對於半導體有了更多和更高的要求,對於CIS也是如此。

圖片來源:思特威

單車CIS數量的增加,以及新能源汽車滲透率的增加, 未來的十年乃至二十年將會是車用CIS的黃金期。但吹盡黃沙才能始到金,見到金礦之前,國產車載CIS依然需要面對滾滾黃沙。

優勢與劣勢

與MCU、ADC這樣的晶片不同,CIS的特殊性在於其是模擬電路和數字電路的合集。CIS企業既需要熟悉模擬電路設計的工程師,也需要數字電路設計工程師。CIS的設計需要資深ISP算法工程師,負責圖像處理相關算法的原型設計,CIS的製造也需要工藝集成工程師的參與。同時,CIS設計還要匹配光學鏡頭設計。

以上這些特性, 決定了CIS很難「速成」,尤其是高端的CIS更是需要全產業鏈豐富的設計經驗,而這些經驗需要靠時間的累積。目前擁有優勢的大廠做圖像傳感器由來已久。圖像傳感器是索尼的看家業務,豪威更是CIS的鼻祖級企業,而安森美布局車載CIS還要從2005年算起。

先行者往往具有先發優勢,而這種先發優勢最直接的體現就是專利。多年的沉澱讓以上這些企業,擁有的專利超過了2000多項。另一方面,在巨頭的成長中,往往會出現併購,安森美的王者地位是通過不斷併購而來的。

2011~2014年間,安森美分別通過收購Cypress image、柯達圖像傳感器業務和原本隸屬美光的Aptina Imaging一舉在車載CIS市場建立了強大的防線。

除了安森美之外,索尼於2015年也以1.55億美元收購了東芝旗下的CMOS圖像傳感器業務(後來德淮重金挖來了東芝出走的CIS團隊,這屬於另一個話題),這讓原本富裕的索尼,變得更加富裕。

雖然我國的半導體發展比較晚,但國內的CIS企業創始人幾乎都有很強的技術背景。這些行業資深技術專家,有著豐富的從業經驗,可以帶領國產CIS開闢更多的專利和技術創新。

比如思特威的創始團隊,創始人徐辰博士深耕CIS領域二十餘年,在美國工作期間就拿下了20多項美國專利,創立思特威後,又成功申請超過20項美國專利與50項中國專利。思特威的首席技術官莫要武博士曾親手主持設計的近百款CMOS 圖像傳感器,若列一份CIS專家榜的話,這位元老級人物至少能位於前十,其營運長馬偉劍是國產射頻龍頭卓勝微的聯合創始人。

另一家企業格科微,其創始人趙立新董事長在創業之前,就先後在新加坡特許半導體公司、美國ESS公司、UT斯達康從事傳感器相關工作。

群雄逐鹿堆棧式

CIS發展至今,從前照式FSI到後來的背照式BSI,再到如今的堆棧式Stacked,每一代技術革新都會帶來全新的體驗,同樣新技術的應用也會面臨許多挑戰。比如相對於前照式和背照式而言,堆棧式結構雖然能夠縮小晶片體積,有效抑制電路噪聲從而獲得更優質的感光效果,但缺點也是有的,對於製作工藝有更高的要求,成本也會進一步提升。

晶方科技副總裁劉宏鈞表示,

從目前的的技術來看,堆棧式是主流方向,但由於當前成本較高,而且需要FAB廠的工藝支持,所以主要還是面向高端市場為主。

2012年8月,索尼發布了IMX135、IMX134和ISX014三款圖像傳感器,這是全球第一批正式商用的堆棧式圖像傳感器。

這幾款晶片在當時,不僅感光能力強,同時還支持硬體級HDR,在拍攝大光比場景的照片時更具優勢。此後,索尼第二代堆棧式CMOS IMX214的推出被各大手機廠商採用,代表機型包括小米4、華為P7、OPPO Find7等,IMX214的出現奠定了索尼在手機CMOS市場的霸主地位。

除了索尼之外,豪威在堆棧式方面也在加速布局。其2018年提出了一項專利,該專利的核心是提供一種堆疊式CMOS圖像傳感器及製作方法,減小了邏輯晶圓和像素晶圓金屬層互連孔的橫向尺寸,同時簡化了堆疊式CMOS圖像傳感器的製作工藝。

豪威之外,思特威也在布局堆棧式CIS,翻閱思特威的財報,其堆棧式在售產品有2款,在研項目6項,專利數量10項。2019年堆棧式的營收占比僅有3.25%,2021年第一季度這一數字增至9.53%,增勢迅猛。

總結

智慧型手機的爆發,索尼抓住了機會,通過打入蘋果供應鏈,一舉成為CIS領域的最強王者;多攝時代的開啟,豪威和格科微抓住了機會,市占率穩步提升;安防市場的風起雲湧,讓思特威抓住了機會,從無到有,從有到第一,僅用了短短几年時間;新能源汽車的風暴已經到來,這一次國產CIS企業能否再次抓住機會呢?

在溝通期間,不止一家企業告訴全球半導體觀察,隨著國產化浪潮的推進,越來越多的車廠開始主動接納國產半導體企業,甚至主動尋求合作。這對於國產芯,國產CIS行業來說,無疑是一個好消息,也是對為國產芯崛起而奮鬥的從業者最好的反饋。

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文章來源: https://twgreatdaily.com/zh-cn/96869e77beced5e9d0d42b7620e76867.html