CIS功能、原理、产业链及市场现状如何?

最佳答案 匿名用户编辑于2024/05/14 14:34

1.CIS以更快速度将光信号转换为电信号

相机作为一种媒介,可以记录光所体现的物体,使人们能够主观或者客观地表达各种情感和思想。当代人类身处一个所 谓的“数字游牧时代”,人们携带各类移动数码设备,生活不受时空的限制。在当今时代,相较于胶片相机,配备图像传感 器的数码相机的使用范围更广。同时,当今也是配备数码相机功能的智能手机时代。在用于记录人们日常生活和美好回忆的 数码相机或智能手机相机中,图像传感器的作用类似于胶片相机中的胶片。图像传感器在将通过镜头接收的拍摄对象信息转 换为电子图像方面起着关键作用。

2.下游应用新趋势拉 动CIS量、质新需求

上游:晶圆、封测占最大成本

CIS产业链上游为CIS芯片制造行业,市场集中度高,其中CIS芯片厂商可分成 Fabless、Fab-lite、IDM三种模式。 (1)IDM是指从设计到制造到封装一体化的模式,以索尼、三星、海力士为代表; (2)Fabless是指只作设计,以豪威、思特威为代表; (3)Fab-lite是指部分IDM保留了一部分最核心或最擅长芯片品类的生产线,继续 维持IDM模式,而把另一部分相对非核心或者竞争力稍差的芯片品类交给Foundry厂商 来生产,目前以松下、ST、格科微为代表; (4)Foundry是指纯CIS代工厂,以台积电、韩国东部、中芯国际为代表。

CIS芯片制造中晶圆与封测成本较高。以2018年豪威的成本结构为例,晶圆与封测两部分占CIS生产成本的91.8%。晶 圆和封装测试一直面临产能紧缺问题,代工价格逐年上涨。 晶圆制造行业市场集中度高,供需缺口增加。其中索尼生产的晶圆全部自用;三星的晶圆制造分为自用与代工两部分, 计划逐步扩大晶圆代工业务。代工方面,台积电、华力微、中芯国际、力晶、海力士等代工厂为全球CIS晶圆主要供应商。 豪威的晶圆供应主要来源于台积电。摄像头像素的增加意味着芯片面积的增加,原本12寸晶圆切割1.3微米1200万像素的 产品可以切割2500颗左右,而现在主流的0.8微米4800万像素的产品只能切割1200颗左右,像素越高消耗的晶圆厂的产能 越大,供需缺口增加。

全球CIS封测产能集中在中国台湾,扩产态度较为谨慎。精材、胜丽、 同欣电等厂商是主要CIS封测厂商,2019年底精材科技关闭12寸CIS封装线 之后,全球主流的两条12寸封装线只有国内晶方科技和华天科技。前端晶圆 制造产能大幅扩张,带动封测订单增长,产能短缺问题由晶圆制造传导至封 装测试。封测厂的项目扩产计划实施周期均在3-5年,其次,封装测试机台 制造厂商产能有限,无法满足大规模的订购。同时,高端测试机台价格昂贵, 半导体市场变化快,封测厂商对待扩产态度较为谨慎。

中游:CIS成本高达52%

中游的摄像头模组产业链主要包括镜头、CIS、音圈马达、滤光片、模组封装等。CIS作为中游摄像头模组的核心组成 部分,在摄像头模组中的成本占比高达52%,龙头毛利率为45-50%左右;光学镜头成本占比20%左右,龙头毛利率约为 70%;音圈马达和滤光片成本占比在5%以下,龙头厂商毛利率在35%以上。模组封装成本占比约为20%左右,但由于技术 门槛相对较低,竞争相对激烈,毛利率仅为10-12%左右。 摄像头模组行业市场参与企业数量较多,市场竞争激烈。摄像头模组行业与上游CIS芯片制造行业相比,技术壁垒较低, 市场参与者较多,市场集中度比较分散。其中由于车载摄像头模组比手机摄像头模组对安全问题和稳定性要求较高,模组封 装工艺更加复杂,市场主要以海外企业为主导,中国企业市场占有率较低。摄像头模组的主流封装工艺有四种,包括COB、 CSP、FC和AA。AA工艺主要应用于新兴的双摄技术,主要用于高清像素(16M)摄像模组、车载模组等领域,由于其95% 以上合格率和成本较低的优点,逐渐成为行业重点布局对象。

