手机卖不动致CIS出货量下滑,转头“上车”能否缓解CIS厂商的“焦虑”?

微观人 2022-09-28
3906 字丨阅读本文需 10 分钟

近年来,中国厂商在半导体多个细分领域已经逐渐有话语权,CMOS图像传感器(CMOS Image Sensor,简称CIS)是一个。CIS是一种电子芯片,可将光子转换为电子以进行数字处理,是可以充当为“电子眼”的半导体器件。CIS的低制造成本使其在消费设备中成为可能。如今大多数手机摄像头都采用了CIS。因此,在CIS领域,大有“得手机者得天下”的说法,而现在,CIS市场似乎正在发生微妙的变化。

13年来首次下滑,CIS市场怎么了?

由于智能手机和汽车所使用的摄像头数量越来越多,CMOS图像传感器市场多年来一直保持两位数的增长。据IC Insights的数据,全球CMOS图像传感器的销售额从2016年的105亿美元增长到2021年的201亿美元,年复合增长率(GAGR)为13.9%;在这一时间段,CIS的全球出货量从40万颗增长到690万颗,GAGR为11.6%。

但据IC Insights的数据,2022年CIS市场将出现13年来的首次下滑,预计销售额将下降7%至186亿美元,全球CIS出货量预计将下降11%,至61亿美元。而且后续CIS市场的增长率也有所下降:自2021年到2026年CIS全球销售额的GAGR降低到6%,出货量的GAGR为6.9%。到2026年CIS销售额将达到269亿美元,全球出货量达到960 万个。

如果看向具体的厂商,在2022年上半年,几乎所有的CIS厂商都感受到了不同程度的市场下滑。

在此之前,让我们看看CIS这个市场的主要玩家有哪些?在整个CIS市场中,生态系统仍然由历史领导者主导,索尼、三星、OmniVision和意法半导体都是移动和消费市场的强大参与者。据Yole的数据,2021年CIS玩家的市占率分别是索尼39%,三星22%、豪威科技13%和意法半导体6%,格科微和安森美占4%,韩国的SK Hynix市场份额为3%。思特威为2%。日本佳能和美国国防集团 Teledyne、滨松和松下各占1%。

索尼2023财年第一季度的图像传感器美元销量收入连续下降12.4%。三星非内存部门的关键芯片产品之一的CMOS图像传感器,2022年的销量和出货量将出现13年来的首次下滑。

根据韦尔股份2022年上半年财报显示,公司(主要是豪威科技)的图像传感器解决方案业务实现营业收入72.98亿元,较上年同期下降20.97%。

格科微2022年上半年实现营业收入32.9亿元,同比下降10.63%;实现归属于上市公司股东的净利润5.1亿元,同比下降 20.23%。

思特威2022年上半年实现营业总收入10亿元,较上年同期减少19.1%,公司占据份额较大智慧安防行业合并收入实现 7.7亿元,较上年同期减少30.3%,占主营收入的比例为 77.0%。

CIS市场下降是多个因素的使然:一是疫情期间导致的对互联网连接和在线会议功能需求激增之后,对主流消费类手机、数码相机及便携式电脑的设备需求疲软。据McClean第三季度的报告,接近2/3的CIS用于手机,预计这一比例到2026年将降到45%左右;另外受到通货膨胀和俄乌战争导致的通货膨胀,以及美国禁令等负面影响;再就是从行业技术本身的发展趋势来看,智能手机中的摄像头数量增长速度放缓,高端的智能手机可能包含5个或更多摄像头,但大多数手机基本保持在3个左右。

所以只依赖单一的手机市场,将不利于CIS厂商的长足发展,需要在更多细分领域寻求CIS的新机遇。

手机CMOS应用“退烧”

按照以往的惯例,伴随着高通和联发科新款移动旗舰SoC的发布,每年的一月到三月将迎来一波新机发布潮,主流安卓手机厂商的年度新旗舰会在该时段内接连亮相。新机型的到来也意味着手机影像实力的提升,相较于此前超高像素传感器的高调登场,今年的手机CMOS市场出现了一些新变化。

今年12月中下旬,摩托罗拉和小米发布了搭载骁龙8的新机型,在CMOS上摩托罗拉 edge X30和小米12/12X均使用高像素中底传感器。其中值得关注的是,小米12/12X弃用上一代的一亿像素传感器,转而使用许多手机厂商都在使用的IMX766。

