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曝光,繼華為之后,蘋果也要自研這個傳感器!

傳感器專家網(wǎng) ? 來源:傳感器專家網(wǎng) ? 作者:傳感器專家網(wǎng) ? 2023-11-21 08:35 ? 次閱讀

11月19日,彭博社首席記者M(jìn)ark Gurman(馬克·古爾曼)在Bloomberg發(fā)布了最新一期《Power On》時事通訊消息,披露了蘋果M4芯片等多個重要信息。 其中,值得關(guān)注的是,Mark Gurman還披露了蘋果無創(chuàng)血糖監(jiān)測傳感器系統(tǒng)、自研圖像傳感器等重磅信息,而此前華為才剛被披露在自研圖像傳感器。 蘋果最新自研圖像傳感器情況如何?為什么蘋果、華為等巨頭都想自研圖像傳感器?國產(chǎn)圖像傳感器產(chǎn)業(yè)鏈怎樣?詳情見下文。

蘋果自研圖像傳感器?情況如何?或許并不困難!

昨日(11月19日),彭博社記者、著名蘋果“名記”Mark Gurman發(fā)布了蘋果公司硬件產(chǎn)品研發(fā)的系列消息。Mark Gurman長期以來準(zhǔn)確報道蘋果公司的產(chǎn)品計劃,被認(rèn)為是所有 Apple 相關(guān)事務(wù)的首選記者之一。

蘋果正在不斷改進(jìn)其現(xiàn)有芯片。M3 Ultra 處理器正在開發(fā)中,該系列的下一代處理器——M4,最終也將隨之而來。將會有新的 AirPods 芯片和更新的 iPhone 處理器。從長遠(yuǎn)來看,Mac、iPad 和 iPhone 內(nèi)部的芯片將從 3 納米轉(zhuǎn)向 2 納米。

蘋果計劃在2026年左右推出自己的調(diào)制解調(diào)器芯片,以取代目前的高通新芯片——這一計劃已經(jīng)多次延期。消息還透露了:

一種 Wi-Fi藍(lán)牙組合芯片,最終將取代博通公司的部件。其發(fā)布原定于 2025 年發(fā)布,但與調(diào)制解調(diào)器一樣,該技術(shù)也面臨著延遲。該項(xiàng)目由陳宗建 (Zongjian Chen) 負(fù)責(zé)監(jiān)督,他也是 Srouji 團(tuán)隊(duì)中負(fù)責(zé)現(xiàn)代工作的高管。 MicroLED 顯示屏將首先出現(xiàn)在 Apple Watch 上,最終也會出現(xiàn)在該公司的其他設(shè)備上。這個項(xiàng)目已經(jīng)進(jìn)行了五年多,也曾遭遇挫折。它由展示主管陳偉和斯魯吉的另一位高級副官史蒂夫·霍特林負(fù)責(zé)監(jiān)督。 該公司希望最終將無創(chuàng)血糖監(jiān)測系統(tǒng)裝入 Apple Watch 中。這個長期進(jìn)行的項(xiàng)目現(xiàn)在由蘋果平臺架構(gòu)團(tuán)隊(duì)的負(fù)責(zé)人 Tim Millet 領(lǐng)導(dǎo),目前真正開發(fā)中。 Apple 產(chǎn)品電池的定制設(shè)計。幾十年來,該公司一直深入?yún)⑴c電池的開發(fā),與合作伙伴密切合作,但現(xiàn)在蘋果正在研究是否可以自己做更多的事情。盡管如此,這仍然是一個探索性項(xiàng)目,創(chuàng)造適銷對路的技術(shù)被認(rèn)為是一個不太可能的事情。 最后,該公司正在考慮制定圖像傳感器的內(nèi)部戰(zhàn)略。拍照已經(jīng)成為其iPhone最關(guān)鍵的賣點(diǎn)之一,該技術(shù)是混合現(xiàn)實(shí)和自動駕駛行業(yè)未來發(fā)展的核心。

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從Mark Gurman披露的信息顯示,蘋果公司正在考慮自研圖像傳感器,而圖像傳感器也使iPhone手機(jī)、混合現(xiàn)實(shí)設(shè)備、自動駕駛行業(yè)的核心傳感器。長期以來,蘋果正在不斷推動自己對關(guān)鍵芯片的控制力,包括M系列CPU代替了英特爾的CPU,自研調(diào)制解調(diào)器以取代對高通的依賴等等。

巧合的是,此前的10月份,國產(chǎn)科技巨頭華為被爆料稱,其將從晶圓開始,自研CMOS圖像傳感器。

目前,華為涉及圖像傳感器方面的專利約有210項(xiàng),多數(shù)為技術(shù)發(fā)明專利。華為在移動相機(jī)傳感器、像素排列、圖像構(gòu)圖等圖像傳感器關(guān)鍵技術(shù)方面有十多年的經(jīng)驗(yàn)。華為還可以定制ISP,它一直在使用內(nèi)部麒麟芯片。

因此,類比華為,要造出一顆圖像傳感器芯片,對華為、蘋果等頂尖科技巨頭來說,或許技術(shù)難度并沒有那么大。

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▲來源:天眼查

為什么蘋果、華為都想要自研圖像傳感器?龐大、應(yīng)用最廣泛的單一傳感器賽道!

