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“越來越多的車企在加速與國產(chǎn)CIS設(shè)計(jì)企業(yè)的合作，這個(gè)產(chǎn)業(yè)曙光初現(xiàn)”一位深耕CIS產(chǎn)業(yè)的資深人士如此表示。
01、第一次：手機(jī)
2014年6月，工信部發(fā)布《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》，《綱要》指出，到2020年，我國集成電路產(chǎn)業(yè)與國際先進(jìn)水平差距逐步縮小，全行業(yè)銷售收入年均增速超過20%，這其中就包括今天的主角CIS。
《綱要》發(fā)布的當(dāng)年，中國的智能手機(jī)出貨量早已成為全球第一，但智能手機(jī)的“視網(wǎng)膜”基本上要靠國外進(jìn)口。兩年后，由中信資本、清芯華創(chuàng)和金石投資組成的財(cái)團(tuán)，完成了對美國上市公司豪威的收購。全球第三的CIS廠商正式成為國產(chǎn)半導(dǎo)體一員。
豪威被中資財(cái)團(tuán)收購那年，也是手機(jī)攝像頭的轉(zhuǎn)折之年。
此時(shí)，隨著技術(shù)的成熟，手機(jī)雙攝逐漸成為主流。
當(dāng)年4月，華為P8發(fā)布，這場發(fā)布會(huì)上觀眾記住了兩個(gè)詞“徠卡”和“雙攝”；
7月，小米發(fā)布的紅米Pro成為其雙攝的試水之作；
9月，iPhone 7 Plus為消費(fèi)者準(zhǔn)備了兩大驚喜，分別是“取消3.5mm耳機(jī)孔”和配備“雙1200萬像素”鏡頭。
一時(shí)間，主流手機(jī)廠商紛紛切入多攝戰(zhàn)場，將這股戰(zhàn)火延續(xù)至今。手機(jī)攝影自此成為各家手機(jī)廠商延續(xù)增長的法寶之一，并通過多攝設(shè)計(jì)逐漸逼近單反相機(jī)的多種功能。
2017年，走過10個(gè)年頭的智能手機(jī)，開始進(jìn)入成熟期。新技術(shù)帶來的熱情過后，消費(fèi)者趨于理性，市場滲透率也達(dá)到很高水平。
根據(jù)Trendforce集邦咨詢的數(shù)據(jù)顯示，2017年全球智能手機(jī)的銷量達(dá)到14.6億部，此后再也沒能超過這一數(shù)字。
數(shù)據(jù)來源：Trendforce集邦咨詢
手機(jī)銷量的減少，本會(huì)對CIS市場增長帶來沖擊，但多攝風(fēng)潮的興起，讓CIS柳暗花明。豪威的回歸，手機(jī)廠商對雙攝的強(qiáng)力推進(jìn)，讓國產(chǎn)CIS進(jìn)入了一個(gè)黃金發(fā)展期。
成為國產(chǎn)芯之后，豪威業(yè)績下滑的頹勢得到了扭轉(zhuǎn)。2019年，韋爾與豪威財(cái)報(bào)并表之后的第一年，韋爾股份CIS業(yè)務(wù)的營收同比增長79%。而伴隨著三攝四攝的到來，格科微憑借成本優(yōu)勢，以1300萬像素以下的鏡頭為切入點(diǎn)，在出貨量上實(shí)現(xiàn)了行業(yè)第一成績。
時(shí)代的東風(fēng)撲面而來，順風(fēng)行舟的不僅是手機(jī)，還有安防。
02、第二次：安防
過去十年，是中國城鎮(zhèn)化快速提高的十年。國家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2011年至2019年，中國城鎮(zhèn)化水平從51.3%增長至60.6%。城鎮(zhèn)化的提高，對社會(huì)治安有了更高的要求，需要更多的“城市之眼”守護(hù)每一寸安寧，安防產(chǎn)業(yè)迎來高速發(fā)展。
從中安協(xié)的數(shù)據(jù)來看，2018年，中國安防市場的前三大應(yīng)用場景分別是平安城市、智能交通、雪亮工程，這三大應(yīng)用場景的規(guī)模占到了安防整體規(guī)模的53%，且都是政府推動(dòng)。
