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CIS 芯片的「黎明前夕」

作者:时间:2023-09-25来源:半导体产业纵横收藏

技术从 1993 年诞生至今,已有 30 余年发展历史,目前已取代 CCD 技术成为市场主流。

本文引用地址:/article/202309/450924.htm

2001 年,诺基亚发布了其第一款搭载内置摄像头的手机 Nokia 7650,出乎消费者意料的是,在这个内存 4MB、显示像素仅有 176x208 的手机上,配置了一枚 30 万像素的摄像头。之后,CMOS 图像传感器开始了激烈的市场竞争。受惠于智能手机的风潮,CMOS 图像传感器开始腾飞。

自 2009 年以来, 乘着手机的浪潮,从后置单摄像头迈向双摄、多摄,连续十二年保持增长,开启了 「遍地是黄金」的时代。然而高光战绩在 2022 年戛然而止,自 2022 开始, 的整体市场开始停滞。数据显示,2022 年全球 CIS 市场的销售达到 190 亿美元,同比下滑了 7%。

CIS 市场停滞

比起 2022 年,今年的 CIS 市场似乎依旧保持悲观态势,从近段时间的表现来看,CIS 市场着实不妙。按细分市场来看,CIS 前三大市场为:移动、汽车、安防。

移动端看,TrendForce 估计 2023 年全球智能手机 CIS 出货量约为 43 亿个,年减 3.2%。手机 CIS 的出货量下降在意料之中,除去手机市场的衰弱外,手机的像素比拼大战已经进入瓶颈。

正如 TrendForce 所说,一般使用者对于 108MP 和 200MP 画素的感受度并没有太大差异,同时画素数量的增加将使传感器尺寸增大,进而使手机变得更大、更重,不符合消费者对于轻便性的需求。哪怕是苹果、华为相继发布新机,对于手机 CIS 来说也没有较大的提升。

汽车端看,CIS 主要应用于 L1 级别至 L2 级别的 ADAS(高级驾驶辅助系统)、倒车影像等。2022 年乘用车 L2 及以上 ADAS 渗透率为 23%,这极大的提振了汽车图像传感器出货量。据调研机构预测,2023 年车用 CIS 市场规模约 18 亿美元。

今年 9 月,索尼还发布了目前分辨率最高的汽车用例的 CMOS 图像传感器 IMX735,分辨率达到 17.42MP,而车规高分辨率 CIS 通常在 8MP 级别左右。

安防端看,由于安防监控离不开视觉信息的获取,也是 CMOS 图像传感器市场增长较快的领域。据尚普咨询集团数据显示,2023 年中国智能安防行业市场规模有望达到 800 亿元左右,同比增长约 36%。随着安防市场的增大,相关机构预测,2025 年全球安防 CMOS 图像传感器出货量达 8 亿颗。可以说,安防端 CIS 稳定增长。

CIS 玩家市占率生变

在市场的变化中,CIS 厂商的市占率也有所变化。2021 年,Yole 统计 CIS 玩家市占率中,索尼 39%、三星 22%、豪威科技 13%、意法半导体 6%、格科微和安森美占 4%,韩国的 SK Hynix 市场份额为 3%,思特威为 2%。

到了 2022 年,Yole 统计市占率中,索尼占 42%、三星 19%、豪威科技 11%、安森美 6%、意法半导体 6%、SK 海力士 5%、格科微 4%、思特威 2%。市占率排名前五的企业中,增长的只有唯二两家:索尼(增长 3%)、安森美(增长 2%)。

索尼作为龙头老大,一直稳坐 CIS 第一,甚至市占率一度超过 50%。不过,索尼 2022 年能够实现营收的增长,与苹果的带动不无关系。索尼在手机 CMOS 图像传感器中的收入有一半都来自苹果。2022 年末,库克在访问日本时就去了索尼拜访,参观了索尼为 iPhone 14 Pro 开发的 4800 万像素图像传感器。

5 月,索尼举行了影像与传感解决方案 (I&SS) 领域的业务说明会,其首席执行官 eruji Shimizu 先生谈到了业务现状、未来前景和增长战略。

Shimizu 认为,索尼的主战场——高端智能手机型号市场相对强劲,预计销售额和利润将增加。在中国智能手机制造商的旗舰机型中,大尺寸需求不断增长,因此预测索尼 1 英寸大底传感器将被加速采用。

与 Shimizu 预测相似,索尼在 8 月公布了 2023 年第一季财报,其中影像及传感解决方案业务的营业利润有所下降,至 127 亿日元。索尼对此的解释是工业和社会基础设施的图像传感器的销售收入减少。不过影像及传感解决方案业务总体的销售收入同比大涨 23%,至 2,927 亿日元,索尼认为受益于用于移动产品的图像传感器的销售收入提升。

