2020年全球图像传感器市场分析

近日，Strategy Analytics手机元件技术研究发布报告显示，2020年上半年，全球智能手机图像传感器市场总收益为63亿美元，排名前三供应商在全球智能手机图像传感器市场中占据了近85%的收益份额。其中，索尼以44%的收益份额排名第一，其次是三星和豪威。

在全球市场中，CIS生产商主要有有索尼、三星、豪威、安森美、格科微、海力士、思特威等，国内企业与国外企业并存。其中，索尼、三星、豪威处于领导地位，主要专注于高端市场。索尼以44%的收入份额在智能手机图像传感器市场上排名第一，虽然仍是第一，但是与去年同期的50%份额相比有所减少，排名第二的是三星LSI，占有32%的份额，第三名是豪威，占有9%的份额。

国内市场方面，低端市场(<16M)中，国产品牌已经优势明显。2019年度，格科微凭借2M、5M以及VGA，QVGA等CIS产品，以近34%的市占率牢牢占据国内低端市场出货量榜首地位。

中端市场(12M-16M)方面，国产豪威强势增长，占据榜首。豪威从2019年9月时25%左右的市占率强势增长至10月份40%的市场份额，出货甚至超过了三星，占据排行榜首位。可以说，在中端市场，国产CIS产品已经具备足够的竞争力，已经可以同索尼，三星同台竞技，甚至已取得部分领先。

高端(≥20M出货)市场中，索尼的领先地位依然不可动摇，索尼在中国高端CIS市场中仍占据将近60%的市场份额，一骑绝尘。

Strategy Analytics高级分析师Jeffrey Mathews称：“智能手机同比出货量下滑但图像传感器同比却增长，这是由于市场上的智能手机对搭载200万像素的传感器和800万像素的传感器需求增长，换言之就是多摄的机型进一步普及，进而推动了摄像头图像传感器的需求，而高像素传感器(如64MP和108MP图像)的出货量进一步推动了图像传感器市场传感器在2020年上半年增长。”

“图像传感器市场受到智能手机中对配置有2MP和8MP像素传感器的多摄像头配置的乐观需求推动，并且高像素传感器(例如64MP和108MP像素)的出货量增加也进一步推动了图像传感器市场在2020年上半年的增长。此外，由于三星、豪威和海力士的竞争加剧，使得索尼在2020年上半年的市场份额有所下降。”

海力士在东京设立了图像传感器实验室，虽然目前所占份额很小，但在未来却被视为一匹黑马。与韩国政府加强非内存业务的国家政策一致，三星和海力士都在努力通过将一些DRAM生产线改造为图像传感器生产线来应对存储市场的低迷，以继续保持产能和盈利能力。

2020年9月中旬以来，索尼不得不停止向华为出售图像传感器。据估计，该部分的年销售额可达数千亿日元。另一方面，三星在中国的图像传感器业务以华为以外的中型智能手机供应商为中心，所以没有受到禁令的约束，因此未来索尼的份额有可能下降，而三星的份额将来可能会增加。

自智能手机进入全面屏以来，各大品牌最看重的其实是手机拍照，现在的手机动不动就三颗、四颗、五颗摄像头的往里塞，结果导致同样的智能手机出货量，对应的图像传感器需求却比以往增加两倍甚至三倍、四倍。这种情况下，索尼成为了最大的赢家。需要说明的是，索尼现在确实是一家独大，三星+豪威之和都不如索尼。

但受到美国禁令影响，同时三星的强势进入、豪威和海力士的加入都让索尼在2020年上半年的整体市场份额出现了下滑。大家有没有发现现在市场上搭载三星图像传感器的手机越来越多，比如：小米10系列，vivo X50Pro+、iQOO 5系列等等。另外目前排名全球第一的小米10至尊版恰恰使用的就是豪威的传感器。

从现在的情况看，三星的传感器、豪威的传感器整体表现并不比索尼的差。只是索尼进入这个市场比较早，并且营销做得好。大家都认为索尼的传感器是最强的，在评价一款手机是否拍照好、是否旗舰之时索尼传感器起了很重要的作用。

目前主流厂商的CMOS方案都在逼近0.7μm的像素极限，CIS制程提升，暂时落后的CIS厂商将来也有逆转格局的可能。

在智能手机领域，索尼和三星是其中领军的龙头厂商，而豪威和海力士等也在迎头赶上。不论是滤色阵列的改进，还是像素尺寸的缩小，随着人们对智能手机成像质量要求的提高，CIS市场将迎来一波新的竞争。