思特威抓住了這股東風(fēng)，2014年憑借第一顆產(chǎn)品SC1035在安防市場嶄露頭角。一年后，思特威SC1035成了“斷貨王”，每月出貨量達(dá)到100萬顆。三年后，當(dāng)手機(jī)增長見頂，安防產(chǎn)業(yè)卻紅紅火火，思特威出貨了第1億顆芯片。同年，坐上CIS安防領(lǐng)域頭把交椅。此后四年，思特威市占率一路攀升，于2021年達(dá)到了35%，從0%到35%，思特威只用了七年。
國產(chǎn)芯要占領(lǐng)半導(dǎo)體的高地，更要站在高端的巍峨峰巒上睥睨天下。這一點(diǎn)安防領(lǐng)域基本上實(shí)現(xiàn)了突破。
從思特威的財(cái)報(bào)可以看出，2020年，思特威安防領(lǐng)域的營收中57%來自中高端。安防市場在接下來的幾年中還會(huì)在低照度，低功耗和邊緣計(jì)算等方向繼續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，后疫情時(shí)代市場空間還在不斷提升。
國產(chǎn)CIS設(shè)計(jì)公司若能持續(xù)維持快速增長，國產(chǎn)安防CIS未來將會(huì)風(fēng)景無限。
03、第三次：汽車
單攝、雙攝、三攝、四攝，激情過后總會(huì)趨于理性。隨著手機(jī)的發(fā)展，越來越多的消費(fèi)者開始不迷信攝像頭的數(shù)量，原本的四攝也在逐漸向三攝回歸。
TrendForce集邦咨詢的最新數(shù)據(jù)表明，2020年下半年被引爆的四攝，在2021年下半年開始“退燒”，品牌手機(jī)廠商也將回歸消費(fèi)者實(shí)際需求。
“顯然，當(dāng)前我們很依賴智能手機(jī)市場，從單攝轉(zhuǎn)向多攝的發(fā)展，對我們很有利，但這樣的紅利又能維持多久呢？”在如火如荼的2017年，索尼半導(dǎo)體負(fù)責(zé)人Shimizu卻表達(dá)出對于持續(xù)增長的憂慮。
下一個(gè)方向在哪里呢？整個(gè)行業(yè)都在用行動(dòng)給出了答案。
2017年10月，索尼推出了業(yè)界分辨率最高的車載堆疊型CMOS影像傳感器“IMX324”。該芯片不僅尺寸小，低功耗，相較于傳統(tǒng)感光元件解析度提高了3倍。中國臺灣地區(qū)媒體驚呼地表最強(qiáng)。
作為車用CIS領(lǐng)域的王者，安森美同月也推出了Hayabusa平臺。
將視線回歸到國內(nèi)。國內(nèi)自主研發(fā)車規(guī)級CIS的企業(yè)鳳毛麟角，此時(shí)已屬國產(chǎn)芯的豪威自然算一個(gè)，其也在同年10月革命性的推出了夜鷹Nyxel近紅外技術(shù)。
豪威之外，已在安防市場稱王的思特威，也將目光轉(zhuǎn)向了車用CIS。其2018年前后開始布局車載CIS，去年已有2款產(chǎn)品通過了車規(guī)AEC-Q100 Grade2標(biāo)準(zhǔn)。
產(chǎn)業(yè)鏈下游，專注于CIS產(chǎn)業(yè)封裝的晶方科技早已嗅到了未來的氣息。2005年成立的晶方科技一直是手機(jī)和安防CIS的主力封裝廠商，2014年2月，晶方科技掛牌上市，同年，以3.4億收購了智瑞達(dá)進(jìn)軍汽車領(lǐng)域，并建立了國內(nèi)第一條12英寸晶圓級封裝產(chǎn)線，并展開汽車傳感器封裝業(yè)務(wù)。隨后，晶方科技加速汽車封裝領(lǐng)域的布局。
晶方科技副總裁劉宏鈞表示：
面對新能源汽車時(shí)代的到來，晶方科技專門建立了一條12英寸的車規(guī)生產(chǎn)線，2019年就已通過客戶認(rèn)證，2021年開始批量出貨，目前已經(jīng)處于產(chǎn)能爬坡階段。
嗅到車載CIS機(jī)遇的不僅僅是芯片廠，終端的企業(yè)也以投資的方式布局其中。2020年8月，在思特威收購安芯微加速布局汽車CIS之后，華為參與了思特威的C輪融資。兩個(gè)月后，小米與聞泰加入了思特威的D輪融資。離開手機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈，華為與小米的競爭依然激烈。
車載CIS的價(jià)值空間
