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日韩垄断下 国产CMOS边缘崛起

2020-03-10 16:20
亿欧网
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此前,美国将我国一系列优秀企业列入限制名单,不少国产企业的芯片备份计划一夜重启,创造了不少行业佳话。当时,行业中一些观点表示:美国的限制不是最可怕的,如果日本采取限制,那众多企业真的要“瞎”。

这句话看似玩笑,但其中不无道理。因为日本在全球感光及图像芯片领域有着重要的地位。

电子设备的“眼睛”

图像传感芯片也叫图像传感器,目前常见的有CCD与CMOS。

这是两种不同技术构成的传感器。CCD是一种用耦合方式传输信号的探测元件,有长达50多年的发展史,大致的形状和运作方式已经定型。CCD产业前七大厂商皆为日系厂商,占据全球98.5%的市场份额。

CMOS指的是互补金属氧化物半导体,它本身是计算机系统内的一种重要芯片,用于保存系统引导的基本资料。后来人们发现,CMOS经过加工后,也可以作为光学图像传感器。CCD与CMOS的技术争端便由此开始。

二者相比,各有优劣,CCD成像质量高,但耗电量过大,价格高。而CMOS耗电量非常小,速度极快且价格低廉。二者各有各擅长的领域,说不上谁优谁劣。但由于手机、数码等行业的需求强烈,而CMOS的生产成本低,且供货稳定,成为厂商的最爱,因此其制造技术得到不断地改良更新,CCD与CMOS两者的差距也逐步缩小。

如今,后起之秀CMOS图像传感器增长迅速,几乎能够全面替代CCD传感器。美国集成电路研究调查公司数据显示,2018年全球CMOS图像传感器出货额年增1成以上,且预估2019年将年增8.5%。到了2022年,图像传感器市场将成长至190亿美元,将较2018年的预估值大增近4成。

日韩垄断下,国产CMOS边缘崛起

日韩掌控下的CMOS市场

2019年,英国调查机构IHS Markit发布了一份调查报告。报告显示,从全球竞争格局来看,在CMOS图像传感器领域中,索尼占据了全球50.1%的市场份额。尽管同比下滑了1.8%,但还是稳稳地占据了市场的半壁江山。其产品涵盖各个消费类电子到汽车、安防、工业等各类行业应用,且主攻高端市场,技术实力强劲。

排在索尼之后的是韩国三星。三星电子拥有20.5%的市场占有率,但与索尼之间的差距依然巨大。

作为韩国的龙头产业,三星的CMOS半导体野心远不止于此。三星发挥自身优势,主攻消费类电子市场,自产自销,在技术上紧追索尼,已经可以提供与索尼同级别的CMOS传感器。2019年9月,三星宣布:将打破“1亿像素”的壁垒,批量生产1.08亿像素的移动式图像传感器“ISOCELL Bright HMX”。不过,三星的行业级应用较少,想超过索尼仍需努力。

豪威科技则以11.5%的份额排名第三。豪威科技在行业应用上有多年积累,尤其是在车载CMOS传感器应用领域,市占率甚至高于索尼。豪威科技与三星在安防图像传感器领域占据大半江山。值得一提的是,诞生于美国的豪威科技,在19年6月已被我国韦尔股份全资收购,现已成为我国这一领域翘楚。

第四和第五名分别是美国的安森美半导体和韩国的SK海力士,但占比均都不超过10%。

索尼、三星和豪威,作为世界CMOS市场的三巨头,把持着电子消费品各应用领域的主要份额。从报告中不难发现,上述的五家企业市场总份额占比超过90%,他们2019年的出货额高达120亿美元,同比增长了5.1个百分点。这也反映出整个行业高度集中的现象。

需求旺盛,倒逼行业增长

反观国内,与上述豪强相比,国内本土CMOS传感器厂商在技术和规模上都有一定的差距。我国半导体行业早期错过了很多机会,没有赶上CCD的发展浪潮,CMOS图像传感器也是从近几年才开始得到发展。

中星微人工智能董事长兼CEO张韵东告诉亿欧:“在技术积累上,本土CMOS传感器厂商并不占优势。但是,近两年相关政策的支持,以及我国庞大而多样的市场需求,使得CMOS也得到长足的发展。”

此前,我国本土产品主要存在于中低端电子消费领域。但随着技术发展,我国本土市场已出现一批后起之秀。

中星微就是其中之一。在国家信息产业部的提议和支持下,中星微于1999年在北京成立。目前国内大多数电脑摄像头的芯片都由中星微制造。中星微的301系列芯片,也是国内半导体厂商的芯片产品跻身于国际市场的成功案例。

除了电脑摄像头领域,我国本土企业在手机市场也有不俗的表现。此前,手机摄像头中的CMOS图像传感器芯片一直由日本在引领市场,但是在2018年,格科微电子在此取得了重大突破,成功量产1.12微米大底1300万像素图像传感器,打破日本多年的技术封锁。

目前,格科微电子在国内LCD 驱动芯片及CMOS图像传感器芯片领域的出货量排名第一,并在积极探索其他应用市场。

“在未来几年,汽车、安防监控、医疗、玩具、电玩与工业等将成为带动CMOS传感器高速发展的主要动力。”格科微CEO赵立新对亿欧说道。

这一观点也得到国内众多厂商的认可。以安防为例,2019年安防行业需求端市场约为4676亿,增长8.22%。视频监控作为国内安防市场占比最高的细分行业,一直保持着高增长姿态,高清摄像头成为市场增长的爆发点,这将带动CMOS市场的高速增长。

Techno Systems Research最新报告显示:自2017年起,国内本土CMOS厂商——思特威科技在安防领域已经连续两年蝉联市占率第一。

对于未来CMOS在安防领域的发展,思特威创始人兼CEO徐辰告诉亿欧:随着安防摄像头应用场景的拓展,安防摄像头对于低光照、宽动态范围等性能的需求逐渐提升。国产企业需要做好的就是保证产品的性能,这样才能向中高端市场不断渗透。

虽然目前行业挑战巨大,但新增的机会也很多,国产企业可以在细分领域深耕,解决行业的痛点,从而获得了中国乃至全球CMOS市场的认可。

作者:张伟超

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