對于CIS（CMOS圖像傳感器）領(lǐng)頭羊索尼來說，近來可謂是喜憂參半。失去華為這個(gè)超級大客戶，讓索尼相關(guān)業(yè)務(wù)營收大幅縮水，根據(jù)2020財(cái)年第二財(cái)季（自然月7~9月）財(cái)報(bào)，圖像傳感器業(yè)務(wù)的運(yùn)營利潤預(yù)期被下修38%至810億日元。索尼的CFO Hiroki Totoki（十時(shí)裕樹）就認(rèn)為直到2022財(cái)年結(jié)束（2023年3月）前，傳感器業(yè)務(wù)的盈利能力都不會(huì)恢復(fù)。

好在這個(gè)“傷口”正在慢慢恢復(fù)，由于蘋果iphone12的熱賣以及來自中國廠商的訂單增加，索尼依然對未來充滿信心，新建工廠的計(jì)劃如期進(jìn)行。

CIS的黃金時(shí)代正在到來，對于索尼和其他廠商來說，現(xiàn)在無暇顧及過往，因?yàn)槲磥淼母偁幦莶坏媒z毫喘息。

黃金時(shí)代

我們身處的世界已經(jīng)被CIS包圍了。不單是智能手機(jī)和照相機(jī)，無人機(jī)、掃地機(jī)器人、智能翻譯筆、安防攝像頭，還有生產(chǎn)線上的檢測設(shè)備，都已經(jīng)離不開CIS。

根據(jù)市場分析公司Yole的預(yù)計(jì)，2019年至2025年間，CIS行業(yè)的CAGR為8.1％，五年內(nèi)收入應(yīng)達(dá)到270億美元。而據(jù)另一家分析公司Frost&Sullivan統(tǒng)計(jì)，2019年全球CIS市場出貨量為63.6億顆，預(yù)計(jì)到2024年全球出貨量達(dá)到91.1億顆。

移動(dòng)設(shè)備的首要地位仍不可撼動(dòng)，多攝像頭化是市場最大的驅(qū)動(dòng)力，這里又以手機(jī)為最，2019年全球智能手機(jī)及功能手機(jī)CIS銷售額就占據(jù)了全球73.0%的份額，而安全和汽車則在2020年成為CIS第二和第三大細(xì)分市場，年復(fù)合增長率也高達(dá)20%。

汽車市場的潛力最被行業(yè)所看好。IC insights的報(bào)告指出，汽車市場將成為CIS的增長動(dòng)力所在。未來5年，這個(gè)市場的年復(fù)合增長率預(yù)計(jì)將達(dá)到38.4％，到2022年，整個(gè)汽車CMOS圖像傳感器市場會(huì)增長到28億美元，市場占比會(huì)提升到15%，躍居第二位。

這其中的原因就是ADAS(先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng))/AV(自動(dòng)駕駛汽車)的發(fā)展，推動(dòng)車載攝像頭從僅搭載后視攝像頭的配置，向6個(gè)攝像頭以上的ADAS，乃至多達(dá)16個(gè)攝像頭的自動(dòng)駕駛發(fā)展，將極大提升CIS用量。

還有一個(gè)有黑馬潛質(zhì)的領(lǐng)域是工業(yè)，隨著機(jī)器視覺的發(fā)展，越來越多的工業(yè)生產(chǎn)線將引入圖像傳感器來提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量，預(yù)計(jì)該領(lǐng)域年復(fù)合增長率18%，2020年銷售額8.97億美元。

未來5年，汽車，工業(yè)，國防和航空航天等所有其他細(xì)分市場的表現(xiàn)將超過CIS的平均水平，替代移動(dòng)設(shè)備成為市場總量擴(kuò)大的主要推手。

巨頭的追逐

同其他半導(dǎo)體市場相似，CIS也是巨頭的樂園。索尼、三星和Omnivision（豪威科技）位列市場三甲，市場占有率分別為42%、21%和10%，幾乎瓜分了全部市場份額。意法半導(dǎo)體（ST） 近來表現(xiàn)優(yōu)異，從而躍升到第四位（市占率為6%），排在第5位的則是安森美（市占率為4%）。

相比鼎盛期，索尼的市場份額有所下降，其中有失去華為這一大客戶的影響，但三星、海力士等對手的不停追擊也是重要因素。

要在CIS市場存活乃至領(lǐng)先，必須要在技術(shù)上快人一步。這也促使CIS的技術(shù)不停演進(jìn)，從FSI過渡到BSI，現(xiàn)在則升級成堆疊式BSI，使用TSV來連接到傳感器陣列和邏輯芯片。

很有意思的是，CIS的制造工藝與DRAM的制造工藝非常相似，并且DRAM 的溝槽技術(shù)被應(yīng)用于高像素產(chǎn)品的工藝。因此，DRAM制造商很有可能后發(fā)制人，這就是三星、SK海力士等廠商快速崛起的秘密。

SK海力士實(shí)際上正在應(yīng)用DRAM溝槽工藝技術(shù)來消除像素之間的光干擾，同時(shí)正在進(jìn)行一些實(shí)驗(yàn)來防止使用金屬隔墻時(shí)吸收光子。此外，三星電子的ISOCELL還采用了DRAM工藝技術(shù)，并正在努力將其工藝改進(jìn)到32nm的水平。

