移動互聯時代,在電子半導體產業周期由谷底向上走階段,有3~4類芯片會沖在前面,呈現出明顯的增長勢頭,存儲器是典型代表,還有一種芯片也很搶眼,那就是CIS(CMOS圖像傳感器),它在2019~2020年那一波產業高速增長過程中就扮演了重要角色。如今,2024年半導體業即將復蘇,CIS再一次沖在了前面。
CIS有三大應用領域:手機、安防和汽車。當然,CIS在工業和其它消費類電子產品上也有應用。
近日,全球CIS市場排名第二的三星電子發出通知,將大幅調升2024年第一季度CIS產品的報價,漲幅達25%~30%,這是近期漲價幅度最高的芯片元器件。
進入2023下半年以來,由于手機市場需求逐步回暖,加快了CIS去庫存速度,從目前的手機市場增長態勢,以及CIS庫存現狀來看,2024年初的市場需求會越來越旺盛。
漲價的肯定不止三星電子一家,索尼和中國本土CIS廠商也會跟進。
01 跌宕起伏的CIS市場
目前的市場行情讓筆者想起了2019年,當時產業也是從谷底上升,到2019下半年,以及2020年,全球CIS市場異?;鸨?。當時,正是各大品牌旗艦手機開始流行多攝像頭時期,需求的爆發式增長給CIS提供了巨大的增長空間,短時間內,產能難以跟上應用需求。
2019年,隨著晶圓廠產能愈發緊張,CIS芯片的供貨缺口也進一步加大。5M及以下像素的CIS出現了兩次大規模漲價,而漲價的廠商大都分布在中國大陸,其中,格科微的缺貨情況尤為明顯,為緩解壓力,該公司不得不在短期內兩次上調產品價格,整體漲幅接近40%。
在全球三大CIS廠商中,索尼和三星是IDM、它們的產品主要由自家工廠生產,而豪威科技(OmniVision,韋爾股份旗下公司)是Fabless,其CIS主要交給晶圓代工廠生產,當時,臺積電很大一部分CIS產能都是用來接單豪威的。
為了擴充CIS產能,三星于2017年開始改造12英寸DRAM產線FAB 11,用于生產CIS,2018年底完成改造。作為全球CIS的霸主,索尼自家的產能已經應接不暇,2019年,該公司決定將旗下高端CIS交由臺積電代工。 此外,索尼還在日本積極擴產。
在市場需求旺盛和各大廠商積極擴產的情況下,2019和2020年的CIS市場達到了歷史巔峰。
2021年的CIS市場雖然不及2019和2020年火爆,但依然保持著正增長,據Yole估計,2021年的市場規模約為214億美元,比2020年增長了3.2%。2021上半年,三大CIS廠商索尼(市占率42%)、三星(25%)和豪威科技(11%)在全球手機CIS市場的營收份額接近80%。
到了2022年,市場急轉直下,特別是下半年,手機行業進入寒冬,全年平均月度出貨量和總出貨量同比都出現了下滑,2022全年手機共出貨2.72億部,同比下滑22.6%,發售新型號423個,同比減少12.4%。在這種情況下,從2021年第四季度開始,CIS價格就開始出現較大幅度的下滑,從2021年第四季度到2023年第一季度,2M像素的CIS價格下滑40%,8M的價格下滑了20%。
由于出貨量下降,手機廠商都尋求更加物美價廉的CIS芯片,這對CIS廠商提出了更高的產品成本控制要求。由于高像素CIS的價格明顯高于低像素的,因此,傳統低像素CIS廠商陸續尋求高端產品突破,以在低迷的市場環境中保持競爭力。
2022年,索尼將重心轉向高端手機和汽車市場,第三季度,該公司的圖像和感應解決方案業務營收同比增長43%,其營收增長的主要原因就是在低迷的市場環境中,高端手機對大尺寸、高分辨率的升級需求仍在持續,索尼正是抓住了高端手機對相關CIS的需求,才保持了較好的業績。
