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▶▶▶  摄像头的核心芯片——CMOS 图像传感器

CMOS 图像传感器（CIS）是将光子转换为电子进行数字处理，把图像信 号转换为数字信号的芯片，主要用于在数码相机、数码闭路电视摄像机和数 码摄像机中的创建图像，是数码摄像头的关键部件。由于摄像头的功能包括 拍照、摄像、图像识别、身份验证等，数码产品对 CMOS 图像传感器性能的 要求也越来越高。通常 CMOS 图像传感器主要由四个组件构成：微透镜、彩 色滤光片（CF）、光电二极管（PD）、像素设计。

CMOS 图像传感器拥有较好的信号转换能力，可以将直接在像素内将电 荷转化为电压，在性能上超过了传统的 CCD 传感器，当前，主流的摄像头都 使用 CMOS 传感器进行信号转换，CMOS 传感器也被广泛应用于智能手机、 数码相机、自动驾驶、安防、IOT 等领域。

▶▶▶  市场稳定增长，行业垄断程度较高

随着智能手机摄像头的升级，以及汽车市场的高速增长，全球 CMOS 图 像传感器市场规模持续走高。2021 年全市 CMOS 图像传感器销售额为 213 亿 美元，同比增长 2.89%。2021 年受疫情影响，加上手机市场低迷，CMOS 图 像传感器需求增速放缓，不过随着 2022 年下半年消费市场复苏，相应电子需 求恢复，CMOS 图像传感器市场增速将会恢复到 8%左右，预计 2025 年全球 CMOS 图像传感器市场规模为 290 亿美元。

从下游应用领域来看，目前 CMOS 图像传感器最大市场为手机摄像头， 2021 年 CMOS 图像传感器手机市场占比达到 75.9%，这主要得益于近几年手 机摄像往高分辨率、多摄像头发展，现在高端机的摄像头在 3-5 个之间，对 于 CMOS 的需求较大。从市场增速来看，汽车市场增长最快，2021 年汽车 CMOS 市场率已经达到 11.7%，随着电动车渗透率的上升，以及智能驾驶的 发展，单车 CMOS 传感器的使用量也在大幅增长，预计未来五年内车用摄像 头将是 CMOS 市场增长的主要动力。

CMOS 图像传感器在国内还处于高速发展的阶段，2021 年国内 CMOS 图 像传感器销售额为 295.4 亿元，同比增长 19%，增速明显快于全球，预计到 2024 年国内 CMOS 图像传感器市场规模将达到 516.5 亿元，符合增长率为 20%。

从生产模式来看，CMOS 图像传感器企业主要分两种，专注于 CMOS 芯 片设计的 Fabless 企业，比如索尼、韦尔股份（豪威科技）、思特威等。还有 从设计制造者到封装测试全产业链都做的 IDM 企业，比如三星。当前 CMOS 芯片对于制程的要求并不是很高，芯片的主要技术壁垒在芯片设计一环，因 此主要的 CMOS 企业多以设计为主。

从竞争格局来看，CMOS 图像传感器市场属于垄断程度较高的市场， 2021 年前三大 CMOS 传感器企业占有 75%的市场。索尼在行业中处于龙头 地位，目前市占率约为 39%左右。其次是三星（23%）、韦尔股份（13%）。索 尼的图像传感器主要应用在手机、相机、摄像等，三星的产品主要应用于自 己的手机端，韦尔股份的图像传感器则侧重于安防和汽车。

▶▶▶  高清化、智能化产品升级带动图像传感器需求

最大的应用领域——智能手机

手机摄像头的制造成本主要由CMOS图像传感器、模组封装、光学镜头、 音圈马达、红外滤光片等部分组成、其中 CMOS 图像传感器是摄像头组成的 核心，也是最关键的技术，占据手机摄像头成本的约 52%。

2021 年全球智能手机 CMOS 图像传感器市场规模为 151 亿美元，同比 增长 3%。从市场增长来看，手机市场增速逐渐放缓，2021 年增速为近五年 来最低。受下游手机市场低迷的影响，CMOS 图像传感器需求增速减少，预 计至 2025 年，智能手机领域的 CMOS 图像传感器销售额为 169 亿美元，复 合增长率在 3%左右。

