CIS市场，新变局

来源：半导体行业观察

 

 

CIS技术从1993年诞生至今，已有30余年发展历史。

 

尤其是自2009年以来，CIS乘着手机市场的浪潮，连年保持增长，开启了CIS“遍地是黄金”的时代。

 

多年来，CIS市场竞争格局几经变迁，索尼成为市场、技术的领导者，三星和豪威依然强劲，思特威、格科微等本土CIS厂商后起直追，不断缩小差距。

 

近段时间来，随着行业周期波动和行业更迭，CIS厂商动作不断。

 

索尼泰国CIS新产线扩产，同时受限于自身晶圆厂的产能与良率，转向与台积电合作。索尼在日本熊本县的CIS工厂将继续与台积电合资公司JASM紧密合作，后者在菊阳町的晶圆厂将为索尼提供所需的逻辑芯片产能。此外，索尼还在日本合志市购买了工厂用地，准备兴建新的CIS工厂...

 

日本凸版集团(Toppan)选择将其CIS生产线转移到上海，旨在提升产能，优化供应链，确保在全球半导体市场中的竞争力。

 

去年底，格科微在上海临港投产仪式的召开，宣告着格科微实现了从Fabless到Fablite的华丽转身，也意味着风云涌动的CIS市场再添几许变数...

 

CIS市场动态背后，释放两个信号

 

CIS扩产，市场需求快速回暖

CIS厂商的一系列动态背后，一方面代表着智能手机、智能汽车、安防、工业等领域的回暖和崛起，无人机、AR/VR、机器视觉等新兴领域也在快速放量，CIS市场迅速崛起。

 

反映到资本方面，韦尔股份、格科微、思特威三家CIS厂商大量出货，Q1业绩增长强劲；本土晶圆代工“双雄”接单忙，中芯国际、华虹半导体相继在财报中表示“CIS产品需求增加”、“产能供不应求”...

 

近年来，全球CIS销售额总体呈稳定增长态势。据Yole数据预测，预计到2028年，全球CIS市场规模将进一步增长至288亿美元，2022年至2028年复合增长率为5.1%。

 

 

 

Fabless与IDM之争，Fablite成为趋势？

另一方面，格科微商业模式的转型，或许也意味着产品定位从高性价比向高性能拓展，试图将主动权和竞争力进一步掌握在自己手中。

 

从多年来的发展进程来看，半导体行业的Fabless与IDM模式之争由来已久，各有胜负手。

 

Fabless模式的盛行，使得芯片设计企业用轻资产模式快速成长，但这种外协加工模式也带来了供应链管理的不确定性，尤其在产能紧缺时，晶圆厂和封测厂的产能保障任务成为每一家Fabless公司运营的“噩梦”。

 

此外，委外加工的成本价格波动较大，给芯片设计公司毛利造成不小冲击。这些对Fabless企业来说，都是很大的制约因素。

 

近年来在国内芯片行业蓬勃发展与国家大力扶持的条件下，随着技术实力的积累和行业发展所需，不少本土Fabless企业开始向前突破，逐渐向IDM转型。

 

格科微完成了经营模式从Fabless向Fablite的转变，打通了设计、研发、制造、测试、销售全环节。格科微强调，Fablite的经营模式有助于实现公司在芯片设计端和制造端的资源整合，提升在背照式图像传感器领域的设计和工艺水平，加快研发成果产业化的速度，有利于增强公司的核心竞争力。

 

据此前消息报道，早在2019年，韦尔股份就向豪威增资2700万美元，建设晶圆测试及晶圆重构生产线。2020年，韦尔股份又拟募集18.39亿元用于建设晶圆测试及晶圆重构生产线（二期），主要是针对CIS的12英寸晶圆测试及重构封装。（后续未看到相关进展和信息公布）

 

当时，针对自建封测产线的必要性，韦尔股份表示：一方面可以进一步提升公司在CIS芯片领域的竞争优势，降低成本，提升对产品的把控，缩短交期；另一方面，能够提升市场反应效率，有利于把握CIS市场机遇，提高市场占有率；另外，这是一个顺应公司战略发展需要的决定，全球头部大厂均采用IDM模式，该模式可以整合产业链资源，产生规模效应。