同年,豪威科技CIS的庫存壓力較大,第三季度營收同比下降了26.51%,庫存環比增加了11.5%。
到2023年第二季度,手機、安防應用市場依然疲軟,導致CIS庫存居高不下。不過,汽車CIS需求在快速提升,智能化帶動車載CIS量價齊升。
到了2023年第四季度,手機市場復蘇,值得注意的是,中國安防CIS市場也在升溫。在疫情爆發前,中國安防行業總產值年增長率保持在15%以上,而在疫情開始后的2020、2021、2022這3年內,中國安防市場總產值年增長率大幅下降。2023年,隨著中國復工復產有序進行,推動市場對安防產品的需求提升,而AI在安防應用領域的滲透,進一步推動安防市場穩步回暖,目前來看,中國安防產業開始回到上升區間。
在晶圓代工市場,CIS芯片主要采用22nm-90nm制程,在經歷了2023年第一季度的下游客戶減少訂單后,截至第三季度,晶圓代工廠的產能利用率依然在下降,因此,全球多數晶圓代工廠都采取降價策略,從2023全年來看,代工價格持續下降。目前,雖然到了傳統旺季,手機和安防市場也在復蘇,但這種狀況似乎還沒有傳導至晶圓代工業,估計要等到2024年第二季度,CIS的晶圓代工價格才能穩步回升。
總體來看,晶圓代工產能是供過于求的,這顯然更有利于產能的買方,使得中國幾家以委外代工生產為主的CIS廠商,可以拿到更優惠的價格,有利于它們與大廠索尼和三星競爭。
02 做好技術儲備
如前文所述,在2022年的市場低迷期,CIS廠商為了保持競爭力,要給客戶提供更加物美價廉的產品,因此,開發高像素、高技術含量的CIS芯片就成為了重要選擇。從索尼的營收也可以看出高技術含量產品的重要性,即使在市場低迷期,索尼也可以憑借給高端手機供貨高像素CIS,實現營收正增長。
手機依然是CIS的主要應用市場(約占全球CIS市場的70%),因此,各CIS廠商依然要將研發重點放在手機上。目前來看,50M級別的大像素CIS是旗艦手機主攝像頭的主流應用方案,蘋果最新發布的iPhone15系列主攝像頭都采用了48M像素CIS。
全球排名前兩位的索尼和三星在CIS技術開發方面采取了兩種不同的策略。三星正朝著減小像素尺寸和增加像素數的方向發展,而索尼則朝著減少像素數以換取保持像素尺寸較大的方向發展。不過,也有報道稱,索尼正在轉向增加像素數量,以增加在中國市場的競爭力(中國市場更喜歡高像素數的CIS)。
目前,索尼在蘋果全系列、除三星以外的安卓旗艦手機主攝像頭CIS市場擁有較高份額,該公司也有最豐富的50M產品線。目前,索尼主要的5000萬像素級大像素點(統計時包含48M、50M、54M產品)CIS有10多款,像素點尺寸在1.0um~1.6um之間,CIS尺寸在1/1.56英寸~1英寸之間。
三星在旗艦手機主攝像頭CIS解決方案上重點發力高分辨率、小像素點產品,目前,該公司有8款分辨率在一億像素及以上的CIS(4款一億像素,4款兩億像素)。在50M大像素市場,三星僅布局了3款產品,產品線豐富程度明顯低于索尼。目前,僅三星、努比亞等少數品牌旗艦手機主攝像頭采用三星的50M像素CIS。
相對而言,中國三大CIS廠商的技術水平明顯低于索尼和三星,不過,近些年,它們也在奮起直追。目前,豪威科技也已經形成了50M全系列產品布局;思特威也推出了兩款50M大、小像素產品,今年第二季度,該公司的50M產品SC550XS和SC520XS在客戶端放量,帶動其手機業務實現環比高增長;格科微的高像素單芯片產品也有突破,其13M、32M產品已獲得品牌訂單,后續將持續推出基于0.7μm像素尺寸的50M和64M 等更高像素產品。
03
新的市場驅動力
