淺談CMOS圖像傳感器

 圖像傳感器是利用光電器件的光電轉(zhuǎn)換功能。將感光面上的光像轉(zhuǎn)換為與光像成相應(yīng)比例關(guān)系的電信號。與光敏二極管，光敏三極管等"點(diǎn)"光源的光敏元件相比，圖像傳感器是將其受光面上的光像，分成許多小單元，將其轉(zhuǎn)換成可用的電信號的一種功能器件。圖像傳感器分為光導(dǎo)攝像管和固態(tài)圖像傳感器。與光導(dǎo)攝像管相比，固態(tài)圖像傳感器具有體積小、重量輕、集成度高、分辨率高、功耗低、壽命長、價(jià)格低等特點(diǎn)。因此在各個(gè)行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。

圖像傳感器主要分為CCD圖像傳感器和CMOS圖像傳感器兩大類

CMOS圖像傳感器具有體積小、功耗低等優(yōu)勢，在圖像傳感器領(lǐng)域占有率達(dá)到90%。在這樣的背景下，行業(yè)主要參與者都在加大對CMOS圖像傳感器的投入力度，除了索尼、三星、豪威科技等行業(yè)知名品牌外，一些后起之秀也讓業(yè)界眼前一亮。

英國調(diào)查公司IHS Markit近期的一項(xiàng)數(shù)據(jù)顯示，索尼在CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)圖像傳感器領(lǐng)域維持優(yōu)勢。按金額計(jì)算，索尼2018年的份額為50.1%。雖然比2017年減少，但仍掌握過半市場，與排在第2位的韓國三星電子(20.5%)的差距依然巨大。

國內(nèi)的CMOS傳感器廠商在規(guī)模、技術(shù)上與國外廠商還存在一定的差距，產(chǎn)品主要用于中低端消費(fèi)類電子領(lǐng)域。不過，一些國內(nèi)具有較強(qiáng)實(shí)力的CMOS傳感器廠商如思比科、格科微等，依托自主核心技術(shù)，正逐步擴(kuò)大份額、向中高端市場加速滲透。

得益于機(jī)器視覺、車載應(yīng)用、人臉識別與安防監(jiān)控的快速發(fā)展，以及多攝像頭手機(jī)的廣泛普及，CMOS圖像傳感器的市場規(guī)模不斷擴(kuò)大。根據(jù)IC Insights的市場分析報(bào)告，2019年CMOS圖像傳感器的銷售額將增長9%，達(dá)到155億美元的歷史最高水平，然后2020年將再增長4%，銷售額將達(dá)到161億美元。IC Insights預(yù)測，2019年CMOS圖像傳感器出貨量將增長11%，達(dá)到全球創(chuàng)紀(jì)錄的61億顆。

從智能手機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域來看，隨著雙攝像頭甚至三攝像頭的滲透率不斷提升，CMOS圖像傳感器的市場需求將持續(xù)增長。值得注意的是，智能駕駛有望成為CMOS傳感器的另一大下游應(yīng)用。自動(dòng)駕駛、汽車電動(dòng)化需要更高分辨率的圖像傳感器平臺，實(shí)現(xiàn)汽車的輔助駕駛及在夜間微光條件下的高動(dòng)態(tài)范圍感測，汽車慢慢成為了圖像傳感器產(chǎn)業(yè)繼手機(jī)之后的又一個(gè)大金礦。

智慧城市是在城市當(dāng)中實(shí)現(xiàn)物物相連。在每一個(gè)需要識別的物體上，都需要安裝傳感器。因此，傳感器的升級換代成為了智慧城市能否實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展的關(guān)鍵。隨著智慧城市建設(shè)在全國范圍內(nèi)大力推進(jìn)，傳感器產(chǎn)業(yè)也將形成更大的市場。據(jù)專家預(yù)計(jì)，未來5年，我國傳感器市場的年復(fù)合增長率將達(dá)到30%左右。可以說，物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市將是未來傳感器的主要應(yīng)用市場。

在工業(yè)4.0時(shí)代，最令人期待的發(fā)展是基于CMOS工藝的傳感器技術(shù)。在CMOS傳感器的應(yīng)用場景不斷豐富、終端對性能的需求不斷加碼的背景下，由于CMOS 技術(shù)有助于實(shí)現(xiàn)更小、更具智能的系統(tǒng)，并滿足企業(yè)降低功耗、提升質(zhì)量的市場需求，業(yè)內(nèi)人士將加大在此方面的布局力度。

眾所周知，圖像傳感器作為將光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成電子信號的電子設(shè)備之一，提供了不同級別的靈敏度和質(zhì)量，能較好地滿足不同應(yīng)用場景的實(shí)際需要。而作為一種能將物理量或者化學(xué)量轉(zhuǎn)化為有用電信號的器件，傳感器在近幾年經(jīng)歷了翻天覆地的變化。人們對智能手機(jī)的雙攝像頭、三攝像頭、3D攝像頭已經(jīng)屢見不鮮，再加上汽車、無人機(jī)、VR以及AR技術(shù)等新興市場的有力推動(dòng)，CMOS圖像傳感器將迎來新一輪的產(chǎn)業(yè)成長高峰機(jī)遇，計(jì)算機(jī)、汽車、醫(yī)療、安防和工業(yè)應(yīng)用等領(lǐng)域?qū)⒊蔀镃MOS圖像傳感器的幾大主要落地領(lǐng)域。而在以視覺為核心的安防監(jiān)控系統(tǒng)中，CMOS圖像傳感器無疑扮演著相當(dāng)重要的角色。