手机销量方面，全球智能手机市场已进入存量时代，近几年增量有限， 2021 年全球手机出货量为 13.55 亿部，同比增长 4.8%。2020 年受疫情影响， 全球手机出货量明显下滑，2021 随着市场复苏，销量有所增长，但是依然没 有回到疫情前水平。目前市场上主要品牌智能手机缺乏创新，5G 手机更换潮 也已基本完成，消费者换新机动力较弱，预计近两年手机出货量增量较小。2022 年上半年，中国手机出货量为 1.34 亿部，同比下降 16.9%，手机市场持 续低迷将影响 CMOS 图像传感器的需求。

目前，手机 CMOS 图像传感器的增长主要来源于多摄像头及高画质需求 的拉动。2021 年全球平均每部手机摄像头的数量平均约为 4.1 个，是 2017 年 的两倍。为提高智能手机的摄像能力，手机厂商不断增添不同功能的摄像头， 以提升用户的拍摄体验，3-4 个摄像头数量成为目前智能手机行业主流。不过 随着手机拍照功能的提高，摄像头升级带来的边际效益递减，预计未来手机 厂商将更多的从其他地方提升手机性能，因此单个手机的摄像头需求也将固 定。

竞争格局方面，手机 CMOS 传感器依然是垄断程度较高的市场，2021 年 索尼占比为 45%，三星占比 26%，韦尔股份（豪威科技）占比 11%，前三的 企业占比达到 83%。

索尼进入 CMOS 图像传感器领域较早，在手机 CMOS 图像传感器领域 技术相对成熟，其产品广泛应用于苹果、华为、小米等主要手机厂商，目前 在高端图像显示领域技术实力较强。三星 CMOS 图像传感器产品类型相对齐 全，覆盖高端和中低端市场，产品性价比较高。相比之下，国内厂商则多集 中于中低端市场，客户也主要以本土手机厂商为主。

近几年手机 CMOS 传感器需求增长主要来源于多摄像头的发展，但是经 过 5 年的发展，多摄像头带来的拍摄效果增长已趋近极限，单纯的通过叠加 摄像头来提升拍照功能已变得十分困难，未来摄像头的发展会往高端方向走。

虽然手机市场增量有限，但是由于智能手机市场体量较大，未来依然将 是 CMOS 图像传感器最大市场。竞争格局方面，手机 CMOS 图像传感器长 期被三大厂商占有，由于 CMOS 图像传感器芯片设计技术壁垒较高，大厂有 较多的技术积累，其他中小厂商很难与头部厂商竞争，索尼将依然是高端摄 像头传感器的生产厂商，三星则与自己的手机产品深度绑定，韦尔股份凭借 子公司豪威科技的技术优势，在国内将开拓出更多的市场。

▶▶▶  快速成长的应用市场——智能驾驶

在汽车电子领域， CMOS 图像传感器已经大规模地被安装在智能车载 行车记录、前视及倒车影像、360°环视影像、防碰撞系统之内。而随着汽车 电动化的趋势及自动驾驶技术的发展，更多的新车将标配 ADAS（高级自动 驾驶辅助系统），单车平均搭载 CMOS 图像传感器数量也在显著增加。

主流的车载摄像头主要包括内视摄像头、后视摄像头、前置摄像头、侧 视摄像头、环视摄像头等。根据车辆配置和智能化的程度，所配备的摄像头 的数量有区别，综合来看，智能驾驶要达到 L3 及以上的车辆摄像头数量将达 到 10-20 个左右。

汽车市场是 CMOS 图像传感器增长最快的市场，也是厂商争相布局发展 的市场。2021 年，汽车电子领域 CMOS 图像传感器的销售额为 19.1 亿美元， 同比增长 11.6%。随着汽车智能辅助驾驶的发展，车载 CMOS 图像传感器用 量将会大幅增长，预计到 2025 年全球汽车 CMOS 图像传感器市场规模将达 到 32.75 亿美元，复合增长率将达到 14.3%。

