CMOS图像传感器需求逆势上涨厂商竞争进入白热化

图像传感器是当今应用最普遍、重要性最高的传感器之一。智能手机销售虽减速,但因搭载的相机镜头数增加,提振使用于智能手机相机的图像传感器(CMOS图像传感器)市场扩大、对其价格带来支撑。  据  日经新闻3月5日消息,本  季度(2019年1-3月)CMOS图像传感器的交易价格已敲定将呈现持平,价格将罕见的连续2季未呈现下跌。


除了会敏感反应供需的DRAM、液晶面板等产品之外,一般来说,随着技术革新、量产效果,让电子零件投入市场后价格往往会逐渐下跌,因此价格连续2季呈现持平是非常罕见的。


 根据英国调查公司IHS Markit指出,2018年全球CMOS感测器出货额年增1成以上、且预估2019年将年增8.5%。


分析师指出,「因需求增加,因此自2017年左右开始CMOS感测器价格下跌幅度就持续缩小」;CMOS感测器厂商指出,「智能手机增加镜头数的倾向可能将持续,预估2019年下半供需可能将紧绷」。


得益于车载应用、机器视觉、人脸识别与安防监控的快速发展,以及多摄像头手机广泛普及,CMOS图像传感器市场规模不断扩大。根据ICInsights统计,2017年全球CMOS图像传感器销售额为125亿美元,同比增长19%;2018年将达到137亿美元,同比增长10%。预计2017-2022年出货量CAGR达11.7%,销售额的CAGR为8.8%。  至2022年,CMOS传感器的全球销售额将达到190亿美金,  将较2018年预估值(137亿美元)大增近4成。

 

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 CMOS竞争进入白热化


CMOS感测器的主要供应商有日本Sony、南韩三星电子和被中国厂商收购的豪威科技等企业。


根据Sony 2月1日公布的财报资料显示,因来自行动装置的需求减少,拖累上季(2018年10-12月)图像传感器销售额较前年同期下滑6.9%至1,865亿日圆;Sony将今年度(2018年4月-2019年3月)图像传感器销售额目标自原先预估的7,400亿日圆下修至7,000亿日圆,虽调降目标、但仍将较上年度(6,494亿日圆)成长7.8%。


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索尼公司早前表示,接下来两年,公司将把在日本新招聘的40%工程师分配给图像传感器等芯片业务。目前,索尼正从汽车、手机等新应用场景中寻找增长点。


这一分配安排与索尼的计划一致。索尼此前表示,计划在截至2021年3月的三年内向图形传感器业务投资6000亿日元(约合54亿美元),占据其所规划资本支出的一半。索尼控制着半数以上智能机图像传感器市场,后者成为了索尼转型期间的关键增长动力。


来到三星方面,他们也在近年也在CMOS图像传感器市场对索尼发起猛烈攻击。但根据外媒分析资料显示,三星在2019年中或许会有所变化,将加大图像传感器的产能,从索尼手中夺回一部分市场份额。其中,图像传感器的产能将会从每天4万5千片提升至12万片以上,以满足合作伙伴的需求。为了达到这一目的,三星还将部分RAM产线转换成CMOS产线。


目前索尼是图像传感器市场的主要供货商,每月生产月10万台图像传感器,而其市占率已经高达46%,三星则只有19%,如果光靠产能的提升显然还是不够的。所以三星也正计划进军汽车传感器领域,


豪威科技是继索尼和三星之后的全球第三的图像传感器供应商,在安防图像传感器领域,他们在2014和2015的份额也分别高达32%和49%,除了智能手机之外,他们也积极布局汽车、医疗应用、娱乐应用、物联网等市场。


另外还有格科微和思特威等一众国产厂商在这个市场深耕,CMOS图像传感器市场前所未有的热闹。


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 场景升级提出新需求,CMOS传感器加速演进


在CMOS传感器的应用场景不断丰富、终端对性能的需求不断加码的背景下,CMOS传感器正在加速技术迭代,各大厂商频频发布新的“黑科技”。


以成像质量(尤其是弱光环境)、成像速度这两大基本需求为例,业内已提出了丰富的解决方案:


1)弱光环境下的成像能力对手机、相机和行业应用图像传感器来说都是一个很重要的能力,尤其是需要全天候运作的安防与车载图像传感器。


业界通用的解决方法就是提升传感器面积和进光量,加大单位像素面积。除了这种通法之外,还有使用BSI-CMOS(背照式CMOS图像传感器)和近红外光技术两种方法。


2)高速传感器能更好的拍摄移动中的物体,提供多帧降噪、慢动作视频拍摄和减少画面失真等功能,对手机拍照、交通监控和汽车自动驾驶领域有重要意义。


当相机、被摄对象之间存在高速相对位移时(如拍摄高尔夫球挥杆动作、在行驶的车辆上拍摄路边的灯杆等),画面会出现直线发生弯曲、图像边缘模糊、部分画面曝光错误等问题,这就是果冻效应。而果冻效应的根源就是感光元件无法做到快速采集全部像素,因此,高速传感器应运而生。


针对果冻效应,目前业界给出两种解决方案:一种是面对手机等消费类电子领域推出的配备DRAM的三层堆栈式图像传感器,通过在传感器上集成的DRAM直接储存数据来完成高速摄影和拍照。


另一种是面对行业应用推出的全局快门传感器,相比逐行曝光的传统滚动快门传感器,全局快门能整个传感器同时曝光来撷取不失真的运动物体图像,这对机器视觉和安防领域有重大意义。


除了对成像质量和成像速度的要求外,还有在医疗领域需要的小型化(豪威的医用内窥镜CMOS传感器仅0.5mm见方);在汽车领域需要的高可靠性高灵敏度;物联网领域大范围应用所需要的低成本等。在技术演进和需求升级的共同推动下,CMOS传感器快速演进。


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