CMOS图像传感器是人工智能发展的主要推动力

2017年,CMOS图像传感器(CMOS Image Sensor,CIS)市场规模为139亿美元,Yole预计未来五年的复合年增长率(CAGR)为9.4%。这主要受益于几乎各种应用领域的CMOS图像传感器市场都出现了显著增长,尤其是手机领域,同比增长高达20%!

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2016年和2017年CMOS图像传感器市场(按照应用领域细分)

CMOS图像传感器产业从占据42%市场份额的全球龙头企业——索尼(Sony)的运营复苏中获益,以较高的增长速度发展,并已成为半导体行业中关键的组成部分!行业领先者三星(Samsung)紧追索尼,拿下20%市场份额。此外,安森美半导体(ON Semiconductor)和豪威科技(OmniVision)也对手机、安防、汽车等市场的发展贡献颇丰。

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2016年和2017年CMOS图像传感器各大厂商的市场份额

上述一些市场正推动有实力的CMOS图像传感器厂商通过资金投入来跟上技术和产能的发展。市场机遇很多,新进厂商也能够抓住细分领域,如意法半导体(STMicroelectronics)和思特威(SmartSense)。技术进步以及“从成像到传感的转变”促进多层次的创新:像元、芯片、晶圆、模组,一直到系统。

CMOS图像传感器处于3D半导体技术的最前沿,是人工智能(AI)发展的主要推动力。我们可以预见新技术和新应用都可以保证市场快速增长的势头。本报告旨在尽可能多地让读者了解CMOS图像传感器产业现状,以便从新一轮的创新中受益!

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手机CMOS图像传感器技术发展:从前照式(FSI)到背照式(BSI),再到堆叠背照式和多层堆叠背照式

图像传感器用途拓展有利于销量和营收的增长

2017年的主要发力点在于手机领域迅速采用双摄像头,尤其是手机背面的双摄像头,为拍照和摄影提供了高分辨率和低光性能,以及光学变焦等功能。手机前置双摄像头也有进展,主要应用是生物识别,如2D人脸识别和虹膜识别,以及苹果(Apple)iPhone X的3D人脸识别。手机厂商之间的竞争和差异化与CMOS图像传感器密切相关,因此CMOS图像传感器在每部智能手机中的数量和价值不断增加,有效弥补了手机市场的放缓。

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全球领先智能手机旗舰摄像头的配置方案

安防是CMOS图像传感器最活跃的市场之一,这与中国深度参与安防行业密切相关。海康威视(Hikvision)和大华(Dahua)是两家领先的中国OEM厂商,在互联网协议(IP)摄像机技术、云计算、人工智能等方面迅速实现了资本化。每个安防系统的摄像机数量不再受人工监控的限制,这是安防监控的范式转变!在汽车领域,类似的情况正在发生,因为汽车后视摄像头已经成为美国的强制要求。

此外,全球范围内,每辆汽车的摄像头数量不断增加,例如服务于高级驾驶辅助系统(ADAS)和360°停车辅助的摄像头。随着摄像头的性能提升和数量增加,对整个产业营收产生了倍增效应。显然,CMOS图像传感器正处于黄金时代。

技术创新驱动企业发展,中国生态系统愈发重要

索尼是无可争议的CMOS图像传感器产业龙头企业,包括市场和技术两方面。2016年大地震之后,Kuamoto代工厂的运营恢复对索尼贡献颇多,助力其在CMOS图像传感器市场上“攻城略地”。三星也在保持增长势头,现在能够匹敌索尼在3D堆叠方面的大部分技术。三星CMOS图像传感器主要服务于其手机部门,但如今也越来越多地支持中国OEM手机厂商,解决高端手机CMOS图像传感器缺货问题。豪威科技逐步完成向中国的转移,除了受惠于中国庞大的手机市场,其在汽车领域的进展也获得了可观收益,下一步计划是扩大近红外(NIR)全局快门产品的市场规模。

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2017年CMOS图像传感器市场格局

2017年,意法半导体为苹果iPhone X的3D摄像头提供创新型近红外全局快门图像传感器,适合人脸识别和移动支付等应用。该图像传感器采用Soitec公司的Imager-SOI技术,具有更高的量子效率和极低的噪声。尽管索尼和三星的竞争日趋激烈,但是安森美半导体避其锋芒,成为汽车行业的CMOS图像传感器领导者,此外工业领域的增长弥补了手机和无人机方面的衰退。

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3D成像和传感为手机摄像头带来新机遇

据麦姆斯咨询介绍,在CMOS图像传感器代工厂方面,华力微电子(HLMC)受益于豪威科技和TPSCo的生产转移。SK海力士显然陷入了“优先发展DRAM,而非CMOS图像传感器”的难题。中芯国际处于转型期,必须投资下一代技术来追赶领先者。近些年,中国CMOS图像传感器产业积极布局突破,成立了多家CMOS图像传感器设计公司和IDM企业,加上各种创新应用的落地,中国CMOS图像传感器生态系统将会变得越来越强大!

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