解析圖像傳感器未來發(fā)展趨勢

如今攝像頭存在于我們生活的方方面面，如數(shù)碼相機(jī)、街邊及其他設(shè)施的監(jiān)控?cái)z像、工業(yè)設(shè)備、智能手機(jī)等。尤其是智能手機(jī)的普及推動(dòng)了攝像頭市場的迅速擴(kuò)大。在全球半導(dǎo)體市場上，被譽(yù)為攝像頭的“視網(wǎng)膜”的“圖像傳感器（CMOS）”已經(jīng)具備了堪比存儲(chǔ)半導(dǎo)體、邏輯半導(dǎo)體的市場規(guī)模。

圖像傳感器的未來的市場預(yù)想是否會(huì)受到新冠肺炎（COVID-19）蔓延的影響？此次，我們來看一下市場調(diào)查公司OMDIA的分析。

新冠肺炎導(dǎo)致智能手機(jī)市場下跌，也帶動(dòng)智能手機(jī)出現(xiàn)恢復(fù)

據(jù)OMDIA表示，2019年圖像傳感器的出貨數(shù)量為67億1，800萬個(gè)（其中，智能手機(jī)方向的Time of Flight傳感器的出貨數(shù)量為13億9，500萬個(gè)），2017年的出貨數(shù)量為54億3，300萬個(gè)，2018年的出貨數(shù)量為60億4，800萬個(gè)，增長率連續(xù)兩年超過11%，成績喜人，而推動(dòng)這一增長的原動(dòng)力在于智能手機(jī)方向圖像傳感器的增長！2019年，智能手機(jī)方向圖像傳感器出貨數(shù)量占整體的六成左右，如果把智能手機(jī)的ToF（Time of Flight）傳感器也計(jì)算在內(nèi)的話，占比將達(dá)到八成以上。

在圖像傳感器市場上榮居首位的是索尼，其智能手機(jī)方向的圖像傳感器主要用于蘋果、華為等諸多智能手機(jī)廠家，2019年整個(gè)圖像傳感器市場規(guī)模達(dá)154億5，100萬美元（約人民幣1，081.57億元），索尼的占比達(dá)一半以上，為53%。排名第二的是三星電子（Samsung Electronics），為18%；第三是豪威科技（OmniVision），為11%；第四是安森美半導(dǎo)體（ON Semiconductor），為4%。

近年來，全球智能手機(jī)年度出貨數(shù)量在14億部徘徊，可以說智能手機(jī)市場已經(jīng)漸趨成熟。OMDIA方面表示：“假設(shè)一部智能手機(jī)可以使用四年，合計(jì)也就是60億部左右的市場規(guī)模，已經(jīng)基本普及了整個(gè)活躍的市場”。此外，2020年市場依舊受到新冠肺炎蔓延的影響而低迷，因此在2020年5月時(shí)間點(diǎn)，預(yù)計(jì)上年同比下滑13.2%，為12億部左右，由于新冠肺炎還沒有結(jié)束的跡象，因此以上預(yù)測可能還會(huì)再下調(diào)。

盡管存在以上不利因素，而2021年以后的智能手機(jī)市場預(yù)測卻前景明朗。OMDIA表示表示：“我們聽取了廠家的投資意愿、中長期計(jì)劃，普遍認(rèn)為，2021年以后智能手機(jī)市場會(huì)迅速恢復(fù)，因此都在積極籌備”。據(jù)OMDIA預(yù)測，2021年開始趨于恢復(fù)，至少在2030年之前都會(huì)保持穩(wěn)定增長。且預(yù)測，2024年智能手機(jī)出貨數(shù)量為16億部，2029年將突破18億部。

智能手機(jī)增長的主要原因在于5G（第五代移動(dòng)通信）服務(wù)的啟動(dòng)，以及新冠肺炎帶來的“新型生活方式”的落實(shí)起到了推動(dòng)作用。OMDIA方面表示：“雖然新型生活方式會(huì)引起一些市場萎縮，隨著IT遠(yuǎn)程（Remote）時(shí)代的迅速發(fā)展，智能手機(jī)、電子設(shè)備、平板電腦、筆記本電腦等的需求預(yù)計(jì)會(huì)出現(xiàn)大幅度增長”。迅速推廣的遠(yuǎn)程辦公（Remote Work）、遠(yuǎn)程授課方向的筆記本電腦、平板電腦和網(wǎng)絡(luò)攝像頭（WEB Camera）的需求在全球范圍內(nèi)擴(kuò)大，這對(duì)智能手機(jī)同樣具有推動(dòng)作用，音樂會(huì)、體育賽事直播等娛樂方向以及在線支付方向的市場預(yù)計(jì)將會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大。

智能手機(jī)“多攝像頭化”發(fā)展迅猛

據(jù)預(yù)測，未來圖像傳感器的市場增長率會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過智能手機(jī)的增長。據(jù)OMDIA表示，假設(shè)2020年的智能手機(jī)出貨數(shù)量較上年下滑了13.2%，而圖像傳感器的出貨數(shù)量會(huì)與去年持平，或者微增。此外，在2020年-2030年十年間，年平均增長率（CAGR）會(huì)保持在5.3%，在2026年前后，年度出貨數(shù)量會(huì)突破100億個(gè)。

