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c罗对曼联有多重要:智能安防的幕后英雄,這些安防CIS企業你不可不知

時間:2019-10-6, 來源:互聯網, 資訊類別:行業知識

瓦伦西亚曼联 www.rxlibr.com.cn 根據IC Insights在今年8月底發布的統計報告,CMOS市場規模持續增長態勢已經保持6年,2018年銷售額達到了創紀錄的142億美元,預計2019年CMOS圖像傳感器(CMOS Image Sensor,CIS)的銷售額有望達到155億美元,同比增長9.3%,且還將繼續保持創紀錄的銷售量和出貨量。IC Insights預測這一勢頭將會持續到2023年,至215億美元。

IC Insights統計的2013年~2018年CMOS圖像傳感器的銷售額,及未來幾年的市場規模預測

IC Insights統計的2013年~2018年CMOS圖像傳感器的銷售額,及未來幾年的市場規模預測。

另外,根據Yole在2018年統計的數據,在2017年CMOS圖像傳感器的出貨在不同應用領域的占比情況顯示,安防用CMOS傳感器在2017年為7.86億美元,相比2016年增長了26%,是各類應用中增長率最高的。也就是說安防領域稱為了CMOS圖像傳感器最活躍的市場之一。

CMOS圖像傳感器在不用應用領域內的市場規模及占比情況

由于物聯網的出現,安防監控攝像頭現在已經不再局限于機場、火車站、銀行、商場、公路上和辦公樓等政府和企業級應用。它們已經成為零售企業、智能城市、智能家居和智慧工廠的重要組成部分,在收集和分析大數據方面用途非常廣泛。

在CMOS圖像傳感器領域,索尼、三星和豪威科技(現被韋爾股份收購)三家企業掌握了行業主導權,聯手占了70%以上的市場,不過他們的產品大部分都應用在手機領域。在安防領域,出貨量比較大的企業主要有思特威(Smartsens)、豪威科技(OminiVison)、索尼(Sony)、晶相光電(SOI)、派視爾(PixelPlus)、安森美(ON Semiconductor)、以及格科微(GalaxyCore)等。

思特威

思特威電子科技有限公司(SmartSens Technology),由徐辰博士和多名硅谷精英于2011年創立,在美國硅谷、中國上海和北京等地有研發團隊,主要專注于CMOS圖像傳感器芯片設計。在2018年8月份,獲得了北京芯動能投資基金領投,聯想創投集團等投資機構參投的數千萬美元融資。據稱,它是首家推出基于電壓域架構和Stack BSI工藝的全局曝光CIS芯片的公司。

其產品主要應用在安防監控、車載影像、機器視覺和消費類電子產品(運動相機、無人機、掃地機器人、智能家用攝像頭)等領域。特別是在安防領域,據了解思特威2018年在安防領域的出貨量為6000多萬片,成為隱形的安防監控CMOS圖像傳感器出貨量冠軍。

目前,該公司主要有三大產品系列:SmartClarity、SmartPixel和SmartGS。其中,SmartClarity系列產品基于BSI像素技術,具有出色的夜視性能。最新的產品為SC8238,該產品支持最常用的1/2.7”光學尺寸,分辨率為4K,它還采用了1.5μm背照式像素技術(BSI),能夠以同級別產品中最低的功耗實現高達1160mV/Lux·s的靈敏度。其應用場景包括家用監控攝像頭、智能家居及物聯網攝像頭、視頻會議系統和入門級運動相機等設備。

SmartPixel架構產品是思特威在2017年8月份推出的,采用了突破性的降噪工藝、高靈敏度、低噪聲和低功耗的讀取電路架構。配合940nm的紅外補光燈珠,可實現夜視功能。其代表產品有SC4236、SC2238、SC2235、SC1235,以及SC1245等。

