4023
作者：畅秋
移动互联时代，在电子半导体产业周期由谷底向上走阶段，有3~4类芯片会冲在前面，呈现出明显的增长势头，存储器是典型代表，还有一种芯片也很抢眼，那就是CIS（CMOS图像传感器），它在2019~2020年那一波产业高速增长过程中就扮演了重要角色。如今，2024年半导体业即将复苏，CIS再一次冲在了前面。
CIS有三大应用领域：手机、安防和汽车。当然，CIS在工业和其它消费类电子产品上也有应用。
近日，全球CIS市场排名第二的三星电子发出通知，将大幅调升2024年第一季度CIS产品的报价，涨幅达25%~30%，这是近期涨价幅度最高的芯片元器件。
进入2023下半年以来，由于手机市场需求逐步回暖，加快了CIS去库存速度，从目前的手机市场增长态势，以及CIS库存现状来看，2024年初的市场需求会越来越旺盛。
涨价的肯定不止三星电子一家，索尼和中国本土CIS厂商也会跟进。
01、跌宕起伏的CIS市场
目前的市场行情让笔者想起了2019年，当时产业也是从谷底上升，到2019下半年，以及2020年，全球CIS市场异常火爆。当时，正是各大品牌旗舰手机开始流行多摄像头时期，需求的爆发式增长给CIS提供了巨大的增长空间，短时间内，产能难以跟上应用需求。
2019年，随着晶圆厂产能愈发紧张，CIS芯片的供货缺口也进一步加大。5M及以下像素的CIS出现了两次大规模涨价，而涨价的厂商大都分布在中国大陆，其中，格科微的缺货情况尤为明显，为缓解压力，该公司不得不在短期内两次上调产品价格，整体涨幅接近40%。
在全球三大CIS厂商中，索尼和三星是IDM、它们的产品主要由自家工厂生产，而豪威科技（OmniVision，韦尔股份旗下公司）是Fabless，其CIS主要交给晶圆代工厂生产，当时，台积电很大一部分CIS产能都是用来接单豪威的。
为了扩充CIS产能，三星于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。作为全球CIS的霸主，索尼自家的产能已经应接不暇，2019年，该公司决定将旗下高端CIS交由台积电代工. 此外，索尼还在日本积极扩产。
在市场需求旺盛和各大厂商积极扩产的情况下，2019和2020年的CIS市场达到了历史巅峰。2021年的CIS市场虽然不及2019和2020年火爆，但依然保持着正增长，据Yole估计，2021年的市场规模约为214亿美元，比2020年增长了3.2%。
2021上半年，三大CIS厂商索尼（市占率42%）、三星（25%）和豪威科技（11%）在全球手机CIS市场的营收份额接近80%。
到了2022年，市场急转直下，特别是下半年，手机行业进入寒冬，全年平均月度出货量和总出货量同比都出现了下滑，2022全年手机共出货2.72亿部，同比下滑22.6%，发售新型号423个，同比减少12.4%。在这种情况下，从2021年第四季度开始，CIS价格就开始出现较大幅度的下滑，从2021年第四季度到2023年第一季度，2M像素的CIS价格下滑40%，8M的价格下滑了20%。
由于出货量下降，手机厂商都寻求更加物美价廉的CIS芯片，这对CIS厂商提出了更高的产品成本控制要求。由于高像素CIS的价格明显高于低像素的，因此，传统低像素CIS厂商陆续寻求高端产品突破，以在低迷的市场环境中保持竞争力。
2022年，索尼将重心转向高端手机和汽车市场，第三季度，该公司的图像和感应解决方案业务营收同比增长43%，其营收增长的主要原因就是在低迷的市场环境中，高端手机对大尺寸、高分辨率的升级需求仍在持续，索尼正是抓住了高端手机对相关CIS的需求，才保持了较好的业绩。
同年，豪威科技CIS的库存压力较大，第三季度营收同比下降了26.51%，库存环比增加了11.5%。
到2023年第二季度，手机、安防应用市场依然疲软，导致CIS库存居高不下。不过，汽车CIS需求在快速提升，智能化带动车载CIS量价齐升。
到了2023年第四季度，手机市场复苏，值得注意的是，中国安防CIS市场也在升温。在疫情爆发前，中国安防行业总产值年增长率保持在15%以上，而在疫情开始后的2020、2021、2022这3年内，中国安防市场总产值年增长率大幅下降。2023年，随着中国复工复产有序进行，推动市场对安防产品的需求提升，而AI在安防应用领域的渗透，进一步推动安防市场稳步回暖，目前来看，中国安防产业开始回到上升区间。
在晶圆代工市场，CIS芯片主要采用22nm-90nm制程，在经历了2023年第一季度的下游客户减少订单后，截至第三季度，晶圆代工厂的产能利用率依然在下降，因此，全球多数晶圆代工厂都采取降价策略，从2023全年来看，代工价格持续下降。目前，虽然到了传统旺季，手机和安防市场也在复苏，但这种状况似乎还没有传导至晶圆代工业，估计要等到2024年第二季度，CIS的晶圆代工价格才能稳步回升。
总体来看，晶圆代工产能是供过于求的，这显然更有利于产能的买方，使得中国几家以委外代工生产为主的CIS厂商，可以拿到更优惠的价格，有利于它们与大厂索尼和三星竞争。
02、做好技术储备
如前文所述，在2022年的市场低迷期，CIS厂商为了保持竞争力，要给客户提供更加物美价廉的产品，因此，开发高像素、高技术含量的CIS芯片就成为了重要选择。从索尼的营收也可以看出高技术含量产品的重要性，即使在市场低迷期，索尼也可以凭借给高端手机供货高像素CIS，实现营收正增长。
