本文來源：半導體產(chǎn)業(yè)縱橫

三星和索尼在不遺余力地擴大銷售市場的同時，市場動蕩促使中國本土CMOS 圖像傳感器（CIS）產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展。

編譯來源：digitimes

2011年全球首款雙攝像頭手機的問世，拉開了手機廠商之間在手機上增加攝像頭競爭的帷幕，這也迫使三星電子、華為、小米等品牌廠商努力應對新趨勢。

具有多個后置攝像頭的終端市場設備（如手機）的持續(xù)激增引發(fā)了對 CIS需求的飆升，使其成為近年來半導體行業(yè)最熱門的細分市場。

CIS 芯片充當相機的眼睛，它們的特性直接影響所拍攝圖像的質(zhì)量。CIS芯片可以將相機鏡頭捕捉到的光信號轉(zhuǎn)換成相關機器可以讀取的電子信號，實現(xiàn)將現(xiàn)實世界繪制成面向芯片的景觀的過程。感應區(qū)域越大，顯示的圖像越大，細節(jié)越多。

CIS芯片的尺寸相對較小，但它通常占攝像頭模組生產(chǎn)成本的52%，而攝像頭模組又是手機除了SoC芯片和顯示器之外的三大成本高昂的部件之一。

索尼、三星電子和豪威科技是目前全球排名前三的 CIS 芯片供應商。全球 CIS 行業(yè)的歷史始于日本和韓國公司的主導地位，索尼和三星之間的持續(xù)競爭凸顯了這一點。

CIS相關技術和生產(chǎn)的演進先后幫助不同行業(yè)的許多公司維持并取得了顯著的業(yè)務成果。中國靠著半導體行業(yè)迅猛的發(fā)展勢頭收購了實力雄厚的美國公司豪威科技，此次收購促進了格科微和思特威等其他中國公司的崛起，使它們能夠在全球CIS市場競爭份額。

█   CIS市場由索尼、三星主導

1970-1990年間，日本公司主導了全球CIS市場，其中，要求高像素和精密制造工藝的電荷耦合器件（CCD）圖像傳感器是主流產(chǎn)品。索尼和松下都是最好的 CCD 傳感器生產(chǎn)商。

優(yōu)化尖端的CCD和存儲技術，日本曾經(jīng)占世界半導體產(chǎn)量的一半以上，全球前10大半導體公司中有6家來自日本。

然而，在日本統(tǒng)治的 20 多年中，其他公司開始尋求 CCD 的替代技術，以實現(xiàn)與 CCD 一樣好的高質(zhì)量圖像。同時，新技術的生產(chǎn)壁壘和成本也足夠低，足以壓倒傳統(tǒng)的 CCD。

當時，總部位于美國的豪威科技推出了一種用于圖像傳感器的新型互補金屬氧化物半導體 (也就是CMOS) 技術。CMOS 圖像傳感器的推出打破了日本公司在圖像傳感器市場上的壟斷地位。CIS 芯片以具有競爭力的價格，開始在電子消費市場獲得普及。2010 年，豪威科技優(yōu)化了其在全球圖像傳感器市場的份額，將其在全球圖像傳感器市場的份額提高到了 50%。同時，蘋果在其 iPhone 3GS 和 iPhone 4 中采用了豪威科技的 CIS 芯片，這也有助于美國圖像傳感器的崛起。

豪威科技的成功迫使索尼將重心從 CCD 轉(zhuǎn)移到 CIS。2010 年 9 月，索尼宣布向其子公司索尼半導體九州的熊本技術中心投資 2.96 億美元，以提高其 Exmor 和 Exmor R CIS 芯片的產(chǎn)量。2010 年底，索尼宣布了一項 1000 億日元的投資計劃，以提高 CIS 產(chǎn)能。該計劃包括從東芝購買半導體設備并建立新的晶圓生產(chǎn)線，旨在實現(xiàn)CIS市場的差異化競爭。

索尼在 2011 年開始收到蘋果為其 iPhone 4s 設備提供的 CIS 訂單，其技術革新開始取得成效。同年，索尼還獲得了其他手機品牌高端旗艦機型的CIS訂單，出貨量呈指數(shù)級增長。

2012 年，索尼通過推出其首款堆疊式 CIS 芯片實現(xiàn)了圖像傳感器的技術飛躍。通過將兩個芯片堆疊在一起，新開發(fā)的 CIS 芯片使智能手機制造商能夠推出比以前型號更薄的新手機。從那時起，索尼繼續(xù)擴大其在CIS市場的份額。2014年初，索尼的CIS芯片供不應求。

