未來(lái)趨勢(shì)明顯 CMOS圖像傳感器市場(chǎng)地位迅速崛起

隨著中國(guó)視頻監(jiān)控市場(chǎng)的發(fā)展，圖像傳感器芯片和處理器芯片的市場(chǎng)份額將分別從2013年的28%增至2015年的72%以及2012年的70%增至2015年的88%.縱觀整個(gè)市場(chǎng)，行內(nèi)預(yù)測(cè)，未來(lái)五年，全球電子安防市場(chǎng)將保持8%的年均增長(zhǎng)率，并在2017年達(dá)到3220億美元。

而安防市場(chǎng)的增長(zhǎng)主要來(lái)自兩個(gè)方面：視頻監(jiān)控總額增長(zhǎng)12%和亞洲高端安防市場(chǎng)的需求。據(jù)了解，全球視頻監(jiān)控市場(chǎng)在過(guò)去的十年內(nèi)快速發(fā)展。而中國(guó)設(shè)備制造商在市場(chǎng)中扮演著越來(lái)越重要的角色。許多國(guó)際品牌也通過(guò)中國(guó)工廠生產(chǎn)安防產(chǎn)品，以供給海外市場(chǎng)的銷售。對(duì)于為視頻監(jiān)控設(shè)備提供核心半導(dǎo)體元器件的公司，中國(guó)正在成為他們最重要的區(qū)域市場(chǎng)。

《IHS中國(guó)視頻監(jiān)控設(shè)備制造報(bào)告2013版》指出，中國(guó)視頻監(jiān)控制造市場(chǎng)在2012年的產(chǎn)量約為70M.其中前端設(shè)備如模擬攝像機(jī)、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)和模擬高清攝像機(jī)占87.3%，DVR、NVR和模擬高清DVR等后端設(shè)備占12.7%.更為重要的是，越來(lái)越多的業(yè)界人士開始意識(shí)到，高品質(zhì)的視頻成像效果是一個(gè)系統(tǒng)化的工程，圖像質(zhì)量已成為市場(chǎng)關(guān)注的焦點(diǎn)。

畫面質(zhì)量成為關(guān)注CMOS圖像傳感掀開發(fā)熱潮

“高清監(jiān)控代表著巨大的數(shù)據(jù)量和更快的處理速度，無(wú)論圖像采集單元、圖像處理單元，還是傳輸、顯示和儲(chǔ)存單元等都必須具備高速的處理能力，當(dāng)元器件高速化之后，就很容易受外界噪聲的干擾，如ESD、Surge等瞬時(shí)噪聲?！本ъ涂萍脊煞萦邢薰緞?chuàng)辦人/設(shè)計(jì)研發(fā)部副總經(jīng)理姜信欽從電子元器件的角度分析道，尤其是針對(duì)前端攝像機(jī)的兩大關(guān)鍵部件——成像芯片和圖像處理，深圳比亞迪微電子有限公司副總經(jīng)理兼總工程師馮衛(wèi)更為直接地指出，高清監(jiān)控任務(wù)要靠整個(gè)系統(tǒng)來(lái)完成，很多情況下難以把圖像處理和成像芯片的問(wèn)題分開。

對(duì)于圖像傳感器芯片廠商而言，需要借助感光技術(shù)的進(jìn)步，通過(guò)工藝、感光單元、電路設(shè)計(jì)、封裝等方面的提升，提高圖像清晰度和低光成像效果。而作為后端圖像處理方案，則需要有充足的適應(yīng)能力，要求芯片廠商加快技術(shù)創(chuàng)新，開發(fā)出工作頻率更快、芯片功耗更低、性價(jià)比更佳的產(chǎn)品方案。

CMOS傳感技術(shù)效果凸顯節(jié)省廠家研發(fā)投入

2012年CMOS圖像傳感器受到市場(chǎng)青睞重要原因在于過(guò)去大大低于CCD的靈敏度問(wèn)題由于使用了新的傳感器技術(shù)，如背照式CMOS，逐步得到解決。和CCD傳感器相比，CMOS傳感器具有更好的量產(chǎn)性，而且容易實(shí)現(xiàn)包含其他邏輯電路在內(nèi)的SoC（SystemonChip）產(chǎn)品，而這在CCD芯片中卻很難實(shí)現(xiàn)。尤其是CMOS傳感器不像CCD芯片那樣需要特殊的制造工藝，因此可直接使用面向DRAM等大批量產(chǎn)品的生產(chǎn)設(shè)備。