豪威科技宣布推出全球首款大光学格式的1.0微米 6400万像素图像传感器。豪威科技发布的OV64A 图像传感器提供 6400 万像素分辨率，在同类产品中具有最大的 1.0 微米像素以及 1/1.34 英寸光学格式。其大型光学元件和高分辨率为高端智能手机中的广角和超广角主摄像头提供了良好的弱光性能。

但要论车规CIS市场，安森美的份额仍占优势，虽然索尼和三星也在布局汽车领域，相继推出了几款用于自动驾驶的CMOS传感器。不过自动驾驶未来逐渐普及，或许会迫使他们在这方面加大研发力度。

除此之外，视觉物联网、安防、工控、AR等领域上的CMOS传感器也在持续发展，未来的CIS市场势必会更加精彩。

1、CMOS传感器的崛起

根据TSR的数据，到2023年，全球图像传感器市场预计将从2019年的172亿美元增长到270亿美元。

据了解，索尼于1996年开始生产CMOS图像传感器，并于2000年推出了其首个CMOS传感器(IMX001)。当时，CCD(电荷耦合器件)图像传感器被认为优于CMOS(互补金属氧化物半导体)传感器，因为它们具有更多的像素和更少的噪点。但是，它们的读取速度较低，索尼坚信CCD无法支持高清视频的高分辨率数据。

索尼随后决定将重点从CCD传感器转移到CMOS传感器。到2009年，索尼发明了背照式CMOS传感器，其灵敏度是传统图像传感器的两倍，超出了人眼的能力。索尼一直在不断创新，在2012年生产出堆叠式CMOS图像传感器(通过像素和信号处理部分的分层来产生更高的图像质量)。在2015年，索尼生产了世界上第一个使用Cu-Cu连接的图像传感器，从而实现了更小的封装，更高的性能和更高的生产效率。

随着智能手机不断升级相机模组的数量和功能，以及IoT、AI、ADAS等新技术的带动，CMOS需求持续上扬。

相比CCD(电荷耦合器件)，CMOS更加适应移动设备的需要。CMOS图像传感器芯片采用了适合大规模生产的标准流程工艺，单位成本低于CCD。CMOS传感器将图像采集单元和信号处理单元集成到同一块基板上，缩小体积的同时保持低功耗和低发热，非常适合移动设备和各类小型化设备。

在摄像头模组中，图像传感器是灵魂部件，决定着摄像头的成像品质以及其他组件的结构和规格，在模组中占据52%的成本。CMOS图像传感器(CIS)和CCD(电荷耦合器件)是当前主流的两种图像传感器。其中CCD电荷耦合器件集成在单晶硅材料上，像素信号逐行逐列依此移动并在边缘出口位置依此放大，CMOS图像传感器集成在金属氧化物半导体材料上，每个像素点均带有信号放大器，像素信号可以直接扫描导出。CMOS凭借低成本、设计简单、尺寸小、功耗低、高集成度等优势，迅速在民用消费电子市场完成对CCD的替代，目前市场份额已超过99%，而CCD仅在卫星、医疗等专业领域继续使用。

终端侧，尤其是智能手机的需求升级，成为推动CMOS需求上升的主要客观因素。增加镜头有助于手机厂商在销售策略上与竞争产品拉出差距。厂商对相机模组的搭载，尤其是采用200万到500万低像素的功能镜头来增加产品的镜头数量更加积极。在2019年，三摄/四摄手机的比例攀升了许多，中低端手机也通过多颗低像素镜头的搭载成为双摄或三摄手机，加上部分旗舰机尝试搭载超高像素的相机模组，导致智能手机市场对于CMOS的需求攀升。

新技术、新应用的部署，则为CMOS提供了潜在市场。例如，智能工厂等涉及计算机视觉技术的应用，对CMOS图像传感器提出要求。蔡卓卲指出，智慧工厂所需要的光学检测，可通过多颗相机模组进行影响分析，取代传统人力，这也是目前不少产线向智能化发展的趋势。

IoT也是拉动CMOS需求的重要原因。在影像及人脸识别、视频通话等功能的带动下，包括IP Cam等需要相机模组的IoT产品需求上升，再加上电视、智能音箱等产品也开始搭载相机模组，也提振了CMOS的需求。

安防则是CMOS图像传感器最活跃的市场之一。摄像头作为视频监控前端的重要设备，未来数量增长可期，并持续向高端化方向发展。

此外，汽车智能化也是CMOS需求的重要来源。无人驾驶将成为汽车驾驶的最终目标，随着摄像头的性能提升和数量增加，对整个产业营收产生了倍增效应。车载摄像头作为ADAS感知层的关键传感器之一，市场空间将快速提升，直接拉动CMOS市场规模的增长。

