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从让人“看 ”到让机器“看”,思特威CIS让感知世界更简单

从让人“看 ”到让机器“看”,思特威CIS让感知世界更简单

在3月29日的“2024年中国IC领袖峰会”上,思特威创始人兼董事长CEO徐辰博士分享了CIS的发展历史和竞争格局,介绍了公司的CIS创新技术在各市场的应用,最后他还透露了思特威在AI时代将深耕的CIS应用。

进入到2024年以来,思特威针对手机市场已经连续三个月每月释出一款新品——包括1月发布的SC580XS(已于Q1量产)、2月发布的SC5000CS(将于Q2量产),以及3月发布的SC1620CS(将于Q2量产)。一连串手机CIS新品的发布,足以体现思特威对智能手机CMOS图像传感器(以下简称CIS)市场的重视。Makesmc

当然,除了当前力推的手机CIS应用之外,针对未来AI时代的CIS应用,思特威也已经有了相应地规划。在3月29日的“2024年中国IC领袖峰会”上,思特威创始人兼董事长CEO徐辰博士分享了CIS的发展历史和竞争格局,介绍了公司的CIS创新技术在各市场的应用,最后他还透露了思特威在AI时代将深耕的CIS应用。Makesmc

CIS的发展历史及市场情况

“如果把CPU是人类的大脑,CIS就可以比作人类的眼睛,它赋予了机器感知世界的能力”,据徐辰博士介绍,CIS的工作原理是“外界光照射像素阵列发生光电效应,在像素单元内产生相应的电荷,在对电信号进行处理之后,最终以图片的格式进行输出”。简单而言,CIS是一种光学传感器,它具备将光子转换为电子的能力,可将图像信号转换为数字信号。Makesmc

CIS在安防监控、机器视觉、智能手机、智能汽车、人工智能等领域与广泛应用,较之于其他图像传感器(例如传统CCD传感器),CIS具备高灵敏度、高像素、低功耗、小体积、低成本、速度快、兼容性好等诸多优势。Makesmc

随着行业应用不断向智能化方向升级,图像传感器也在经历智能化变革,应用方向从单纯地给人“看”,逐渐过渡到给机器“看”。徐辰博士认为,CIS作为机器之眼将被广泛使用,这在未来是一个重要的发展方向。Makesmc

随着AI和机器视觉的兴起,其对图像传感器要求的改变,是否会让CMOS图像传感器市场产生翻天覆地的变化?徐辰博士在接下来针对该话题做了一些探讨。Makesmc

·全球CIS市场格局:亚太区企业市占率最高

在正式探讨“AI时代全球图像传感器市场是否将有新变革”之前,首先来关注一下全球CIS市场格局和市场概况(数据来源于Yole,截至2022年12月31日)。Makesmc

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从全球CIS市场的竞争格局来看,亚太地区企业约占全球86%的市场份额,这些企业包括了日本的索尼、佳能、松下等,韩国的三星和SK海力士等,以及中国的豪威、格科微、思特威、汇顶等。其中,来自中国的CIS企业约占到了全球17%的市场份额,该占有率仅次于日本与韩国企业。Makesmc

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据市调机构Yole的报告显示:2023年全球CIS产品的销售总额达到200亿美金,主要受益于手机多摄、汽车、机器视觉等新兴领域对CIS需求量的增加;同时,2018-2028年期间,全球CIS市场的复合年均增长率为4%,到2028年全球CIS总产值将达2,000亿人民币。Makesmc

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从细分应用市场来看,2022年全球CIS出货前五大应用为:手机、汽车、计算机、安防、消费类,其中汽车应用市场份额经过连年上涨,在2022年超越了安防和计算机应用,跻身为全球第二大CIS应用(占10%)。全球第一大CIS应用为手机,2022年占到全球64%的比例。Makesmc

再看CIS的市场参与者。CIS是中国半导体较具优势的领域之一,随着中国CIS厂商的不断发展,大家在全球CIS市场慢慢站稳脚跟。据Yole的数据显示,2022年,全球前十大CIS企业中,有三家企业来自中国,分别为豪威(11%)、格科微(4%)、思特威(2%),占全球五分之一的市场份额。“这是一个非常突出的成绩”,徐辰博士评价说。Makesmc

思特威的市场成就和创新技术

作为国内深耕CIS的玩家之一,思特威有具备哪些技术优势,又取得了哪些市场成绩?Makesmc

·安防、汽车、无人机CIS领域全球领先

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回顾思特威的发展历史,从思特威的招股书以及年报上我们得知:2011年,徐辰博士创立了思特威的前身,该公司聚焦于安防CIS领域;到2017年他在上海成立了思特威,其产品依旧聚焦安防CIS领域;2018年,思特威推出基于BSI的全局快门产品,顺利进军机器视觉领域;2019年,思特威组建智能车载电子团队,开始布局车载CIS领域;2022年5月,思特威在上交所科创板上市,也在同一年进军手机CIS领域,其5000万像素级高端智能手机CIS产品SC550XS、SC520XS分别在2023年Q2、Q3出货,去年12月刚刚发布的SC580XS也在2024年Q1出货,另一款5000万像素的CIS SC5000CS将于2024年Q2量产。Makesmc

徐辰博士总结道,思特威自成立以来,就始终专注于“高端成像技术的创新与研发”,目前公司可提供全场景应用、全性能覆盖的CIS产品。“如今公司凭借性能优势,在同质化竞争中脱颖而出,已得到众多客户的认可。“Makesmc