“一輛L2汽車，對CIS的需求大概8~12顆，與消費(fèi)級CIS相比，車載CIS對于價(jià)格相對沒有那么敏感，在同等性能之下，車載CIS的價(jià)格會(huì)更高”，幾位行業(yè)資深人士對全球半導(dǎo)體觀察如此表示。
CIS按照安裝位置的不同，分為前視、后視、360環(huán)視和艙內(nèi)四種，位置不同對攝像頭的要求也不同。如后視，主要是采集圖像給并在屏幕上顯示給人看，而前視，環(huán)視和艙內(nèi)主要用于機(jī)器運(yùn)算，這部分?jǐn)z像頭所攝的畫面主要用來做提取數(shù)據(jù)作為分析之用。
國際能源署的數(shù)據(jù)顯示，2020年全球新能源汽車的生產(chǎn)銷售量為298萬輛，預(yù)計(jì)未來會(huì)以30%的年均復(fù)合增長，到2025年銷量達(dá)到1143萬輛。目前，新能源汽車中，主要驅(qū)動(dòng)力在歐洲、美國和中國。
數(shù)據(jù)來源：國際能源署
2020年11月，國務(wù)院辦公廳印發(fā)《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035年）》，《規(guī)劃》指出，到2025年我國新能源汽車滲透率要達(dá)到20%，2030年達(dá)到40%。而實(shí)際執(zhí)行起來的速度遠(yuǎn)快于所規(guī)劃的速度。“2021年，中國新能源汽車市場滲透率達(dá)到13.4%，高于上年8個(gè)百分點(diǎn)。”近期中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)常務(wù)副會(huì)長兼秘書長付炳鋒向媒體如此透露。
新能源化與智能化是一對孿生兄弟。新能源汽車滲透率不斷提升，汽車的智能化也將勢不可擋。而這對于半導(dǎo)體有了更多和更高的要求，對于CIS也是如此。
圖片來源：思特威
單車CIS數(shù)量的增加，以及新能源汽車滲透率的增加，未來的十年乃至二十年將會(huì)是車用CIS的黃金期。但吹盡黃沙才能始到金，見到金礦之前，國產(chǎn)車載CIS依然需要面對滾滾黃沙。
優(yōu)勢與劣勢
與MCU、ADC這樣的芯片不同，CIS的特殊性在于其是模擬電路和數(shù)字電路的合集。CIS企業(yè)既需要熟悉模擬電路設(shè)計(jì)的工程師，也需要數(shù)字電路設(shè)計(jì)工程師。CIS的設(shè)計(jì)需要資深ISP算法工程師，負(fù)責(zé)圖像處理相關(guān)算法的原型設(shè)計(jì)，CIS的制造也需要工藝集成工程師的參與。同時(shí)，CIS設(shè)計(jì)還要匹配光學(xué)鏡頭設(shè)計(jì)。
以上這些特性，決定了CIS很難“速成”，尤其是高端的CIS更是需要全產(chǎn)業(yè)鏈豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，而這些經(jīng)驗(yàn)需要靠時(shí)間的累積。目前擁有優(yōu)勢的大廠做圖像傳感器由來已久。圖像傳感器是索尼的看家業(yè)務(wù)，豪威更是CIS的鼻祖級企業(yè)，而安森美布局車載CIS還要從2005年算起。
先行者往往具有先發(fā)優(yōu)勢，而這種先發(fā)優(yōu)勢最直接的體現(xiàn)就是專利。多年的沉淀讓以上這些企業(yè)，擁有的專利超過了2000多項(xiàng)。另一方面，在巨頭的成長中，往往會(huì)出現(xiàn)并購，安森美的王者地位是通過不斷并購而來的。
2011~2014年間，安森美分別通過收購Cypress image、柯達(dá)圖像傳感器業(yè)務(wù)和原本隸屬美光的Aptina Imaging一舉在車載CIS市場建立了強(qiáng)大的防線。
除了安森美之外，索尼于2015年也以1.55億美元收購了東芝旗下的CMOS圖像傳感器業(yè)務(wù)（后來德淮重金挖來了東芝出走的CIS團(tuán)隊(duì)，這屬于另一個(gè)話題），這讓原本富裕的索尼，變得更加富裕。