除了索尼外,安森美的市占率也在增长,2022 年其市占率增加了 2%。安森美的市占增加与汽车的需求增长不无关系,目前安森美推出的 8 百万像素设备现在已被顶级汽车制造商广泛采用,用于其 2024 年车型的生产。

从其发布的 2023 年二季度报来看,营收为 20.9 亿美元,同比增长 0.43%。令安森美大为欣喜的是,其汽车收入首次在单季度突破 10 亿美元大关。安森美还进一步估计,其 2023 年 8 百万像素图像传感器的收入将同比增长一倍以上。

大多国际 CIS 厂商的市占率都有所下降,下降多是由于受到消费电子市场寒风的影响,我们不在赘述。来看看国内玩家的情况。

国内企业豪威科技(韦尔股份)的市占率下降了 2%。消费电子的萎靡对于韦尔股份来说,影响还是颇大。依据韦尔股份发布的 2023 年中报,韦尔股份上半年实现营业收入 88.58 亿元,较上年同期减少 19.99%;归属于上市公司股东的净利润为 1.53 亿元,同比下降 93.25%。营收、净利遭遇显著下跌,有投资者直呼这个全球前三的 CIS 芯片厂商「业绩暴雷」。

韦尔的「暴雷」持续了很长一段时间,自 2022 年开始,其市场营收仅仅汽车电子增长。136.75 亿元的图像传感器解决方案营收构成来源中,智能手机市场的收入同比减少 44.40%,安防领域的收入同比减少 23.34%,汽车电子的收入同比增加 56.55%。整体来看,总的 CMOS 图像传感器营收同比减少 23.25%。库存方面,在 2022 年时,韦尔股份库存为 14.43 亿颗,同比上升 37.32%。

格科微依旧维持 4% 的市占率。在 2021 年,格科微 CMOS 图像传感器出货量曾位列全球第一,但由于手机低迷市场的影响 CMOS 图像传感器市占率在 2022 年跌出全球前五,位列全球第七。

今年上半年,格科微营收为 19.52 亿元,净利润为亏损 2282.97 万元。值得关注的是,公司第二季度公司实现收入 10.99 亿元,环比增长达 28.77%;环比扭亏为盈,实现净利润 1.06 亿元,上半年亏损大幅收窄。

值得注意的是,今年 6 月,格科微「12 英寸 CIS 集成电路特色工艺研发与产业化项目」已完成首批设备的安装调试,达到大规模量产条件,随着产能将释放提升,最终将实现月产 20,000 片晶圆的产能。格科微在寒风中,还是稳定住了自己的市场。

思特威以安防 CIS 起家,其 2% 的市占率也没有变化。从今年的半年报来看,营收有所增长,但利润由盈转亏。实现营收 10.73 亿元,同比增长 6.25%;归母净利润亏损 6634 万元。

从营收的细分领域看,其中智慧安防行业较上年同期减少 16.41%;消费电子较上年同期增加 89.15%;汽车电子较上年同期增加 63.08%。

对于亏损,思特威表示 2023 年上半年下游市场需求回暖不及预期而竞争加剧,应用于消费领域的部分产品价格承压,致使毛利率有所下降。

黎明在哪里?

手机市场的黎明:中高端之战,性价比称王

在智能手机领域,从市场占比来讲,索尼和三星遥遥领先。目前国内以华为、荣耀、小米、OPPO、vivo 等品牌为代表的安卓高端机型主摄均采用索尼的 CIS,即便是国产龙头韦尔股份,也只能是少数品牌旗舰机副摄的供应商。

2022 年智能手机市场整体下滑,其中中低端手机出货量下跌严重,高端手机却逆势增长,占有率达到了近 30%。对应地,索尼作为高端手机代表苹果的主要供应商,2022 年成为唯一实现营收同比正增长的 CIS 玩家。

目前来看,智能手机市场对于国内 CIS 企业来说,两个突破点。

第一个,在索尼保供苹果之际,加大对高端手机的冲刺,用高性价比竞争优势赢得替代良机。

苹果的 iPhone 15 系列已经推出,其主摄升级到 4800 万像素。由于 iPhone 15 标准版的高端 CIS 升级到 48MP 并大量采用新设计,良率较低。索尼作为苹果的一大合作方,目前选择将分配给苹果手机的 CIS 产能提升 100%-120% 以满足需求。这就带来了索尼的产能紧缺。并且,据知名分析师郭明錤据透露,2024 年将发布的 iPhone 16 Pro 也将采用堆栈设计 CIS,所以索尼高端 CIS 产能供应将持续紧张到 2025 年。

