让智能的世界回到原点，传感器就在这里等候。智能的基础是感知，而传感器就是感知的入口。这些年，智能手机虽有折叠屏的出现，各手机厂商的性能比拼最后都落在了拍照上。决定手机拍照质量的有三个主要部件：图像传感器、镜头组、影像系统。其中，图像传感器最为重要。

在智能手机摄像功能提升，双摄甚至更多摄像头等的推动下，预计2024年全球CIS市场规模将达到240亿美元。此外，全球内窥镜市场的增长可观，据TSR统计：2018-2023年的增长率高达30%，其中医疗和工业用内窥镜占据主导份额。

传感器对手机拍照的影响有多大？

如何判断一款手机拍照好不好？图像传感器是决定手机成像水平的最核心部件。在传统的相机中，胶片是一种感光材料，经过某种特定的化学药品处理后，它会把拍摄到的影像记录下来。数码相机中，影像传感器代替了胶片的位置，形成了电子影像。

我们打开手机拍照界面，镜头就会把被拍摄的景物生成光学图像投影在图像传感器上，光学图像——电信号——数字信号，数字信号经过DSP加工处理，再被送到手机处理器中的ISP、NPU进行最后一轮智能成像算法优化，最终输出图像。

传感器是一种检测装置，测量外界的感知变化，将感知到的非电学信号按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，最终完成物理信号到电信号的信息变换，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。而图像传感器是用感光元件把光信号转化成电信号，再把电信号转化成数字信号，传送给图像处理器。这个转化过程直接决定了最后的成像质量，所以非常重要。

从成本占比上看，图像传感器占了整个摄影模块一半以上成本；而整个摄影模块在手机当中，又是仅次于系统芯片和屏幕的第三大成本。也就是说，谁家的图像传感器质量更高、成本更低，谁就可以在智能手机内卷大战中占得重要先机。

手机厂商的战争在于拍照质量，拍照质量的战争在于图像传感器，那么，图像传感器的江湖由谁在把控呢？众所周知，智能手机厂商随着各项专利技术、销量的聚合已形成品牌集中多年，而上游的图像传感器市场也高度集中，索尼、三星和豪威科技这三家头部图像传感器公司占了全球超过80%的市场份额。2021年它们各自的市场份额是：索尼45%、三星26%、豪威11%。最近十多年来，这三家在图像传感器市场明争暗斗、势力此消彼长，上演了一场精彩的三国杀。

豪威掀翻索尼

在1970至1990年代，图像传感器一直是日本厂商的天下，龙头厂商是索尼和松下。当时图像传感器的主流技术叫 CCD。CCD 的全称是 Charge-coupled Device（电荷耦合元件），它是一种能够把光学影像转化为电信号的半导体器件，这个转化由 CCD 感光片完成，感光片上植入了很多排列整齐的微小光敏物质 —— 像素（Pixel）。一块CCD上包含的像素数越多，其提供的画面分辨率也就越高。

美国人一直想挑战日本厂商在图像传感器领域的垄断地位，但一直没找到突破口。直到1995年，几个华人留学生在硅谷创办了豪威科技，他们用一种叫CMOS的新工艺取代了CCD工艺。

CMOS 图像传感器（CIS，CMOS Image Sensor）是将光子转换为电子进行数字处理，把图像信号转换为数字信号的芯片，主要用于在数码相机、数码闭路电视摄像机和数码摄像机中的创建图像，是数码摄像头的关键部件。CMOS 图像传感器的成像质量相比 CCD 工艺稍微差一点，但成本和制造难度大幅降低。在上世纪90年代，正值个人消费电子兴起，这种更廉价、更易量产的CMOS 工艺一下子就打开了市场，成为图像传感器的主流技术。

