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半导体

产能持续吃紧,CMOS传感器凭什么这么火?

4月8日,华为在国内推出P40系列5G手机。其中,P40 Pro+不仅搭载了多达7个摄像头,还采用了华为迄今最大的手机CMOS传感器(简称CIS),引发消费者热议。此前,小米发布的小米10系列手机,采用了高达1亿像素的CIS,开启5G手机高像素之争。CIS是决定拍摄画质的重要因素之一。随着5G手机厂商不断加码多摄、高进光量、高像素拍摄能力,CIS从业者迎来发展机遇。

手机厂商青睐高像素CIS

从2019年第三季度起,多摄手机逐渐与单、双摄手机平分秋色。日本调查机构Techno System指出,2019年每部手机平均搭载3.2个摄像头,2020年这一数字将达到3.9,预计2023年达到4。今年发布的5G新机中,“华米OV”旗舰机的摄像头搭载量普遍在5个以上。华为P40 Pro+采用前置双摄+后置五摄,搭载了7个摄像头;Realme真我X50 Pro采用前置双摄、后置四摄,搭载了6个摄像头;Vivo S6、小米10采用前置单摄、后置四摄,搭载5个摄像头。

“多摄镜头趋势,成为CIS快速增长的主要原因。”集邦咨询分析师徐韶甫向记者指出。徐韶甫表示,5G旗舰机搭载超高画素的相机模块并设法挪出空间置入大面积感光区域,将提升手机拍摄的像素及变焦功能。CIS的规格将使旗舰机的功能性在市场定位上做出明显区分。

同等条件下,CIS底面积越大,进光量越高,噪点越少,成像质量也就越好。大底CIS愈发受到手机龙头青睐。小米10系列和三星S20系列采用了1/1.33英寸CIS。P40系列超感知摄像头使用了1/1.28英寸CIS,徕卡电影镜头使用了1/1.54英寸CIS。

CIS的像素与画面的分辨率和成像质量息息相关。小米10系列和三星S20 5G系列都配置了1亿像素的CIS。据悉,小米10系列采用的CIS为三星生产的ISOCELL Bright HMX,像素达到1亿8百万,由小米与三星联合开发。雷军曾于今年3月在社交账号展示小米向三星定制的1亿像素CIS晶圆。

1亿像素不会是CIS的终点。有消息称,三星正在开发1.5亿像素的手机CIS。GFK高级分析师侯林向记者表示,单从硬件来说,手机拍摄整体向专业摄像领域前进。但硬件的制约导致手机拍摄“偏科”成长,虽然像素已经发展为1亿,但类似光变等功能受到设备限制,无法与专业摄像器材媲美。

“但是,相比提升色彩解析力,提升像能更好地获得消费者的理解和反馈,所以像素依然是今年手机厂商的关键点。”侯林说。

CIS持续处于产能吃紧状态

智能手机应用在CIS市场销售产值占比将近7成,手机市场对CIS用量的提升使得设计研发、代工制造、封装测试等产业链环节企业受益。

从去年年底开始,CIS持续处于产能吃紧状态。国盛证券指出,智能手机CIS的升级是由数量、层数和面积全方位拉动的,数量指手机搭载摄像头数量的提升,层数指双层(CIS+ISP)及三层(CIS+ISP+DRAM)堆栈式结构,面积指光学尺寸及像素尺寸。CIS企业改善CIS感光面积、成像质量、读取速度的同时,也大幅提升了晶圆消耗量。

由于产能跟不上CIS成长需求,索尼不仅计划在长崎建造新的CIS晶圆厂,还首度将CIS订单释放给台积电,联电与力积电也传出CIS订单加量消息。正在增加对非存储业务投资的海力士表示,其CIS新品牌“黑珍珠”推出了四款新品,其中三款已经向手机厂商供应,第四款在3月开启批量生产。

封测厂同样受惠于CIS订单。同欣电产能持续满载,预计第3季开始将月产能提升至16万片。此前,同欣电宣布以换股方式并购封测厂胜丽。台媒认为,同欣电并购胜丽后,双方产能可互相调配,对CIS封测产能不足问题起到缓解作用。

国内CIS主要企业也在投资扩产或满载运转。今年3月,CIS供应商格科微电子与中国(上海)自由贸易试验区临港新片区管委会签订合作协议,拟在临港新片区投资建设12英寸CIS集成电路特色工艺研发与产业化项目,预计投资22亿美元,今年年中启动,2021年建成首期。CIS封测厂商华天科技近日回复投资者提问时表示,公司及子公司产能利用率在90%以上,目前CIS订单饱满。

疫情不改CIS市场基本面

3月27日,索尼宣布暂停运营了在马来西亚的两家工厂以及在英国威尔士的工厂。索尼表示,目前CIS生产还未受到新冠肺炎疫情的实质性影响,但是索尼CIS业务的主要客户是智能手机制造商,未来智能手机市场的放缓可能会影响该业务的销量。

手机消费意愿走低,会对CIS带来多大影响?赛迪智库集成电路研究所麻尧斌博士向记者表示,新冠肺炎疫情导致第一季度全球智能手机出货量减少,从而引起智能手机对CIS需求的下降。但是,随着5G开启的换机潮,新冠肺炎疫情过后下游需求可能集聚并快速爆发,加上智能手机本身对多摄需求的增加,CIS市场基本面不会改变。

“即使疫情导致需求减少,高端CIS产品市场目前仍存在供应缺口。CIS市场持续向好发展是大概率事件。” 麻尧斌说。

在行业市场,数字化视觉已成为科技发展的趋势之一,CIS在车用ADAS、工业机器视觉、监控系统与医疗用设备等应用中扮演重要角色,有着广泛的市场需求。徐韶甫表示,近年来CIS在车用领域的成长性仅落后于智能手机,应用于倒车显影、自动刹车,环景影像等,将成为CIS需求量第二的终端应用;安防监控与消费电子同为CIS的第三大应用需求;在工业制造方面,影像识别、人脸识别、光学检测等机器视觉应用将拉动CIS需求。

“在新冠肺炎疫情期间,CIS的需求起伏或许会影响从业者的运营表现,但从长期产业发展来看,(疫情)并不损害CIS元件的必要性。” 徐韶甫说。

同时,创新技术也为CIS开启更多场景。近期,苹果宣布全新iPad Pro首次搭载基于dToF模组的激光雷达传感器,前苹果授权零售商员工Fudge透露iPhone 12 Pro及12Pro Max也将搭载激光雷达传感器。麻尧斌表示,ToF镜头一方面可以直接刺激对应CIS需求的增长,另一方面可以逐渐完善AR生态、助力AR产业发展,为CIS场景应用赋能。

“ToF摄像头渗透率的提升,将为CIS市场注入活力。” 麻尧斌说。

责任编辑:赵强


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