這樣一來(lái)，CMOS圖像傳感器就有可能形成完全不同于CCD圖像傳感器的成本結(jié)構(gòu)，同時(shí)也為CMOS傳感器高度集成化開辟了新的發(fā)展方向。早期市場(chǎng)上就曾經(jīng)推出過(guò)CMOS傳感器自帶ISP處理器，內(nèi)含2A（AE、AWB）控制算法。而發(fā)展至今，這樣的產(chǎn)品極受市場(chǎng)的歡迎和青睞。

眾多不具備ISP圖像處理器/ISP算法研發(fā)能力的小企業(yè)可以使用自帶2A處理的CMOS傳感器來(lái)制造高清攝像機(jī)。傳統(tǒng)的高清攝像機(jī)架構(gòu)中，從前端到后端一般分為幾個(gè)組成部分：圖像傳感器SENSOR、ISP圖像傳感器，壓縮/信號(hào)轉(zhuǎn)換處理；而如果使用集成ISP的CMOS傳感器，中間部分使用FPGA芯片實(shí)現(xiàn)的ISP單元就可以省去，這樣既有效的降低設(shè)備整體BOM成本，又繞過(guò)了ISP算法的研發(fā)門檻。目前市場(chǎng)上價(jià)格較為低廉的720P高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)大多都使用此類方案。

集成Real幀級(jí)寬動(dòng)態(tài)的超寬動(dòng)態(tài)高清背照式CMOS傳感器，與之前的集成2A功能的CMOSSENSOR不同，這款產(chǎn)品使用了傳感器廠家拿手的幀級(jí)寬動(dòng)態(tài)技術(shù)。我們知道，對(duì)于高清攝像機(jī)的圖像處理，尤其是ISP部分依靠的不僅僅是研發(fā)實(shí)力，也依靠對(duì)于圖像處理調(diào)試的豐富經(jīng)驗(yàn)積累。那么一款自帶幀級(jí)寬動(dòng)態(tài)功能的背照式CMOS傳感器產(chǎn)品，不僅將傳感器的動(dòng)態(tài)范圍提升至120dB以上，也為攝像機(jī)生產(chǎn)廠家節(jié)省了研發(fā)投入。

未來(lái)趨勢(shì)明顯CCD圖像傳感器市場(chǎng)地位迅速崛起

近兩年，無(wú)論是在模擬監(jiān)控市場(chǎng)，還是網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控市場(chǎng)，一個(gè)共同的發(fā)展變化就是：CMOS圖像傳感技術(shù)的迅速崛起，使得監(jiān)控前端從過(guò)去CCD傳感技術(shù)一統(tǒng)天下的格局，快速轉(zhuǎn)向CMOS圖像傳感技術(shù)。一批廠商紛紛在市場(chǎng)上掀起了一股以CMOS圖像傳感器為核心的監(jiān)控?cái)z像機(jī)開發(fā)熱潮。

與CCD圖像傳感器相比，CMOS在低光條件下的成像效果以及高動(dòng)態(tài)范圍的性能表現(xiàn)，一直是市場(chǎng)人士詬病的主要問(wèn)題。對(duì)此，Aptina公司汽車、工業(yè)和醫(yī)療（AIM）事業(yè)部高級(jí)市場(chǎng)總監(jiān)AlvinWong介紹道，傳感器的低光照性能對(duì)于準(zhǔn)確地呈現(xiàn)圖像和保持圖像的真實(shí)色彩是至關(guān)重要的。然而，低光照性能的一個(gè)關(guān)鍵因素是像素尺寸，因?yàn)樗c靈敏度直接相關(guān)，即使像素技術(shù)在不斷進(jìn)步，較大像素尺寸具有較高靈敏度的準(zhǔn)則仍然適用，但對(duì)于給定的分辨率，較大的像素尺寸由于需要使用成本較高的透鏡，這通常也意味著較高的系統(tǒng)成本。

而在另一方面，更高的動(dòng)態(tài)性能是指圖像傳感器必需具備同時(shí)準(zhǔn)確捕獲極亮和低光照?qǐng)鼍暗哪芰?，即保證明亮和黑暗場(chǎng)景能夠同時(shí)適當(dāng)曝光。但高動(dòng)態(tài)功能也增加了系統(tǒng)的成本和復(fù)雜性，一般都需要附加的傳感器存儲(chǔ)器和更復(fù)雜的圖像處理程序。因此，目前各家圖像傳感器供應(yīng)商面對(duì)的同一個(gè)挑戰(zhàn)是——既要滿足低光照和高動(dòng)態(tài)性能要求，又不能有太高的總體系統(tǒng)成本。