CIS 產(chǎn)能誘惑再起

移動互聯(lián)時代，在電子半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)周期由谷底向上走階段，有 3~4 類芯片會沖在前面，呈現(xiàn)出明顯的增長勢頭，存儲器是典型代表，還有一種芯片也很搶眼，那就是 CIS（CMOS 圖像傳感器），它在 2019~2020 年那一波產(chǎn)業(yè)高速增長過程中就扮演了重要角色。如今，2024 年半導(dǎo)體業(yè)即將復(fù)蘇，CIS 再一次沖在了前面。

CIS 有三大應(yīng)用領(lǐng)域：手機、安防和汽車。當(dāng)然，CIS 在工業(yè)和其它消費類電子產(chǎn)品上也有應(yīng)用。

近日，全球 CIS 市場排名第二的三星電子發(fā)出通知，將大幅調(diào)升 2024 年第一季度 CIS 產(chǎn)品的報價，漲幅達 25%~30%，這是近期漲價幅度最高的芯片元器件。

進入 2023 下半年以來，由于手機市場需求逐步回暖，加快了 CIS 去庫存速度，從目前的手機市場增長態(tài)勢，以及 CIS 庫存現(xiàn)狀來看，2024 年初的市場需求會越來越旺盛。

漲價的肯定不止三星電子一家，索尼和中國本土 CIS 廠商也會跟進。

跌宕起伏的 CIS 市場

目前的市場行情讓筆者想起了 2019 年，當(dāng)時產(chǎn)業(yè)也是從谷底上升，到 2019 下半年，以及 2020 年，全球 CIS 市場異常火爆。當(dāng)時，正是各大品牌旗艦手機開始流行多攝像頭時期，需求的爆發(fā)式增長給 CIS 提供了巨大的增長空間，短時間內(nèi)，產(chǎn)能難以跟上應(yīng)用需求。

2019 年，隨著晶圓廠產(chǎn)能愈發(fā)緊張，CIS 芯片的供貨缺口也進一步加大。5M 及以下像素的 CIS 出現(xiàn)了兩次大規(guī)模漲價，而漲價的廠商大都分布在中國大陸，其中，格科微的缺貨情況尤為明顯，為緩解壓力，該公司不得不在短期內(nèi)兩次上調(diào)產(chǎn)品價格，整體漲幅接近 40%。

在全球三大 CIS 廠商中，索尼和三星是 IDM、它們的產(chǎn)品主要由自家工廠生產(chǎn)，而豪威科技（OmniVision，韋爾股份旗下公司）是 Fabless，其 CIS 主要交給晶圓代工廠生產(chǎn)，當(dāng)時，臺積電很大一部分 CIS 產(chǎn)能都是用來接單豪威的。

為了擴充 CIS 產(chǎn)能，三星于 2017 年開始改造 12 英寸 DRAM 產(chǎn)線 FAB 11，用于生產(chǎn) CIS，2018 年底完成改造。作為全球 CIS 的霸主，索尼自家的產(chǎn)能已經(jīng)應(yīng)接不暇，2019 年，該公司決定將旗下高端 CIS 交由臺積電代工. 此外，索尼還在日本積極擴產(chǎn)。

在市場需求旺盛和各大廠商積極擴產(chǎn)的情況下，2019 和 2020 年的 CIS 市場達到了歷史巔峰。

2021 年的 CIS 市場雖然不及 2019 和 2020 年火爆，但依然保持著正增長，據(jù) Yole 估計，2021 年的市場規(guī)模約為 214 億美元，比 2020 年增長了 3.2%。2021 上半年，三大 CIS 廠商索尼（市占率 42%）、三星（25%）和豪威科技（11%）在全球手機 CIS 市場的營收份額接近 80%。

到了 2022 年，市場急轉(zhuǎn)直下，特別是下半年，手機行業(yè)進入寒冬，全年平均月度出貨量和總出貨量同比都出現(xiàn)了下滑，2022 全年手機共出貨 2.72 億部，同比下滑 22.6%，發(fā)售新型號 423 個，同比減少 12.4%。在這種情況下，從 2021 年第四季度開始，CIS 價格就開始出現(xiàn)較大幅度的下滑，從 2021 年第四季度到 2023 年第一季度，2M 像素的 CIS 價格下滑 40%，8M 的價格下滑了 20%。

由于出貨量下降，手機廠商都尋求更加物美價廉的 CIS 芯片，這對 CIS 廠商提出了更高的產(chǎn)品成本控制要求。由于高像素 CIS 的價格明顯高于低像素的，因此，傳統(tǒng)低像素 CIS 廠商陸續(xù)尋求高端產(chǎn)品突破，以在低迷的市場環(huán)境中保持競爭力。

2022 年，索尼將重心轉(zhuǎn)向高端手機和汽車市場，第三季度，該公司的圖像和感應(yīng)解決方案業(yè)務(wù)營收同比增長 43%，其營收增長的主要原因就是在低迷的市場環(huán)境中，高端手機對大尺寸、高分辨率的升級需求仍在持續(xù)，索尼正是抓住了高端手機對相關(guān) CIS 的需求，才保持了較好的業(yè)績。