 

综合分析当前行业现状和本土厂商的发展阶段，笔者认为，对于Fabless企业而言，向更加灵活的Fablite转型将成为趋势：一方面Fablite模式能更好的把控产品的产能、质量和可靠性，产品开发周期也更可控；另一方面，Fablite一般都专注在成熟节点上，与先进技术节点相比，采用更少的资金便可维持运行。

 

因此，国产Fabless厂商向Fablite模式转型，是业务规模与核心技术水平向上突破、保障产能与供应链安全、实现CIS国产替代的必由之路。

 

Fabless向Fablite的转型，在短期内未来利息资本化以及折旧的增加或许有拉低公司利润的可能。不过长期来看，晶圆环节的自主生产制造能够增加利润，这将是公司展示自身工艺水平的一个重要机遇。

 

另一方面，这也将带动国内设备行业的快速发展。随着越来越多的国产芯片公司在供应链上更加自主可控，有望带动更多的国产设备商能够崭露头角。

 

但笔者需要强调的是，国内Fabless厂商也切忌盲目扩张，在自身出货规模还没有那么大，且自身业务易受影响，存在较大不稳定性的情况下，应谨慎控制扩张步伐和转型程度。

 

因为采用IDM模式的基本都是技术、资金实力非常雄厚的国际知名厂商，IDM对于大多中国芯片设计企业来说，可能难以重负。

 

有国产芯片公司私下向笔者表示，由于设备折旧费用太高，且市场需求波动较大，后续公司会减少自建产线的规模和计划。

 

因此，逐步搭建Fabless+制造/测试/封装的Fablite模式，探索Fabless和IDM这两种模式并在优劣势之间取得均衡的能力，对于本土CIS厂商来讲尤为关键。

 

手机市场，国产CIS厂商“分庭抗礼”

 

当下，CIS市场格局正在快速变化。

 

以CIS应用占比超过七成的手机市场为例，2023年下半年手机需求温和复苏，CIS行业去库存接近尾声，同时国内CIS厂商的新产品突破持续超预期。

 

据Omdia初步出货量调查显示，2024年第一季全球智能手机出货量总计为3.04亿部，同比增长了11.6%，标志着在经历了从2021年第二季度到2023年第四季度的长期市场停滞和下滑后，连续第二个季度实现同比增长。

 

终端销量回暖，手机领域重新成为CIS厂商的必争之地。

 

众所周知，索尼、三星是手机CIS芯片行业不容忽视的两座大山，前者不仅是iPhone图像传感器的独家供应商，也主宰着主流安卓高端机型的产品供应，后者则背靠三星手机，跟随三星手机在全球市场也赚得盆满钵满。

 

据TechInsights研究数据显示，在2023年全球智能手机CIS 140亿美元的市场规模中，索尼占据超55%的市场，成为全球智能手机CIS市场最大赢家，三星占据超20%市场，豪威则以约7%的份额排名第三。

 

 

 

然而，随着产业链波动、市场周期调整和技术演进，手机CIS市场正在悄然转变。

 

据产业链内部消息，华为、小米等国产手机品牌已经达成共识，为了杜绝芯片“卡脖子”隐患，将会逐步减少甚至放弃与索尼的合作，全面支持国产CIS厂商。例如，前不久华为P70加单50%，要求大举备货豪威CIS。

 

不仅如此，有某手机摄像头模组厂商匿名吐槽，“索尼将最好的CMOS产品与技术都完全倾斜于苹果，这已经引发了安卓品牌厂商群体性不满。一旦市场上有了可替代性产品，索尼的统治力必然会快速下降。”

 

当前，尽管索尼仍是手机CIS领域的霸主，但在本轮CIS复苏潮中，一众国产CIS厂商加大市场开拓力度，与索尼、三星渐成“分庭抗礼”之势。

 

50MP，手机CIS市场“甜蜜节点”

长期以来，高性能CIS主要由索尼、三星供应，特别是5000万像素（50MP）的主摄CIS，可能成为CIS市场的“甜蜜节点”。

 