我国智能汽车市场发展迅速，当前智能汽车约为 1000 万辆，渗透率为 50%，预计到 2025 年我国智能汽车数量将达到 2800 万辆，渗透率约达 80%。智能汽车领域的快速发展，将带来 ADAS 的升级与渗透率不断提高，加速单 车平均摄像头用量增涨，根据 Yole developpement 数据，2020 年单车平均搭 载摄像头数量约为 2.2 颗，预计到 2028 年将达到 7.0 颗。此外，由于 ADAS 功能升级，对车载摄像头像素以及 HDR、LED 闪烁抑制等功能提出更高要 求，技术要求的提高也进一步带动了车载 CMOS 图像传感器单价提升。

目前，车载 CMOS 图像传感器用量增长的主要动力来自于自动驾驶辅助 系统，汽车辅助驾驶功能的升级，车辆需要的位置定位精确度增加，单车平 均搭载 CMOS 图像传感器数量增加明显。L1/L2 级别自动驾驶的 CMOS 图像 传感器数目为 6 个，而 L3、L4、L5 可分别达 13/29/32 个。当前，汽车生产商多把智能驾驶辅助作为主要发展方向，因此 L3、L4、L5 的渗透率也在逐 步提升，预计到 2030 年，L3 级别以上自动驾驶渗透率将达将达 30%。

就目前全球车载 CMOS 图像传感器竞争格局情况而言，安森美占据高端 像素市场，是全球车载市场的龙头企业，2021 年市场份额占比达 45%，韦尔 股份占比 29%，排名第二。从竞争格局变化趋势来看，2021 年汽车 CMOS 图像传感器芯片缺货涨价，安森美代工厂因疫情及产品产能不足，韦尔股份等 国内厂商积极在汽车领域布局，市占率有所增加。

随着安森美收购的赛普拉斯 CMOS 图像传感器业务部门、图像传感器设 备制造商 TRUESENSE、汽车专用 CMOS 图像传感器提供商 Aptina Imaging 并形成生产力，安森美近年车载CMOS 图像传感器营收规模持续扩大，目前全球车用 CMOS 图像传感器市场已形成安森美、韦尔股份（豪威科技）、索 尼三家企业共同主导的竞争格局。不过，从 2021 年起，全球车用 CMOS 图像传感器市场出现了新变动因 素。此前，安森美在晶圆上主要依赖 LFoundry，封测主要由胜丽供应，但 LFoundry 被中芯国际于 2019 年出售给锡产微芯后，后者目前转做 IGBT 等 功率器件；另一供应商胜丽被国巨收购后，已将 BGA 产能用来生产 800 万 像素的 CMOS 图像传感器，放弃 100 万-200 万像素低端产品，安森美面临与索尼、豪威科技争夺胜丽 BGA 产能的局面。同时，台积电未能给予安森美足 够产能，导致安森美近年产能紧张。

索尼在 CMOS 图像传感器技术领域技术优势明显，其背照式 CMOS 图 像传感器和 3D 堆叠式 CIS 两次引领 CMOS 图像传感器技术变革，同时公司 拥有足够的产能。随着索尼开始重视并布局车载 CMOS 图像传感器市场，其 手机领域的优势也将在汽车领域凸显出来，市占率随之快速提升，有望成为 车用 CMOS 图像传感器领域的新领航员。韦尔股份凭借技术优势以及在汽车领域的较早布局，其市场包括欧洲、 中国、美国等，凭借其本地化优势、技术升级，产品被应用于特斯拉、比亚 迪、吉利、大众、丰田、本田、宝马、奔驰等汽车厂商，韦尔股份（豪威科技 2021 年豪威科技车载 CMOS 图像传感器实现营业收入约 23 亿元，较 2020 年 增长约 85%。

除了韦尔股份，国内有众多企业在车规级 CMOS 图像传感器市场均有布 局，包括思特威、格科微、思比科、比亚迪半导体等，由于车规级电子产品 的验证周期较长，较早进入市场可获得更多的市场份额，加上车载市场还处 于发展初期，国内厂商与国外厂商技术差距较小，因此国内企业有更大的发 展空间。