与此同时,国内包括华为、小米、OPPO、vivo、荣耀等品牌正在以影像创新升级,以及折叠屏形态全力冲击苹果与三星的高端手机地位,中高端 CMOS 会是新一轮的争夺点。

产能紧缺就给国内 CIS 企业带来了机会。其实,在中高端 CMOS 领域,作为头部厂商的韦尔股份也已经推出了高端的 2 亿像素级别的产品。格科微也在探索,安卓市场的高端芯片市场,正在布局基于 0.7-1.0u 的 3200 万、5000 万、1 亿等一系列更高像素规格的手机 CMOS 产品。

第二个,抓住 5000 万像素机会。手机像素的大战不会成为无止境的比拼。在像素选择方面,上游传感器厂商在经过了诸如 1200 万像素、4800 万像素、6400 万像素,以及 1.08 亿像素等尝试后,综合 ISP 硬件、算法、存储容量等多方面的因素,最终选择了 5000 万像素这个中间值。

据第三方市场调研机构日本 TSR 公司公布的相关数据显示,5000 万像素传感器在 2020 年的出货量仅为 1600 万颗,但到 2026 年,预计 CIS 全球手机市场 5000 万像素传感器的出货量可能激增至 10 亿颗。

这方面,韦尔股份已经开始了 5000 万像素的东风。韦尔股份表示,伴随着公司 5000 万像素以上图像传感器新品在 2023 年第三季度的量产交付,公司预计来源于手机市场的产品收入将实现稳步增长,产品结构优化将助力公司相关产品价值量及盈利能力提升。

汽车市场的黎明:行业分水岭

尽管各市场均受到了宏观经济因素的影响,汽车领域特别是新能源汽车领域,在全球电动化的大趋势下,新能源汽车销量仍保持快速增长的态势。彭博社预测,2023 年全球新能源预估销量为 1,410 万辆,中国市场将占据 60% 左右份额。

汽车领域,索尼并不如智能手机领域一般占据龙头位置,而是由安森美和豪威科技两家瓜分。就车载 CMOS 市场看,安森美占比达到 45%、韦尔股份达 29%。

安森美一直认为汽车终将成为未来 CMOS 图像传感器市场前景的分水岭。安森美预测。到 2025 年,每辆汽车使用的 CMOS 图像传感器数量预计将从目前的平均 3~4 个增加到 6~7 个。随着 4 级或 5 级自动驾驶汽车的供应加速,预计一辆车所需的 CMOS 图像传感器数量将增加。每辆 L3 级自动驾驶汽车平均使用的 CIS 数量已经达到 9 个。

索尼 CEO Shimizu 也对车载图像传感器的未来进行过预测:「之后更高分辨率的传感器会越来越多,目前大多数车载图像传感器在 300 万像素和 500 万像素,2025 年将变成 500 万像素和 800 万像素。另外,由于自动驾驶(AD)和高级驾驶辅助系统(ADAS)的发展,我认为未来安装的传感器数量大概是 7 到 8 个。」

目前,车载 CMOS 图像传感器作为当下最稳定增长点,头部厂商都在加强在车规级领域的布局。

索尼在业绩发布会上表示,希望到 2025 年,车载图像传感器的市场获得 39% 的份额。三星半导体部门 LSI 今年 4 月表示,三星电子此次推出的高像素车载图像传感器将成为扳倒索尼的「终极武器」。据报道,三星已与多家非公开汽车企业签订了供应合同,不久后将批量生产。3 到 4 年内,三星将向世界车企提供高像素图像传感器。

在产品和品牌积累不够深厚的情况下,国产车载 CIS 厂商如果想要在这个市场占据一席之地,甚至挑战安森美的龙头地位,发力点主要在于三个方面:一是产品性价比,二是供货稳定性,三是敏捷开发能力。

国内厂商方面,韦尔股份 2023 年上半年公司图像传感器业务来源于汽车市场的收入从 2022 上半年 16.02 亿元提升至 19.04 亿元,较上年同期增长 18.87%。目前韦尔股份正在研发第三代 8MP CIS,随着定点产品逐步进入量产,豪威在高像素领域市占率有望持续提升。

目前,思特威针对汽车应用领域已经发布并量产了多款车规级的高性能 CIS 产品,与此同时也已展开新一代的车载 CIS 产品的全面规划,覆盖包括车载影像类应用、ADAS 应用以及舱内 DMS、OMS 与 DVR 应用等。



关键词: CIS

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