隨著手機和安防市場的復蘇,全球CIS有望在2024年初開啟新一輪增長。不過,要想保持長期、穩定的增長勢頭,只靠手機和安防應用是不夠的,需要“新鮮血液”的動力支持,從目前的應用市場發展情況來看,兩大新驅動力最值得關注:汽車和機器視覺。
CIS在車身前視、后視、環視和艙內監控等場景有廣泛應用。
隨著ADAS、城市NOA等智能駕駛功能的普及,汽車CIS呈現出量價齊升的發展態勢。汽車攝像頭是汽車智能駕駛的重要組成部分,ADAS、NOA到高級別自動駕駛的不斷迭代帶動攝像頭數量不斷提升,據Yole預計,到2027年,單車攝像頭用量有望達到20個。CIS是汽車攝像頭模組的核心,據安森美統計,CIS占汽車攝像頭模組總成本的50%。自動駕駛需求的提升要求采用更高分辨率的CIS,因為分辨率的高低與攝像頭的探測距離密切相關,例如,800萬像素CIS最遠探測距離是120萬像素的3倍左右,目前,蔚來ET7已經搭載了11個800萬像素的攝像頭,理想L9搭載了6個800萬像素攝像頭。
隨著自動駕駛功能迭代升級和不斷普及,前裝市場將成為汽車CIS的增長主力,據ICV Tank 預測,到2027年,汽車前裝CIS市場有望增長至51.31億美元。
目前,安森美是全球最大的汽車CIS供應商,排名第二的是豪威科技。
汽車CIS市場發展潛力巨大,但要想進入并做好該市場,并不是一件容易的事情,主要原因是汽車CIS的技術含量明顯高于手機和安防應用的。
目前,主流汽車對CIS有以下性能要求:車載CIS在穩定性和壽命方面的要求高于消費類產品,需要通過嚴苛的車規級認證(如AEC-Q100、 ISO26262);汽車CIS要具有更強的感光能力,使車載攝像頭在晚上、隧道中可以正常工作;高動態范圍(HDR),一般要求汽車CIS的動態范圍在120~140dB之間(手機CIS的動態范圍一般為60~70dB),以保證車載攝像頭能適應光線的劇烈變化,捕捉高質量圖像;LED閃爍抑制(LFM),CIS廠商要有抑制技術,避免因為CIS與LED信號燈頻率不同步造成的誤判。
下面看一下機器視覺市場。
機器視覺是指通過計算機、圖像傳感器和其它相關設備模擬人類視覺功能的技術,以賦予機器“看”和“認知”的能力。機器視覺在效率、速度、精度、可靠性、工作時間、信息集成能力、工作環境、空間分辨力和感光范圍方面具有明顯優勢。未來,隨著深度學習、3D視覺技術、高精度成像技術和大數據智能算法技術的持續發展,機器視覺的性能優勢還會進一步擴大。
目前,機器視覺已不再局限于工業應用,在新興的無人機、掃地機器人、AR/VR等應用領域,有很大的發展潛力。由于機器視覺系統的圖像采集攝像頭核心部件是CIS,隨著該市場的逐漸展開,CIS又多了一個巨大的增長空間。
04 結語
手機、安防市場正在回暖,對CIS的需求開始增加。此次,三星開出CIS漲價第一槍,有望啟動市場漲價周期,CIS芯片、模組、代理和分銷商的業績將在2024上半年全面回暖。
在市場迎來新的增長期時,那些在前幾年做好技術儲備的廠商,可以占據市場先機,它們的高技術含量產品在新的高端手機,以及汽車應用中,可以充分發揮優勢。
未來,隨著新興技術和應用的成熟和逐漸普及,CIS的增量市場會進一步擴大,CIS市場將保持長期向上態勢。
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原文標題:CIS產能誘惑再起
文章出處:【微信號:ICViews,微信公眾號:半導體產業縱橫】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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