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CIS超抢手!台IC设计业跟着3大厂赚一波

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CIS超抢手!台IC设计业跟着3大厂赚一波 在Sony、三星与韦尔股份三强鼎立之下,手机CIS产业形成大者恒大、强者恒强之态势;随着手机照相机镜头颗数与画素不断提升,以及车用ADAS趋势带动,促使CIS供不应求。国内IC设计业者如原相与晶相光、封测厂精材与同欣电等,均搭上这股CIS热潮,营运将水涨船高。(图/先探提供)

新冠病毒疫情持续升高,造成全球电子业供应链出现缺货、缺工的现象相当严重,尤其,随着疫情扩散至韩国与日本二大重要电子零组件生产国,更让市场拉警报。尤其,日本与韩国是全球二大CMOS影像感测器生产大国,一旦停工,恐让原本已经供货相当吃紧的CIS,将更加紧张。毕竟全球能供应智慧型手机所需的照相CIS,就仅有Sony、三星电子与并购豪威科技的韦尔股份等几家主要厂商,尤其,Sony占据全球将近一半CIS市占率,不论是苹果或华为高阶旗舰机种,均采用Sony的CIS,因此,未来必须关注日本疫情之发展,是否影响Sony生产线,值得留意。

根据市调机构IC Insights统计,一九年CIS销售额估较一八年成长九%、至一五五亿美元,可望连续八年刷新纪录,今年可望成长四%、到一六一亿美元,此趋势将延续至二○二三年。目前CIS最大终端应用在智慧型手机,但从成长性来看,汽车领域爆发力最强,至二○二三年销售额年复合成长率估达到二九.七%、上看三二亿美元;占整体CIS比重达十五%。近年来智慧型手机朝向多镜头发展,从标配二颗镜头逐步扩增至三~四颗镜头,且画素不断提升,促使CIS成本比重占整体照相镜头模组居高不下。再者,尽管智慧型手机销量成长趋缓,但镜头颗数成长幅度远大于手机销量,也带动CIS供不应求;包括Sony、三星均积极扩增CIS产能。

谁与争锋 Sony独霸手机CIS

然而,谈到CIS就不能不提到龙头Sony,当年影像感测技术可分为CCD与CMOS二大主流,而Sony同时具备CCD与CMOS技术。基本上两者都是利用感光二极体进行光与电转换,将影像转换为数位资料,而其主要差异则在数位资料传送方式的不同。CCD感测器每一行中每一个画素的电荷资料都会依序传送到下一个画素中,由最底端的部分输出,再经由感测器边缘的放大器进行放大输出;而在CMOS感测器中,每个画素都会连接一个放大器及类比数位转换电路,用类似记忆体电路的方式将资料输出;之所以造成这种差异的原因,在于CCD的特殊制程可保持资料在传送时不会失真,因此各个画素的资料可集合至边缘处再做放大处理;而CMOS制程的资料在传送较长的距离时会产生杂讯,因此必须先行放大再整合各个画素的资料。随着CMOS技术急起直追,不但解析度直逼CCD,成本与耗电也更低,因此市场占有率快速提升,于是在一五年Sony决定停产所有CCD感光元件。

早在二○一二年,Sony推出了首款堆栈式CMOS,用讯号处理电路的晶片替代了原来背照CMOS感光元件的支援基板。在比上代背照式CMOS更薄的同时在图片画质上大幅提升。在经过改进后,Sony的第二代堆栈式CMOS被用在苹果iPhone 6/6S上,在五年的生产过程中,总共卖了二.五亿支;iPhone 6系列出色的成像品质和庞大的出货量让Sony坐稳了手机CMOS老大的位置。一七年Sony又推出了首款三层堆栈的CMOS,并作为独门黑科技搭载在自家的Xperia XZ Premium上。三层堆栈的CMOS在双层堆栈式CMOS基础上加入了DRAM快取记忆体,可以将图像讯息直接快取记忆体在CMOS晶片中。

车用CIS商机大 安森美独霸

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身为老二的三星电子在CMOS发展也相当积极,日前发表旗舰机种Galaxy S20系列,其中最顶级的Galaxy S20 Ultra更配备一.○八亿画素的主镜头。这款新机采用三星自家名为ISOCELL Bright HM1的CMOS,这颗感测器的特点是在1/1.33英寸规格下提供九合一画素合成Nonacell技术,每个画素大小为0.8μm,采3×3架构排列,合成2.4μm大画素,达Tetracell四合一画素的两倍进光量。三星也在发表会多次强调S20 Ultra的夜间拍照能力,是最能体现这颗CMOS大画素、高进光量的使用场景之一。为了对抗三星,华为将于三月底发表的P40 Pro,将搭载Sony为其定制的IMX700感光元件,虽然像素仅有五二○○万,但CMOS尺寸就跟S20 Ultra同样达到1/1.33吋。除此之外,IMX700除了采用RYYB高感光像素排列之外,更支援最高像素十六合一拍摄,合并后像素面积达到4.48μm,保证在低光源环境之下仍有惊人的相片画质。无论Sony或是三星,双方在手机CIS不仅是拼产量、拼市占,更重要还要拼技术。

随着ADAS及自驾车成为汽车电子市场大趋势,每台汽车安装的CMOS影像感测器将在二○二○年跳增一倍至十套以上。车用CIS感测器市场进入快速成长阶段,在搭配特殊演算法及感测器模组后,已能针对车厂的特殊需求,推出包括车道偏移警示、车身侧边盲点侦测、前方碰撞警示及自动煞车、夜视与停车辅助等ADAS系统。由此来看,车厂对于CIS元件需求激增,未来五年的年复合成长率势必会超过智慧型手机应用。

早期车用影像感测器发展主要技术都是以单一感测器进行多功能的应用,而后车用感测器开始应用了高动态范围成像的技术,并提高CMOS之灵敏度,同时,已有车厂利用双摄影机获取影像深度资讯,开发出3D立体视觉产品;目前在夜间光源不足或是在远距处侦测时,一般CMOS仍未具有清晰之成像品质,难以达到良好的侦测效果,因此,必须与其他感测器如毫米波雷达进行融合。

然而,目前全球车用CIS是由安森美独霸一方,市占率达四四%,遥遥领先第二位的Omnivision。过去车用CIS影像画素以VGA为主,主要是用在显示影像,如今为了达到侦测与判读,影像解析度要求越来越高,因此,逐步走向一三○○万画素等级。目前国内布局车用影像感测的厂商,主要是封测厂胜丽,全球市占率达七成,其最大客户为On Semi,并陆续接到Sony车用CIS订单。日前胜丽被国巨集团旗下的同欣电以换股方式被并购,双方合作不但具有互补性,更可望共创双赢局面,力拼成为全球CIS封测龙头。

※全文请见《先探投资周刊2081期》有更多精彩当期内文


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