在今年4月份的美國拉斯維加斯安防展覽會上,思特威還正式推出了DSI像素技術。據其官網介紹,DSI技術使其SmartPixel技術再次獲得增強。DSI像素技術基于思特威先進的傳感器設計架構開發,相較于BSI、FSI等前代技術,能夠幫助用戶實現更強的成像性能、更短的產品上市時間以及更高的性價比。在成像性能方面, DSI像素技術相較于SmartPixel技術目前采用的FSI技術靈敏度提升了2倍,暗電流則減少了5倍。而對比業內其他廠商的BSI傳感器,思特威提供的DSI像素技術則能夠實現2倍的SNR1性能和55%的讀取噪聲。此外,DSI像素技術的開發過程,不僅應用了思特威的像素設計與制造經驗,還結合了DB HiTek公司領先的芯片制造技術。

SmartGS系列產品是基于BSI工藝的全局快門CMOS圖像傳感器芯片。代表產品有SC132GS、SC130GS和SC031GS。

豪威科技

豪威科技成立于1995年,專注于開發高度集成的CMOS圖像技術,總部位于美國加利福尼亞州。豪威科技于2000年7 月在納斯達上市。

豪威科技的創始人是經驗豐富的工業專家,出身于摩托羅拉,精通微處理器、微控制器、特殊功能邏輯、具有豐富的模擬電路、數/?;旌偷緶飛杓憑?。它是最早進入拍照手機領域的CMOS傳感器企業,在早期也是最具規模的一家。2003年拍照手機剛開始應用時,CCD 技術清一色由日本供應商壟斷,CMOS技術則主要是歐美廠商提供。其中數美國豪威最具影響力。當時,全球1/3的手機攝像頭都采用了美國豪威的產品。隨著日韓廠商在CMOS方面技術逐漸趕上,加上2011年豪威丟失蘋果訂單,豪威逐漸被索尼、三星超越成為全球第三大CMOS供應商 。

目前,豪威科技提供的產品主要包括CMOS 圖像傳感器(CMOS image sensor)、ASIC、微型影像模組封裝技術(Camera Cube Chip)和硅基液晶投影顯示芯片(LCOS)。各類產品廣泛應用于消費電子和工業應用領域,包括智能手機、平板電腦、筆記本電腦、網絡攝像頭、安全監控設備、數碼相機、汽車和醫療成像等。

自2016年起,以華創投資為首的中國財團設立并購基金北京豪威,以19億美元對價成功私有化納斯達克上市的圖像傳感器巨頭豪威科技。豪威開始了“遠嫁”中國的漫漫長路。盡管一定程度上收到了并購的影響,豪威的營業收入仍實現了穩定的上漲。

2018年5月開始,韋爾股份籌劃收購豪威科技,并在今年5月6日晚間,韋爾股份發布公告宣布證監會有條件的通過了韋爾股份對于北京豪威科技等標的資產的收購。此前,在美國當地時間4月16日,美國外國投資委員會(CFIUS)就已經簽發通知函,正式審閱通過了韋爾股份收購北京豪威科技有限公司的交易材料,并確定上述交易不存在未解決的國家安全考慮因素。也就是說,韋爾股份在5月份正式完成對豪威科技的收購。

豪威科技生產的CMOS圖像傳感器處于行業內領先水平,產品型號覆蓋100萬像素以下至 1,300萬像素以上各種規格,形成了較為完善的產品體系。針對不同應用領域的各類應用設備,美國豪威可根據不同設備的尺寸大小、光敏度、封裝類型以及芯片內嵌式圖像信號處理等方面的區別,提供特色化的產品解決方案。

北京豪威下游廠商客戶涉及手機、安防、汽車、娛樂、電腦等行業,在低端市場和高端市場均有布局。目前,它是國內安卓一梯隊手機的CMOS圖像傳感器的主要供貨商之一,供貨華為、OPPO、vivo、小米等;同時安防領域供貨安防龍頭???、大華等;公司擁有汽車領域布局相關驗證資質,汽車領域供貨奔馳、寶馬、特斯拉等汽車制造商。

