文｜半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫

移動(dòng)互聯(lián)時(shí)代，在電子半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)周期由谷底向上走階段，有3~4類芯片會(huì)沖在前面，呈現(xiàn)出明顯的增長(zhǎng)勢(shì)頭，存儲(chǔ)器是典型代表，還有一種芯片也很搶眼，那就是CIS（CMOS圖像傳感器），它在2019~2020年那一波產(chǎn)業(yè)高速增長(zhǎng)過程中就扮演了重要角色。如今，2024年半導(dǎo)體業(yè)即將復(fù)蘇，CIS再一次沖在了前面。

CIS有三大應(yīng)用領(lǐng)域：手機(jī)、安防和汽車。當(dāng)然，CIS在工業(yè)和其它消費(fèi)類電子產(chǎn)品上也有應(yīng)用。

近日，全球CIS市場(chǎng)排名第二的三星電子發(fā)出通知，將大幅調(diào)升2024年第一季度CIS產(chǎn)品的報(bào)價(jià)，漲幅達(dá)25%~30%，這是近期漲價(jià)幅度最高的芯片元器件。

進(jìn)入2023下半年以來，由于手機(jī)市場(chǎng)需求逐步回暖，加快了CIS去庫存速度，從目前的手機(jī)市場(chǎng)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，以及CIS庫存現(xiàn)狀來看，2024年初的市場(chǎng)需求會(huì)越來越旺盛。

漲價(jià)的肯定不止三星電子一家，索尼和中國本土CIS廠商也會(huì)跟進(jìn)。

01、跌宕起伏的CIS市場(chǎng)

目前的市場(chǎng)行情讓筆者想起了2019年，當(dāng)時(shí)產(chǎn)業(yè)也是從谷底上升，到2019下半年，以及2020年，全球CIS市場(chǎng)異?；鸨?。當(dāng)時(shí)，正是各大品牌旗艦手機(jī)開始流行多攝像頭時(shí)期，需求的爆發(fā)式增長(zhǎng)給CIS提供了巨大的增長(zhǎng)空間，短時(shí)間內(nèi)，產(chǎn)能難以跟上應(yīng)用需求。

2019年，隨著晶圓廠產(chǎn)能愈發(fā)緊張，CIS芯片的供貨缺口也進(jìn)一步加大。5M及以下像素的CIS出現(xiàn)了兩次大規(guī)模漲價(jià)，而漲價(jià)的廠商大都分布在中國大陸，其中，格科微的缺貨情況尤為明顯，為緩解壓力，該公司不得不在短期內(nèi)兩次上調(diào)產(chǎn)品價(jià)格，整體漲幅接近40%。

在全球三大CIS廠商中，索尼和三星是IDM、它們的產(chǎn)品主要由自家工廠生產(chǎn)，而豪威科技（OmniVision，韋爾股份旗下公司）是Fabless，其CIS主要交給晶圓代工廠生產(chǎn)，當(dāng)時(shí)，臺(tái)積電很大一部分CIS產(chǎn)能都是用來接單豪威的。

為了擴(kuò)充CIS產(chǎn)能，三星于2017年開始改造12英寸DRAM產(chǎn)線FAB 11，用于生產(chǎn)CIS，2018年底完成改造。作為全球CIS的霸主，索尼自家的產(chǎn)能已經(jīng)應(yīng)接不暇，2019年，該公司決定將旗下高端CIS交由臺(tái)積電代工. 此外，索尼還在日本積極擴(kuò)產(chǎn)。

在市場(chǎng)需求旺盛和各大廠商積極擴(kuò)產(chǎn)的情況下，2019和2020年的CIS市場(chǎng)達(dá)到了歷史巔峰。

2021年的CIS市場(chǎng)雖然不及2019和2020年火爆，但依然保持著正增長(zhǎng)，據(jù)Yole估計(jì)，2021年的市場(chǎng)規(guī)模約為214億美元，比2020年增長(zhǎng)了3.2%。2021上半年，三大CIS廠商索尼（市占率42%）、三星（25%）和豪威科技（11%）在全球手機(jī)CIS市場(chǎng)的營收份額接近80%。

