图像传感器行业专题报告新技术新应用出现CIS市场持续成长.docx

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图像传感器行业专题报告新技术新应用出现CIS市场持续成长

图像传感器行业专题报告

新技术新应用出现，CIS市场持续成长

1、图像传感器

1.1.图像传感器种类

图像传感器是一种将光信号转化为电信号的设备，被广泛应用在数码相机、智能手机、视频监控等光学设备中。

较为早期的图像传感器主要采用模拟信号，以摄像管为主（videocameratube），常见于二十世纪三十至八十年代，摄像管的主要原理是使用被偏转的阴极射线扫描受光辐射成像的靶，最终将光信号转变为与入射光强度相关的电信号。

1969年电荷耦合器件CCD（charge-coupleddevice）由美国贝尔实验室的威拉德以及乔治所发明，通过光电效应可以使CCD表面产生电荷，进而组成数字图像。

此后CCD被广泛应用于数码相机、扫描器以及摄像及的光感组件，其光效率可以达到70%，即可以捕捉70%的入射光，远远好于传统软片的2%。

与CCD几乎在同个时间，1968年美国无线电公司团队成功研发出第一个互补式金属氧化物半导体（CMOS）集成电路，可以执行光信号到电压的转换，电压经过放大和量化后最终变成输出的数字信号。

1.2.CMOS超越CCD成为主流

在CCD出现后，摄像管由于体积以及成像效果等原因，CCD摄像器件逐渐取代了摄像管的摄像器件。

到现在，大多数的数码相机采用了CCD或者CMOS图像传感器。

CCD图像传感器基于模拟信号，当光照射到其表面时，产生信号电荷，然后转换成电压，并按照指定的时序将图像信号输出。

CMOS传感器则是基于半导体的有源像素传感器，当受到光照时，每个光电传感器附近有相应的电路直接将光能量转换成电压信号，与CCD有差异的地方时，其并不产生信号电荷。

这两种技术在成像质量的差别并不大，在同等条件下，CMOS图像传感器所用的元件数相对更少，从而功耗较低，数据吞吐速度也比CCD更高。

此外，CMOS的整体制造成本要比CCD传感器低，并随着CMOS成像技术不断提升，消费型数字相机都广泛采用CMOS，使得CCD的市场占有率从2010年代起不断下降，全球第一大CCD传感器生产商索尼宣布与2017年起停止生产CCD。

1.3.CIS市场空间持续增长

到现在CIS已经成为半导体业务中最活跃的领域之一，市场空间持续增长，根据ICInsight数据，2018年全球CIS的销售额为142亿美元，2013年仅为74亿美元，2013-2018年均复合增长率为13.9%，预计到2023年，整体市场规模将达到215亿美元，2018-2023年复合增长率为8.7%，虽然增速略有下滑，但是市场规模将逐年创新高。

从出货量看，2013年全球CIS出货量仅为26亿颗，2013-2018年保持16%复合增长率，至2019年预计全球出货量达到61亿颗，2023年有望突破95亿颗，2018-2023年全球CIS出货量年复合增长率达到11.7%。

目前CIS行业发展是由智能手机和汽车应用推动的，对于智能手机摄像头的创新将会继续，尽管这个领域的竞争会非常激烈。

为了保持竞争力，CIS厂商正将越来越多的功能整合到移动CIS中，例如广角、长焦、微距。

许多其他应用将成为CIS未来增长的一部分。

许多IDM和Fabless厂商正在为新兴的更高利润率的CIS芯片，如汽车、安全、医疗和其他领域。

这些领域出现了巨大的机会，推动了新兴供应商和现有供应商的市场和技术工作。

这些新兴的机遇正在将移动成像技术推向其他增长领域，未来可能会看到从视觉成像到视觉感知以及其他交互式应用的转变。

CIS具备广泛的下游应用市场，包括手机、汽车、安防、工业、医疗等，其中智能手机是CIS最大的终端市场，占到了整体市场规模的63.89%，其次是单反市场占比7.8%，汽车占比6.46%，工业市场占比6.32%，安防市场占比6.09%。

根据ICInsights预测，2018-2023年，CIS下游应用中汽车领域年均复合增速将达到29.7%，是增速最高的领域，智能手机领域由于基数较高，且智能手机销量逐步下滑，预计到2023年市场规模为98亿美元，复合增速仅为2.6%；此外安防、工业、医疗领域增速也将保持较高水平。

1.4.CIS产业链

目前在CIS产业中主要分为以下几钟模式，第一种是IDM模式实行设计生产一体化，可以更好的把控供应链，及时对市场需求进行反应，主要厂商为索尼以及三星；第二种是Fabless模式，产业链内进行分工，由设计厂如豪威、格科微进行设计工作，然后交由晶圆代工厂台积电、中芯国际等进行代工，最后由封测厂晶方科技进行CIS的封测；此外还有fablite模式，自身负责设计及销售，其中有部分晶圆交由代工厂代工。

