本文来源：半导体产业纵横

三星和索尼在不遗余力地扩大销售市场的同时，市场动荡促使中国本土CMOS 图像传感器（CIS）产业迅速发展。

编译来源：digitimes

2011年全球首款双摄像头手机的问世，拉开了手机厂商之间在手机上增加摄像头竞争的帷幕，这也迫使三星电子、华为、小米等品牌厂商努力应对新趋势。

具有多个后置摄像头的终端市场设备（如手机）的持续激增引发了对 CIS需求的飙升，使其成为近年来半导体行业最热门的细分市场。

CIS 芯片充当相机的眼睛，它们的特性直接影响所拍摄图像的质量。CIS芯片可以将相机镜头捕捉到的光信号转换成相关机器可以读取的电子信号，实现将现实世界绘制成面向芯片的景观的过程。感应区域越大，显示的图像越大，细节越多。

CIS芯片的尺寸相对较小，但它通常占摄像头模组生产成本的52%，而摄像头模组又是手机除了SoC芯片和显示器之外的三大成本高昂的部件之一。

索尼、三星电子和豪威科技是目前全球排名前三的 CIS 芯片供应商。全球 CIS 行业的历史始于日本和韩国公司的主导地位，索尼和三星之间的持续竞争凸显了这一点。

CIS相关技术和生产的演进先后帮助不同行业的许多公司维持并取得了显着的业务成果。中国靠着半导体行业迅猛的发展势头收购了实力雄厚的美国公司豪威科技，此次收购促进了格科微和思特威等其他中国公司的崛起，使它们能够在全球CIS市场竞争份额。

█   CIS市场由索尼、三星主导

1970-1990年间，日本公司主导了全球CIS市场，其中，要求高像素和精密制造工艺的电荷耦合器件（CCD）图像传感器是主流产品。索尼和松下都是最好的 CCD 传感器生产商。

优化尖端的CCD和存储技术，日本曾经占世界半导体产量的一半以上，全球前10大半导体公司中有6家来自日本。

然而，在日本统治的 20 多年中，其他公司开始寻求 CCD 的替代技术，以实现与 CCD 一样好的高质量图像。同时，新技术的生产壁垒和成本也足够低，足以压倒传统的 CCD。

当时，总部位于美国的豪威科技推出了一种用于图像传感器的新型互补金属氧化物半导体 (也就是CMOS) 技术。CMOS 图像传感器的推出打破了日本公司在图像传感器市场上的垄断地位。CIS 芯片以具有竞争力的价格，开始在电子消费市场获得普及。2010 年，豪威科技优化了其在全球图像传感器市场的份额，将其在全球图像传感器市场的份额提高到了 50%。同时，苹果在其 iPhone 3GS 和 iPhone 4 中采用了豪威科技的 CIS 芯片，这也有助于美国图像传感器的崛起。

豪威科技的成功迫使索尼将重心从 CCD 转移到 CIS。2010 年 9 月，索尼宣布向其子公司索尼半导体九州的熊本技术中心投资 2.96 亿美元，以提高其 Exmor 和 Exmor R CIS 芯片的产量。2010 年底，索尼宣布了一项 1000 亿日元的投资计划，以提高 CIS 产能。该计划包括从东芝购买半导体设备并建立新的晶圆生产线，旨在实现CIS市场的差异化竞争。

索尼在 2011 年开始收到苹果为其 iPhone 4s 设备提供的 CIS 订单，其技术革新开始取得成效。同年，索尼还获得了其他手机品牌高端旗舰机型的CIS订单，出货量呈指数级增长。

2012 年，索尼通过推出其首款堆叠式 CIS 芯片实现了图像传感器的技术飞跃。通过将两个芯片堆叠在一起，新开发的 CIS 芯片使智能手机制造商能够推出比以前型号更薄的新手机。从那时起，索尼继续扩大其在CIS市场的份额。2014年初，索尼的CIS芯片供不应求。