其中在2018年,其安防領域內的CMOS圖像傳感器出貨量約為4000多萬片,略高于索尼。

索尼

就目前而言,索尼無疑使CMOS圖像傳感器領域的王者。尤其是在智能手機領域,現在幾乎所有的旗艦手機都采用了索尼的CMOS圖像傳感器,它2018年設計攝像頭CMOS圖像傳感器產品的出貨量超過了13.7億片;在安防領域的出貨量也有4000多萬片。

當然,索尼的王者之位也不是一天達成的。2010年時,索尼圖像傳感器的市場份額不過7%,排行老六,當時的市場第一還是美國的Aptina Imaging(現已經被安森美收購)。就在這一年,索尼做了一個很重要的決定。

2010年9月,索尼宣布計劃在索尼半導體九州公司的熊本技術中心投入400億日元,為“Exmor”和“Exmor R”CMOS圖像傳感器擴增產量。同年年底,索尼宣布在長崎技術中心投入1000億日元擴產。這項計劃包括投入到,從東芝收購的半導體制造設備,以及將部分設備翻新為新的晶圓產線,借由“專利技術實現索尼CMOS圖像傳感器的差異化競爭”。

2011年,iPhone 4S開始正式采用索尼的Exmor R圖像傳感器,此后所有iPhone及iOS設備攝像頭都在用索尼的CMOS圖像傳感器。除了索尼在技術方面的確相較競爭對手有優勢,蘋果亦可謂是索尼CMOS圖像傳感器業務的貴人。Yole分析師Pierre Cambou就認為,iPhone對于半導體行業有著巨大的影響,尤其是成像?!八饕┯ι趟髂崽峁┝嘶?,令CIS工藝達到新的高度,建立了索尼在高端數字成像領域的早期成長”。

2012年,索尼在圖像傳感器上實現了一次技術飛躍。索尼開發的系統能夠將兩顆芯片堆疊在一起,每顆芯片只有一小片指甲的大小。一顆芯片捕捉圖像像素,另一顆則包含傳感器的電路。兩顆芯片的疊加有助于智能機制造商生產出比此前設備更薄的機型。之前,手機使用的圖像傳感器將兩顆芯片放在同一個層面上。

因此2012年增長非常迅猛,份額達到了21.4%。而在2013年,索尼在中國市場大獲成功,其中13M約有7成的占有率,8M也有約3成的份額。

2015年年底,索尼以1.55億美元收購東芝圖像傳感器業務之后,索尼的市場統治地位就徹底形成了。

索尼的圖像傳感器業務在近年來可謂是快速膨脹,一方面高端相機紛紛采用索尼的傳感器,另一方面大量的智能手機也采用索尼的傳感器作為其拍照系統的解決方案。

索尼即將推出的應用于安防攝像機的4K CMOS圖像傳感器IMX415將會再次刷新全球同類產品的小尺寸記錄;IMX485的低光性能更好,約為前代產品的3.3倍。

應用于安防攝像機的4K CMOS圖像傳感器。(左:IMX415;右側:IMX485)

IMX415堆疊式CMOS影像傳感器采用了索尼獨有的高靈敏度,低噪點技術,將像素尺寸縮至1.45平方微米,比前代產品縮小約80%,締造出破紀錄的 1/2.8英寸堆疊式4K CMOS影像傳感器,并具備卓越的低光性能。

背照式CMOS圖像傳感器IMX485,具有更加卓越的低光性能。這款傳感器采用最先進的像素技術,能夠很好地降低噪點,其低光性能比前代產品的4K圖像傳感器高出3.3倍,即使在黑暗的環境中也具有出色的圖像識別及檢測功能,成為高端4K安防攝像機的一個好選擇。

晶相光電

晶相光電股份有限公司成立于2004年5月,是一家專業開發與銷售CMOS圖像傳感器的公司。其Area CMOS圖像傳感器已廣泛應用于PC Camera/Web Camera/安防監控和玩具市場,未來也會開發新的產品,以擴大其應用范圍至汽車、手機、平板電腦和醫療系統等領域。

