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2019年全球CMOS圖像傳感器行業(yè)代工與封測分析中國企業(yè)細分市場領先[圖]

CMOS圖像傳感器曹伍斌 2019-12-20 06:36 來源：智研咨詢

攝像頭各組成部分中按市場規(guī)模從大到小分別為：CMOS傳感器、模組組裝、光學鏡頭、音圈馬達、紅外濾光片等。在攝像頭產(chǎn)業(yè)鏈中，模組組裝工廠生產(chǎn)或采購各組件進行模組組裝成型，并出貨給手機、汽車等終端客戶。攝像頭各組件中上游原材料差異較大，CMOS傳感器涉及晶圓制造，光學鏡頭制造中光學玻璃為關(guān)鍵原材料，模組組裝過程中涉及覆銅板、銅材料等。鏡頭模組各組件的技術(shù)難度、行業(yè)壁壘、供需格局等各有不同。模組組裝環(huán)節(jié)成本占比19%，龍頭毛利率在10%，利潤水平較低。光學鏡頭成本占比20%，毛利率水平在各環(huán)節(jié)中最高，龍頭大力光毛利率接近70%。而CMOS傳感器芯片是攝像頭的最核心元件，成本占比達52%，是攝像頭中價值量最高的環(huán)節(jié)。

攝像頭各組成部分的主要廠商情況

組件	成本占比（%）	廠商
CMOS圖像傳感器	52%	sony、三星、豪威、安森美、意法、格科微
模組組裝	19%	舜宇光學、歐菲光、丘鈦科技、三星機電
光學鏡頭	20%	大力光、舜宇光學、玉晶光電、聯(lián)創(chuàng)電子
音圈馬達	6%	阿爾卑斯、三美、TDK
紅外濾光片	3%	歐菲光、水晶光電、五方光電、田中技研

資料來源：智研咨詢整理

2018年全球攝像頭各環(huán)節(jié)產(chǎn)值

資料來源：智研咨詢整理

目前，CMOS芯片受制于晶圓代工、密封等環(huán)節(jié)的供應，是當前攝像頭行業(yè)的主要產(chǎn)能瓶頸。隨著市場需求旺盛，攝像頭行業(yè)的上升趨勢有望從CMOS芯片生成和密封行業(yè)開始，并擴展到整個產(chǎn)業(yè)鏈。

CMOS 芯片是手機相機模塊中唯一涉及晶圓制造和測試的組件。與傳統(tǒng)半導體產(chǎn)業(yè)鏈類似，CMOS芯片生產(chǎn)模式主要分為IDM和Fabless模式。IDM模式從設計到生產(chǎn)集成，具有較強的供應鏈管理和控制能力; Fabless模式采用設計公司分包模式，生產(chǎn)工作外包給OEM和密封制造商，設計人員無需承擔較高的設備折舊風險。

CMOS圖像傳感器各環(huán)節(jié)主要廠商

IDM	Fab-lite（輕度加工設計廠）	Fabless（設計）	Foundry（代工）	OSAT（封裝）
索尼	安森美	豪威	臺積電	晶方科技
三星	松下	格科微	中芯國際	華天科技
佳能	意法半導體	PXI	聯(lián)電	精材科技
東芝		Pixeplus

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在CMOS圖像傳感器領域，索尼長期保持著領先地位。據(jù)報告，索尼以49.2%的市占率居于榜首，三星與豪威市占率分別為19.8%與11.2%，前六大廠商占據(jù)90.8%的市場份額，市場高度集中。全球CMOS芯片前六大廠商中，僅豪威為fabless模式，晶圓制造與封測部分外包給代工廠。此外，索尼雖擁有自用代工廠，但封裝工藝部分外包。

2019年全球CMOS圖像傳感器市場格局（按產(chǎn)品價值統(tǒng)計）

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1.CMOS芯片代工制造：

就CMOS芯片制造工藝而言，目前高像素CMOS芯片主流制程為55nm（12寸晶圓），而低像素芯片制程較低，通常在8寸晶圓上進行代工制造。據(jù)報告，2019年全球CIS芯片產(chǎn)能折合12寸晶圓為320萬片；其中，索尼產(chǎn)能占比34%，全部為自用；三星產(chǎn)能占比22%，包含自用與代工；臺積電、中芯國際與華力微電子產(chǎn)能合計占比31%，全部為代工。前五家工廠產(chǎn)能合計占比達87%，CMOS芯片晶圓制造技術(shù)與資金壁壘高，市場集中度高。