2015年，索尼以1.55億美元收購東芝圖像傳感器業(yè)務，進一步鞏固其在CIS領域的領先地位，并開始為汽車、安防/監(jiān)控和工業(yè)領域的高端應用提供CIS芯片。

在索尼轉(zhuǎn)型的同一時期，三星也開始努力提高其在 CIS 市場的占有率，并于 2013 年發(fā)布了具有里程碑意義的 ISOCELL 技術。與圖像傳感器的背照式 (BSI) 技術相比，ISOCELL 技術可以將像素串擾降低 30 % 并按比例縮小相機模塊，以使手機和平板電腦更薄更輕。

三星長期以來一直在思考，進一步開發(fā) CIS 產(chǎn)品可能是減少其對存儲產(chǎn)品過度依賴的突破口。2018年12月，它重組了其設備解決方案（DS）業(yè)務組。它在其系統(tǒng) LSI 部門下創(chuàng)建了一個傳感器業(yè)務部門，負責 CIS 產(chǎn)品路線圖和銷售，而 DS 集團的合同制造部門負責 CIS 工藝開發(fā)。

三星還實施了雙管齊下的戰(zhàn)略，采用更先進的制造工藝和激進的定價，以增強其在CIS領域的競爭力。

根據(jù) DIGITIMES Research 的數(shù)據(jù)，CIS 市場高度集中，索尼和三星位居前兩名，占據(jù)全球 70% 的市場份額。Strategy Analytics 編制的數(shù)據(jù)顯示，2021 年，索尼以 45% 的份額成為全球最大的移動設備攝像頭圖像傳感器供應商，三星以 26% 的份額位居第二。

盡管索尼和三星之間的差距在 2021 年仍然相對較大，但美國政府于 2020 年 5 月宣布限制外國芯片生產(chǎn)商向華為運送使用美國設備制造的芯片，這開始改變CIS市場的格局。

華為的智能手機一直采用索尼的 CIS 芯片，尤其是高端的 Mate 和 P 系列機型。華為受到美國貿(mào)易制裁的打擊，智能手機出貨量開始大幅下滑，導致索尼CIS出貨量大幅下滑。

另一方面，三星繼續(xù)從包括小米、Oppo、Vivo 和摩托羅拉（聯(lián)想）在內(nèi)的安卓手機供應商那里獲得 CIS 訂單，這部分歸功于其在 2019 年發(fā)布的超過 100 兆像素的攝像頭傳感器以及迭代計算能力的持續(xù)升級。 智能手機CIS市場的競爭將進一步加劇，這可能會影響索尼作為細分市場領導者的地位。

█   中國CMOS供應商的崛起

盡管三星在索尼處于逆境時不遺余力地擴大銷售市場，但市場動蕩促使中國的 CIS 生產(chǎn)提前本土化。

關于圖像傳感器的發(fā)展，CCD零件最早出現(xiàn)在1990年代，CMOS傳感器出現(xiàn)在2000年左右。此后，CIS芯片逐漸成為消費電子產(chǎn)品的主流技術。中國早期錯過了發(fā)展CCD的機會，中國芯片廠商在CIS芯片的技術積累上也沒有任何優(yōu)勢。

中星微國際前董事長兼CEO曾表示：“在技術積累上，中國CMOS傳感器廠商沒有任何優(yōu)勢。但近幾年來，得益于相關政策的支持，本土CMOS產(chǎn)業(yè)有了長足的發(fā)展。以及國內(nèi)市場有著多樣化需求也促進了本土產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。”

2018-2019年，中國半導體經(jīng)銷商韋爾半導體（WillSemi）完成了對豪威科技全部流通股的收購，成為美國CIS制造商的控股公司。之后，韋爾半導體還接手了兩家本土同行思比科和視源電子科技，使其擁有相關技術，生產(chǎn)入門級、中端和高端CIS零件，成為中國圖像傳感器行業(yè)的領軍企業(yè)。此后，韋爾半導體不斷提升競爭力，加速智能手機領域CIS芯片的進口替代進程。

根據(jù)野村東方國際證券的數(shù)據(jù)，2020 年，韋爾半導體的 32 和 48 兆像素 CMOS 圖像傳感器被華為和 oppo 廣泛用于其智能手機，小米使用豪威科技的 OV48C 48-MP CIS 作為其主后置攝像頭?，F(xiàn)在，韋爾半導體已經(jīng)從之前的副攝像頭供應商轉(zhuǎn)變?yōu)槠炫炛悄苁謾C主攝像頭的主要供應商。

來源：2022-07-18   半導體產(chǎn)業(yè)縱橫

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