Yole Développement 去年年中公布的數據顯示，2018年CMOS圖像傳感器（以下簡稱CIS）市場規模約在154億美元，而2019年這個數字預計能夠達到170億美元——更多統計機構的增幅數字與此相似。
CIS的市場主要驅動力目前仍然來自智慧型手機，雖然智慧型手機年出貨量近些年正在趨穩，但Yole在報告中提到，如今每台手機平均都需要2.5個圖像傳感器。除了手機常規的前後置攝像頭，後置的多攝像頭也已經是相當顯著的趨勢。預計2024年，CIS市場規模可達240億美元。
來源：Yole Développement
在整個半導體市場大環境並不樂觀，以及中美貿易摩擦對CIS產品平均售價產生消極影響的前提下，CIS需求始終處在相當旺盛的狀態，且整體供不應求。從市場觀察來看，2019年11月底，CIS市場2M/5M/VGA低像素CIS嚴重缺貨，中高像素產能也愈發緊張，CIS價格出現大幅上漲。從2019年年初至今，上游晶圓產能緊張，CIS供需關係被進一步打破，國內廠商500萬像素及以下的CIS出現兩次大規模漲價——即便整體漲幅近40%，出貨壓力也未見緩解，甚至給國內多加CIS封測長帶來了產能壓力和業績利潤提升。
車載攝像頭的低像素之謎
這樣的市場趨勢基本在意料中。若要剖析其中原因，須從細分市場下手。不同應用市場對於CIS的需求也是截然不同的，相機、手機需要最前沿的CIS民用技術——比如小米CC9 Pro手機已經開始採用0.8μm像素尺寸的1億像素解析度，這部分高端市場作為CIS的核心，自然無需贅言。CIS的應用領域很廣，即便當前其市場價值主要被智慧型手機占據，但CIS的應用領域還包括汽車、醫療、安防、遊戲、可穿戴設備等。
而在上述低像素應用領域，真正的增量市場從Yole近兩年的統計數據來看，很顯然是來自汽車和安防市場，其中尤以汽車攝像頭市場需求為代表。不過車載攝像頭或者汽車CIS的應用環境，決定了其市場很難與手機應用相提並論。
就我們對市場的觀察來看，當前汽車CIS解析度普遍在200-500萬像素上下，為何就解析度這個指標來看，它與手機CIS代差如此之大。理解了這個問題，大致即可知汽車CIS的應用現狀。這大概可以從幾個方面來理解。首先，就出貨量來看，2019年CIS總出貨量預估在61億顆左右——手機應用占到其中64%，也就是將近40億顆；汽車作為CIS的重要市場，實際還不足手機市場的1/10，而且這還是從出貨量的角度，而非銷售額來看。
可在終端層面做對比的是，iPhone 2018年的全球出貨量是2.25億部；而這一年全球最暢銷的車型豐田卡羅拉總銷量大約是118萬輛，大眾途觀、高爾夫、Polo加起來也不過230萬輛。即便汽車單價比手機高得多，從CIS製造商的角度來看，有出貨量才有話語權。
其次，車規級攝像頭應對的環境更不穩定，要求更嚴苛，汽車CIS在應用方向上與手機天然不同。這一點包含了至少三個基本要求：（1）儘可能拍得到，亦即寬頻譜的高敏感度，以及實時的高動態範圍（尤其雨雪天氣）；（2）可靠性，能夠在低溫、高溫等各種惡劣環境下工作，且具備極好的耐震特性；（3）更優化的成本與緊湊系統，這一點與前述汽車製造商的話語權有很大關係。
這三點實則決定了汽車CIS必須採用大像素設計（並且可能令像素filter設計與手機CIS的傳統RGB拜耳陣列不同，以及加入針對夜視的紅外成像支持），而成本的進一步保持，以及可靠性的高要求，讓汽車CIS很難實現高像素。
第三，除了CIS與攝像頭本身，圖像數據傳輸及處理要求具備極高的實時性。比如從後視攝像頭應用於泊車系統時，從獲取視頻數據到屏顯，必須有極小的時延，否則極易造成事故。這讓高像素數據量，以及傳統高帶寬但時延也高的傳輸方案變得不可用。
日經2019年上半年報道稱，索尼準備在2020年量產750萬像素汽車CIS，這顆CIS尺寸為1/1.7英寸，單像素尺寸2.25μm，這就比如今主流0.8μm的手機CIS大多了；這顆CIS的動態範圍最高120dB；索尼預計這款CIS需搭配Mobileye的EyeQ5或英偉達的Xavier達成如此像素數量的後端處理。
汽車成為CIS最大增量市場
