【导读】在今年芯片缺货的名单中，CIS（CMOS图像传感器）“荣幸”与MCU、电源管理一同上榜。作为影像系统最核心的部件，其应用已经扩大到各种电子系统中。而且，走出了疫情初期的低迷状态，整个CIS市场也呈现出超级火热的局面。
在这新一轮的增长中，市场格局呈现怎样的变化？未来又蕴含哪些新变局呢？
两强相争 从技术到扩产
作为双雄之一，索尼的压力看似终于可以减轻一些了。
根据2021年Q1发布业绩公告，其影像及传感解决方案业务销售收入同比增加6%，至2,181亿日元（约合130亿元），得益于从疫情影响中恢复的用于数码相机的传感器销量的提升，抵消了用于移动产品的图像传感器销售收入的减少。
近年来，索尼饱尝被三星紧咬不放的滋味。根据Yole的统计数据，在2020年，索尼CIS的市场份额为40%，仍是第一。三星22%份额排名第二，豪威以12%列第三名。与2019年相比，索尼的市场份额下降了2%。注意，这个下降是“被下降”，因为索尼的销售额并没有下滑，但是三星的销售额却增长了13%。除了中高端产品销售下降之外，最大的竞争对手三星对其市场份额的蚕食愈加猛烈。
作为两家IDM，索尼和三星近年来的争夺也奠定了整个市场发展的基调。
三星虽然是CIS市场的后来者，但在技术路线的选择上却眼光独到，当观察到智能手机对像素数量的要求愈加增多的时候，毅然走上了“小像素”之路。
2011-2018 年，由于单个像素感光效率下降以及像素间的串扰问题，全行业的像素尺寸缩小速度有所放缓。此时，三星运用 DTI（深沟槽隔离）技术降低像素间串扰问题，推出1.0 μm 技术产品。
2018 年以来，随着 QUAD 像素结构的问世，三星更是加速了像素缩小的速度。当像素做到0.8μm以下，以前只能做到2000万或者4000万的传感器，一下实现了4800万、6400万、甚至是1亿的像素。
同时，三星在大尺寸CIS上也向索尼发起了挑战，其发布的1/1.12英寸CIS GN2，已用在国内手机品牌小米最新的旗舰机小米11 Ultra上，力压索尼的产品，夺取了最大移动CIS的称号。
针对这种咄咄逼人的态势，索尼半导体社长清水也坦承，高像素容易向消费者宣传，在中等价位手机上不断被采用，索尼在高像素方面落后于三星，希望“加上通过我们有优势的‘高画质’积累的图像信号处理技术，创造新的附加值”。
其实，不单是技术参数上，三星在产能方面也对索尼步步紧逼，使得扩产成为双方的最新角力点。
在2020年10-12月，索尼的CIS产量为11.7万片(以12寸晶圆换算)，高于原先预估的11万片，预估2021年1-3月的产量将增至12.7万片。
为了应对市场的需求和来自对手的竞争，索尼还在规划一条CIS新产线。这条新线规划在Fab5中，总建筑面积48000平方米，无尘室面积约10000平方米，投资金额大约为1000亿日元（约60.1亿人民币）。
此外，索尼还宣布，未来还将根据市场趋势调整Fab5新产线的产能，继续提供高性能CIS以适应不断发展的智能手机镜头市场。此前索尼计划将月产量目标提高到13.8万片，且期望2025年CIS全球市占率一举提升至60%。
三星这方面，很早就提出了要在产能上超过索尼的口号。为扩大CIS产能，该公司于2017年开始改造12英寸DRAM产线FAB 11，用于生产CIS，2018年底完成改造；同时对FAB 13进行改造。三星原本拥有1条CIS芯片专用产线，名称为S4-Line，2019年，该公司CIS产能约为4.5万片/月，随着FAB 11和FAB 13线转为CIS专用线，三星的产能将扩充到12万片/月。
