CMOS圖像傳感器市場(chǎng)火熱，我國(guó)面臨的挑戰(zhàn)

眾所周知，我國(guó)擁有全球最大的圖像傳感器市場(chǎng)，然而在高端消費(fèi)類(lèi)電子領(lǐng)域的市場(chǎng)份額幾乎被索尼和三星占據(jù)。圖像傳感器作為攝像頭模組的核心部件，廣泛應(yīng)用于智能手機(jī)、汽車(chē)、安防監(jiān)控、航空航天等領(lǐng)域。隨著智能手機(jī)采用多攝方案的增加以及IoT、AI、ADAS等技術(shù)帶動(dòng)攝像頭應(yīng)用場(chǎng)景的拓展，市場(chǎng)對(duì)CIS需求日益旺盛。我國(guó)應(yīng)緊抓市場(chǎng)機(jī)遇和我國(guó)巨大的市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)在圖像傳感器領(lǐng)域的騰飛。

CIS產(chǎn)業(yè)鏈主要有兩種模式，一種是以索尼和三星為代表的IDM模式，另一種是以豪威科技、格科微等為代表的Fabless模式，豪威、格科微負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)，芯片制造委托給臺(tái)積電、中芯國(guó)際生產(chǎn)，封測(cè)交給晶方、華天科技等企業(yè)。此外還存在安森美、意法半導(dǎo)體等輕晶圓廠(fab-lite)模式，其自己只生產(chǎn)特定產(chǎn)品，其他均委托給下游環(huán)節(jié)企業(yè)生產(chǎn)及封測(cè)。目前，格科微擬在上海臨港新片區(qū)投資建設(shè)12英寸CIS集成電路特色工藝研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目，屆時(shí)有望成為我國(guó)CIS領(lǐng)域的IDM企業(yè)。

在全球CIS市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局中，據(jù)IHS Markit數(shù)據(jù)顯示，在CIS市場(chǎng)份額上，目前索尼以占比49.2%的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)位于霸主地位，三星以19.8% 位居第二。其中，索尼長(zhǎng)期植根于數(shù)碼攝像技術(shù)，得益于帶給市場(chǎng)的高像素、高感光、新結(jié)構(gòu)的CIS，其攝像頭芯片一直是中高端旗艦手機(jī)的標(biāo)配。三星背靠其集團(tuán)資源，CIS市占率位列第二，目前由于下游需求旺盛，相關(guān)DRAM產(chǎn)能正在轉(zhuǎn)換生產(chǎn)CIS，以擴(kuò)大其市場(chǎng)份額。我國(guó)在CIS領(lǐng)域也涌現(xiàn)出眾多優(yōu)秀的企業(yè)。例如，豪威科技在全球車(chē)載CIS領(lǐng)域市占率排名第二。格科微在國(guó)內(nèi)CIS出貨量位列第一。思比科CIS在國(guó)內(nèi)中低端智能手機(jī)市場(chǎng)占有較高份額。思特威在全球率先推出基于電壓域架構(gòu)和Stack BSI工藝的全局曝光CIS芯片，在視頻監(jiān)控領(lǐng)域處于行業(yè)領(lǐng)先地位。比亞迪微電子在CIS領(lǐng)域也表現(xiàn)突出。目前，豪威科技和思比科已被韋爾股份收購(gòu)，成為其子公司。國(guó)內(nèi)企業(yè)正在依托自主核心技術(shù)，不斷擴(kuò)大在中低端產(chǎn)品的市場(chǎng)份額，同時(shí)豪威科技2月份發(fā)布6400萬(wàn)像素的CIS(OV64C)，正在積極向高端市場(chǎng)邁進(jìn)。

全球市場(chǎng)迎來(lái)三大機(jī)遇

一是智能手機(jī)領(lǐng)域帶來(lái)的機(jī)遇。手機(jī)是CIS最大的終端用戶市場(chǎng)。據(jù)Counterpoint Research統(tǒng)計(jì)，2019年全球智能手機(jī)出貨量前十中，國(guó)產(chǎn)廠商占七位(包括華為、小米、OPPO、VIVO、聯(lián)想、Realme、TECNO)。其中，華為以2.385億部成為全球第二，小米以1.245億部位居全球第四，OPPO以1.198億部位居全球第五，國(guó)產(chǎn)手機(jī)廠商給CIS帶來(lái)了巨大的市場(chǎng)需求。此外，由于消費(fèi)者對(duì)高質(zhì)量攝像需求的提高，手機(jī)攝像頭在光學(xué)領(lǐng)域不斷創(chuàng)新與升級(jí)，智能手機(jī)采用多攝配置的方案逐漸提升。三星2月份發(fā)布的Galaxy S20 Ultra在攝像頭配置上擁有五攝(后四+前一)的解決方案。其中“后四+前一”的五攝具體配置包括108MP主攝+12MP超廣角+48MP長(zhǎng)焦+ToF鏡頭的后置四攝和40MP的前置單攝。小米2月份發(fā)布的小米10 Pro在拍照方面擁有后置108MP主攝+20MP超廣角+12MP人像鏡頭+8MP長(zhǎng)焦四攝和前置20M單攝的5攝配置。

二是汽車(chē)電子領(lǐng)域帶來(lái)的機(jī)遇。隨著傳統(tǒng)汽車(chē)面向更加智能、安全的發(fā)展趨勢(shì)，以及未來(lái)新車(chē)使用先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)和自動(dòng)駕駛(AD)的解決方案的推進(jìn)，汽車(chē)電子已成為CIS增長(zhǎng)速度最快的細(xì)分市場(chǎng)。傳統(tǒng)汽車(chē)為輔助日常停車(chē)，安裝倒車(chē)影像已成為主流。此外，隨著ADAS技術(shù)在汽車(chē)上應(yīng)用的推進(jìn)，更多的傳感器將被使用，以Tesla為例，其在汽車(chē)上裝配有8個(gè)攝像頭。因此，作為感知周?chē)鷪D像信息的攝像頭，勢(shì)必會(huì)在汽車(chē)領(lǐng)域迎來(lái)新一輪增長(zhǎng)。