▶▶▶  稳定增长的市场——安防监控

安防监控离不开视觉信息的获取，对图像传感器依赖较深，也是 CMOS 图像传感器市场增长较快的新兴行业领域之一。近五年来，安防视频监控在 全球范围内的应用也逐步由发达国家向发展中国家延伸，整体规模保持着高 速发展。国内市场，各级政府近年来对安防建设的重视已经让我国成为全球 最大的安防视频监控产品制造地和全球最重要的安防监控市场之一，国内安 防市场对包括 CMOS 图像传感器在内的安防监控产品的需求也由一线城市 延伸至二、三线城市及农村地区。从技术角度看，闭路电视监控系统过去经历了录像带录像机（VCR）和 数字视频录像机（DVR）等时代，最终迈入到如今的网络视频录像机（NVR） 阶段。在此过程中，视频监控系统的复杂度逐步提高，对 CMOS 图像传感器 性能的要求也在不断升级，对于 CMOS 图像传感器在低照度光线环境成像、 HDR、高清/超高清成像、智能识别等成像性能方面提出了更高的要求。

2021 年，全球安防监控领域 CMOS 图像传感器市场规模为 10.8 亿美元， 同比增长 24%。随着未来安防监控行业整体市场规模的不断扩大，预计 2025 年市场规模将达到 20.1 亿美元。

从竞争格局来看，在安防领域，韦尔股份其下的子公司豪威科技为安防领域的龙头，2020 年其市占率为 32.5%，由于豪威科技原先市场就是以安防 为主，因此韦尔股份在该领域具有一定的技术优势。近几年国内安防市场需 求增长明显，本土企业发展较快。

近年来随着安防行业与人工智能、大数据、云计算等技术深度融合，安 防行业应用领域进一步拓宽，产业链分工进一步细化。中国安防行业 2020 年 总产值的 8510 亿元，安防工程为 5100 亿元，安防产品为 2600 亿元，运维和 服务市场为 810 亿元。未来随着安防产业基础设施的进一步落地，安防监控 领域 CMOS 图像传感器市场规模将持续增长。

3.4.汽车应用或成行业未来主要增长市场

从CMOS图像传感器最主要的应用领域手机、汽车、安防市场变化来看， 手机市场依然是最大的应用市场，有近 76%的 CMOS 图像传感器产品被用于 手机。但是 2021 年以后手机市场较为低迷，5G 手机更换需求已接近饱和， 加上新手机功能创新较少，使得消费者换机动力较弱，2022 年上半年国内智 能机市场出货量约 1.4 亿台，同比下降 14.4%，因为市场需求不足，主要手机 厂商都出现了砍单计划，手机市场需求不足将会影响到手机 CMOS 图像传感 器的订单，预计 2022 年-2025 年手机 CMOS 图像传感器的需求保持 3%左右 的增长，到 2025 年手机 CMOS 图像传感器市场约为 169 亿美元。相比手机，汽车和安防的需求增长较快，在车载领域，随着汽车电子化 程度的提高，加上自动驾驶技术的发展，对 CMOS 图像传感器的需求也大幅 增长。2022 年在国家出台的各项举措激励下，汽车市场消费信心将明显恢复， 汽车市场在未来也将保持一个较高的增速，预计 2022 年-2025 年汽车 CMOS图像传感器增速将达到 15%，到 2025 年汽车 CMOS 图像传感器约为 31 亿美 元。安防 CMOS 图像传感器市场近两年也保持一个较高的增速，主要因为包 括中国在内的多个国家对于城市道路的监控摄像安装需求。2022 年以后随着 城市安防摄像安装逐步完成，安防 CMOS 图像传感器的增速会逐步下降，未 来安防 CCMOS 图像传感器需求主要在更换和系统升级等，预计 2022 年-2025 年安防 CMOS 图像传感器市场增速在 12%左右，到 2025 年全球安防 CMOS 图像传感器市场规模约为 20.1 亿美元。

图文来源：2023-6-21  感知芯视界、3d tof、红塔证券、AIOT大数据

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