中金公司基于市场调研，在报告中明确表示：“64MP及亿级像素产品并未成为高端CIS市场的主流。主流高端产品并没有无限上升像素，我们认为未来大部分手机的后置主摄可能会保持在50MP，64MP或逐步退出历史舞台。”

 

目前，索尼主要的5000万像素级大像素点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，目前有8款分辨率在一亿像素及以上的CIS；在50M大像素市场，三星仅布局了3款产品，产品线丰富程度低于索尼。

 

在此形势下，国内CIS厂商也在积极布局，近年来也撕开了高端市场的口子。

 

目前，国产CIS在主流50MP产品方面已经形成突破。豪威、思特威和格科微等国内龙头企业也在积极布局50MP CIS产品。

 

豪威目前已经实现50M全系列布局，2022年发布1/1.5大底面50MP产品OV50E，用于中高端智能手机后置主摄；2023年发布进阶版1/1.3大底面产品OV50H，面向高端旗舰手机后摄；2024年3月，发布 1/1.3 英寸50MP、1.2μm的像素尺寸的产品OV50K40，首次采用TheiaCel技术，利用LOFIC功能，使得传感器仅仅通过单次曝光就能获得接近人眼级别的动态范围。

 

尤其是豪威的OV50H正逐渐成为国内手机大厂主摄的重要选择之一，从2023年至今，小米、华为、荣耀、vivo、魅族等部分手机型号，尤其是旗舰产品开始替代索尼CIS，转向豪威的OV50H解决方案。有供应链人士透露，“OV50H今年产能已被预订一空”。

 

从2023年韦尔股份的财报能看到，公司高端智能手机CIS销售强劲，图像传感器业务来源于智能手机市场的收入上升至77.79亿元，同比增加44.13%。其中，5000万像素及以上（含6400万像素、一亿像素等）产品营收贡献占比超60%。

 

除豪威外，思特威也已成为我国智能手机OEM的另外一家5000万像素CIS供应商，当前已开始提供高分辨率CIS产品。

 

针对5000万像素产品赛道，思特威在2022年推出了两款具有差异性的CIS产品SC550XS与SC520XS，在性能上分别可满足旗舰级智能手机主摄与前摄、超广角以及长焦摄像头的需求。

 

2024年年初，思特威再次重磅推出了其首颗5000万像素1/1.28英寸图像传感器SC580XS，该款芯片是继公司成功量产第一颗22nm HKMG Stack工艺的5000万像素1/1.56英寸产品SC550XS之后，在同一工艺平台打造的升级产品。

 

今年2月，思特威又带来了50MP分辨率0.7μm像素尺寸手机图像传感器SC5000CS，作为0.702μm像素尺寸图像传感器，搭载独特技术，赋能主流智能手机主摄，助力移动影像技术和用户体验迈向新高度。

 

 

 

思特威的高端CIS芯片已经进入旗舰智能机的主摄市场。根据2023年手机CMOS厂商TOP9出货量市场占比份额显示，思特威已成功跻身全球第五，市场占比份额为5.7%。

 

在过去很多年里，格科微都跻身全球手机CIS年度出货量冠军。今年第一季度，格科微的出货量排名暂时落后索尼，在国内厂商中位列第一。

 

但从重点布局市场来看，格科微曾在低像素产品供应中占主导地位，不过现在已经开始提供高分辨率的CIS产品。其中，格科微基于高像素单芯片技术研发的3200万像素产品已在品牌客户成功量产，并在今年初推出了两款5000万像素产品，正在全面向高像素产品领域进发。

 

据悉，格科微最新发布的两款50MP高端产品代表了两种不同路径的创新：

 

• 小底、高分辨率路径：GC50E0是基于0.7μm平台的50MP产品，是市场上第一颗单芯片5000万像素产品；
• 大底、大尺寸路径：GC50B2是采用1.0um像素实现1/1.56"大底的50MP产品。

 