該公司已于2018年7月在臺灣掛牌上市,據其年報顯示,2018年總營收為20.34億新臺幣(約4.68億元),逾9成的營收來自安防市場,目前??低郵瞧渥畬罌突?。晶相光電在2018年安防市場上的出貨量約為3000多萬片。

由于市場競爭激烈,晶相光電的CMOS產品主要應用為單價較低的安防產品,使得毛利率提升幅度有限。據其年報顯示,2018年的利潤率相比2017年有所下降。

此外,晶相光電也有基因定序檢測芯片與基因定序檢測設備企業Illumina合作開發成功,已于2018年初正式發表銷售。

韓國企業派視爾成立于2000年,是專門研發和生產圖像傳感器和相關Chipset產品的Fabless公司。目前其產品主要應用在安防監控以及汽車電子領域。據其官網介紹,日后它們將逐步進軍醫療及智能家電等市場。其2018年在安防監控領域的CMOS圖像傳感器出貨量約為500多萬片。

派視爾在2003年開發了Camera Phone用最小型VGA及130萬像素圖像傳感器。并首次供應給韓國國內手機龍頭企業。2005年,派視爾在業界首次開發了裝有 AF(Auto Focus)功能的200萬高像素CMOS圖像傳感器,成功地引領了整個市場。

2005年,派視爾成功在美國納斯達克上市。

派視爾自2008年開發了1/4英寸產品PC1030后,成功進入安防監控市場。過去5~6年間,該產品作為出色的CMOS圖像傳感器,在安防監控市場表現不錯,并且成功進軍中國市場,應用在中國許多安防監控攝像頭產品上。

基于這些成功經驗,派視爾在2010年成功開發并實現了1/3英寸D1級產品PC1089的量產,把以CCD圖像傳感器為主的市場重心轉移到了CMOS圖像傳感器。此后又相繼開發了引領市場趨勢的產品,如1/3英寸D1級WDR圖像傳感器PX2089、全球首個960H Single Chip Solution PC1099、裝有SMPTE296M界面的1/3英寸HD級圖像傳感器PO3100等產品,從而在安防監控市場大大提高了其產品的品牌價值。

除此之外,派視爾的高清圖像傳感器還被使用在IPCAM領域。

安森美半導體

安森美半導體在CMOS領域的實力主要源于它的三次并購。

2011年2月,安森美半導體以3140萬美元完成收購賽普拉斯CMOS圖像傳感器業務部。

2014年4月,安森美半導體以9500萬美元現金收購圖像傳感器設備制造商TRUESENSE Imaging。

2014年8月,安森美半導體簽署以4億美元收購汽車及工業市場領先的高性能CMOS圖像傳感器供應商Aptina Imaging。

收購Aptina大幅擴充了安森美半導體的圖像傳感器業務,建成公司在汽車及工業半導體市場快速增長的圖像傳感器領域的領先地位。

安森美通過收購快速占領圖像傳感器市場

安森美的傳感器市場面向三大應用,分別為汽車,工業與消費推動汽車傳感器市場的融合。

目前,在ADAS領域,安森美擁有完整的產品組合,從VGA到1200萬像素的產品一應俱全,可滿足客戶不同需求。安森美的產品具有低照度解析、寬動態范圍等特性,可以直接滿足到自動駕駛L5等級的需求。對于普通機器視覺來說,只需要黑白色就可以了,但如果牽扯到行人識別,就需要色彩信息,而安森美的傳感器平臺則可以同時傳輸這兩種信息。

在安全認證方面,安森美目前已經通過了AEC-Q100車規認證以及ISO26262功能安全認證,這也是第一家傳感器公司獲此認證,此外安森美也于2018年初,推出了全球首個針對網絡安全的圖像傳感器,進一步提升安全性需求。

汽車是工業界中最復雜的系統之一,因此安森美需要更多的合作伙伴一起,目前已有60家以上的圖像方案合作伙伴,涵蓋鏡頭、ISP、SerDes、處理器以及算法等。

安防市場的需求和車用市場有些類似,由于其戶外工作特性,需要高動態范圍、低照度影響、抗低溫、高分辨率等特點。針對安防這一巨大市場,安森美認為,客戶對于安防產品升級需求強烈,未來200萬像素對100萬像素替代需求將變得強烈,同時今年500萬像素產品將開始上量。