到了2022年，市場(chǎng)急轉(zhuǎn)直下，特別是下半年，手機(jī)行業(yè)進(jìn)入寒冬，全年平均月度出貨量和總出貨量同比都出現(xiàn)了下滑，2022全年手機(jī)共出貨2.72億部，同比下滑22.6%，發(fā)售新型號(hào)423個(gè)，同比減少12.4%。在這種情況下，從2021年第四季度開始，CIS價(jià)格就開始出現(xiàn)較大幅度的下滑，從2021年第四季度到2023年第一季度，2M像素的CIS價(jià)格下滑40%，8M的價(jià)格下滑了20%。

由于出貨量下降，手機(jī)廠商都尋求更加物美價(jià)廉的CIS芯片，這對(duì)CIS廠商提出了更高的產(chǎn)品成本控制要求。由于高像素CIS的價(jià)格明顯高于低像素的，因此，傳統(tǒng)低像素CIS廠商陸續(xù)尋求高端產(chǎn)品突破，以在低迷的市場(chǎng)環(huán)境中保持競(jìng)爭(zhēng)力。

2022年，索尼將重心轉(zhuǎn)向高端手機(jī)和汽車市場(chǎng)，第三季度，該公司的圖像和感應(yīng)解決方案業(yè)務(wù)營收同比增長(zhǎng)43%，其營收增長(zhǎng)的主要原因就是在低迷的市場(chǎng)環(huán)境中，高端手機(jī)對(duì)大尺寸、高分辨率的升級(jí)需求仍在持續(xù)，索尼正是抓住了高端手機(jī)對(duì)相關(guān)CIS的需求，才保持了較好的業(yè)績(jī)。

同年，豪威科技CIS的庫存壓力較大，第三季度營收同比下降了26.51%，庫存環(huán)比增加了11.5%。

到2023年第二季度，手機(jī)、安防應(yīng)用市場(chǎng)依然疲軟，導(dǎo)致CIS庫存居高不下。不過，汽車CIS需求在快速提升，智能化帶動(dòng)車載CIS量?jī)r(jià)齊升。

到了2023年第四季度，手機(jī)市場(chǎng)復(fù)蘇，值得注意的是，中國安防CIS市場(chǎng)也在升溫。在疫情爆發(fā)前，中國安防行業(yè)總產(chǎn)值年增長(zhǎng)率保持在15%以上，而在疫情開始后的2020、2021、2022這3年內(nèi)，中國安防市場(chǎng)總產(chǎn)值年增長(zhǎng)率大幅下降。2023年，隨著中國復(fù)工復(fù)產(chǎn)有序進(jìn)行，推動(dòng)市場(chǎng)對(duì)安防產(chǎn)品的需求提升，而AI在安防應(yīng)用領(lǐng)域的滲透，進(jìn)一步推動(dòng)安防市場(chǎng)穩(wěn)步回暖，目前來看，中國安防產(chǎn)業(yè)開始回到上升區(qū)間。

在晶圓代工市場(chǎng)，CIS芯片主要采用22nm-90nm制程，在經(jīng)歷了2023年第一季度的下游客戶減少訂單后，截至第三季度，晶圓代工廠的產(chǎn)能利用率依然在下降，因此，全球多數(shù)晶圓代工廠都采取降價(jià)策略，從2023全年來看，代工價(jià)格持續(xù)下降。目前，雖然到了傳統(tǒng)旺季，手機(jī)和安防市場(chǎng)也在復(fù)蘇，但這種狀況似乎還沒有傳導(dǎo)至晶圓代工業(yè)，估計(jì)要等到2024年第二季度，CIS的晶圓代工價(jià)格才能穩(wěn)步回升。

總體來看，晶圓代工產(chǎn)能是供過于求的，這顯然更有利于產(chǎn)能的買方，使得中國幾家以委外代工生產(chǎn)為主的CIS廠商，可以拿到更優(yōu)惠的價(jià)格，有利于它們與大廠索尼和三星競(jìng)爭(zhēng)。

02、做好技術(shù)儲(chǔ)備

如前文所述，在2022年的市場(chǎng)低迷期，CIS廠商為了保持競(jìng)爭(zhēng)力，要給客戶提供更加物美價(jià)廉的產(chǎn)品，因此，開發(fā)高像素、高技術(shù)含量的CIS芯片就成為了重要選擇。從索尼的營收也可以看出高技術(shù)含量產(chǎn)品的重要性，即使在市場(chǎng)低迷期，索尼也可以憑借給高端手機(jī)供貨高像素CIS，實(shí)現(xiàn)營收正增長(zhǎng)。