值得注意的是，格科微CIS产品采用的是其自主研发的单芯片架构，与主流的堆栈式结构有着明显区别。单片式架构能够在控制发热、降低功耗的同时减少逻辑区域面积，减少了良率的损失。

 

随着50MP产品的推出，标志着格科微在CIS高端化征途迈出极为重要的一步。据悉，目前客户加单情况比较频繁，今年格科微50MP产品将在一线品牌的多款机型中使用。

 

尤其是随着格科微2023年成功实现由Fabless向Fablite的转型，其临港工厂成功落地，12英寸CIS集成威廉希尔官方网站 特色工艺产线顺利通线。格科微成为国产CIS阵营中最有力的竞争者之一。

 

综合来看，在国内国产替代的大浪潮下，以豪威、思特威、格科微为代表的本土头部CIS厂商具备了多方面优势，技术差距在缩小，而国内企业积极拥抱本土厂商的态度也比较明确，符合国家主导的科技进口替代、自主可控的大趋势。

 

可以预见，在手机CIS领域正面临的国产替代、市场复苏、技术创新和多元化产品需求等多重发展机遇下，国产CIS厂商有望在手机高端CIS市场中占据更加重要的地位。

 

与此同时，在智能手机近20年的发展历史中，经过终端品牌市场多轮次的波动洗礼，CIS供应格局基本成型，这也是一个产业走向成熟化的重要标志。后续在不断升级的智能手机影像大战中，CIS的技术路径已经成为“公开的秘密”，更极致的成本、更适配的产品、更及时的交付、更专业的服务等全方位的比拼，才是产业能力者行将致远的关键。

 

而这，也正是国产CIS厂商的强项所在。

 

 

汽车CIS市场的“黎明”

 

尽管大部分市场均受到了宏观经济因素的影响，但汽车领域特别是新能源汽车领域，在全球电动化的大趋势下，新能源汽车销量仍保持快速增长的态势。

 

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，汽车成为CIS仅次于手机的第二大应用市场，据ICV Tank预测，2027年汽车前装CIS市场有望增长至51.31亿美元。

 

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，主要是因为汽车CIS的技术含量明显高于手机和安防应用。

 

例如，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；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。

 

Yole分析师指出，在汽车CIS方面，安森美拥有约40%的市场份额，但是其市场占有率却在逐年下滑；其次是拥有28%市场份额的豪威，索尼和三星价格颇具竞争力，利用其消费类生产能力，通过新的汽车产品扩大其产品组合。

 

正如5000万像素是智能手机的“甜蜜节点”，受高速NoA、城市NoA等高阶智驾技术快速演进的影响，800万像素产品是各CIS厂商的兵家必争之地。

 

安森美：领跑汽车CIS市场，竞争加剧

在汽车CIS领域，安森美具有较高市场地位，该业务在其2023财年实现了10亿美元的收入，设计中标同比增长50%以上，其800万像素图像传感器以及汽车LED照明产品一直在强劲增长，领跑汽车CIS市场。

 

去年5月，安森美推出Hyperlux汽车图像传感器系列，拥有2.1µm像素尺寸、150dB超高动态范围和LFM功能，涵盖从300万像素到800万像素及更高像素的产品。Hyperlux产品系列凭借领先业界的超低功耗和小尺寸，巩固了安森美作为车规级CIS会场领导者的地位。

 

与竞品相比，这些汽车CIS的功耗最多可降低30%，占位最多可减小28%，能以更低的系统材料成本实现高能效设计。

 

面对汽车市场的发展前景，各大CIS厂商都向安森美发起了竞标。

 

索尼在业绩发布会上表示，目标是到2025财年占据39%的市场份额，比2021财年9%的份额大幅增长，挑战安森美的市场地位。目前索尼正主导日本市场，与本田的合资公司正计划推出配备20多个摄像头的电动汽车Afeela（目前特斯拉Model 3配备8个摄像头）。

 

三星半导体部门LSI在2023年4月表示，其推出的高像素车载CIS将成为赶超索尼的“终极武器”。据报道，三星已与多家非公开汽车企业签订了供应合同，不久后将批量生产。

 

