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群雄并起,分食200亿美元CIS市场

群雄并起,分食200亿美元CIS市场

根据IC Insights的数据,由于智能手机销量下滑、手机摄像头增长低迷以及全球经济疲软,CMOS图像传感器的销量预计将出现13年来的首次下滑——预计2022年销售额将下降7%至186亿美元,全球单位出货量将下降11%至61亿个...

但该机构同时表示,明年CMOS图像传感器市场将出现适度复苏,市场收入增幅4% 至192亿美元,并有望在2024年再增长13%至创纪录的217亿美元。此后,CMOS 图像传感器的销售额和单位出货量预计将以6-7%的复合年增长率增长,到2026年分别达到269亿美元和960万台。14Eesmc

目前,近三分之二的CMOS图像传感器用于手机,预计到2026年这一比例将降至45% 左右。今后,更复杂的智能手机相机、高级驾驶辅助系统、自动驾驶、工业、医疗、智能安全网络、增强现实和虚拟现实将成为推动CMOS图像传感器缓慢但稳定复苏的动力来源。14Eesmc

索尼卷土重来14Eesmc

苹果iPhone 14 Pro系列中48MP摄像头的引入,为高分辨率图像传感器以及大传感器和像素尺寸产品创造了强劲的增长方向。来自TechInsights的Jeffrey Mathews日前撰文称,得益于所有智能手机OEM的广泛采用,高分辨率传感器在智能手机CIS(CMOS图像传感器)市场的份额有所增长,甚至在超广角和长焦相机应用中也看到了它们的身影。14Eesmc

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来源:Strategy Analytics14Eesmc

在下图中我们注意到3D传感器市场出现了强劲增长,TechInsights方面分析称这是因为Apple继续为NIR(FaceID)和LiDAR相机采用图像传感器的缘故,同时这也使得ST Microelectronics巩固了其作为NIR摄像头主要供应商的地位,而索尼半导体则继续为LiDAR摄像头提供图像传感器。14Eesmc

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来源:Strategy Analytics14Eesmc

近年来,由于苹果、三星、小米、Oppo和Vivo等领先智能手机客户的相机供应链中的强大存在,索尼半导体在过去几年一直主导着智能手机图像传感器市场,这些客户的旗舰智能手机都使用索尼的IMX品牌的图像传感器,其品牌和CIS技术的强势定位,是索尼传感器成功的关键。14Eesmc

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来源:Strategy Analytics14Eesmc

数据显示,索尼在2021年占全球CMOS 图像传感器销售额的43%左右,但2022年上半年,随着智能手机市场需求减弱和供应链中的库存积压,智能手机图像传感器市场面临挑战,整体市场收入在此期间同比下降超过5%。索尼公司的报告也显示,截至2022年6月的2023财年第一季度,图像传感器收入环比下降了12.4%。14Eesmc

索尼一直是苹果的战略合作伙伴,其增长前景持续受到苹果iPhone产品成功的强劲推动。继为iPhone 13 Pro Max和iPhone 14系列提供业界首款像素尺寸为1.9微米的定制图像传感器之后,现在,索尼又为苹果iPhone系列中的第一款48MP相机提供新的定制图像传感器IMX803,双方的合作关系更进一步。鉴于这种情况,TechInsights预测索尼在Apple iPhone 14系列上的设计获胜,将确保其在2022年恢复市场份额。14Eesmc

汽车市场想象空间巨大14Eesmc

在8月由AspenCore主办的“2022中国IC领袖峰会”上,思特威(上海)电子科技股份有限公司副总经理欧阳坚分析了车载CMOS图像传感器的发展趋势。乘联会最新数据显示,新能源乘用车销量持续走高。2022年新能源乘用车销量上调到600万辆,预计8-12月均销量将超60万辆。在新能源汽车的带动下,车载摄像头需求量也继续攀升。14Eesmc

Yole数据显示,2021年车载摄像头销售总量达2.1亿颗,较2020年增长超15%,其中影像类、ADAS类以及舱内摄像头分别占比为64%、24%以12%。总体上看,2022年,车载摄像头整体出货量预计增幅将达到20%,车载影像类、车载感知ADAS和舱内In-cabin三大车载智能视觉应用将为CIS带来巨大市场机会。14Eesmc

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图源:思特威14Eesmc

基于上述市场趋势和需求,思特威2021年就特别成立了汽车芯片部,致力于车规级CMOS图像传感器技术的精进。Yole报告显示,2021年,思特威位居车载CIS市场全球第四,国内第二。目前,思特威针对汽车应用领域已经发布并量产了6款车规级的高性能CIS产品,与此同时也已展开了新一代的车载CIS产品的全面规划,覆盖包括车载影像类应用、ADAS应用以及舱内DMS及OMS应用等。14Eesmc

2022年11月10日,AspenCore将在深圳大中华交易中心举办"IIC Shenzhen - 2022国际集成电路展览会暨研讨会",同期举办的“全球CEO峰会”将邀请思特威电子科技有限公司创始人、董事长、首席执行官 徐辰 先生参加并发表主题演讲,与观众们现场交流和分享CMOS图像传感器发展趋势。 点击 这里 报名参加。14Eesmc

而在9月举行的2022年布鲁塞尔AutoSens大会上,我们还看到了更多CIS大厂在汽车领域的最新动向。 14Eesmc

Onsemi 14Eesmc

根据Onsemi的说法,ADAS汽车应用需要8MP左右的分辨率,才能在100米的更远距离内将砖块或岩石等小物体或较大物体分解为自行车手或行人。就高动态范围(HDR)而言,其最新汽车图像传感器AR0823采用了Onsemi的超曝光(SE)像素技术,具有非常大的阱容(FWC)光电二极管和像素内过流电容器(OFC),可提供150dB的业界最高整体动态范围。14Eesmc

