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火热的CMOS图像传感器市场

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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。


手机多摄像头带动CIS需求

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。


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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。


索尼是大赢家,韩国厂商蠢蠢欲动

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。

而从最近统计数据来看,我们也看到索尼的影响力。

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。


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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。


2 00 万像素等低像素产品也 将供不应求?

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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