雖然我國的半導(dǎo)體發(fā)展比較晚，但國內(nèi)的CIS企業(yè)創(chuàng)始人幾乎都有很強(qiáng)的技術(shù)背景。這些行業(yè)資深技術(shù)專家，有著豐富的從業(yè)經(jīng)驗(yàn)，可以帶領(lǐng)國產(chǎn)CIS開辟更多的專利和技術(shù)創(chuàng)新。
比如思特威的創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)，創(chuàng)始人徐辰博士深耕CIS領(lǐng)域二十余年，在美國工作期間就拿下了20多項(xiàng)美國專利，創(chuàng)立思特威后，又成功申請超過20項(xiàng)美國專利與50項(xiàng)中國專利。思特威的首席技術(shù)官莫要武博士曾親手主持設(shè)計(jì)的近百款CMOS 圖像傳感器，若列一份CIS專家榜的話，這位元老級人物至少能位于前十，其首席運(yùn)營官馬偉劍是國產(chǎn)射頻龍頭卓勝微的聯(lián)合創(chuàng)始人。
另一家企業(yè)格科微，其創(chuàng)始人趙立新董事長在創(chuàng)業(yè)之前，就先后在新加坡特許半導(dǎo)體公司、美國ESS公司、UT斯達(dá)康從事傳感器相關(guān)工作。
群雄逐鹿堆棧式
CIS發(fā)展至今，從前照式FSI到后來的背照式BSI，再到如今的堆棧式Stacked，每一代技術(shù)革新都會(huì)帶來全新的體驗(yàn)，同樣新技術(shù)的應(yīng)用也會(huì)面臨許多挑戰(zhàn)。比如相對于前照式和背照式而言，堆棧式結(jié)構(gòu)雖然能夠縮小芯片體積，有效抑制電路噪聲從而獲得更優(yōu)質(zhì)的感光效果，但缺點(diǎn)也是有的，對于制作工藝有更高的要求，成本也會(huì)進(jìn)一步提升。
晶方科技副總裁劉宏鈞表示，
從目前的的技術(shù)來看，堆棧式是主流方向，但由于當(dāng)前成本較高，而且需要FAB廠的工藝支持，所以主要還是面向高端市場為主。
2012年8月，索尼發(fā)布了IMX135、IMX134和ISX014三款圖像傳感器，這是全球第一批正式商用的堆棧式圖像傳感器。
這幾款芯片在當(dāng)時(shí)，不僅感光能力強(qiáng)，同時(shí)還支持硬件級HDR，在拍攝大光比場景的照片時(shí)更具優(yōu)勢。此后，索尼第二代堆棧式CMOS IMX214的推出被各大手機(jī)廠商采用，代表機(jī)型包括小米4、華為P7、OPPO Find7等，IMX214的出現(xiàn)奠定了索尼在手機(jī)CMOS市場的霸主地位。
除了索尼之外，豪威在堆棧式方面也在加速布局。其2018年提出了一項(xiàng)專利，該專利的核心是提供一種堆疊式CMOS圖像傳感器及制作方法，減小了邏輯晶圓和像素晶圓金屬層互連孔的橫向尺寸，同時(shí)簡化了堆疊式CMOS圖像傳感器的制作工藝。
豪威之外，思特威也在布局堆棧式CIS，翻閱思特威的財(cái)報(bào)，其堆棧式在售產(chǎn)品有2款，在研項(xiàng)目6項(xiàng)，專利數(shù)量10項(xiàng)。2019年堆棧式的營收占比僅有3.25%，2021年第一季度這一數(shù)字增至9.53%，增勢迅猛。
總結(jié)
智能手機(jī)的爆發(fā)，索尼抓住了機(jī)會(huì)，通過打入蘋果供應(yīng)鏈，一舉成為CIS領(lǐng)域的最強(qiáng)王者；多攝時(shí)代的開啟，豪威和格科微抓住了機(jī)會(huì)，市占率穩(wěn)步提升；安防市場的風(fēng)起云涌，讓思特威抓住了機(jī)會(huì)，從無到有，從有到第一，僅用了短短幾年時(shí)間；新能源汽車的風(fēng)暴已經(jīng)到來，這一次國產(chǎn)CIS企業(yè)能否再次抓住機(jī)會(huì)呢？
在溝通期間，不止一家企業(yè)告訴全球半導(dǎo)體觀察，隨著國產(chǎn)化浪潮的推進(jìn)，越來越多的車廠開始主動(dòng)接納國產(chǎn)半導(dǎo)體企業(yè)，甚至主動(dòng)尋求合作。這對于國產(chǎn)芯，國產(chǎn)CIS行業(yè)來說，無疑是一個(gè)好消息，也是對為國產(chǎn)芯崛起而奮斗的從業(yè)者最好的反饋。
