[原创] 火热的CMOS图像传感器市场
2019-12-11
14:00:17
来源: 半导体行业观察
进入今年以来，CMOS Image Sensor（CIS）的市场情况持续火热。随着智能手机搭载的摄像头个数的持续增加，这种情况更是愈演愈烈。为了进一步提高/维持摄像元件的敏感度，CIS芯片的尺寸（Chip Size，光学尺寸）也在逐步实现大面积化。据预测，领先的三摄像头（Triple Camera）的四摄像头（Quad Camera ，除去“ToF”）也会在2020年投入市场， 一定时间内“多摄像头化”、“大面积化”将会拉动CMOS的市场增长。
据预测，5G的商用化将会成为2020年智能手机市场的一剂“起死回生的强心剂”，从2017年-2018年开始出现的持续负增长状况也会在2020年出现强复苏。据相关机构预计，到2020年，全球手机的销售数量将会比2019年增加4%-5%,增至约15亿部，从增长率来看，当然没有之前那么强劲。但由于5G的普及，必然 会给一部分设备的业务带来机会，基零部件的需求也会受联动作用而增加需求。
在CIS领域，这也闻风而动。以Apple的2016年机型“iPhone 7 Plus”搭载“Dual Camera”（双摄像头）为契机，华为手机的“三摄像头战略”加速了这一趋势。现在，主要的智能手机厂家相继在高端、中低端手机方面投入多摄像头机型。
SONY的CMOS图像传感器。
（图片出自：limo）
据预估，带2020年，这一趋势还会继续存在，高端手机采用三摄像头，一部分高端机以四摄像头（广角、超广角、景深（Depth of Field，DOF）、近拍）为主。数据预测，2020年手机销售总数中，其中搭载双摄像头（以及更多摄像头）的手机占比约为72%（2019年约为52%），搭载三摄像头（以及更多摄像头）的比例高达29%。
从企业来看，Apple的2019年的低端机型搭载了多摄像头，且在整体的占比逐步提高；此外，华为的所有机型都至少采用了双摄像头。而据预测，华为以外的中华圈手机品牌在2020年应该会持续发布搭载三摄像头的手机，这将会大幅度带动CIS的需求。
当中6,400万像素的产品成为市场上的新的关注点。
从晶圆（Wafer）的消费/消耗点来看，与“多摄像头化”一样，大面积化的影响也不可小觑。CIS与其他的半导体不同，由于它是“吸光”元件，如果对它进行“细微化”（缩小像素间距，即Pixel Cell Pitch）处理，就有可能招来敏感度下降的后果。为此，像素越高，在像素间距不变的情况化，芯片尺寸（Die Size）就会扩大。
2019年-2020年期间，逐步开始往广角摄像头上搭载4,800万像素的产品，小米也开始投入搭载了6,400万像素的机型。4,800万和6,400万像素采用的像素间距都是0.8um（相当于65nm）。摄像头芯片的光学尺寸从1/2.3英寸扩大到1/1.7英寸。
而其实除了手机外，安防和智能汽车也是CIS的动力来源。
从市场调查公司Techno System Research（TSR）的调查结果来看，2018年CMOS图像传感器的出货数量与2017年相比增加了约18%，增至62亿个。在智能手机的出货数量下跌的大潮之下，CMOS图像传感器的需求逆流而上，可以说是极大地受到了“多摄像头化”的影响。
从各家公司的占比来看，无论从金额、还是从数量上来看，SONY都坚守TOP1的宝座。从金额来看，SONY不仅拥有较高像素领域的图像传感器，而且持有近50%的市场份额。宣称要扩大非存储半导体业务的三星电子位于业界TOP2,在金额和数量方面都持有超过20%的份额。从出货数量来看，继豪威科技公司(Omni Vision Technologies, Inc.)之后的中国的格科微电子（Galaxy Core）以130万像素、200万像素等低像素的产品为中心积极拓展业务，因此，从出货金额上来看，格科微电子的排名似乎有些靠后。
豪威科技和安森美（ON Semiconductor）倾注精力在车载方面，且安森美在车载领域位居首位。TOP1和TOP2占据了一半以上的市场份额，围绕增长的市场，SONY、意法半导体（STMicroelectronics）也加强产品的投入。
如下图所示，市场分析机构IHS Markit日前发布的2019年第三季度全球前十半导体榜单显示，索尼今年三季度的营收环比增长了41.5%，这就把公司在全球半导体的营收排名 从上一季度的第十五一跃拉升到第9。而这个增长率也是前十厂商中最大的。
受到需求扩大的影响，各家CIS供给厂商也相继加速提高产能，SONY原计划在“三年计划”的最后一年（2020年）的年末，达到月度产能13万片（2019年9月末时间点的月度产能约为10.8万片），后来进一步提高现有工厂的生产效率，计划上调至月产能13.8万片。
此外，针对原计划于2018年-2020年间实施6,000亿日元（约人民币360亿元）的设备投资，再次追加1,000亿日元（约人民币60亿元），在长崎Technology增建新厂房。虽然SONY 没有公布新建厂房的规模及开始运营时间，外界预测SONY最快会在2021年开始运营。此外，SONY还透露，随着投资的提前进行，还很有可能再次增加数百亿日元的投资（即在7,000亿日元的基础上增加投资）。
对业界TOP2的三星电子来说，CIS起着扩充非存储半导体业务的重要作用，因此三星也在积极扩大投资。2018年，三星把华城地区的生产DRAM的第十一产线转换为了生产CIS（产线更名为“S4 Line”），且月度产能提高至5.5万个。现在，三星也在着手投资和更改作为DRAM Legacy Line的第十三产线（更改后月产能约1.3万个），预计在2020年1月-3月期间开始提高产能。
同样，SK 海力士也在积极把投资从DRAM转为CIS，加大投资以更改M10产线为CIS的300mm产线。
由于需求有可能会如同预测的数据一样增长，各家CIS供给厂商积极展开设备投资。各家厂商都在加快扩大产能的步伐，由于“2020年的供给将会极其紧凑”（据TSR的三轮秀明分析师预测），因此很可能出现供不应求的现象。
另外，随着智能手机多摄像头化的发展，采用200万等较低像素传感器的话，景深、近拍功能可能会“力不从心”。由于各家CIS厂商会在具有较高附加值、且更高利润的领域优先开展业务，因此很容易对收益较低（Low Return Business）的200万像素产品“敬而远之”。
此外，原则上200万像素的产品会在200mm产线上进行生产，因此也可以看出业界整体的产能原本就不足。实现“多摄像头化”不可或缺的4,800万像素和6,400 万像素这样的高端产品、200万像素的低端产品的供货能否得以保证，很可能成为左右智能手机厂家和摄像头模组厂家（Camera Module Maker）业务运营的关键点。
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