在自己扩充产能的同时，双方还不约而同地打起了晶圆代工的主意。在2020年，台积电就获得索尼大单，将在南科14B厂打造专为索尼生产高端CIS的代工生产线。近日，更是有媒体曝出，台积电有意在日本设厂，为索尼代工CIS。虽然双方没有直接回应，但是索尼曾表示，将芯片委外代工，并取得稳定产能的策略，对维持竞争力非常重要。
三星本身就是晶圆代工大厂，但是要维系存储器市场的领导地位，为考量资源分配，也决定与联电合作，用28nm生产高端CIS芯片。同时，三星也参与了联电千亿元扩产计划，成为其八大主要客户之一。
汽车是下一个大事件
与之前不同的是，双雄竞争的目标已经是更为广阔的汽车市场。
根据IC Insights发布的最新报告，受惠于手机多摄像头趋势延续，汽车电子市场复苏，预计今年全球CIS总销售额将增长19%，达到228亿美元，这将是自2010年以来全球销售额连续第十次创历史新高。
报告特别指出，汽车将成为未来五年CIS增长最快的应用领域，到2025年，CIS用在汽车上的复合年增长率将达到33.8%，达到51亿美元。
摄像头搭载数量增加之像素迈向高端是驱动CIS市场前进的主因。根据Yole统计，2020年全球平均单车摄像头用量为2.2颗，随着自动驾驶等级的提升，对摄像头的需求也越来越大。一套完整的ADAS至少需要搭载6颗摄像头（1前视+1后视+4环视），目前L2～L3等级车型的摄像头数量在8～14颗。
在像素方面，将从VGA~2M提升到8M。目前市面上的后视摄像头一般为VGA~1M级别，前视摄像头在1M~2M（M百万）之间，例如特斯拉Model系列摄像头像素为120万，小鹏P7车载摄像头像素为200万。2021年的新发车型开始采用8M摄像头，以达到更好的信息采集准确度，例如蔚来ET7摄像头像素为800万，理想ONESUV车载摄像头像素为800万。
CIS的高单价也是吸引厂商们参与的主要原因。相比于手机，汽车CIS需满足更苛刻的条件，要求具备120-140dB的高动态范围，能在-40-+105°C下正常运行，具备较好的夜视能力 并解决交通信号灯识别、LFM和伪影等问题。因此，同像素的情况下，汽车CIS本身价格即高于手机CIS，1-2M 单颗价格在3-8美元左右，8M的量产单价在10美元以上，单颗汽车CIS价值量较高。
在汽车CIS领域，前三大厂商为安森美、豪威（已并入韦尔股份）、索尼，共占据了90%以上的市场份额，市场集中度更高。
领头羊安森美无手机CIS 产品，缺少小像素技术积累，无法实现大小像素曝光技术。尽管2019 年汽车CIS 市场中安森美还是一家独大，但大小像素技术积累的缺失是硬伤，随着其他厂商在三合一（传感器、逻辑电路与DRAM）融合技术方案上的优势逐渐显现，安森美的汽车CIS 市场份额有可能逐渐降低。
豪威在汽车领域布局很早，其CIS芯片当前主要用于欧美汽车品牌，在车用CIS市场占据20%以上份额。而且，产品在持续升级，2020年6月推出全球首款汽车晶圆级摄像头，尺寸仅为6.5mm×6.5mm。2021年加入英伟达自动驾驶汽车开发生态系统，未来在巩固拓展欧美市场的同时，有望在亚太市场获得显著增量。
相比之下，索尼和三星进入汽车市场较晚，虽然也推出过很具特色的产品，但是在整个汽车CIS市场存在感较低。不过，看到汽车市场潜力的索尼和三星也正在调动资源来重新布局。
有业内人士就指出，索尼和三星都在高端CIS有很深的技术积累，再加之以对产能的调动能力，如果未来向汽车CIS方向大幅倾斜，对于安森美半导体和豪威科技而言都不是好消息。
不过，汽车电子化的进程只是刚刚开始，随着技术的演进，对车用CIS还会衍生出很多新的需求，所以无论是对已入场者还是后来者，机会都是均等的。
作者：爱集微APP，来源：雪球
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