不只是摩托罗拉和小米,包括今年的许多机型在内,都选择使用高像素中底CMOS。厂商们的选择说明了市场方向的改变,脱离片面的数字不再盲目追求超高像素,使用更成熟的硬件方案。

理想很丰满现实很骨感,经过几年的发展6400万像素和一亿像素传感器并未成为市场的主流。不只是小米12系列回归5000万像素传感器,就连三星在自己的Galaxy S系列中也没有普及一亿像素,S20和S21两代产品仅Ultra机型搭载一亿像素CMOS,其他几款均使用“保守”的1200万像素传感器。超高像素难以流行开来,主要包括以下几大原因。

首先,超高像素传感器并未给手机成像画质带来质的飞跃,反而增加ISP的运算压力造成拍照卡顿和发热异常等问题,影响用户使用体验。不管是直接输出一亿像素照片还是像素多合一输出1200万像素照片,超高的像素短时间内极大增加ISP运算量,难以做到无感式拍照体验(即拍即得)。比如搭载一亿像素传感器小米 CC9 Pro就被部分用户吐槽拍照时取景器卡顿,快速点按快门会有一段等待的过程。

其次,像素越高、单位像素尺寸越小的CMOS越需要精密的制程工艺,即制造超高像素CMOS的成本更高。CMOS与手机SoC不同,不需要追逐最顶尖的制程工艺,但CMOS单位像素尺寸的缩小使得传统40纳米+产线无法做到精确切割,只能使用40-28纳米制程工艺。

在安卓手机步入4800/5000万像素时代后,三星在CMOS市场追上索尼的重要原因是自己拥有先进制程产线,而索尼自家的老工艺产线达不到制造超高像素CMOS的要求,现在只能找台积电合作。

前不久新发布的摩托罗拉 edge X30和小米12/12X均使用5000万像素中底CMOS,前者为1/1.55英寸的豪威OV50A、后者为1/1.56英寸的索尼IMX766。高像素中底CMOS兼顾成像表现和用户体验,在成本上也更有优势,更适合用在走量的机型上,而超高像素CMOS更偏向于Pro+或Ultra等追求极致的产品。

一亿像素等传感器还会继续存在,但高像素中底传感器会更普及,成为主流中高价位机型的标配。此外,部分“成熟”的传感器或会流行起来,搭载在更多新机型上。

智能驾驶为车用CIS注入动能

2021年以来,随着终端市场回归理性,以及产能被其他应用挤占等趋势,手机CIS的增长步伐也开始滞涩。群智咨询数据显示,2021年全球手机CIS出货量约为53.7亿颗,同比下滑约11.8%。在2022年第一季度,俄乌局势和全球通胀压力导致供应链不断传出手机、笔电、电视等终端厂商下调订单的风声。TrendForce集邦咨询研究显示,疫情、晶圆产能失衡尚未明显缓解,加之国际形势、通膨、能源匮乏等因素,将为2022年智能手机市场带来更多变量,不排除持续下调全年生产总量。

消费市场的疲态,让车用CIS的增长潜力受到更多关注。根据 Frost&Sullivan 统计,2020 年,汽车电子领域CIS的出货量和销售额分别为 4.0 亿颗和 20.2 亿美元,占全球CIS出货总量和销售额的比例分别为 5.2%和11.3%;预计汽车电子CMOS图像传感器出货量和销售额将在2025年达到9.5亿颗和53.3亿美元,市场份额占比将分别上升至 8.2%和 16.1%,预期年复合增长率将达到 18.89%和21.42%。

智能驾驶是车用CIS的主要增长动力。与高端手机多摄的增长机制类似,汽车自动驾驶的等级越高,单辆车搭载的CIS就越多。

麦姆斯咨询创始人兼CEO王懿向《中国电子报》记者指出,当前,CIS主要应用于L1级别至L2级别的ADAS(高级驾驶辅助系统)、倒车影像等,2021年全球生产的汽车中,平均每辆汽车的CIS使用量约为2.7颗,预计到2027年,该数字将上升至4.8颗。而高端汽车的CIS使用量非常高,通常超过10颗。L4级别及以上自动驾驶汽车的CIS使用量将超过20颗。