手機(jī)依然是CIS的主要應(yīng)用市場(chǎng)（約占全球CIS市場(chǎng)的70%），因此，各CIS廠商依然要將研發(fā)重點(diǎn)放在手機(jī)上。目前來看，50M級(jí)別的大像素CIS是旗艦手機(jī)主攝像頭的主流應(yīng)用方案，蘋果最新發(fā)布的iPhone15系列主攝像頭都采用了48M像素CIS。

全球排名前兩位的索尼和三星在CIS技術(shù)開發(fā)方面采取了兩種不同的策略。三星正朝著減小像素尺寸和增加像素?cái)?shù)的方向發(fā)展，而索尼則朝著減少像素?cái)?shù)以換取保持像素尺寸較大的方向發(fā)展。不過，也有報(bào)道稱，索尼正在轉(zhuǎn)向增加像素?cái)?shù)量，以增加在中國市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力（中國市場(chǎng)更喜歡高像素?cái)?shù)的CIS）。

目前，索尼在蘋果全系列、除三星以外的安卓旗艦手機(jī)主攝像頭CIS市場(chǎng)擁有較高份額，該公司也有最豐富的50M產(chǎn)品線。目前，索尼主要的5000萬像素級(jí)大像素點(diǎn)（統(tǒng)計(jì)時(shí)包含48M、50M、54M產(chǎn)品）CIS有10多款，像素點(diǎn)尺寸在1.0um~1.6um之間，CIS尺寸在1/1.56英寸~1英寸之間。

三星在旗艦手機(jī)主攝像頭CIS解決方案上重點(diǎn)發(fā)力高分辨率、小像素點(diǎn)產(chǎn)品，目前，該公司有8款分辨率在一億像素及以上的CIS（4款一億像素，4款兩億像素）。在50M大像素市場(chǎng)，三星僅布局了3款產(chǎn)品，產(chǎn)品線豐富程度明顯低于索尼。目前，僅三星、努比亞等少數(shù)品牌旗艦手機(jī)主攝像頭采用三星的50M像素CIS。

相對(duì)而言，中國三大CIS廠商的技術(shù)水平明顯低于索尼和三星，不過，近些年，它們也在奮起直追。目前，豪威科技也已經(jīng)形成了50M全系列產(chǎn)品布局；思特威也推出了兩款50M大、小像素產(chǎn)品，今年第二季度，該公司的50M產(chǎn)品SC550XS和SC520XS在客戶端放量，帶動(dòng)其手機(jī)業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)環(huán)比高增長(zhǎng)；格科微的高像素單芯片產(chǎn)品也有突破，其13M、32M產(chǎn)品已獲得品牌訂單，后續(xù)將持續(xù)推出基于0.7μm像素尺寸的50M和64M 等更高像素產(chǎn)品。

03、新的市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)力

隨著手機(jī)和安防市場(chǎng)的復(fù)蘇，全球CIS有望在2024年初開啟新一輪增長(zhǎng)。不過，要想保持長(zhǎng)期、穩(wěn)定的增長(zhǎng)勢(shì)頭，只靠手機(jī)和安防應(yīng)用是不夠的，需要“新鮮血液”的動(dòng)力支持，從目前的應(yīng)用市場(chǎng)發(fā)展情況來看，兩大新驅(qū)動(dòng)力最值得關(guān)注：汽車和機(jī)器視覺。

CIS在車身前視、后視、環(huán)視和艙內(nèi)監(jiān)控等場(chǎng)景有廣泛應(yīng)用。

隨著ADAS、城市NOA等智能駕駛功能的普及，汽車CIS呈現(xiàn)出量?jī)r(jià)齊升的發(fā)展態(tài)勢(shì)。汽車攝像頭是汽車智能駕駛的重要組成部分，ADAS、NOA到高級(jí)別自動(dòng)駕駛的不斷迭代帶動(dòng)攝像頭數(shù)量不斷提升，據(jù)Yole預(yù)計(jì)，到2027年，單車攝像頭用量有望達(dá)到20個(gè)。CIS是汽車攝像頭模組的核心，據(jù)安森美統(tǒng)計(jì)，CIS占汽車攝像頭模組總成本的50%。自動(dòng)駕駛需求的提升要求采用更高分辨率的CIS，因?yàn)榉直媛实母叩团c攝像頭的探測(cè)距離密切相關(guān)，例如，800萬像素CIS最遠(yuǎn)探測(cè)距離是120萬像素的3倍左右，目前，蔚來ET7已經(jīng)搭載了11個(gè)800萬像素的攝像頭，理想L9搭載了6個(gè)800萬像素?cái)z像頭。