察觉到索尼和三星野心的安森美，并未坐以待毙，而是迅速访问日本，与汽车客户进行业务讨论。安森美表示，计划2024年开始在日本生产部分CIS，以稳定供应链，同时还宣传了其“智能传感”技术和HDR技术的优势、LED无闪烁功能。

 

豪威：汽车CIS市场份额继续提升

据2023年10月的机构调研显示，豪威的汽车CIS出货量在欧美市场2023年第二、三季度均同比增长10%以上，其主要原因一方面为缺货缓解，另一方面为主流车型销量增多，例如环视、L2的ADAS、舱内驾驶员监控等产品放量明显所致。

 

豪威称，汽车CIS正在爬坡和上量的过程中，预计2024年的部分地区汽车CIS的销售量还会体现地更加明显，市场份额预计也将继续提升。据韦尔股份（豪威科技母公司）2023年财报披露，CIS来源于汽车市场的收入提升至45.57亿元，同比增长25.15%，全球排名第二。

 

在产品和技术上，豪威推出最新SinglePixel LOFIC技术，以超高动态范围捕捉能力大量应用在汽车行业自动驾驶的车载摄像系统上，应对穿越隧道、夜景灯光等复杂场景。

 

按照豪威公司先前发布的消息，在2022年以前，中国只有豪威公司有能力批量生产 ASIL-B、ASIL-C认证芯片。豪威公司的ASIL-C系列产品主要有OX08B40/OX03F10/OX03C10等；豪威公司还推出OX05B1S/OX03J10/OX03D4C/OX01F等一系列ASIL-B认证产品，涵盖了ADAS/AD、倒车影像等众多领域，具有广阔的市场前景。

 

今年一月，豪威公司发布了一款高性能的OX01J影像感应器，130万像素适用于汽车360度环视系统（SVS）和后视摄像头（RVC），为客户的下一代车辆提供卓越的LFM、HDR和低光性能，满足不同用户的需要。

 

思特威：深耕汽车CIS多年

其实除了安防和智能手机市场之外，思特威在汽车CIS市场也有不错的表现。2022年思特威在全球汽车CIS市场的份额约为4%。其产品覆盖了舱内、舱外、环视、ADAS，分辨率从100万像素到800万像素都有，并通过了车规认证，建立了完善的车规级芯片研发与质量管理体系。

 

回顾其发展历程能看到，思特威实际上进入汽车CIS市场已经多年。

 

早在2019年，思特威设计的第一颗车规级前装CIS芯片标志着其正式进军车载市场，同时还专门设立车用芯片部门。

 

2019年底，思特威收购了车用CIS厂商深圳安芯微5项专利及7项集成威廉希尔官方网站 布图设计，与公司原有团队共同组成新的智能车载电子团队。

 

2022年底，思特威发布了800万像素车规级图像传感器新品SC850AT。凭借这一创新产品，思特威跻身为能够满足先进智能驾驶技术对高像素图像传感器需求的少数企业之一。

 

2023年，思特威又推出了应用于舱内应用的SC233AT、SC130AT，还于2024年三月推出1.3MP的车规级图像传感器新品——SC130AT。

 

思特威的核心技术包含车载LED闪烁抑制（LFS）专利技术，该技术可通过多次曝光、片内多帧合成同时借助四元像素技术的加持，可有效抑制LED闪烁抑制功能，同时可提供高达120dB以上的HDR，减小视频影像因LED信号灯频闪造成的错误判断，并能够实现日间车内场景和车外场景两种剧烈光线反差下的明暗细节呈现。

 

思特威针对汽车应用领域已经发布并量产了多款车规级的高性能CIS产品，与此同时也已展开新一代的车载CIS产品的全面规划，覆盖包括车载影像类应用、ADAS应用以及舱内DMS、OMS与DVR应用等。

 

根据思特威财务报告披露，其车载CIS产品已经成功应用于多家汽车制造商的项目中，包括比亚迪、一汽、上汽、东风日产、长城、零跑、岚图等，并且已经开始大规模生产。

 

格科微：向汽车领域突破

格科微近年来也在开始向汽车领域突破，据格科微非手机CIS事业部负责人透露，2024年格科微将推出真正按照车规研发的第一款产品。

 

