2018年中國圖像傳感器行業(yè)發(fā)展情況分析預測【圖】

    圖像傳感器將光線轉化為電信號，是攝像模組的核心部件。CMOS圖像傳感器（CIS，CMOSImageSensor）與電荷耦合器件（CCD，ChargeCoupledDevice）是當前兩種主流圖像傳感器。CIS憑借低成本、設計簡單、小尺寸、低功耗等優(yōu)勢逐漸取代CCD成為主流，尤其是背照式CIS的出現加快了這一進程。CIS多用于微型攝像模組等產品。CCD傳感器成像質量好，但成本高、體積大、能耗高，多用于高端數碼相機等產品。

    2016年全球CIS芯片銷售額116億美元，預計2017年將達到約135億美元，同比增長約16%，2021年有望突破200億美元，2016～2022年年復合增長率10.5%，在移動智能終端出貨量放緩的情況下，增長動力主要來自于雙攝和3D感測相機。無人機拍攝、生物識別、AR等新市場也在帶動銷售額增長，同時也在逐漸滲透汽車、安防、醫(yī)療市場。

2015～2022年全球CIS芯片市場規(guī)模

資料來源：公開資料整理

    相關報告：智研咨詢網發(fā)布的《2017-2023年中國霍爾傳感器市場深度調查及未來前景預測報告》

    2016年CIS芯片移動領域銷售額80.15億美元，同比增長20%，占總銷售額的比例為69%。消費市場銷售額12.63億美元，同比增長-12%，占比9.5%。隨后依次是計算機（7.75億美元，-11%，6.8%）、安防（6.24億美元，46%，5.4%）、汽車（5.85億美元，8%，5%）、工業(yè)/航天/防務（2.97億美元，5%，3.6%）、醫(yī)療（0.39億美元，16%，0.5%）。

    索尼在CIS芯片市場處于霸主地位，2016年銷售額48.58億美元，同比增長23%，占總銷售額的比例為42%，主要受益于消費者對高品質圖片的追求帶動移動終端相機分辨率的提升。三星、豪威分列第二、第三位，2016年分別實現銷售額21.26、14.37億美元，同比均增長15%，占比分別為18%、12%。隨后依次是安森美（6%）、松下（3%）、佳能（3%）、海力士（3%）、意法（3%）、格科微（2%）、Pixart（2%）、Hamamatsu（1%）、Pixelplus（1%）。

    索尼、三星、豪威科技（被中國公司收購）三家亞洲公司占據領先地位，是僅有的3家CIS芯片銷售額超過10億美元的企業(yè)。美國公司在高端市場占據一席之地，如：安森美在機器視覺和汽車領域，Teledyne在機器視覺和醫(yī)療領域。歐洲公司AMS和STM則在發(fā)展消費領域市場。

    2016年索尼產量813kW（12”eq），同比增長5%，占總額的比例為34%，處于第一位。三星676kW，同比增長6.6%，占比29%，位居第二。臺積電459kW，同比增長3.4%，占比20%，處于第三位。前三位廠商的產量大幅領先其他對手。中芯國際以195 kW的產量位居第四位，但是同比增長-2.5%。

    從產品ASP來看，索尼接近4美元，三星接近3美元、豪威接近2美元。意法、安森美、松下等大廠基本位于2～8美元。海力士、格科微則低于1美元。AMS、佳能、夏普、Teledynee2v則位于40～50美元。Hamamatsu、TeledyneDalsa則高于100美元。

    從出貨量來看，索尼遙遙領先，2016年約為12.7億顆。三星、安森美、海力士、格科微則位于第二梯隊，出貨量為7～8億顆。其余廠商出貨量較小，基本在1億顆以內。

    Yole認為索尼、三星、豪威為領先廠商，海力士、格科微、松下、意法、東芝、Pixelplus等為第二層次廠商，安森美、Teledyne、Hamamatsu、夏普、佳能、AMS等為高端廠商。

    CIS產業(yè)遵循One Application/One Pixel/One Process，通常有IDM和Fabless/Fablite兩種模式。IDM模式在設計、生產過程中的信息能快速反饋給設計部門，以此提升技術的改進速度。索尼、三星、佳能、尼康等采用該模式。松下和Tower Jazz成立了合資公司。海力士通過收購Siliconfile的股份成為IDM。部分廠商則采用Fabless/Fablite模式。安森美收購了Aptina（Aptina將工廠出售給L-Foundry）。意法半導體將其CIS產品的生產外包給臺聯電。高端廠商，如Dalsa、e2v、Cmosis、Forza，正將生產轉包給Tower Jazz。Fabless模式主要用于CIS的低端市場。豪威科技、格科微和Pixelplus是主要廠商，他們主要代工廠為臺積電、中芯國際、Dongbu。該模式涉及的資本開支依賴于代工廠。

    傳統(tǒng)的CIS為前照式（FSI，FrontSide Illumination）結構。光電二極管位于金屬連接層下方，部分入射光線會被金屬線路阻擋或反射，而且反射還有可能對鄰近的像素造成串擾。背照式（BSI，BackSide Illumination）結構中金屬連接層位于光電二極管下方，光線透過鏡頭和濾光片后直接照在受光面上，增加了受光面積，在弱光環(huán)境下也具有較好的成像效果。電路無需和光電二極管爭搶面積，更大規(guī)模的電路有助于提高速度。

    背照式雖然將部分電路放在像素層下方，但仍有部分電路和像素在同一平面，下方有支持基板。堆棧式（Stacked）在背照式的基礎上發(fā)展而來，將像素區(qū)和處理電路分別制作在兩塊晶圓上，電路移至像素下方再貼合在一起。堆棧式在傳感器上集成更多像素，同時由于像素和電路獨立，因此可針對像素部分做畫質優(yōu)化，針對電路部分做性能優(yōu)化。

    2010年前照式產品占據絕大部分，但是背照式產量已經開始快速增長。2012年背照TSV堆棧式產品產量開始增長，2014年前照式產量開始下滑，2015年背照式產量開始下滑。2016年背照混合堆棧式產量開始增長。預計未來仍以背照TSV堆棧式為主?；旌隙褩Ｊ疆a量也將增長，但前照式和背照式產量將持續(xù)衰退。

    CIS芯片朝著多功能化、高幀速率、寬動態(tài)范圍、高分辨率、低噪聲技術、模塊化、低功耗方向發(fā)展。3D堆棧是重要的演進方向。索尼持續(xù)進行3D堆棧CIS芯片的研發(fā)，2017年2月公布了3層CIS器件，包括頂層BSI傳感器、中層DRAM、底層ISP。

2010~2022年各類型CIS產品產量

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堆棧式CIS發(fā)展歷程

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