此前,華為、蘋果等公司相繼曝光在研究無創(chuàng)血糖傳感器,期望用小型的無創(chuàng)血糖傳感器集成于手表等可穿戴設(shè)備中,以取代當(dāng)前的有創(chuàng)血糖傳感器設(shè)備,如果取得成功,這一傳感器將具有行業(yè)顛覆性,并有益于數(shù)以百萬計的糖尿病患者。相關(guān)資料參看《蘋果手表能測血糖了?!》

而圖像傳感器相對來說可供選擇的廠商較多,知名企業(yè)如索尼、三星等企業(yè)均研發(fā)、生產(chǎn)高端CMOS圖像傳感器,為什么蘋果、華為還要自研圖像傳感器?

相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,目前全球成型產(chǎn)品及在研傳感器種類共計近5萬種,其中,產(chǎn)品化的傳感器種類約2.6萬余種,涵蓋聲、光、電、力、熱……等等各種測量量傳感器,傳感器市場極度碎片化和分散。

CMOS圖像傳感器(CIS,CMOS image sensor)是所有傳感器賽道中,市場份額排名前列的傳感器種類,在中國智能傳感器市場中占比26.5%,僅次于MEMS傳感器,然而MEMS傳感器包含了加速度計、陀螺儀、麥克風(fēng)、壓力傳感器等許多傳感器種類。

因此,可以說CMOS圖像傳感器是最大的單一傳感器賽道。

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▲來源:頭豹研究院

據(jù)市場咨詢機(jī)構(gòu)Yole 2023年最新的《CMOS 圖像傳感器行業(yè)現(xiàn)狀》報告顯示,2022年全球CMOS圖像傳感器市場為213億美元(約合1555億人民幣),預(yù)計將在2028年達(dá)到288億美元,2022年至2028年的復(fù)合年增長率(CAGR)為5.1%。

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▲來源:Yole

CMOS圖像傳感器應(yīng)用廣泛,不僅在智能手機(jī)、安防監(jiān)控和汽車領(lǐng)域 3 大領(lǐng)域得到重用,在工業(yè)和醫(yī)療這兩個領(lǐng)域也開始得到重用,尤其是隨著人形機(jī)器人、自動駕駛、智能座艙、AI、混合現(xiàn)實(shí)等新技術(shù)興起,對視覺感知的需求日益龐大。

智能手機(jī)需要攝像功能多樣化,并且多鏡頭相機(jī)變得越來越普及,傳感器尺寸也在不斷增加,智能手機(jī)對CMOS圖像傳感器的需求增多,根據(jù)Yole的統(tǒng)計顯示,平均每部智能手機(jī)CMOS圖像傳感器數(shù)量在2024年將達(dá)到3.4個。

據(jù)Yole預(yù)測,2022-2028年移動市場CMOS圖像傳感器年復(fù)合增長率為3.7%,將從2022年的134.52億美元增長到2028年的167.2億美元。

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在汽車行業(yè),圖像傳感器主要用于后視攝像(RVC)、全方位視圖系統(tǒng)(SVS)、攝像機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)(CMS)、FV/MV(汽車前視攝像、運(yùn)動攝像)、DMS/IMS(汽車駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)和汽車座艙監(jiān)控系統(tǒng))等系統(tǒng)。

隨著自動駕駛、智能座艙等需求增長,汽車對圖像傳感器的需求持續(xù)增加,2022-2028年年復(fù)合增長率為達(dá)8.8%,將從2022年的21.86億美元增長到2028年的36.27億美元。

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安防行業(yè)將是增長最快的CMOS圖像傳感器領(lǐng)域,2022年至2028年的復(fù)合年增長率(CAGR)達(dá)17.6%,將從2022年的12.41億美元增長到2028年的32.8億美元。

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醫(yī)療領(lǐng)域,CMOS圖像傳感器主要應(yīng)用于X-Ray以及內(nèi)窺鏡領(lǐng)域。

目前,X射線成像幾乎完全基于半導(dǎo)體技術(shù)。使用非晶硅(aSi)和CMOS的平板探測器占據(jù)了市場的最大份額,其次是硅光電二極管陣列探測器。銦鎵鋅氧化物(IGZO)平板已進(jìn)入市場,直接與aSi和CMOS競爭,但CMOS仍然是主流應(yīng)用。

據(jù)Yole預(yù)測,醫(yī)療CMOS圖像傳感器2022-2028年復(fù)合增長率為10.2%,將從2022年的2.56億美元增長到2028年的4.58億美元。

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國產(chǎn)廠商格局如何?