索尼這款即將量產的新品表明了兩件事：其一，汽車CIS即便在出貨量方面無法與手機CIS相提並論，技術整體卻仍在向前推進，隨CIS周邊組件的技術發展，汽車CIS的解析度也在提升；其二，汽車仍然是CIS製造商追逐利潤的一大著力點。當前支持ADAS全套功能至少需要在車上安裝6個攝像頭，IC Insights甚至認為某些車未來可能需要10個以上的攝像頭，以實現前視、後視、360°環視，以及車內用於司機狀態識別的內置攝像頭。因此，智能網聯車、自動駕駛這些趨勢都成為促使汽車CIS市場疾速增長的重要原因。
Yole預計，2019年CIS市場增長率為10%，在整個半導體領域的銷售額中超過3%的占比。在CIS市場銷售額中，當前應用於手機的CIS占到整個市場的約70%。但包括安防、汽車在內的市場都有兩位數的增長。
IC Insights的數據則顯示，2019年CIS市場總銷售額155億美元，相較2018年增長9.2%。這個數據量級與Yole提供的數據大致相仿。實際2018年相比2017年，該市場的攀升速度已經達到了14%。2018年智慧型手機占到CIS總銷售額的61%，如果從出貨量來看，則占到了64%。
不過IC Insights有特別提到，汽車應用成長迅速，2018年CIS市場價值的6%由汽車市場貢獻，其復合年增長率為29.7%。預計2023年會達到32億美元，並拿下市場總份額的15%。
於此，汽車應用場景會成為未來CIS最大的增量市場，緊隨其後的是醫療/科學系統、安防攝像頭、工業（機器人與IoT），以及遊戲（包括消費級AR/VR）。IC Insights預測到2023年，手機應用在CIS市場總價值中的占比會降到45%左右。
2018年汽車圖像傳感器市場參與者份額，來源：Yole Développement
索尼憑藉在手機CIS市場的絕對領導者地位，也成為整個CIS市場份額最大的參與者。Yole數據顯示，近兩年索尼拿下了CIS市場超過40%的份額。不過在汽車領域，安森美半導體（ON Semiconductor）占據汽車CIS超過1/3的市場份額，索尼則在近兩年剛剛坐穩第三的位置，且持續擴張這部分的市場份額——只不過Yole於2018年認為年索尼很快會攀升至第二位的預測未能實現。
大趨勢仍在向前
Yole最新的報告已經下調了對於單後視以及ADAS單攝像頭市場的預期，原因主要是中國和美國的整車市場銷售額出現雙雙下滑——從更多分析機構的數據來看，這個趨勢或許未來還將持續一段時間，這屬於整個行業的陣痛期。不過即便如此，2019-2024針對汽車圖像傳感器的市場預期也仍然維持在較高的增長水平，畢竟單車ADAS攝像頭數量上升也很顯著。
2012-2024汽車攝像頭模塊銷售額增長情況，來源：Yole Développement
未來汽車電子中的各種視覺系統，至少包含了司機監控、手勢識別、後視、360°環視、外後視鏡替代方案、前視單攝、前視多攝、夜視、行車記錄儀等。如果單以攝像頭模塊來計，2018年攝像頭模塊的市場規模達到30億美元，預計2024年這一市場的銷售額能夠達到57億美元，這裡的復合年增長率也已經做了下調，但整體趨勢的上揚依然不可逆轉。
在面向ADAS具體應用時，車道偏離預警、前撞預警、行人碰撞預警、車道保持輔助、緊急制動剎車、自適應巡航、交通標示識別等都需要應用攝像頭。因此汽車CIS市場行情的看正也是不言而喻的。這是個雖然整體市場容量無法與手機相提並論，但市場成長速度超過任何應用領域，即便遭遇行業逆境也依然在快速前行的市場。
值得一提的是，除了視覺成像系統，用於ADAS的其他傳感器如毫米波雷達、LIDAR也正因此得到前所未有的發展。在針對傳感器市場的趨勢預期中，眾多市場分析機構都認為，在汽車電子逐漸步入成熟期時，各種傳感器將發生融合。例如攝像頭這類視覺系統，會部分與雷達做融合、構成更為智能的系統。就長期來看，汽車CIS產品在技術上將會持續演進，在市場容量積累到一個階段時，或以提升單價而非增加數量的方式繼續存在。
本文為《國際電子商情》2020年1月刊雜誌文章，版權所有，禁止轉載。免費雜誌訂閱申請點擊 這裡