同年，豪威科技 CIS 的庫存壓力較大，第三季度營收同比下降了 26.51%，庫存環(huán)比增加了 11.5%。

到 2023 年第二季度，手機、安防應(yīng)用市場依然疲軟，導(dǎo)致 CIS 庫存居高不下。不過，汽車 CIS 需求在快速提升，智能化帶動車載 CIS 量價齊升。

到了 2023 年第四季度，手機市場復(fù)蘇，值得注意的是，中國安防 CIS 市場也在升溫。在疫情爆發(fā)前，中國安防行業(yè)總產(chǎn)值年增長率保持在 15% 以上，而在疫情開始后的 2020、2021、2022 這 3 年內(nèi)，中國安防市場總產(chǎn)值年增長率大幅下降。2023 年，隨著中國復(fù)工復(fù)產(chǎn)有序進行，推動市場對安防產(chǎn)品的需求提升，而 AI 在安防應(yīng)用領(lǐng)域的滲透，進一步推動安防市場穩(wěn)步回暖，目前來看，中國安防產(chǎn)業(yè)開始回到上升區(qū)間。

在晶圓代工市場，CIS 芯片主要采用 22nm-90nm 制程，在經(jīng)歷了 2023 年第一季度的下游客戶減少訂單后，截至第三季度，晶圓代工廠的產(chǎn)能利用率依然在下降，因此，全球多數(shù)晶圓代工廠都采取降價策略，從 2023 全年來看，代工價格持續(xù)下降。目前，雖然到了傳統(tǒng)旺季，手機和安防市場也在復(fù)蘇，但這種狀況似乎還沒有傳導(dǎo)至晶圓代工業(yè)，估計要等到 2024 年第二季度，CIS 的晶圓代工價格才能穩(wěn)步回升。

總體來看，晶圓代工產(chǎn)能是供過于求的，這顯然更有利于產(chǎn)能的買方，使得中國幾家以委外代工生產(chǎn)為主的 CIS 廠商，可以拿到更優(yōu)惠的價格，有利于它們與大廠索尼和三星競爭。

做好技術(shù)儲備

如前文所述，在 2022 年的市場低迷期，CIS 廠商為了保持競爭力，要給客戶提供更加物美價廉的產(chǎn)品，因此，開發(fā)高像素、高技術(shù)含量的 CIS 芯片就成為了重要選擇。從索尼的營收也可以看出高技術(shù)含量產(chǎn)品的重要性，即使在市場低迷期，索尼也可以憑借給高端手機供貨高像素 CIS，實現(xiàn)營收正增長。

手機依然是 CIS 的主要應(yīng)用市場（約占全球 CIS 市場的 70%），因此，各 CIS 廠商依然要將研發(fā)重點放在手機上。目前來看，50M 級別的大像素 CIS 是旗艦手機主攝像頭的主流應(yīng)用方案，蘋果最新發(fā)布的 iPhone15 系列主攝像頭都采用了 48M 像素 CIS。

全球排名前兩位的索尼和三星在 CIS 技術(shù)開發(fā)方面采取了兩種不同的策略。三星正朝著減小像素尺寸和增加像素數(shù)的方向發(fā)展，而索尼則朝著減少像素數(shù)以換取保持像素尺寸較大的方向發(fā)展。不過，也有報道稱，索尼正在轉(zhuǎn)向增加像素數(shù)量，以增加在中國市場的競爭力（中國市場更喜歡高像素數(shù)的 CIS）。

目前，索尼在蘋果全系列、除三星以外的安卓旗艦手機主攝像頭 CIS 市場擁有較高份額，該公司也有最豐富的 50M 產(chǎn)品線。目前，索尼主要的 5000 萬像素級大像素點（統(tǒng)計時包含 48M、50M、54M 產(chǎn)品）CIS 有 10 多款，像素點尺寸在 1.0um~1.6um 之間，CIS 尺寸在 1/1.56 英寸~1 英寸之間。

三星在旗艦手機主攝像頭 CIS 解決方案上重點發(fā)力高分辨率、小像素點產(chǎn)品，目前，該公司有 8 款分辨率在一億像素及以上的 CIS（4 款一億像素，4 款兩億像素）。在 50M 大像素市場，三星僅布局了 3 款產(chǎn)品，產(chǎn)品線豐富程度明顯低于索尼。目前，僅三星、努比亞等少數(shù)品牌旗艦手機主攝像頭采用三星的 50M 像素 CIS。

相對而言，中國三大 CIS 廠商的技術(shù)水平明顯低于索尼和三星，不過，近些年，它們也在奮起直追。目前，豪威科技也已經(jīng)形成了 50M 全系列產(chǎn)品布局；思特威也推出了兩款 50M 大、小像素產(chǎn)品，今年第二季度，該公司的 50M 產(chǎn)品 SC550XS 和 SC520XS 在客戶端放量，帶動其手機業(yè)務(wù)實現(xiàn)環(huán)比高增長；格科微的高像素單芯片產(chǎn)品也有突破，其 13M、32M 產(chǎn)品已獲得品牌訂單，后續(xù)將持續(xù)推出基于 0.7μm 像素尺寸的 50M 和 64M 等更高像素產(chǎn)品。