2015年，索尼以1.55亿美元收购东芝图像传感器业务，进一步巩固其在CIS领域的领先地位，并开始为汽车、安防/监控和工业领域的高端应用提供CIS芯片。

在索尼转型的同一时期，三星也开始努力提高其在 CIS 市场的占有率，并于 2013 年发布了具有里程碑意义的 ISOCELL 技术。与图像传感器的背照式 (BSI) 技术相比，ISOCELL 技术可以将像素串扰降低 30 % 并按比例缩小相机模块，以使手机和平板电脑更薄更轻。

三星长期以来一直在思考，进一步开发 CIS 产品可能是减少其对存储产品过度依赖的突破口。2018年12月，它重组了其设备解决方案（DS）业务组。它在其系统 LSI 部门下创建了一个传感器业务部门，负责 CIS 产品路线图和销售，而 DS 集团的合同制造部门负责 CIS 工艺开发。

三星还实施了双管齐下的战略，采用更先进的制造工艺和激进的定价，以增强其在CIS领域的竞争力。

根据 DIGITIMES Research 的数据，CIS 市场高度集中，索尼和三星位居前两名，占据全球 70% 的市场份额。Strategy Analytics 编制的数据显示，2021 年，索尼以 45% 的份额成为全球最大的移动设备摄像头图像传感器供应商，三星以 26% 的份额位居第二。

尽管索尼和三星之间的差距在 2021 年仍然相对较大，但美国政府于 2020 年 5 月宣布限制外国芯片生产商向华为运送使用美国设备制造的芯片，这开始改变CIS市场的格局。

华为的智能手机一直采用索尼的 CIS 芯片，尤其是高端的 Mate 和 P 系列机型。华为受到美国贸易制裁的打击，智能手机出货量开始大幅下滑，导致索尼CIS出货量大幅下滑。

另一方面，三星继续从包括小米、Oppo、Vivo 和摩托罗拉（联想）在内的安卓手机供应商那里获得 CIS 订单，这部分归功于其在 2019 年发布的超过 100 兆像素的摄像头传感器以及迭代计算能力的持续升级。 智能手机CIS市场的竞争将进一步加剧，这可能会影响索尼作为细分市场领导者的地位。

█   中国CMOS供应商的崛起

尽管三星在索尼处于逆境时不遗余力地扩大销售市场，但市场动荡促使中国的 CIS 生产提前本土化。

关于图像传感器的发展，CCD零件最早出现在1990年代，CMOS传感器出现在2000年左右。此后，CIS芯片逐渐成为消费电子产品的主流技术。中国早期错过了发展CCD的机会，中国芯片厂商在CIS芯片的技术积累上也没有任何优势。

中星微国际前董事长兼CEO曾表示：“在技术积累上，中国CMOS传感器厂商没有任何优势。但近几年来，得益于相关政策的支持，本土CMOS产业有了长足的发展。以及国内市场有着多样化需求也促进了本土产业的发展。”

2018-2019年，中国半导体经销商韦尔半导体（WillSemi）完成了对豪威科技全部流通股的收购，成为美国CIS制造商的控股公司。之后，韦尔半导体还接手了两家本土同行思比科和视源电子科技，使其拥有相关技术，生产入门级、中端和高端CIS零件，成为中国图像传感器行业的领军企业。此后，韦尔半导体不断提升竞争力，加速智能手机领域CIS芯片的进口替代进程。

根据野村东方国际证券的数据，2020 年，韦尔半导体的 32 和 48 兆像素 CMOS 图像传感器被华为和 oppo 广泛用于其智能手机，小米使用豪威科技的 OV48C 48-MP CIS 作为其主后置摄像头。现在，韦尔半导体已经从之前的副摄像头供应商转变为旗舰智能手机主摄像头的主要供应商。

来源：2022-07-18   半导体产业纵横

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