隨著自動(dòng)駕駛功能迭代升級(jí)和不斷普及，前裝市場(chǎng)將成為汽車CIS的增長(zhǎng)主力，據(jù)ICV Tank 預(yù)測(cè)，到2027年，汽車前裝CIS市場(chǎng)有望增長(zhǎng)至51.31億美元。

目前，安森美是全球最大的汽車CIS供應(yīng)商，排名第二的是豪威科技。

汽車CIS市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿薮螅脒M(jìn)入并做好該市場(chǎng)，并不是一件容易的事情，主要原因是汽車CIS的技術(shù)含量明顯高于手機(jī)和安防應(yīng)用的。

目前，主流汽車對(duì)CIS有以下性能要求：車載CIS在穩(wěn)定性和壽命方面的要求高于消費(fèi)類產(chǎn)品，需要通過嚴(yán)苛的車規(guī)級(jí)認(rèn)證（如AEC-Q100、 ISO26262）；汽車CIS要具有更強(qiáng)的感光能力，使車載攝像頭在晚上、隧道中可以正常工作；高動(dòng)態(tài)范圍（HDR），一般要求汽車CIS的動(dòng)態(tài)范圍在120~140dB之間（手機(jī)CIS的動(dòng)態(tài)范圍一般為60~70dB），以保證車載攝像頭能適應(yīng)光線的劇烈變化，捕捉高質(zhì)量圖像；LED閃爍抑制（LFM），CIS廠商要有抑制技術(shù)，避免因?yàn)镃IS與LED信號(hào)燈頻率不同步造成的誤判。

下面看一下機(jī)器視覺市場(chǎng)。

機(jī)器視覺是指通過計(jì)算機(jī)、圖像傳感器和其它相關(guān)設(shè)備模擬人類視覺功能的技術(shù)，以賦予機(jī)器“看”和“認(rèn)知”的能力。機(jī)器視覺在效率、速度、精度、可靠性、工作時(shí)間、信息集成能力、工作環(huán)境、空間分辨力和感光范圍方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。未來，隨著深度學(xué)習(xí)、3D視覺技術(shù)、高精度成像技術(shù)和大數(shù)據(jù)智能算法技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，機(jī)器視覺的性能優(yōu)勢(shì)還會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大。

目前，機(jī)器視覺已不再局限于工業(yè)應(yīng)用，在新興的無人機(jī)、掃地機(jī)器人、AR/VR等應(yīng)用領(lǐng)域，有很大的發(fā)展?jié)摿?。由于機(jī)器視覺系統(tǒng)的圖像采集攝像頭核心部件是CIS，隨著該市場(chǎng)的逐漸展開，CIS又多了一個(gè)巨大的增長(zhǎng)空間。

04、結(jié)語

手機(jī)、安防市場(chǎng)正在回暖，對(duì)CIS的需求開始增加。此次，三星開出CIS漲價(jià)第一槍，有望啟動(dòng)市場(chǎng)漲價(jià)周期，CIS芯片、模組、代理和分銷商的業(yè)績(jī)將在2024上半年全面回暖。

在市場(chǎng)迎來新的增長(zhǎng)期時(shí)，那些在前幾年做好技術(shù)儲(chǔ)備的廠商，可以占據(jù)市場(chǎng)先機(jī)，它們的高技術(shù)含量產(chǎn)品在新的高端手機(jī)，以及汽車應(yīng)用中，可以充分發(fā)揮優(yōu)勢(shì)。

未來，隨著新興技術(shù)和應(yīng)用的成熟和逐漸普及，CIS的增量市場(chǎng)會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大，CIS市場(chǎng)將保持長(zhǎng)期向上態(tài)勢(shì)。