新的市場驅(qū)動力

隨著手機和安防市場的復(fù)蘇，全球 CIS 有望在 2024 年初開啟新一輪增長。不過，要想保持長期、穩(wěn)定的增長勢頭，只靠手機和安防應(yīng)用是不夠的，需要「新鮮血液」的動力支持，從目前的應(yīng)用市場發(fā)展情況來看，兩大新驅(qū)動力最值得關(guān)注：汽車和機器視覺。

CIS 在車身前視、后視、環(huán)視和艙內(nèi)監(jiān)控等場景有廣泛應(yīng)用。

隨著 ADAS、城市 NOA 等智能駕駛功能的普及，汽車 CIS 呈現(xiàn)出量價齊升的發(fā)展態(tài)勢。汽車攝像頭是汽車智能駕駛的重要組成部分，ADAS、NOA 到高級別自動駕駛的不斷迭代帶動攝像頭數(shù)量不斷提升，據(jù) Yole 預(yù)計，到 2027 年，單車攝像頭用量有望達到 20 個。CIS 是汽車攝像頭模組的核心，據(jù)安森美統(tǒng)計，CIS 占汽車攝像頭模組總成本的 50%。自動駕駛需求的提升要求采用更高分辨率的 CIS，因為分辨率的高低與攝像頭的探測距離密切相關(guān)，例如，800 萬像素 CIS 最遠探測距離是 120 萬像素的 3 倍左右，目前，蔚來 ET7 已經(jīng)搭載了 11 個 800 萬像素的攝像頭，理想 L9 搭載了 6 個 800 萬像素攝像頭。

隨著自動駕駛功能迭代升級和不斷普及，前裝市場將成為汽車 CIS 的增長主力，據(jù) ICV Tank 預(yù)測，到 2027 年，汽車前裝 CIS 市場有望增長至 51.31 億美元。

目前，安森美是全球最大的汽車 CIS 供應(yīng)商，排名第二的是豪威科技。

汽車 CIS 市場發(fā)展?jié)摿薮?，但要想進入并做好該市場，并不是一件容易的事情，主要原因是汽車 CIS 的技術(shù)含量明顯高于手機和安防應(yīng)用的。

目前，主流汽車對 CIS 有以下性能要求：車載 CIS 在穩(wěn)定性和壽命方面的要求高于消費類產(chǎn)品，需要通過嚴(yán)苛的車規(guī)級認證（如 AEC-Q100、 ISO26262）；汽車 CIS 要具有更強的感光能力，使車載攝像頭在晚上、隧道中可以正常工作；高動態(tài)范圍（HDR），一般要求汽車 CIS 的動態(tài)范圍在 120~140dB 之間（手機 CIS 的動態(tài)范圍一般為 60~70dB），以保證車載攝像頭能適應(yīng)光線的劇烈變化，捕捉高質(zhì)量圖像；LED 閃爍抑制（LFM），CIS 廠商要有抑制技術(shù)，避免因為 CIS 與 LED 信號燈頻率不同步造成的誤判。

下面看一下機器視覺市場。

機器視覺是指通過計算機、圖像傳感器和其它相關(guān)設(shè)備模擬人類視覺功能的技術(shù)，以賦予機器「看」和「認知」的能力。機器視覺在效率、速度、精度、可靠性、工作時間、信息集成能力、工作環(huán)境、空間分辨力和感光范圍方面具有明顯優(yōu)勢。未來，隨著深度學(xué)習(xí)、3D 視覺技術(shù)、高精度成像技術(shù)和大數(shù)據(jù)智能算法技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，機器視覺的性能優(yōu)勢還會進一步擴大。

目前，機器視覺已不再局限于工業(yè)應(yīng)用，在新興的無人機、掃地機器人、AR/VR 等應(yīng)用領(lǐng)域，有很大的發(fā)展?jié)摿?。由于機器視覺系統(tǒng)的圖像采集攝像頭核心部件是 CIS，隨著該市場的逐漸展開，CIS 又多了一個巨大的增長空間。

結(jié)語

手機、安防市場正在回暖，對 CIS 的需求開始增加。此次，三星開出 CIS 漲價第一槍，有望啟動市場漲價周期，CIS 芯片、模組、代理和分銷商的業(yè)績將在 2024 上半年全面回暖。

在市場迎來新的增長期時，那些在前幾年做好技術(shù)儲備的廠商，可以占據(jù)市場先機，它們的高技術(shù)含量產(chǎn)品在新的高端手機，以及汽車應(yīng)用中，可以充分發(fā)揮優(yōu)勢。

未來，隨著新興技術(shù)和應(yīng)用的成熟和逐漸普及，CIS 的增量市場會進一步擴大，CIS 市場將保持長期向上態(tài)勢。