SK海力士目前正在使用8英寸和12英寸CIS生產(chǎn)線。與去年相比，今年的12寸CIS產(chǎn)品線的產(chǎn)能增加了60％以上。此外，由于某些線路正在為CIS進(jìn)行重新部署，因此從今年年底開始，其產(chǎn)品性能將有望大幅提升。

三星在使用8英寸CIS生產(chǎn)線外，也在擴(kuò)大其12英寸生產(chǎn)線的產(chǎn)能，主要是利用舊的DRAM生產(chǎn)線。從2018年的11條生產(chǎn)線開始，三星計(jì)劃在2020年將13條生產(chǎn)線轉(zhuǎn)換為CIS生產(chǎn)線。

三星提出的口號是要在2030年之前超過索尼、躍居世界CIS首位。為此，三星正在積極地?cái)U(kuò)大投資。一家設(shè)備家企業(yè)就表示，其8～9月多次獲得圖像傳感器設(shè)備的大型訂單均來自三星。

面對咄咄逼人的對手，索尼在提高12寸產(chǎn)線產(chǎn)能的同時(shí)，也在加快新產(chǎn)線的建設(shè)。如果進(jìn)展順利，索尼在日本長崎的全新產(chǎn)線將在2021年4月開始設(shè)備進(jìn)廠，同年10月進(jìn)行運(yùn)作。

另辟蹊徑

索尼和三星在高端市場的“神仙打架”，國內(nèi)廠商只能作為旁觀者。但是，在安防、工業(yè)、汽車等領(lǐng)域，國內(nèi)廠商則有很大機(jī)會(huì)突圍而出。

縱覽整個(gè)安防領(lǐng)域，視頻監(jiān)控作為國內(nèi)安防市場占比最高的細(xì)分行業(yè)，一直保持著高增長姿態(tài)，高清攝像頭成為市場增長的爆發(fā)點(diǎn)，也帶動(dòng)了相關(guān)CIS市場的成長。

基于對應(yīng)用場景更深入的理解，國內(nèi)廠商表現(xiàn)一直很優(yōu)異。安防攝像頭對于低光照、寬動(dòng)態(tài)范圍等性能的需求逐漸提升。就此趨勢，本土CIS廠商思特威通過全彩夜視技術(shù)、近紅外增強(qiáng)技術(shù)等創(chuàng)新技術(shù)，解決了客戶的痛點(diǎn)，從而獲得了中國乃至全球安防市場的認(rèn)可。根據(jù)Techno Systems Research最新報(bào)告顯示，思特威科技在安防領(lǐng)域自2017年起已經(jīng)連續(xù)兩年蟬聯(lián)市占率第一。

工業(yè)市場也是國內(nèi)廠商有希望突破的領(lǐng)域。進(jìn)入21世紀(jì)后，隨著機(jī)器視覺在工業(yè)自動(dòng)化的應(yīng)用，CIS也獲得進(jìn)入工業(yè)市場的準(zhǔn)入資格。并且，隨著制程工藝的長足進(jìn)展，CIS已經(jīng)與CCD漸成分庭抗禮之勢。

GS（全局快門）的引入，是CIS的一個(gè)重大革新。它使得CIS能同時(shí)曝光來擷取不失真的運(yùn)動(dòng)物體圖像，這對機(jī)器視覺的領(lǐng)域有重大意義。快速捕捉（高幀率），無形變和非可見光下成像（近紅外增強(qiáng)技術(shù)）都相繼在CIS上得以實(shí)現(xiàn)。

因?yàn)樵贕S CIS方面起步很早，國內(nèi)廠商在機(jī)器視覺的應(yīng)用上已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展，在生產(chǎn)線檢測、無人機(jī)避障等場景中都占有了一席之地。

車用CIS也為國內(nèi)廠商所一致看好。“中國擁有全球一半以上的電動(dòng)車銷量，CIS下游市場優(yōu)勢明顯，因此技術(shù)機(jī)遇和市場優(yōu)勢使得我國車用CIS面臨良好的發(fā)展機(jī)遇。”一位業(yè)內(nèi)人士這樣分析。

進(jìn)入今年以來，已經(jīng)有多家國內(nèi)CIS廠商推出了車規(guī)級CIS產(chǎn)品，展示了良好的發(fā)展態(tài)勢。雖然與國際巨頭還有差距，但是利用本土市場優(yōu)勢，加強(qiáng)與國內(nèi)車企、Tier1廠商的互動(dòng)，加速產(chǎn)品驗(yàn)證，同時(shí)切入較易進(jìn)入的后裝車載市場，逐步向前裝車載市場滲透，國內(nèi)廠商有機(jī)會(huì)獲得更多市場份額。

Yole最近做出預(yù)測：中國或首先在CIS上實(shí)現(xiàn)自主可控。這個(gè)判斷的根據(jù)是，中美貿(mào)易戰(zhàn)給了國內(nèi)廠商更多的機(jī)會(huì)和大量注資，并且中國大陸擁有CIS所需的晶圓代工廠。如果再加上國內(nèi)在機(jī)器人、AR等新興市場上的優(yōu)勢，國內(nèi)廠商有很大幾率在未來幾年改寫CIS市場的格局。