2019年全球CMOS晶圓制造產(chǎn)能分布（折合12寸晶圓）

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2018年索尼、三星與豪威CMOS芯片供應能力分別為10.0、5.0、與3.9萬片/月。預計至2020年，全球前三家CMOS芯片廠商索尼、三星與豪威的供應能力單年擴張速度為1萬片/月，整體年產(chǎn)能擴張速度約16%。其中，2020年三星供應能力增長1.5萬片/月，增幅略高于行業(yè)水平，主要受益于自身DRAM產(chǎn)品線轉(zhuǎn)產(chǎn)CIS產(chǎn)品。

2018~2020年CMOS主要廠商供應能力情況（折合12寸晶圓，萬片/月）

資料來源：智研咨詢整理

目前CMOS需求疊加半導體行業(yè)需求的整體復蘇，代工廠產(chǎn)能異常緊張。8寸晶圓代工產(chǎn)能異常緊張，交期嚴重拖后，后續(xù)價格提價趨勢較為清晰。此外先進制程方面，明年5G商機有望大爆發(fā)，帶動臺積電7納米、5納米制程需求強勁，但因產(chǎn)能滿載、供不應求，迫使臺積電7納米交貨時間拉長，先前臺積電大客戶AMD已發(fā)生新品“遲到”，Xilinx交貨期超過100天。5G、手機攝像頭、TWS耳機、PA等各類芯片產(chǎn)品需求同時爆發(fā)，擠爆晶圓廠產(chǎn)能。2019年四季度淡季不淡，高景氣度有望持續(xù)至2020年。

臺灣地區(qū)晶圓代工廠8寸季度產(chǎn)能對比（萬片）

資料來源：智研咨詢整理

在下游需求激增情況下，CMOS芯片受晶圓制造產(chǎn)能制約而難以迅速跟隨擴產(chǎn)；無論是新建自身晶圓制造產(chǎn)線（索尼），或由其他產(chǎn)品線轉(zhuǎn)至CMOS產(chǎn)線（三星），還是向代工廠索要產(chǎn)能（豪威），都難以在短時間內(nèi)完成。我們認為，在下游需求激增時，CMOS代工成為產(chǎn)能擴張的一大瓶頸。供給短缺催發(fā)漲價行情。

2、CMOS芯片TSV封裝測試：

目前，CMOS芯片封裝以10M像素為分水嶺，高像素芯片封裝通常采用COB技術(shù)在模組組裝廠完成，低像素芯片封裝通常采用WLCSP/TSV技術(shù)在封測廠完成。

COB技術(shù)將晶圓進行切割后再進行封裝與組裝。該封裝工藝通常在模組組裝過程中完成，加工費按顆計費，對于高像素大尺寸CMOS芯片封裝具有成本優(yōu)勢。COB技術(shù)缺點為攝像頭模組整體尺寸大，平面尺寸（X/Y方向）以及厚度（Z方向）尺寸均大于其他封裝技術(shù)。

ShellcaseWLCSP/TSV技術(shù)在晶圓上進行封裝后再切割。該技術(shù)加工費通常按片收費，CMOS芯片尺寸越小，單顆芯片平均封裝加工費越低；該技術(shù)對低像素小尺寸CMOS芯片封裝具有明顯成本優(yōu)勢。此外，該技術(shù)為晶圓級封裝，封裝后模組尺寸小，適合于消費電子對“短小輕薄”的需求。

目前提供WLSCP/TSV封測服務的廠商有，晶方科技、昆山西鈦（2014年被華天科技收購）、科陽光電（2019年被大港股份收購）、精材科技（臺積電控股）。這些封測公司的WLCSP封裝技術(shù)均來源于Shellcase的技術(shù)許可。目前，行業(yè)總產(chǎn)能約10~12萬片/月（折合8寸片），其中晶方科技占比超過50%，盈利能力凸出。

晶方科技傳感器WLCSP封裝廠商歷年營收（億元）