一．?dāng)z像頭芯片發(fā)展回顧
攝像頭芯片，也就是圖像傳感器（Image Sensor）。其主要作用是將光學(xué)圖像信號轉(zhuǎn)換為電信號的傳感器，可以將圖像傳感器在攝像頭中的作用理解為視網(wǎng)膜在人眼的作用。
早期的圖像傳感器主要為真空電子器件，先后使用過光電攝像管（iconoscope）、移相正析攝像管（image orthicon）、光導(dǎo)攝像管（vidicon）、硒砷碲攝像管（saticon）、雪崩倍增靶攝像管（HARP）等。
20世紀(jì)60年代開始，先后有多種固態(tài)圖像傳感器（solid-state image sensor）方案面世，其中最重要的是貝爾研究所1969年發(fā)明并于次年對外發(fā)表的CCD（Charge Coupled Device，電荷耦合元件）圖像傳感器，自此，圖像傳感器逐步從真空電子掃描方式發(fā)展為固體自掃描輸出方式。20世紀(jì)90年代，CMOS（Complementary metal-Oxide Semiconductor，互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體元件）圖像傳感器出現(xiàn)，隨著工藝進(jìn)步，逐步取代CCD成為主流的傳感器類型。
圖1：CCD和CMOS發(fā)展歷程
表1：CCD圖像傳感器與CMOS圖像傳感器比較
圖2：CIS（CMOS圖像傳感器）市場平均單價趨勢及預(yù)測圖來源：Yole
CMOS的市場價格情況根據(jù)Yole統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，CIS（CMOS圖像傳感器）平均單價在2015-2019年度呈上升趨勢，其中2017年和2019年有較大突破，其原因是手機(jī)攝像頭方案由單攝、雙攝，向多攝發(fā)展造成的需求量大增。其后在2020-2025年基本穩(wěn)定，維持在3美元的水平。
二．?dāng)z像頭芯片產(chǎn)業(yè)鏈
1.上游情況：原料靠日系，代工靠臺系，封裝測試在中國。
目前芯片制造環(huán)節(jié)中，硅片及光刻原材料供應(yīng)主要依賴日系企業(yè)，日系企業(yè)的原材料供應(yīng)占比達(dá)到50%。由于芯片制程工藝較難及晶圓廠投資資金較大，中國CMOS傳感器設(shè)計(jì)企業(yè)普遍缺少生產(chǎn)加工能力，通常將完整的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案交由晶圓代工廠進(jìn)行加工，導(dǎo)致了中國CMOS傳感器產(chǎn)業(yè)鏈中游參與者較依賴于海外廠商，議價能力受晶圓代工廠限制。中國本土CMOS傳感器設(shè)計(jì)企業(yè)多數(shù)趨向采用臺積電作為晶圓代工廠。
相比于晶圓代工及中游環(huán)節(jié)的CMOS傳感器設(shè)計(jì)流程，芯片封裝測試對技術(shù)需求相對較低，具有勞動密集的特點(diǎn)。產(chǎn)規(guī)模及成本管控決定封裝測試廠商的行業(yè)競爭力。中國在這個領(lǐng)域占有一定優(yōu)勢。
2.中游情況：高端市場海外主導(dǎo)，低端市場國產(chǎn)發(fā)力
目前攝像頭芯片高端市場仍然被日本，韓國，美國的企業(yè)主導(dǎo)。中國企業(yè)正在快速實(shí)現(xiàn)技術(shù)追趕，目前已經(jīng)廣泛運(yùn)用于國產(chǎn)手機(jī)的副攝像頭。未來，第三梯隊(duì)企業(yè)在經(jīng)過多年的技術(shù)追趕后，可能憑借較低的產(chǎn)品成本、豐富的營銷渠道及中國強(qiáng)大的供應(yīng)鏈體系，有機(jī)會向上躍進(jìn)成為行業(yè)頭部。
3.下游情況：多攝方案拉動需求，車載安防領(lǐng)域前景廣闊
CMOS傳感器產(chǎn)業(yè)鏈下游環(huán)節(jié)由模組廠商、系統(tǒng)廠商及終端廠商組成。模組廠商負(fù)責(zé)將系列相互關(guān)聯(lián)的CMOS傳感器芯片進(jìn)行組合，使其可以嵌入智能手機(jī)、安防監(jiān)控等設(shè)備中。系統(tǒng)廠商是負(fù)責(zé)為終端廠商提供系統(tǒng)應(yīng)用的企業(yè)。但最主要市場需求仍然是終端廠商主導(dǎo)。
終端廠商對CMOS傳感器有直接需求，涉及領(lǐng)域包括智能手機(jī)、安防監(jiān)控、汽車車載、工業(yè)及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域等。如今在應(yīng)用方面，以占比最高的智能手機(jī)領(lǐng)域?yàn)槔?，多攝方案逐漸成為主流，CMOS也隨之水漲船高。下圖為2017年至2024年單只攝像頭個數(shù)的變化趨勢以及對未來的預(yù)測，可以看出自2017年至2020年，攝像頭數(shù)量的增速一直保持上升趨勢，五年復(fù)合增長率為6.82%。但在未來多攝方案的鏡頭數(shù)量很可能遇到瓶頸，中國智能手機(jī)行業(yè)正逐漸趨于飽和。安防監(jiān)控與汽車車載應(yīng)用可能會成為CMOS傳感器增長重點(diǎn)動力來源。
圖4.手機(jī)攝像頭年均個數(shù)及增速
未來中國攝像頭芯片增長驅(qū)動力：
?。?）攝像頭芯片作為智能手機(jī)攝像頭的關(guān)鍵部件，多攝方案的流行將會推動新一輪CMOS傳感器市場需求的增長；（3）中國連續(xù)出臺鼓勵政策推動半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展，CMOS傳感器作為半導(dǎo)體行業(yè)下的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，將會受到政策紅利驅(qū)動；（4）CMOS傳感器下游行業(yè)的應(yīng)用在安防監(jiān)控、汽車車載等領(lǐng)域尚存較大的提升空間，為CMOS傳感器的應(yīng)用提供較為廣闊的市場發(fā)展前景。
01月07日 18:14