从行业内竞争格局来看，索尼处于绝对的领先地位。

日本调研公司TechnoSystemsResearch（TSR）发布了2019年图像传感器市场报告。

索尼以49.1%的份额排名第一，第二名是三星份额只有17.9%，与索尼差距较为明显；第三名是美国半导体公司豪威科技，目前已经被国内上市公司韦尔股份收购，占据9.5%的市场份额，2018年豪威市场份额为11.5%，相比有一定程度的下滑。

从CIS封测市场竞争来看，主要的厂商包括中国大陆晶方科技、华天科技，中国台湾主要厂商有欣电、精材、胜丽等。

欣电具备全球最大的CIS封测产能，晶方科技是全球第二大，也是大陆首家能为CIS提供晶圆级芯片尺寸封装量产服务的专业封测服务商。

2.大像素及多摄成为移动CIS主要发展动力

2.1.发展初期大像素为主要方向

2000年夏普发布了全球第一款拍照手机J-SH04，其搭载了具备11万像素的CCD摄像头，并在三年后推出了首款具备百万像素的手机J-SH53，是手机拍照领域的先驱者。

到2006年，消费者对手机拍照需求逐步提升，三星在行业内内第一次推出了千万级像素的手机B600，还具备3倍光学变焦以及5倍的数码变焦，实现了手机拍照向数码相机的靠近。

2010至2013年间，由于缺乏AI算法，所以为了提升手机拍照的细腻程度，提升手机像素成为最为便捷的方法，手机摄像头像素不断刷新纪录，其中2012年诺基亚808更是搭载了4100万像素图像传感器

2.2.多摄开启智能手机摄像头发展新方向

受制于手机体积，摄像头不能无限制的提升，更多的手机厂商开始关注传感器的成像质量以及大像素，此外为了弥补单一摄像头功能的限制，iPhone7Plus也率先搭载了双摄像头，开启了智能手机摄像头发展新方向。

如今，多摄加大像素已经成为手机发展的主要方向，目前市场上拍照性能最强劲的华为P40Pro+搭载了前二后五共计七颗摄像头，功能上搭配了广角、超广角、长焦、超长变焦以及3D深感。

2.3.多摄比例一路攀升

根据Omdia统计报告，过去三年时间里，智能手机单摄占比从2017Q1接近90%下降至2019Q4的23%，多摄占比一路攀升，占比接近八成，2019Q4三摄智能手机占比31%已经高于了双摄手机30%的市场份额，成为市场上最主流的方案，此外四摄占比也不断提升，占到总出货量的15%。

预计未来三摄将会加速在中低端机型中渗透，而四摄则会开始在各大品牌的旗舰机中渗透，同时各大厂商也将逐步推出后置五摄的高端机型。

根据IHSMarkit统计显示，虽然全球智能手机销量下降，但是受益于多摄占比的提升，摄像头出货量在2019年仍处于增长态势，出货量相比2018年同比增长25.8%，在2020年仍有15%左右的增长。

市场需求的快速提升也促使CIS厂商索尼、三星、豪威科技和海力士等扩大了生产能力，以争夺市场份额。

索尼将保持每年10%的速度进行扩产，其中有70-80%的产品将出货至中国，三星也将自建晶圆厂在两年时间扩大50%的产能，而豪威科技是fabless模式，预计将通过台积电、中芯国际、上海华力等代工厂扩大50%产能。

3.汽车CIS领域保持高增速

3.1.ADAS发展推升摄像头用量

车载摄像头是摄像头领域内增长速度最快的领域，根据ICInsights预计，2018至2023年，车用CIS市场规模将从8.7亿美元增长至32亿美元，年均复合增长率达到29.7%。

随着ADAS的逐渐普及，基于摄像头的视觉系统是ADAS的核心，摄像头的使用量将逐渐提升。

根据德勤统计，针对不同自动化等级的汽车，所配备的摄像头数量也不相同，L2级别的汽车仅需配置1个环视摄像头，L3级别则增加至4个环视摄像头，达到最高L5等级则需要配置5个环视摄像头、4个长距离摄像头以及1个立体摄像机。

3.2.车用摄像头性能要求更高

车载摄像头通过安装位置的不同，可以分为前视、侧视、后视和内置四种，按照摄像头的功能应用则可以分为行车辅助类、驻车辅助类以及驾驶员监控三大类。

车规级摄像头相对于消费级摄像头性能要求更高，在耐高温、抗震、防磁、防水等方面都有严格的要求。

3.3.车用摄像头市场将保持较快增长

根据yole的统计数据，2018年全球汽车图像传感器市场规模为9.34亿美元，出货CIS数量1.24亿颗，其中安森美占据了领先地位，市场份额为36%，豪威科技排名第二，占比22%，其次是索尼获取了10%的市场份额。

从汽车摄像头模组的整体市场规模来看，2018年规模达到了30亿美元，预计在2024年将达到57亿美元，年均复合增长率约为11%，整体呈现出持续上涨的态势。

在面向ADAS具体的应用时，车道偏离预警、前撞预警、行人碰撞预警、车道保持辅助、紧急制动刹车、自适应巡航、交通标示识别等都需要应用摄像头。

4.重点企业

4.1.韦尔股份

4.2.晶方科技

（。

报告来源：

东方财富证券）