在影像需求日益强劲的今天,图像传感器作为这其中的重要元件,也受到市场众多企业的重视。在最初的数码相机上,图像传感器得到了发展,而后逐渐延伸到了手机、安防、汽车等众多领域。在这个过程中,促生了一批致力于CMOS图像传感器的厂商,并形成了一些CIS巨头。
标准纷争的传感器
目前,全球产品化的传感器种类约有2.6万余种。由于缺乏制定国际标准的准则与规范,尚未制定出权威的传感器标准类型。其敏感机理、敏感材料、使用功能、应用领域等互相交错及深度融合,难以厘清,各国及各行业围绕标准划分的争论从未停止,各抒己见、争论不休,从而导致产品名称混乱、种类繁多、结构复杂、参数各异等复杂状况。目前,行业只能划分为简单的物理传感器、化学传感器和生物传感器等大的类别。
由于敏感机理、敏感材料不同,加之工业现场环境、使用场景,以及被检测介质与个性化参数、结构复杂等特点,长期以来,传感器一直处于多品种、小批量生产状态。受工艺技术的分散性、复杂性影响和设备装置价格昂贵等因素制约,业界称其生产过程为制造“工业工艺品”。各国工程技术人员围绕着工艺技术协同、融合,在产品规范化、性能归一化、功能集成化、结构标准化,以及工艺设备和工装夹具的产业化方面开展了长期的技术开发与创新,形成了一大批不同特色的技术成果。
CMOS图像传感器市场预期更加乐观
2017年,CMOS图像传感器市场规模为139亿美元,据预计未来五年的复合年增长率(CAGR)为9.4%。这主要受益于几乎各种应用领域的CMOS图像传感器市场都出现了显著增长,尤其是手机领域,同比增长高达20%!
2016年和2017年CMOS图像传感器市场(按照应用领域细分)CMOS图像传感器产业从占据42%市场份额的全球龙头企业——索尼的运营复苏中获益,以较高的增长速度发展,并已成为半导体行业中关键的组成部分!行业领先者三星紧追索尼,拿下20%市场份额。此外,安森美半导体和豪威科技也对手机、安防、汽车等市场的发展贡献颇丰。
2016年和2017年CMOS图像传感器各大厂商的市场份额上述一些市场正推动有实力的CMOS图像传感器厂商通过资金投入来跟上技术和产能的发展。市场机遇很多,新进厂商也能够抓住细分领域,如意法半导体和思特威。技术进步以及“从成像到传感的转变”促进多层次的创新:像元、芯片、晶圆、模组,一直到系统。
CMOS图像传感器处于3D半导体技术的最前沿,是人工智能(AI)发展的主要推动力。我们可以预见新技术和新应用都可以保证市场快速增长的势头。本报告旨在尽可能多地让读者了解CMOS图像传感器产业现状,以便从新一轮的创新中受益!
技术创新驱动企业发展,中国生态系统愈发重要
索尼是无可争议的CMOS图像传感器产业龙头企业,包括市场和技术两方面。2016年大地震之后,Kuamoto代工厂的运营恢复对索尼贡献颇多,助力其在CMOS图像传感器市场上“攻城略地”。三星也在保持增长势头,现在能够匹敌索尼在3D堆叠方面的大部分技术。三星CMOS图像传感器主要服务于其手机部门,但如今也越来越多地支持中国OEM手机厂商,解决高端手机CMOS图像传感器缺货问题。豪威科技逐步完成向中国的转移,除了受惠于中国庞大的手机市场,其在汽车领域的进展也获得了可观收益,下一步计划是扩大近红外(NIR)全局快门产品的市场规模。
2017年,意法半导体为苹果iPhone X的3D摄像头提供创新型近红外全局快门图像传感器,适合人脸识别和移动支付等应用。该图像传感器采用Soitec公司的Imager-SOI技术,具有更高的量子效率和极低的噪声。尽管索尼和三星的竞争日趋激烈,但是安森美半导体避其锋芒,成为汽车行业的CMOS图像传感器领导者,此外工业领域的增长弥补了手机和无人机方面的衰退。
据麦姆斯咨询介绍,在CMOS图像传感器代工厂方面,华力微电子(HLMC)受益于豪威科技和TPSCo的生产转移。SK海力士显然陷入了“优先发展DRAM,而非CMOS图像传感器”的难题。中芯国际处于转型期,必须投资下一代技术来追赶领先者。近些年,中国CMOS图像传感器产业积极布局突破,成立了多家CMOS图像传感器设计公司和IDM企业,加上各种创新应用的落地,中国CMOS图像传感器生态系统将会变得越来越强大!
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