安森美半導體上一代CMOS圖像傳感器PYTHON像素為4.5及4.8微米,而目前全新一代XGS圖像傳感器,像素為3.2微米。1英寸的PYTHON圖像傳感器分辨率為500萬,而1英寸的XGS傳感器分辨率高達1200萬。

在安森美半導體的官網,我們看到有158種CMOS圖像傳感器產品,點擊過后可以看到三款XGS系列的產品是打著“NEW”標志,分別是XGS9400、XGS8000和XGS12000。這些傳感器除了更高的分辨率,封裝也不同于過往。在芯片封裝上,新一代的XGS采用了LGA封裝,提供了更小的尺寸,更好的性能。 在業內,XGS 12K和16K是業內唯一能兼容29×29mm2工業相機的1000萬以上分辨率芯片。

在打著“NEW”標志的8款新品中,也有ARX3A0的身影,這是一款主打低功耗的CMOS圖像傳感器。它是為了滿足可穿戴設備這些對功耗有嚴苛要求的終端市場。全新的ARX3A0把低功耗做到極致。該芯片創新的提供了休眠模式,該模式下功耗小于2.5 mW。休眠模式可以由運動事件或者照明變化喚醒自主喚醒。這種超低功耗的功能對IoT特別是靠電池供電的IoT設備尤為重要。

格科微

格科微電子有限公司創立于2003年,是一家專注CMOS圖像傳感器的設計開發和銷售的公司。

2004年,格科微推出中國首顆0.25微米工藝10萬像素CMOS圖像傳感器。2004年3月,格科微完成35萬像素VGA芯片設計并在中芯國際0.18um生產線投片。2005年初,格科微拿到PC圖像傳感器芯片的國內定單,并在當年賣出了1600萬顆芯片,銷售額達到500萬美元,實現盈利。

這種業績表現在當時的行業中很少見,因此格科微在2006年拿到華登國際和紅杉資本的投資,并在這一年“四晶體管”工藝的像素技術研發成功,在此工藝基礎上,格科微分別推出了名稱為GC0307、GC0309、GC0308這三款芯片。

2008年國際金融?;?,豪威科技通過提高產品售價來扭轉利潤下滑的局面,然而格科微直接轉向手機圖像傳感器領域研發,并在2008年推出成本低于競爭對手20%的新產品,當年銷售了3500萬顆芯片,獲得了2000多萬美元收入。那一年,格科在手機圖像傳感器市場的份額從國內第三變成第一,成為全球低端圖像傳感器最大的供應商。也正是這一場仗奠定格科微的江湖地位。

2017年12月,其1300萬像素圖像傳感器項目順利通過了上海市科學技術委員會驗收,本項目屬于自主研發,采用并行ADC + RAMP電路設計,格科微在臺積電最新一代的BSI工藝生產,滿足了高端CMOS圖像傳感器產品高速度、高性能、低功耗的要求。新開發的1300萬像素圖像傳感器芯片幀率快,色彩還原度高,暗態噪點小,為客戶提供高端產品選擇。

然而格科微在高端市場的表現一直沒有起色,在中低端市場也受到了來自國內其他廠商的沖擊,目前承壓較大。

其實,格科微除了在中低端手機市場有應用外,在中低端安防市場也有一定的應用,2018年出貨量約為200萬片。

結語

目前,CMOS圖像傳感器處于群雄并起的年代,市場應用前景廣闊,只要發展對路,一切皆有可能,比如思特威就是個很好的例子,它2011年成立,到如今不過8年的時間,就做到了安防領域出貨量第一。

在安防領域出貨量比較大的七家企業中,一半是屬于中國企業,可見最近幾年來中國半導體企業的發展速度之迅速。在巨大的汽車、安防和工業市場當中,中國本土企業未來幾年的表現更值得期待。

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