手机依然是CIS的主要应用市场（约占全球CIS市场的70%），因此，各CIS厂商依然要将研发重点放在手机上。目前来看，50M级别的大像素CIS是旗舰手机主摄像头的主流应用方案，苹果最新发布的iPhone15系列主摄像头都采用了48M像素CIS。
全球排名前两位的索尼和三星在CIS技术开发方面采取了两种不同的策略。三星正朝着减小像素尺寸和增加像素数的方向发展，而索尼则朝着减少像素数以换取保持像素尺寸较大的方向发展。不过，也有报道称，索尼正在转向增加像素数量，以增加在中国市场的竞争力（中国市场更喜欢高像素数的CIS）。
目前，索尼在苹果全系列、除三星以外的安卓旗舰手机主摄像头CIS市场拥有较高份额，该公司也有最丰富的50M产品线。目前，索尼主要的5000万像素级大像素点（统计时包含48M、50M、54M产品）CIS有10多款，像素点尺寸在1.0um~1.6um之间，CIS尺寸在1/1.56英寸~1英寸之间。
三星在旗舰手机主摄像头CIS解决方案上重点发力高分辨率、小像素点产品，目前，该公司有8款分辨率在一亿像素及以上的CIS（4款一亿像素，4款两亿像素）。在50M大像素市场，三星仅布局了3款产品，产品线丰富程度明显低于索尼。目前，仅三星、努比亚等少数品牌旗舰手机主摄像头采用三星的50M像素CIS。
相对而言，中国三大CIS厂商的技术水平明显低于索尼和三星，不过，近些年，它们也在奋起直追。目前，豪威科技也已经形成了50M全系列产品布局；思特威也推出了两款50M大、小像素产品，今年第二季度，该公司的50M产品SC550XS和SC520XS在客户端放量，带动其手机业务实现环比高增长；格科微的高像素单芯片产品也有突破，其13M、32M产品已获得品牌订单，后续将持续推出基于0.7μm像素尺寸的50M和64M 等更高像素产品。
03、新的市场驱动力
随着手机和安防市场的复苏，全球CIS有望在2024年初开启新一轮增长。不过，要想保持长期、稳定的增长势头，只靠手机和安防应用是不够的，需要“新鲜血液”的动力支持，从目前的应用市场发展情况来看，两大新驱动力最值得关注：汽车和机器视觉。
CIS在车身前视、后视、环视和舱内监控等场景有广泛应用。
随着ADAS、城市NOA等智能驾驶功能的普及，汽车CIS呈现出量价齐升的发展态势。汽车摄像头是汽车智能驾驶的重要组成部分，ADAS、NOA到高级别自动驾驶的不断迭代带动摄像头数量不断提升，据Yole预计，到2027年，单车摄像头用量有望达到20个。CIS是汽车摄像头模组的核心，据安森美统计，CIS占汽车摄像头模组总成本的50%。自动驾驶需求的提升要求采用更高分辨率的CIS，因为分辨率的高低与摄像头的探测距离密切相关，例如，800万像素CIS最远探测距离是120万像素的3倍左右，目前，蔚来ET7已经搭载了11个800万像素的摄像头，理想L9搭载了6个800万像素摄像头。
随着自动驾驶功能迭代升级和不断普及，前装市场将成为汽车CIS的增长主力，据ICV Tank 预测，到2027年，汽车前装CIS市场有望增长至51.31亿美元。
目前，安森美是全球最大的汽车CIS供应商，排名第二的是豪威科技。
汽车CIS市场发展潜力巨大，但要想进入并做好该市场，并不是一件容易的事情，主要原因是汽车CIS的技术含量明显高于手机和安防应用的。
目前，主流汽车对CIS有以下性能要求：车载CIS在稳定性和寿命方面的要求高于消费类产品，需要通过严苛的车规级认证（如AEC-Q100、 ISO26262）；汽车CIS要具有更强的感光能力，使车载摄像头在晚上、隧道中可以正常工作；高动态范围（HDR），一般要求汽车CIS的动态范围在120~140dB之间（手机CIS的动态范围一般为60~70dB），以保证车载摄像头能适应光线的剧烈变化，捕捉高质量图像；LED闪烁抑制（LFM），CIS厂商要有抑制技术，避免因为CIS与LED信号灯频率不同步造成的误判。
下面看一下机器视觉市场。
机器视觉是指通过计算机、图像传感器和其它相关设备模拟人类视觉功能的技术，以赋予机器“看”和“认知”的能力。机器视觉在效率、速度、精度、可靠性、工作时间、信息集成能力、工作环境、空间分辨力和感光范围方面具有明显优势。未来，随着深度学习、3D视觉技术、高精度成像技术和大数据智能算法技术的持续发展，机器视觉的性能优势还会进一步扩大。
目前，机器视觉已不再局限于工业应用，在新兴的无人机、扫地机器人、AR/VR等应用领域，有很大的发展潜力。由于机器视觉系统的图像采集摄像头核心部件是CIS，随着该市场的逐渐展开，CIS又多了一个巨大的增长空间。
04、结语
手机、安防市场正在回暖，对CIS的需求开始增加。此次，三星开出CIS涨价第一枪，有望启动市场涨价周期，CIS芯片、模组、代理和分销商的业绩将在2024上半年全面回暖。
在市场迎来新的增长期时，那些在前几年做好技术储备的厂商，可以占据市场先机，它们的高技术含量产品在新的高端手机，以及汽车应用中，可以充分发挥优势。
未来，随着新兴技术和应用的成熟和逐渐普及，CIS的增量市场会进一步扩大，CIS市场将保持长期向上态势。
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