豪威科技依靠先进的 CMOS 工艺，在 2007 年成功入选苹果供应链，成为最早的“果链”企业。苹果供应商的催化效应，使 CMOS 技术趋势日趋明朗，到2010年，豪威占据 CMOS 图像传感器市场50%的份额，尽管索尼也快速转向 CMOS 工艺，但还是比豪威慢了半拍，仅仅分到7%。

索尼反杀豪威

正当豪威意气风发的时候，苹果为保证供应链的稳定性，在 2011 年推出的 iPhone4S 中，将图像传感器的第一供应商换成索尼，豪威遭大幅砍单。索尼的 IDM 优势为自己背书，自行设计，在自有晶圆厂生产；而豪威是 Fabless 厂商，只从事设计，生产外包给代工厂。从供货稳定性上说，显然是索尼更可靠。

拿下苹果大单后，为了进一步坐稳苹果“第一供应商”的地位，索尼进一步投入 1000 多亿日元进行 CMOS 工艺研发，终于在2013年，比豪威更先进的堆叠式CMOS工艺问世，反杀豪威。2014 年苹果推出 iPhone 6 时，全部型号的摄像头都采用索尼，豪威被彻底踢出苹果供应链。失去“果链”企业身份，豪威在图像传感器领域的市场份额从巅峰时的50%暴跌到不足10%。

三星剑走偏锋

三星依靠自有应用市场发展 CMOS图像传感器技术，在索尼和豪威缠斗的时候趁势崛起，吃下了百分之十几的市场份额。但初期由于技术落后索尼太多，无法冲击高端，只能去抢占中低端市场。即便在三星自身的旗舰机型，还得采用索尼的传感器。

这种竞合模式的结束是在2019年，三星剑走偏锋，推出1亿像素传感器，成功引爆市场关注。不了解技术的消费者可能会认为，苹果用的索尼传感器才1200万像素，而三星直接搞出了1亿像素，这成像质量岂不是提高将近10倍？其实不能这么简单对比。图像传感器最重要的是尺寸，尺寸越大、进光量就越多，成像质量就越好。如果尺寸不变，只是把同样的面积切割为更小的像素点，它们之间反而会相互影响，产生更多的热噪。因此，离开传感器尺寸单独谈像素，“不科学”。

三星这波操作虽有噱头的成分，但“杀手级”的性价比，谁不心动？2000元的手机，像素参数竟然比苹果还牛得多。2019年，索尼的市场份额是48%，三星是18%，相差30个百分点；到2021年，差距已经缩小到了23个百分点；今年上半年，差距只剩16个百分点。三星正步步为营，紧逼索尼。

豪威触底反弹

高端市场有索尼霸占，中低端市场有三星抢食，双雄挤压下，豪威竟然没有死且在触底反弹。怎么回事？这位没落的硅谷新贵，在2018年被中国半导体公司韦尔股份收购，变成了一家中国企业。当时国产手机的普遍配置是，向后的主摄像头用索尼或者三星传感器，而向前的副摄像头用其他像素更低的传感器。韦尔股份买入豪威，就是想主攻副摄像头市场。

意料之外的是，2018年中美贸易摩擦开始，中国手机芯片的国产替代开始加速。作为备胎的豪威传感器，不仅承担更重要的任务，也够争气，在技术上奋起直追，用两年时间拉近了与索尼、三星的差距。到2020年，华为和OPPO都开始大量采购豪威传感器，小米10的高端旗舰机更是主副摄像头全部换成豪威，豪威在国产手机摄像头中逐渐由备胎转正，并且正在重新挤进高端市场。

全球CMOS图像传感器增长势头预计持续到2026年，届时该市场的规模将增至269亿美元。Yole预计2022—2028年CMOS芯片的整体复合年增长率为5.1%，而到2028年时，市场规模将达到288亿美元。随着汽车电子、医疗和安防等新兴市场对CIS的需求的快速增长，未来三大头部企业的争夺将更加激烈。

文章来源： Ai芯天下 ，电堂科技，感知芯视界，新鲜科视