2、图像传感器的上下游

CMOS图像传感器产业链主要由上游的芯片设计企业，中游的晶圆代工厂、封装企业和下游的模组厂商及终端客户组成。CMOS对供应链的拉动，在上、下、中游都有体现。

CIS下游市场需求广泛，从应用领域看，CIS下游主要有手机、汽车、安防、医疗、单反、电脑等领域，其中，手机是CMOS图像传感器最大的终端用户市场，2018年手机CIS市场规模达到86亿美元，占比63.89%。可见，智能手机的普及与消费者对手机摄像质量的不断追求是CIS市场需求背后的主要驱动力。

CIS芯片下游最主要的需求来自手机贡献，手机应用产值占到了CIS芯片2017全球产值的67.86%。其次是消费类应用、计算机、汽车及安防应用，分别占到CIS下游需求的8.10%、9.33%、4.73%及5.65%。

CMOS的需求上涨已经体现在晶圆尤其是8英寸晶圆的供需变化。CMOS的强劲需求是造成8英寸产能吃紧的主要原因之一。8英寸产能主要来自车用、手机以及工业应用，主要产品包括PMIC、电源、显示驱动IC及CIS等。由于多摄手机、安防、智能音箱等推动CIS需求增加，影响到8英寸的产能规划，让半导体产业在8英寸晶圆的供需上面临新一波的调整。

设计等上游厂商、中游封装等厂商以及下游模组厂商也将受益于CMOS需求的增长。CMOS芯片设计厂商处于产业链的核心环节，其产品方案通过代工方式委托给晶圆代工厂、封装和测试企业进行芯片的制造、加色、封装和测试。封装企业及测试企业和下游的模组厂商市场规模都将因此得到相应的拉动。此外，手机摄像头对应的产业链企业，包括图像传感器制造商、模组封装厂商、镜头厂商、马达供应商、棱镜、滤光片供应商等，也将随之增长。

我国与CMOS芯片相关的产业链会被其市场增长所带动，并随之有相应的增长。例如中芯国际、华虹半导体等集成电路制造厂商，通富微电、华天科技等封装厂商，以及覆铜板、PCB、模组制造、整机组装等整个产业链上下游供应商，都将有相应的增长。

3、我国企业如何突围

长期以来，CMOS市场被索尼、三星等日韩厂商主导。IHS Market数据显示，目前全球CMOS图像传感器价值已达120亿美元。

由于CIS属于特殊制程，包括从镜头、彩色滤光片、光模组、逻辑元器件与整合封装，没有一般的公版开发流程。ARM提供通用的IP可以加速晶圆设计商的开发时间与简化流程，但CIS技术都是掌握在各自从业者手上，而IDM厂因为在产品开发上自行掌握速度与策略，技术发展上相对比较有优势，这也是CIS市场份额多半被IDM大厂瓜分的原因。索尼在CMOS领域有多年的研发经验，持续精进高端技术开发;而三星除了自身半导体丰富的资源与研发实力，自家的终端也为其CIS销量提供了保障。

面对三星、索尼的强势表现，我国厂商该如何抓住本轮CMOS需求上涨的契机?CMOS图像传感器是技术与资金密集型行业，具备技术与人才、规模与资金、客户认证三个壁垒。国内厂商可以从四个方面发力抓住本轮CMOS上涨契机。

一是从中低端市场领域向高端领域进军。国内厂商需借助低端市场的优势加大研发投入和技术创新，向高端领域进军，逐渐占领市场。

二是并购重组，与国外企业合作进行技术升级，提升研发效率。

三是抓住CMOS传感器应用的细分领域，逐渐进军更大市场。国内新进厂商可以从细分领域进军市场，抓住整个产业链的某个细分环节，做到细分领域市场领先，再借机发力更广阔的CMOS市场。

四是加强与国内中小企业合作，得到客户产品认证。可以和国内中小企业的合作作为突破口，对产品质量进行认证和推广。

要抓住CMOS市场机遇，还要回归到技术开发与量产能力的提升。国内厂商在设计与晶圆制造仍有进步空间，尤其是面向CIS这种制程技术较为特殊，难以与其他产品实现技术共用的产品。

另外，IC设计业者与晶圆代工厂的合作也是重点，需相互配合做出良好的产品规划与开发时程，才能持续在CIS后势看好的情况下创造竞争力。