“在车载电子市场方面，我们将继续秉承之前的做法，循序渐进地从低端向高端发展，踏实扎实地前行。”负责人称，“在未来几年，我们的车前装产品将会大量涌现市场。此外，数码事业部将不仅局限于车前装领域，我们还计划拓展工业产品等领域。”

 

Fabless向Fablite转型的战略目标已成功实现，格科微将以此为基，努力实现新战略。高端化布局得到Fablite模式的支持，将会大大提升车载CIS的推进速度，提升格科微的研发效率，为公司的创新和发展提供更强有力的支持。

 

车载CIS潜力巨大，国产厂商如何发力？

据业界人士表示，产业发展阶段的不同，也造就了不同的上下游关系。现如今，在智能手机CIS领域，为最大程度提升产品摄像性能，上下游厂商（手机厂与CIS厂商）之间会达成产品定制或联合研发关系。但国内主机厂当前尚无暇顾及与车载CIS厂商之间的联合研发。

 

因此，在产品和品牌积累不够深厚的情况下，国产车载CIS厂商如果想要在这个市场占据一席之地，甚至挑战安森美的龙头地位，应主要集中在这三个发力点：1）产品性价比、2）供货稳定性、3）敏捷开发能力。

 

性价比方面，受上一轮全球性芯片短缺以及下游需求快速增长等因素影响，自2021年年中以来，安森美已经多次调涨汽车CIS产品售价，这也给更多凭借性价比取胜的国产车载CIS厂商留下一定的市场空间。

 

除了产品性价比，主机厂对于车载CIS厂商的大规模供货能力同样十分关注。对此，以格科微为代表的Fabless向Fablite的转型，加强了在产能和供货方面的自由度和话语权。

 

此外，在汽车产业变得越来越“卷”的当下，车载CIS厂商也需要提升产品开发的敏捷性，以更好地适应下游客户的产品推出节奏。在这方面，国产车载CIS厂商由于决策流程短、更加贴近中国市场和客户，在研发上也更加注重以客户真实需求为导向，能够针对一些细分场景的特定需求进行针对性研发和优化，会具备一定优势。

 

总而言之，在当前汽车产业的电动化、智能化势不可挡的趋势下，车载CIS产业迎来高速成长期。在市场快速发展阶段，哪家车载CIS厂商能够更好地满足国内主流新能源整车厂商的供货需求，谁就能够在中国市场脱颖而出。

 

中国本土厂商面临的机遇总体上大于挑战。

 

整体来看，近年来国产CIS芯片供应商正在快速从手机、安防等非汽车领域向汽车行业聚拢，市场竞争开始白热化并驱动格局变化。以豪威、思特威、格科微为代表的本土厂商正加大对汽车CIS领域的投资，市场份额也在逐步增加。

 

除上述企业外，在本土范围内，还有包括元视芯、比亚迪半导体、长光辰芯、广州印芯、锐芯微、微光集电、芯视、海图微电子、创视微电子和思比科等厂商也在车载CIS领域有所布局，但目前市占率不算太高。

 

CIS有望优先实现国产替代

 

回顾全球CIS行业历史，如同一场紧张激烈的角逐。

 

当前，索尼、三星、安森美等厂商占据先机，它们的高技术含量产品在新的高端手机，以及汽车应用中，充分发挥优势。

 

在这个过程中，以豪威、思特威、格科微为代表的国产CIS厂商，纷纷展开突围，目前已在部分下游市场取得了较大市场份额。同时，面对手机市场的基本盘和汽车赛道的市场潜力，这些国产CIS厂商也正在努力抓紧市场与时代机遇，积极寻求高端料号和高增长领域的追赶和突破。

 

未来，随着新兴技术和应用的成熟和逐渐普及，CIS增量市场将进一步扩大，保持长期向上态势。

 

国产龙头深扎稳打，CIS有望优先实现国产替代。据Gartner预测，CIS预计将成为第一批中国占据全球份额10%以上的半导体品类之一。

 

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审核编辑 黄宇