“车用CIS的典型用例包括前视、侧视、后视、环视摄像头系统,驾驶员监控系统和乘员监控系统、电子后视镜等。ADAS前视摄像头主要用于实现L2级别及以上汽车的自动紧急制动和车道保持辅助等功能。接下来,侧视及后视摄像头、车内摄像头将成为刚需——不仅用户的需求上涨,而且监管机构也加入其中,这些都加速以CIS为核心的摄像头在汽车中的应用渗透。”王懿说。

如果说智能驾驶推动了量的提升,汽车对安全性的重度要求则带动了CIS的均价提升。

群智咨询(Sigmaintell)创新事业部资深分析师徐晶晶向记者表示,安全性要求及算法升级促使车用CIS像素规格升级,进而提升CIS平均单价。群智咨询预测2022年全球车用前装CIS销售规模预计达到16.3亿美元,到2026年将超过29亿美元。

而国内企业,也感受到了CIS量价齐涨的蓬勃。国内CIS供应商韦尔股份在近期接待机构调研时表示,当前全球智能汽车产业正处在高速发展时期,随着自动驾驶等级的不断提升,单车使用的CIS 数量从原先的1~2 颗提升至10 余颗,公司车载CIS 将迎来量价齐升的机会。

“对公司来说,不久的将来,汽车会成为手机之后第二大业务市场。”韦尔股份表示。

2025年规模将超50亿美元

CMOS图像传感器是当今应用最普遍、重要性最高的传感器之一。汽车高级辅助驾驶(ADAS),360°环视(SVS),电子后视镜(CMS)和驾驶员舱内(In-Cabin)监控功能正在蓬勃兴起, CMOS行业率先受益。

据潮电智库了解,按照L1-L5不同驾驶等级的要求,每辆汽车对于CMOS图像传感器的需求将超过20颗。

在智能汽车赛道,供应链大战率先打响。

在自动驾驶系统的感知层,视觉感知扮演主要角色,其他多种传感器(毫米波雷达、超声波雷达、激光雷达等)为辅助角色。视觉感知的核心就是车载摄像头。随着自动驾驶级别的不断提高,汽车相应地需要增加车载摄像头以增强汽车的信息获取能力。

2020年汽车电子领域CMOS图像传感器的出货量和销售额分别为4亿颗和20.2亿美元,分别占比5.2%和11.3%;预计汽车电子CMOS 图像传感器出货量和销售额将在2025年达到9.5亿颗和53.3亿美元,市场份额占比将分别上升至8.2%和16.1%,预期年复合增长率将达到 18.89%和21.42%。

根据英飞凌的数据,当前 L2 级的单车传感器总价值量在 160-180 美元,L2+单车传感器价值量则提升近一倍至 280-350 美元,而 L4-L5 级别更是高达 1150-1250 美元。

8M摄像头逐步上车

市场统计数据显示,预计到2025年,中国乘用车前视系统装配量将超过1600万辆,装配率将达到65%。

从像素来看,规格将从以前的1M提升到8M。目前市面上的后视摄像头一般为VGA~1M级别,前视摄像头在1M~2M之间。但从2021年开始,8M摄像头已经上车,一些新发车型开始采用8M摄像头,以达到更好的信息采集准确度,例如蔚来 ET7、理想ONE SUV车载摄像头像素为800万。

豪威有望冲击第一

在前装车载市场,由于前装车载电子均采用车规级芯片,车规级芯片是汽车电子的核心,对产品可靠性及安全性有着严苛要求,一般需要符合质量管理体系IATF16949、可靠性标准AEC-0系列、功能安全标准ISO26262等多项标准,通常需要7-8个月的认证周期。

完成相关车规级标准规范的认证和审核后,还需经历严苛的应用测试验证和长周期的上车验证才能进入汽车前装供应链。

目前市场以安森美、豪威、索尼为主,合计2021年市场占比达到80%。随着中国汽车厂商的崛起和软硬件解耦的发展趋势,豪威通过与平台厂商的紧密合作和本地化的服务,市场占比预计会进一步提高,在2022年,市场份额有望达到第一。

文章来源: 雷科技,半导体行业观察,中国工程科技知识中心,手机报在线网

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