2018年中国图像传感器行业发展情况分析预测【图】

    图像传感器将光线转化为电信号，是摄像模组的核心部件。CMOS图像传感器（CIS，CMOSImageSensor）与电荷耦合器件（CCD，ChargeCoupledDevice）是当前两种主流图像传感器。CIS凭借低成本、设计简单、小尺寸、低功耗等优势逐渐取代CCD成为主流，尤其是背照式CIS的出现加快了这一进程。CIS多用于微型摄像模组等产品。CCD传感器成像质量好，但成本高、体积大、能耗高，多用于高端数码相机等产品。

    2016年全球CIS芯片销售额116亿美元，预计2017年将达到约135亿美元，同比增长约16%，2021年有望突破200亿美元，2016～2022年年复合增长率10.5%，在移动智能终端出货量放缓的情况下，增长动力主要来自于双摄和3D感测相机。无人机拍摄、生物识别、AR等新市场也在带动销售额增长，同时也在逐渐渗透汽车、安防、医疗市场。

2015～2022年全球CIS芯片市场规模

资料来源：公开资料整理

    相关报告：智研咨询网发布的《2017-2023年中国霍尔传感器市场深度调查及未来前景预测报告》

    2016年CIS芯片移动领域销售额80.15亿美元，同比增长20%，占总销售额的比例为69%。消费市场销售额12.63亿美元，同比增长-12%，占比9.5%。随后依次是计算机（7.75亿美元，-11%，6.8%）、安防（6.24亿美元，46%，5.4%）、汽车（5.85亿美元，8%，5%）、工业/航天/防务（2.97亿美元，5%，3.6%）、医疗（0.39亿美元，16%，0.5%）。

    索尼在CIS芯片市场处于霸主地位，2016年销售额48.58亿美元，同比增长23%，占总销售额的比例为42%，主要受益于消费者对高品质图片的追求带动移动终端相机分辨率的提升。三星、豪威分列第二、第三位，2016年分别实现销售额21.26、14.37亿美元，同比均增长15%，占比分别为18%、12%。随后依次是安森美（6%）、松下（3%）、佳能（3%）、海力士（3%）、意法（3%）、格科微（2%）、Pixart（2%）、Hamamatsu（1%）、Pixelplus（1%）。

    索尼、三星、豪威科技（被中国公司收购）三家亚洲公司占据领先地位，是仅有的3家CIS芯片销售额超过10亿美元的企业。美国公司在高端市场占据一席之地，如：安森美在机器视觉和汽车领域，Teledyne在机器视觉和医疗领域。欧洲公司AMS和STM则在发展消费领域市场。

    2016年索尼产量813kW（12”eq），同比增长5%，占总额的比例为34%，处于第一位。三星676kW，同比增长6.6%，占比29%，位居第二。台积电459kW，同比增长3.4%，占比20%，处于第三位。前三位厂商的产量大幅领先其他对手。中芯国际以195 kW的产量位居第四位，但是同比增长-2.5%。

    从产品ASP来看，索尼接近4美元，三星接近3美元、豪威接近2美元。意法、安森美、松下等大厂基本位于2～8美元。海力士、格科微则低于1美元。AMS、佳能、夏普、Teledynee2v则位于40～50美元。Hamamatsu、TeledyneDalsa则高于100美元。

    从出货量来看，索尼遥遥领先，2016年约为12.7亿颗。三星、安森美、海力士、格科微则位于第二梯队，出货量为7～8亿颗。其余厂商出货量较小，基本在1亿颗以内。

    Yole认为索尼、三星、豪威为领先厂商，海力士、格科微、松下、意法、东芝、Pixelplus等为第二层次厂商，安森美、Teledyne、Hamamatsu、夏普、佳能、AMS等为高端厂商。

    CIS产业遵循One Application/One Pixel/One Process，通常有IDM和Fabless/Fablite两种模式。IDM模式在设计、生产过程中的信息能快速反馈给设计部门，以此提升技术的改进速度。索尼、三星、佳能、尼康等采用该模式。松下和Tower Jazz成立了合资公司。海力士通过收购Siliconfile的股份成为IDM。部分厂商则采用Fabless/Fablite模式。安森美收购了Aptina（Aptina将工厂出售给L-Foundry）。意法半导体将其CIS产品的生产外包给台联电。高端厂商，如Dalsa、e2v、Cmosis、Forza，正将生产转包给Tower Jazz。Fabless模式主要用于CIS的低端市场。豪威科技、格科微和Pixelplus是主要厂商，他们主要代工厂为台积电、中芯国际、Dongbu。该模式涉及的资本开支依赖于代工厂。

    传统的CIS为前照式（FSI，FrontSide Illumination）结构。光电二极管位于金属连接层下方，部分入射光线会被金属线路阻挡或反射，而且反射还有可能对邻近的像素造成串扰。背照式（BSI，BackSide Illumination）结构中金属连接层位于光电二极管下方，光线透过镜头和滤光片后直接照在受光面上，增加了受光面积，在弱光环境下也具有较好的成像效果。电路无需和光电二极管争抢面积，更大规模的电路有助于提高速度。

    背照式虽然将部分电路放在像素层下方，但仍有部分电路和像素在同一平面，下方有支持基板。堆栈式（Stacked）在背照式的基础上发展而来，将像素区和处理电路分别制作在两块晶圆上，电路移至像素下方再贴合在一起。堆栈式在传感器上集成更多像素，同时由于像素和电路独立，因此可针对像素部分做画质优化，针对电路部分做性能优化。

    2010年前照式产品占据绝大部分，但是背照式产量已经开始快速增长。2012年背照TSV堆栈式产品产量开始增长，2014年前照式产量开始下滑，2015年背照式产量开始下滑。2016年背照混合堆栈式产量开始增长。预计未来仍以背照TSV堆栈式为主。混合堆栈式产量也将增长，但前照式和背照式产量将持续衰退。

    CIS芯片朝着多功能化、高帧速率、宽动态范围、高分辨率、低噪声技术、模块化、低功耗方向发展。3D堆栈是重要的演进方向。索尼持续进行3D堆栈CIS芯片的研发，2017年2月公布了3层CIS器件，包括顶层BSI传感器、中层DRAM、底层ISP。

2010~2022年各类型CIS产品产量

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堆栈式CIS发展历程

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