三是安防監(jiān)控領(lǐng)域帶來(lái)的機(jī)遇。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2020年我國(guó)安防市場(chǎng)(包括安防產(chǎn)品、安防工程和報(bào)警運(yùn)營(yíng)服務(wù)及其他)規(guī)模約8千億元，遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先國(guó)外其他地區(qū)。其中，安防監(jiān)控領(lǐng)域市場(chǎng)份額相對(duì)較大。攝像頭作為安防監(jiān)控領(lǐng)域的重要組成部分，使得安防監(jiān)控領(lǐng)域給CIS提供了巨大的應(yīng)用場(chǎng)景。此外，隨著5G、AI、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展，安防監(jiān)控行業(yè)正在從“傳統(tǒng)”到“智慧”升級(jí)，進(jìn)而給CIS市場(chǎng)注入了新的活力。

我國(guó)產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨兩大難題

一是先進(jìn)技術(shù)積累薄弱，高端產(chǎn)品供應(yīng)不足。目前國(guó)內(nèi)CIS企業(yè)的產(chǎn)品主要應(yīng)用于中低端領(lǐng)域。在旗艦和高端機(jī)型手機(jī)等高端消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品的主攝上，索尼和三星在市場(chǎng)上形成絕對(duì)壟斷，我國(guó)CIS企業(yè)在高端市場(chǎng)幾乎沒(méi)有話語(yǔ)權(quán)。索尼、三星等國(guó)際一流廠商在圖像傳感器領(lǐng)域積累多年，索尼于1996年開(kāi)始生產(chǎn)CIS并于2000年推出了首個(gè)CIS(IMX001)。國(guó)內(nèi)企業(yè)由于起步較晚，關(guān)鍵核心技術(shù)積累不占據(jù)優(yōu)勢(shì)，導(dǎo)致國(guó)產(chǎn)高性能成像CIS缺乏。

二是產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)作不足，協(xié)同創(chuàng)新有待加強(qiáng)。目前，索尼和三星是CIS領(lǐng)域的絕對(duì)技術(shù)引領(lǐng)者和市場(chǎng)占有者。它們的運(yùn)作模式均屬于IDM型，這使得產(chǎn)品的設(shè)計(jì)研發(fā)和工藝制造可以緊密結(jié)合、同時(shí)發(fā)展。對(duì)于具有特殊制程的CIS，先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展使得電路設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)的緊密結(jié)合尤為重要。目前，我國(guó)在CIS領(lǐng)域還沒(méi)有形成IDM模式的企業(yè)，產(chǎn)業(yè)鏈上下游環(huán)節(jié)協(xié)同不強(qiáng)，導(dǎo)致我國(guó)CIS產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新不足，使得設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)不能很好考慮到工藝設(shè)計(jì)，引起企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力不足。

三點(diǎn)建議助力國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)發(fā)展

一是積極布局前沿技術(shù)，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)引領(lǐng)。積極通過(guò)開(kāi)發(fā)先進(jìn)材料、先進(jìn)工藝等途徑生產(chǎn)出高性能圖像傳感器。布局研發(fā)基于量子點(diǎn)、有機(jī)光導(dǎo)膜(Organic-Photoconductive-Film，OPF)材料、石墨烯-CMOS集成技術(shù)的圖像傳感器，不斷推進(jìn)相關(guān)前沿技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)我國(guó)企業(yè)在圖像傳感器領(lǐng)域的技術(shù)引領(lǐng)。

二是促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)深度合作，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同共贏。目前，索尼和三星是CIS領(lǐng)域絕對(duì)的技術(shù)引領(lǐng)者。索尼開(kāi)發(fā)了背照式(BSI)CIS技術(shù)和堆棧式(Stack)CIS技術(shù)，并率先生產(chǎn)出基于Cu-Cu連接技術(shù)的CIS。三星引入像素隔離(ISOCELL)技術(shù)來(lái)優(yōu)化圖像傳感器的像素結(jié)構(gòu)，可以發(fā)現(xiàn)它們的運(yùn)作模式均屬于IDM模式。考慮到國(guó)內(nèi)CIS廠商體量偏小，建議國(guó)內(nèi)廠商設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)與晶圓廠之間加強(qiáng)溝通協(xié)調(diào)，促進(jìn)深度合作，可通過(guò)建立虛擬IDM的方式，加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)作水平、推進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同共贏。

三是緊抓全球市場(chǎng)機(jī)遇和我國(guó)市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)，尋求產(chǎn)品的差異化應(yīng)用場(chǎng)景。隨著未來(lái)汽車(chē)不斷地采用ADAS和AD的解決方案，汽車(chē)電子領(lǐng)域已成為CIS增長(zhǎng)速度最快的細(xì)分市場(chǎng)。此外，CIS在安防、醫(yī)療等場(chǎng)景不斷滲透。我國(guó)廠商應(yīng)緊抓市場(chǎng)機(jī)遇，利用好我國(guó)巨大的市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)拓展其在汽車(chē)電子等領(lǐng)域的應(yīng)用以及深耕無(wú)人機(jī)、智能機(jī)器人、AR/VR等細(xì)分領(lǐng)域，不斷豐富產(chǎn)品種類(lèi)，尋求產(chǎn)品的差異化應(yīng)用場(chǎng)景。