下游:手机占比最大,车载增长最快

手机镜头占比最大,车载摄像头增长最快。2022年 我国光学镜头行业市场中手机和车载占比分别约65%、 19%。其他细分领域市场占比总共约17%。手机镜头占比 虽相较过去略微下降,但仍然为摄像头模组的主要收入来 源,而车载镜头的贡献率增长幅度较大,预计未来五年内 车用摄像头将是CIS市场增长的主要动力。

3.国产CIS取得突破进展, 2024年开启新一轮增长

全球CIS市场稳定增长

全球CIS市场2022年首降,市场触底消费复苏拉动2023年新增长。自2017年至 2022年期间,全球整体市场销售额稳步增长,2019年到达增长高峰期,增速加快。全 球CIS销售额从2016年的94.1亿美元快速增长至2020年的179.1亿美元,期间年复合增 长率为17.5%。在新冠肺炎疫情期间,受在线教育和在家工作的推动,2020年和2021 年出现了对于PC和平板电脑需求的激增,但后续需求在后新冠肺炎时代开始减弱,PC和 平板电脑市场在2022年急剧下滑。2020年和2021年,由于智能城市、智能交通和非接 触式人群温度监测的需求不断增长,监控市场也在增长。但随着潮水退去,2022年市场 需求也开始萎缩。不利的宏观经济条件,叠加细分市场需求疲软,导致了全球CIS收入于 2022年出现10年来首次同比下降。但随着市场触底和消费需求复苏,预计2023年全球 CIS市场规模将同比增长8.7%,达到202.44亿美元。

竞争格局龙头集中

从全球竞争格局来看,由于CIS行业壁垒较高,龙头企业占据巨大市场份额。根据TechInsights公布的2023年全球CIS 市场数据显示,索尼市场份额上升至58%;排名第二的三星,其市场份额升至20%;豪威集团的市场份额则回落至7%,排 名第三。前三龙头企业就占据了80%以上的市场,其下游应用范围有所侧重。索尼应用于手机、相机、摄影机;三星主要应 用于自家的智能手机;豪威应用于安防和汽车电子,近年来国产手机应用也很多;安森美虽然市场总体份额不高,但在车规 级应用方面有领先优势。

50MP大底CIS已成主流

50MP大底CIS组合表现更好。自2019年开始,手机CIS就已经开启了1亿像素时代,现在 甚至是有了2亿像素的手机CIS。然而,CIS的性能不只是由像素数来决定,还包括CIS尺寸和单 位像素尺寸。经过效果对比,大部分场景下4800万-6400万像素大底CIS(指CIS芯片尺寸更大) 的摄像头组合,比围绕1亿像素CIS构建的摄像头组合表现更好。基于大像素实现的大底CIS天 生具备更多的进光量,且拥有更高的信噪比和更宽的动态范围,在暗光或复杂光线的环境下能 够获得更多的细节,在画面清晰度上更胜一筹;另外大底CIS在相同的光圈下,能够提供更大的 视角,且虚化效果更好。当市场和消费者认可大底CIS之后, CIS厂商在1200万像素、4800万 像素、6400万像素和超高像素1.08亿像素上都尝试了这种方案,最终综合考虑ISP硬件、算法、 存储容量等因素,选择了5000万像素大底CIS。

折叠屏手机有望成为新市场蓝海

折叠屏手机成长飞快,高端消费者购买意愿强。目前折叠机占整体智能手机市场不到2%,但成长速度惊人。全球折叠 屏手机出货量同比增长10%,北美和西欧严重下滑,亚太地区是2023年Q3折叠屏智能手机出货量增长的领导者。翻盖式 (竖向折叠)在可折叠设计类型中占据最大份额,但书本式折叠屏手机(横向折叠)的同比增长最为强劲。据Counterpoint 调研显示,有64%的中国高端智能手机用户表示,下一次购买时有意愿选择折叠屏手机。安卓用户对折叠屏手机的兴趣更高, 达到71%,而iOS用户比例为58%,消费者想要尝试新的形态、拥有更大的屏幕是考虑选择折叠屏的主要原因。