2019年全球CMOS图像传感器行业代工与封测分析 中国企业细分市场领先[图]

    摄像头各组成部分中按市场规模从大到小分别为：CMOS传感器、模组组装、光学镜头、音圈马达、红外滤光片等。在摄像头产业链中，模组组装工厂生产或采购各组件进行模组组装成型，并出货给手机、汽车等终端客户。摄像头各组件中上游原材料差异较大，CMOS传感器涉及晶圆制造，光学镜头制造中光学玻璃为关键原材料，模组组装过程中涉及覆铜板、铜材料等。镜头模组各组件的技术难度、行业壁垒、供需格局等各有不同。模组组装环节成本占比19%，龙头毛利率在10%，利润水平较低。光学镜头成本占比20%，毛利率水平在各环节中最高，龙头大力光毛利率接近70%。而CMOS传感器芯片是摄像头的最核心元件，成本占比达52%，是摄像头中价值量最高的环节。

摄像头各组成部分的主要厂商情况

资料来源：智研咨询整理

2018年全球摄像头各环节产值

资料来源：智研咨询整理

    目前，CMOS芯片受制于晶圆代工、密封等环节的供应，是当前摄像头行业的主要产能瓶颈。随着市场需求旺盛，摄像头行业的上升趋势有望从CMOS芯片生成和密封行业开始，并扩展到整个产业链。

    CMOS 芯片是手机相机模块中唯一涉及晶圆制造和测试的组件。与传统半导体产业链类似，CMOS芯片生产模式主要分为IDM和Fabless模式。IDM模式从设计到生产集成，具有较强的供应链管理和控制能力; Fabless模式采用设计公司分包模式，生产工作外包给OEM和密封制造商，设计人员无需承担较高的设备折旧风险。

CMOS图像传感器各环节主要厂商

资料来源：智研咨询整理

    在CMOS图像传感器领域，索尼长期保持着领先地位。据报告，索尼以49.2%的市占率居于榜首，三星与豪威市占率分别为19.8%与11.2%，前六大厂商占据90.8%的市场份额，市场高度集中。全球CMOS芯片前六大厂商中，仅豪威为fabless模式，晶圆制造与封测部分外包给代工厂。此外，索尼虽拥有自用代工厂，但封装工艺部分外包。

2019年全球CMOS图像传感器市场格局（按产品价值统计）

资料来源：智研咨询整理

    1.CMOS芯片代工制造：

    就CMOS芯片制造工艺而言，目前高像素CMOS芯片主流制程为55nm（12寸晶圆），而低像素芯片制程较低，通常在8寸晶圆上进行代工制造。据报告，2019年全球CIS芯片产能折合12寸晶圆为320万片；其中，索尼产能占比34%，全部为自用；三星产能占比22%，包含自用与代工；台积电、中芯国际与华力微电子产能合计占比31%，全部为代工。前五家工厂产能合计占比达87%，CMOS芯片晶圆制造技术与资金壁垒高，市场集中度高。

2019年全球CMOS晶圆制造产能分布（折合12寸晶圆）

资料来源：智研咨询整理

    2018年索尼、三星与豪威CMOS芯片供应能力分别为10.0、5.0、与3.9万片/月。预计至2020年，全球前三家CMOS芯片厂商索尼、三星与豪威的供应能力单年扩张速度为1万片/月，整体年产能扩张速度约16%。其中，2020年三星供应能力增长1.5万片/月，增幅略高于行业水平，主要受益于自身DRAM产品线转产CIS产品。

2018~2020年CMOS主要厂商供应能力情况（折合12寸晶圆，万片/月）

资料来源：智研咨询整理

    目前CMOS需求叠加半导体行业需求的整体复苏，代工厂产能异常紧张。8寸晶圆代工产能异常紧张，交期严重拖后，后续价格提价趋势较为清晰。此外先进制程方面，明年5G商机有望大爆发，带动台积电7纳米、5纳米制程需求强劲，但因产能满载、供不应求，迫使台积电7纳米交货时间拉长，先前台积电大客户AMD已发生新品“迟到”，Xilinx交货期超过100天。5G、手机摄像头、TWS耳机、PA等各类芯片产品需求同时爆发，挤爆晶圆厂产能。2019年四季度淡季不淡，高景气度有望持续至2020年。

台湾地区晶圆代工厂8寸季度产能对比（万片）

资料来源：智研咨询整理

    在下游需求激增情况下，CMOS芯片受晶圆制造产能制约而难以迅速跟随扩产；无论是新建自身晶圆制造产线（索尼），或由其他产品线转至CMOS产线（三星），还是向代工厂索要产能（豪威），都难以在短时间内完成。我们认为，在下游需求激增时，CMOS代工成为产能扩张的一大瓶颈。供给短缺催发涨价行情。

    2、CMOS芯片TSV封装测试：

    目前，CMOS芯片封装以10M像素为分水岭，高像素芯片封装通常采用COB技术在模组组装厂完成，低像素芯片封装通常采用WLCSP/TSV技术在封测厂完成。

    COB技术将晶圆进行切割后再进行封装与组装。该封装工艺通常在模组组装过程中完成，加工费按颗计费，对于高像素大尺寸CMOS芯片封装具有成本优势。COB技术缺点为摄像头模组整体尺寸大，平面尺寸（X/Y方向）以及厚度（Z方向）尺寸均大于其他封装技术。

    ShellcaseWLCSP/TSV技术在晶圆上进行封装后再切割。该技术加工费通常按片收费，CMOS芯片尺寸越小，单颗芯片平均封装加工费越低；该技术对低像素小尺寸CMOS芯片封装具有明显成本优势。此外，该技术为晶圆级封装，封装后模组尺寸小，适合于消费电子对“短小轻薄”的需求。

    目前提供WLSCP/TSV封测服务的厂商有，晶方科技、昆山西钛（2014年被华天科技收购）、科阳光电（2019年被大港股份收购）、精材科技（台积电控股）。这些封测公司的WLCSP封装技术均来源于Shellcase的技术许可。目前，行业总产能约10~12万片/月（折合8寸片），其中晶方科技占比超过50%，盈利能力凸出。

晶方科技传感器WLCSP封装厂商历年营收（亿元）

资料来源：智研咨询整理

    WLCSP/TSV封测企业成本结构中设备制造费用等固定成本占比非常高：其中，制造费用占比64.34%，直接人工费用占比14.55%，原材料费用占比20.33%。

晶方科技2018年成本构成项目占比分析（%）

资料来源：智研咨询整理

    传感器TSV封装行业的扩展周期约为3个月至1年，制造商必须承担一定的设备折旧风险。预计2020年全行业整体产能增长约25%~40%。2020年第二季度，部分产能将投产，但供应紧张的局面仍难以打破。WLCSP/TSV封闭测试价格涨幅趋势较为明确。

    相关报告：智研咨询发布的《2020-2026年中国CMOS传感器行业竞争格局及投资策略分析报告》