Onsemi还正在开发一种低分辨率、3.0MP、HDR范围为150dB的传感器,预计不久将发布。AR0823和这颗新传感器都具有滚动快门技术,根据Onsemi的说法,滚动快门技术可提供高达60fps的输出,足以满足当前汽车场景,同时避免了全局快门像素的复杂性和成本。14Eesmc

索尼14Eesmc

索尼展示了其用于汽车图像传感器的“富士(Fuji)”架构。索尼方面认为8MP、2.1µm像素间距的CIS仍然是目前汽车前置传感器的主流,并表示这种更大的分辨率还可以满足汽车原始设备制造商的愿望,即在多种用例中使用单一类型的摄像头,从而帮助实现标准化的集成。14Eesmc

“富士”传感器架构使用相当复杂的像素设计实现了高动态范围,尽管它比单次曝光的大FWC像素更复杂,但索尼认为这种折衷设计产生了最佳的整体信噪比和动态范围。未来索尼很有可能采用由CIS+ISP1+ISP2的三层传感器组合,作为其汽车传感器的未来。14Eesmc

OmniVision14Eesmc

OmniVision介绍了汽车图像传感器在分辨率、帧速率和总体数据速率方面的几种趋势。对于分辨率,OmniVision计划提高ADAS/AV摄像头的分辨率到1500万像素。对更高分辨率的需求是双重的,首先是对更远距离目标的最佳检测。这使得早期检测在高速行驶时尤其重要,例如在高速公路上。14Eesmc

第二个因素是视野增加。OEM对更大的FOV摄像机越来越感兴趣,以限制未来摄像机的总数。较大的视场意味着需要更大的角度分辨率,因此CIS分辨率更高。对于全方位观看,OmniVision还预测了分辨率将超过当前3MP的趋势。也就是说,当前的观看分辨率主要取决于车内显示器的分辨率,但未来更大的显示器将需要更高的CIS观看分辨率,即超过3MP。14Eesmc

除了CIS分辨率外,汽车传感器的输出帧速率预计将从当前的约30fps增加到45甚至60fps,这对L4/L5级自动驾驶尤为关键。更高的CIS分辨率和帧率意味着未来汽车成像的总体数据速率要高得多,这将需要更大的处理能力。更重要的是,它将需要更好的数据质量和更少的不确定性。换句话说,在摄像头级别上,芯片上的功能、处理和审核的信息越多,系统的整体性能就越好、越快。14Eesmc

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图源:OmniVision14Eesmc

为了促进此类功能,OmniVision还预测,图像传感器集成度将进一步提高,并从目前ISP芯片既包含模拟电路又包含数字电路的二维叠层成像器,过渡到模拟和数字逻辑分离为专用芯片的三模叠层成像仪。这将允许优化每个芯片的工艺技术,并减少模具尺寸和功率。14Eesmc

三星14Eesmc

三星在展台上展示了两个传感器:传感器3B6,是一个3MP(1920 x 1536)RGB图像传感器,用于环绕视图,像素间距为3µm;另一个是分辨率更高的8.3MP(3840 x 2160)RGB传感器,用于前部传感和观看应用。这两种传感器都采用三星的分离式光电二极管“CornerPixel”结构,并且已经部署了相当长的一段时间。14Eesmc

三星方面称,滚动快门足以满足ADAS应用程序的当前帧速率要求,但在客舱/DMS用例中确实需要全局快门功能。因此,据推测,上述两个传感器实际上都采用了滚动快门技术,因为三星尚未推出用于驾驶员/驾驶室监控的专用传感器。有趣的是,三星之前宣布的汽车传感器4AC也被报道有CornerPixel,但尚未被观察到,也没有在AutoSens上展示。14Eesmc

另据报道,三星目前还正在开发一款15MP分辨率的汽车传感器,很可能是1P1,打算用于汽车前部传感应用,但尚未正式宣布。14Eesmc

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三星汽车图像传感器家族(图源:TechInsights)14Eesmc

意法半导体14Eesmc

ST最新发布的舱内传感器VB1940/VD1940,是一种堆叠式、背面照明的4×4 RGB-NIR模式(用于940nm增强检测的NIR滤波器),主要应用于驾驶员和客舱监控;VB56G4A,是一颗1.5MP单色(NIR)传感器,2.61µm像素间距也通过全局快门进行了叠加。14Eesmc

对于驾驶员监控,该传感器的性能被证明能够有效、快速地检测眼睛注视,即使是从远处,并且受试者戴眼镜也不受影响。VB1940/VD1940还具有两种快门模式,用于检测快速移动(如眼睛注视)的全局快门和用于其他机舱内乘客监控用例的滚动快门。它的分辨率为5.1MP,像素间距为2.25µm,滚动快门模式下的线性动态范围高达100dB。14Eesmc

总体而言,图像传感器市场竞争激烈。索尼根据自己的计算,已经失去了10%的市场份额,过去两年从53%下降到了43%;三星在其自身手机业务、产能扩张和新客户的推动下,市场份额从18%上升至22%;豪威科技的市场份额从不到10%增加到了14%;其他几家图像传感器制造商则拥有个位数的市场份额,包括ST、OnSemi、GalaxyCore和Smartsens,以及松下和佳能,他们将为在当前近200亿美元的市场中争夺更多业务而展开较量。14Eesmc

责编:Elaine
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邵乐峰
ASPENCORE中国区首席分析师。
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