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因为思特威以安防领域作为切入点,所以在该领域最早做出成绩。根据TSR最新数据显示,2022年思特威以33.3%的市占率,蝉联安防CIS市场全球第一,并连续6年在安防应用领域市占率排名前列位列;2019年思特威进入车载CIS领域,到现在也做出了比较好的成绩,根据Yole最新数据显示,思特威2022年位居车载CIS全球第四、中国第二;思特威前期就通过传统SC系列,比如SC031GS、SC130GS及SC132GS等,在无人机、人脸/生物识别应用等领有较多耕耘,根据TSR数据显示,2022年该公司在无人机CIS领域出货全球第一,徐辰博士预计称,2023年公司在该领域的占有率仍将超过80%。Makesmc

·多项芯片级CIS创新技术

如今,思特威公司的全线产品包括:传统系列(SC系列)、高阶成像/物联网系列(AI/IoT系列)、超星光级系列(SL系列)、车载系列(AT系列)、全局快门/线阵系列(GS/LA系列)、智能手机系列(CS/XS系列)。全系列产品中凝结了诸多CIS核心技术,徐辰博士透露说:“我们的很多核心技术已经从第一代,迭代到第二代甚至第三代。”Makesmc

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SFCPixel®专利技术,通过将SF(源极跟随器)放置到更接近PD(光电二极管)的位置, 在同等电子下获得更高的电压, 从而实现更高的灵敏度及更出色的夜视成像效果。SFCPixel®可提升CIS 90%的感光度,降低50%以上的噪声,带来更好的暗光效果和动态范围。该技术可应用于光电、车载、机器视觉和手机CIS领域。Makesmc

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为了满足不同的应用场景,思特威也推出了PixGainTM技术,它同时具有高转换增益(High Gain)及低转换增益(Low Gain)两种转换增益,可以实现夜晚低照度下的出色夜视成像,以及兼顾白天强光照下的细腻明暗细节。此外,还能进一步将两种转换增益的照片,在片内用算法合成一幅高动态范围的照片。Makesmc

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近红外增强Lightbox IR®技术已经研发到第二代,第二代技术相较第一代,在量子效应和噪声上均有较大提升。近红外增强针对安防监控夜间和无光环境下的捕捉影像需求。Makesmc

此外,思特威也是在安防监控领域首推夜视全彩和城市星光概念的企业,即用较高感度的传感器配合AI ISP的强大去噪功能,免去摄像头为弥补暗光效果不足而需补光的需求,让安防摄像头拍出单反相机的夜视效果。Makesmc

思特威把在安防监控领域积累的经验,带到了汽车影像产品中,以此来提升产品性能和竞争力。针对不同车载图像传感器的应用场景,思特威设计了不同高动态范围技术,比如针对车外ADAS应用采用了PixelGain HDR®技术,增加高速运动物体的动态范围;针对舱内监控DMS系统采用单帧拐点HDR技术,再配合全局快门技术,减少太阳光对驾驶员面部识别的影响。Makesmc

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为了准确分辨LED灯的开和关,需要CIS延长曝光时间以覆盖LED闪烁周期,但长时间曝光容易产生过曝的问题。思特威LED闪烁抑制(LFS)技术,在解决LED闪烁问题的同时,采用局部多重曝光的模式增加动态范围,成像无运动拖尾,对车载场景具有更佳的适用性。Makesmc

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全局快门在抓拍快速移动的物体时,不会造成图片畸变。早在2017年,思特威就基于SmartGS®第一代技术,推出了全球首颗BSI全球快门产品,该产品被广泛用于无人机避障、扫地机器人、各类生物识别及条形码识别应用。现在,SmartGS®系列已经升级到第三代,在动态范围、暗光效果等方面均比第二代有提升,第三代相关产品将会在年内陆续推出。Makesmc

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根据徐辰博士的介绍,思特威在安防、车载领域积累的 CIS 技术优势,例如暗光成像技术和高动态范围技术等,都可以移植运用到智能手机领域,助力其在高端手机CIS市场的竞争。针对手机CIS综合能力和市场需求趋势,思特威独创了SFCPixel-SL®、AllPix ADAF®等技术,为移动终端提供了更优质的影像体验。Makesmc

他表示:“在手机产品中采用全像素相位对焦技术(AllPix ADAF®),可以实现100%的全像素对焦,保证在暗光下环境也能快速对焦。我们推出的多款旗舰的手机CIS,感度、动态范围、功耗、小像素设计等性能表现都赶超国际厂商产品的水准,也赢得了客户广泛的认可。”Makesmc

抓住AI+图像传感器市场机遇

随着AI的进一步发展,CIS在智能型机器人、工业制造机械臂、智能避障、测距及影像识别等机器视觉应用方面均有更重要的意义。徐辰博士透露说,公司将进一步升级SmartGS®技术,以赋能未来应用的发展,让机器人的反应速度更快、更智能。Makesmc

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比如,在未来的以VR/AR为入口的元宇宙应用中,需要CIS的配合来实现即时定位与地图构建(SLAM)、手势检测、头部和眼球追踪及深度/运动检测等功能。基于思特威全局快门的小像素CIS设计,可以赋能低功耗、小型化和智能化的机器视觉传感器和在AR/VR产品上的应用。Makesmc

思特威也是业内首个提出“AI Sensor”概念的企业,将图像处理、存储等集成到传感器中,这样做可以用预处理的方式,极大降低图像传输的带宽限制,让传感器看到人眼无法看到的细节,同时还能极大降低延时,让机器更加实时地感知环境。Makesmc

徐辰博士最后立下豪言壮志: “我们希望能抓住AI+图像传感器的机会,为AI和机器视觉技术发展提供源源不断的支持,取得技术发展和市场占有率双丰收,改变全球CIS产业格局。”Makesmc

责编:Clover.li
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李晋
国际电子商情助理产业分析师,专注汽车电子、人工智能、消费电子等领域的市场及供应链趋势。
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