CIS市场研究:新一轮技术变革浪潮下谁主沉浮?
时间: 2019-12-10 10:38 电子 收藏

图像传感器分为CCD传感器和CIS传感器。其中,CCD传感器主要应用于单反相机、工业应用等场景,CIS传感器则应用于手机、汽车、安防、医疗等更多场景。与CCD传感器相比,CIS传感器因具有低功耗、低操作电压以及低价格等优点而成为目前数不多的核心科技资产投资方向之一,并逐渐走向未来主流发展趋势。

早在1970年,世界上第一块CCD图像传感器就在贝尔实验室诞生,此后很长一段时间内图像传感器市场都是由CCD主导。直到1990年代,CIS传感器才开始获得业界重视并投入大量人力物力进行研发。现阶段,图像传感器市场格局已经彻底反转,已经变为由CCD传感器向CIS传感器绝对主导。2018年,CIS传感器在整个图像传感器市场中的出货量占比已经超过了90%。


一、CIS传感器

CIS传感器(CMOS Image Sensor)全称CMOS图像传感器,是一种将光学影像转换为电子信号的设备。它通常由像敏单元阵列、行驱动器、列驱动器、时序控制逻辑、AD转换器、数据总线输出接口、控制接口等几部分组成,并且这几部分被集成在同一块硅片上。

回顾发展历史,CIS传感器行业曾经历过2次重大技术变革,第一次是背照式替代前照式技术方案,这一次技术变革成就了行业巨头索尼的霸主地位。目前正经历第二次技术变革,即堆叠式方案逐步向背照式技术方案转变,此次技术变革之下,CIS传感器行业格局亦有望迎来重塑。

二、CIS传感器产业链

CIS传感器产业链主要由上游晶圆代工厂、封装企业和测试企业,中游芯片设计企业,下游模组厂商以及终端客户组成。其中,CIS设计厂商处于产业链的核心环节,其产品方案主要通过代工方式委托给晶圆代工厂、封装和测试企业进行芯片的制造、加色、封装与测试。在测试合格后,产品会经物流中心统一发货给终端客户,终端客户具体有智能手机厂商、安全监控设备制造商、医疗设备制造商等。就目前来看,终端客户使用CIS传感器的场景非常广泛,如智能手机、计算机、各种消费电子、汽车、医疗、安防和工业应用等,其中智能手机是当前的主要下游应用,近几年占比均超60%。


IDM和Fabless模式构成CIS传感器的两大产业模式。具体表现在IDM(整合元件制造商)模式是指企业业务涵盖了芯片设计、芯片制造、芯片封测整个流程。目前,CIS传感器IDM模式主要厂商有三星、安森美半导体、SK海力士、意法半导体等。Fabless(无晶圆厂)模式是指企业没有生产加工能力,仅进行产品的设计工作,之后将设计版图交给晶圆代工厂进行加工,再将代工厂商加工好的芯片交给封装和测试厂商进行封装和测试。目前,北京豪威即属于此类模式,原材料采购以晶圆为主。

三、CIS传感器市场

全球经济发展和科技水平的提升推动着消费者对用于成像和传感的摄像头需求激增,以及智能机自拍兴起和双摄渗透率提升正在促进CIS传感器产业发展,使得近年来CIS市场空间持续增长。据调查数据显示,2016-2018年全球CIS传感器市场规模由116亿美元增加至142亿美元,其增长动力来自于双摄、3D感测相机以及无人机拍摄、生物识别、AR等新市场,同时也逐渐渗透到汽车、安防、医疗市场等领域。


手机拍照是CIS传感器最大终端用户市场,2018年销售额占据CIS传感器总销售额的61%。汽车电子和安防CIS应用增长最快,他们是未来市场的成长动能。目前,汽车电子和安防CIS市场规模占比两者约为6%,预计2023年分别提升至15%、9%。

CIS传感器采用标准的半导体工艺制造,属于典型的半导体行业,其规模经济的属性较为明显,因此大型厂商表现强者恒强。

全球CIS传感器厂商有大大小小的数十家,但市场集中度相当高。其中索尼、三星和豪威科技(被中国公司收购)三家厂商的CIS市占率合计已经超过70%,处于全球领先地位,具体为索尼CIS市场占比42%,三星CIS市场占比18%,豪威CIS市场占比12%。剩下依次是:安森美(6%)、松下(3%)、佳能(3%)、海力士(3%)、意法(3%)、格科微(2%)、Pixart(2%)、Hamamatsu(1%)、Pixelplus(1%)。

自2011年以来,索尼在CIS市场就一直处于霸主地位,目前其是苹果手机摄像头芯片唯一供应商,产品性能行业领先。三星采用产业链一体化的策略,形成了手机终端、面板屏幕、存储芯片、摄像头芯片等关键零部件为一体的生态体系,使得其在摄像头芯片供应方面位居行业第二。豪威则主要聚焦于中端市场,市占率行业第三,但近年来豪威开启“重返高端”战略,加大高端产品研发投入,与行业第一厂商差距正在不断缩短。

四、国内CIS厂商

我国CIS芯片供应不足,国产化率较低,仅有29%是国产品牌供应,其余70%以上是海外进口。目前,豪威科技作为全球领先的国内龙头CIS厂商,有望利用本土厂商优势,充分受益国产替代的浪潮。然而,除了豪威科技外,我国还有较为主要的CIS供应厂商,比如格科微、比亚迪、锐芯微、思比科(新三板)以及长光辰芯等。

韦尔股份(603501):豪威科技成立于1995年,2000年在纳斯达克上市。在2011年之前,豪威占据CIS图像传感器行业一半左右的份额,而当时的索尼市占率仅有7%左右。在2011年后,豪威的市占率逐年下降,被索尼、三星超越。2016年被中资收购,改名北京豪威,从纳斯达克退市。2019年被韦尔股份完成收购成为国内CIS龙头,并给出未来三年业绩承诺。

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