總體來說,智能手機(jī)需要攝像功能多樣化,汽車領(lǐng)域需要高可靠性和高靈敏度、監(jiān)控領(lǐng)域需要無光環(huán)境清晰度、醫(yī)療領(lǐng)域需要小型化和低功耗、工業(yè)控制領(lǐng)域需要動態(tài)高速傳感器、物聯(lián)網(wǎng)大范圍應(yīng)用需要低成本。

這條龐大且重要的圖像傳感器賽道,獲得了三星、索尼等電子業(yè)巨頭的青睞,投入海量資源研發(fā)最先進(jìn)的CMOS圖像傳感器,在全球市場中,索尼以42%的市場份額獨(dú)占鰲頭,三星則以19%次之,而我國韋爾股份旗下豪威科技(Omnivision)以11%位列第三,索尼、三星、豪威三家多年來占據(jù)全球CMOS圖像傳感器市場前三。

此外,我國圖像傳感器廠商格科微(Galaxycore)和思特威(Smartsens)分別以4%和2%的市場份額進(jìn)入全球主要圖像傳感器廠商行列。

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▲來源:Yole

韋爾股份(豪威科技)、格科微、思特威即是代表中國圖像傳感器實(shí)力的TOP3企業(yè)。

值得一提的是,2020年8月思特威獲得華為哈勃資金的投資,并于2022年5月在科創(chuàng)板上市,思特威是中國安防監(jiān)控 CIS 龍頭企業(yè),安防監(jiān)控 CIS 芯片出貨量全球第一。而華為海思在2019年及以前,在安防IPC SoC芯片市場占據(jù)全球70%以上市場份額(IPC SoC集成有CPU、ISP、視頻編碼模塊等)。

此外,比亞迪旗下比亞迪半導(dǎo)體也從事CMOS圖像傳感器的研發(fā),在其招股書中稱其是中國第四大CMOS圖像傳感器廠商,主要供應(yīng)半導(dǎo)體汽車攝像頭使用。

長光辰芯目前正在進(jìn)行科創(chuàng)板IPO,長光辰芯主攻機(jī)器視覺、科學(xué)儀器和專業(yè)影像等高科技領(lǐng)域,根據(jù) Yole 統(tǒng)計,長光辰芯在Industrial(含機(jī)器視覺)應(yīng)用領(lǐng)域的全球市占率排名第四,在國內(nèi)企業(yè)中排名第一;在 Defense & Aerospace(含科學(xué)儀器)應(yīng)用領(lǐng)域的全球市占率排名第六,在國內(nèi)企業(yè)中排名第一。

雖然中國在圖像傳感器領(lǐng)域,擁有韋爾股份、格科微、思特威等優(yōu)秀企業(yè),但高端圖像傳感器市場,仍被索尼、三星牢牢占據(jù),而在汽車、醫(yī)療等領(lǐng)域,意法半導(dǎo)體、安森美、SK海力士等巨頭實(shí)力不容忽視,全球圖像傳感器市場競爭激烈,國產(chǎn)圖像傳感器廠商在技術(shù)及市場份額上仍面臨許多挑戰(zhàn)。

結(jié)語:越來越多產(chǎn)業(yè)巨頭自研傳感器

對于蘋果、華為這樣的科技巨頭來說,在CMOS圖像傳感器領(lǐng)域有相關(guān)技術(shù)儲備,是正常的戰(zhàn)略部署,尤其對于圖像傳感器這樣重要的領(lǐng)域。

我們可以看到,隨著全面智能化時代的到來,蘋果、華為、比亞迪、京東方等等下游產(chǎn)業(yè)巨頭,都在發(fā)力新型傳感器的研發(fā),以賦予產(chǎn)品更強(qiáng)的競爭力和差異性。

未來,各領(lǐng)域傳感器賽道將迎來持續(xù)增長,面對下游廠商的“入侵”,傳感器廠商也需要鞏固自身技術(shù)和專利護(hù)城河。

審核編輯 黃宇

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