而主要原因如下：智能手機(jī)通過搭載多個(gè)攝像頭， 以獲得高質(zhì)量的圖像—-即“多攝像頭化”趨勢的發(fā)展?！岸鄶z像頭化”趨勢在2019年開始迅速發(fā)展。據(jù)OMDIA調(diào)查，搭載兩個(gè)以上攝像頭的智能手機(jī)在2018年還不及全數(shù)的一半，而據(jù)預(yù)測，在2020年將會(huì)占八成左右。2020年，搭載三個(gè)及以上攝像頭的智能手機(jī)預(yù)計(jì)會(huì)超五成。他們進(jìn)一步指出：“在市場進(jìn)入紅海（Red Ocean）之下，各家公司要獲得市場份額，戰(zhàn)略很重要。攝像頭也會(huì)起到一定助推作用，在如今的市場上，如果不是搭載多個(gè)攝像頭的手機(jī)，基本不會(huì)刺激購買層”。

2019年智能手機(jī)出貨數(shù)量中，第一名為三星（21%）、第二名為華為（17%）、第三名為蘋果（14%），后續(xù)為小米（9%）、OPPO為8%，在前五名的公司中，中國公司占了三家。智能手機(jī)市場上不僅存在TOP1的競爭，此外，2019年整體出貨數(shù)量的57%被中國廠家占據(jù)，且呈迅速增長趨勢。正是這些中國的手機(jī)廠家推動(dòng)了“多攝像頭化”的發(fā)展。

其中，動(dòng)作最快的是華為，在2017年第四季度，一半的華為手機(jī)都搭載了兩個(gè)及以上攝像頭。據(jù)說，在2019年第三季度，中國的排名前四的手機(jī)廠家---華為和小米、OPPO、Vivo的搭載多個(gè)攝像頭的手機(jī)突破了八成。受此影響，排名第一的三星也迅速擴(kuò)大“多攝像頭化”手機(jī)，此外，蘋果也自“iPhone X／XS”開始搭載多個(gè)攝像頭。手機(jī)的多攝像頭化成為了業(yè)界的潮流。如今，搭載三個(gè)攝像頭已經(jīng)成為趨勢，2020年第一季度，中國排名前四的手機(jī)廠商和三星的60%以上的手機(jī)都搭載了三個(gè)及以上攝像頭。

OMDIA方面進(jìn)一步表示：“這種趨勢與對(duì)圖像傳感器的預(yù)測（未來十年，圖像傳感器的需求會(huì)穩(wěn)定推移）有關(guān)聯(lián)，即使2020年的智能手機(jī)市場下滑，智能手機(jī)方向的攝像頭需求并不會(huì)減少，且增長程度可以足夠彌補(bǔ)因新冠肺炎帶來的損失”。

此外，他們還提及了智能手機(jī)攝像頭像素的極限問題，“本來搭載一個(gè)攝像頭就可以獲得較高的像素，但是令人遺憾的是，如今在智能手機(jī)可搭載的形狀因素（Form Factor）中，20M像素已經(jīng)是極限。這里說的并不是半導(dǎo)體設(shè)計(jì)的極限，而是鏡頭（Lens）的極限，如果像素的大小超過鏡頭的聚光范圍，即使進(jìn)一步提高像素，也無法適當(dāng)?shù)亻_啟和關(guān)閉光的投射，因此，不得不搭載兩個(gè)、三個(gè)甚至更多個(gè)攝像頭”。

智能手機(jī)方向圖像傳感器的像素在不斷提高，如三星研發(fā)了108M像素的圖像傳感器—“Samsung ISOCELL Bright HMX”，正在推進(jìn)供貨。但是，OMDIA方面認(rèn)為：“如果是單位達(dá)億的圖像傳感器的話，STMicroelectronics以及一些日系廠家已經(jīng)在數(shù)年前開始研發(fā)用于衛(wèi)星用途的產(chǎn)品，遠(yuǎn)遠(yuǎn)早于三星，且技術(shù)更勝一籌，即使是三星的產(chǎn)品，也只是’噱頭’，實(shí)際并沒有什么需求”。

預(yù)計(jì)搭載ToF的智能手機(jī)將會(huì)大幅度增長

在智能手機(jī)的功能中，另一個(gè)令人期待的是“ToF 傳感”功能的增長。已經(jīng)有多家智能手機(jī)廠家發(fā)布了搭載“ToF 傳感”功能的手機(jī)，此外，近期、發(fā)布的“iPhone 12 Pro”也搭載此功能。OMDIA表示，2019年智能手機(jī)方向的“ToF 傳感器”出貨數(shù)量達(dá)13億9，500萬個(gè)，2020年雖然會(huì)因新冠肺炎而減速，而2020年-2030年期間，預(yù)計(jì)CAGR會(huì)達(dá)到5.3%。另外，在普通照相機(jī)方向的圖像傳感器中，索尼位居首位，且與TOP2拉開了很大距離；而在ToF傳感器方面，STMicroelectronics、ams是兩家最大的廠商。李根秀先生表示：“不過，與照相機(jī)用途方向相比，手機(jī)用途的技術(shù)門檻更低，因此有很多中國廠家在不斷加入，未來市場占比還會(huì)再發(fā)生變化”。

車載領(lǐng)域持續(xù)增長、年度增長率近20%

如上所述，在圖像傳感器市場中，手機(jī)方向占了八成左右，起決定性作用，從增長率來看，又是另一番景象！尤其引人注目的是汽車、工業(yè)設(shè)備、無人機(jī)三個(gè)領(lǐng)域，OMDIA表示，2020年-2030年期間的CAGR分別為19.6％、21.6％、14.0％，增長極其迅速。

車載領(lǐng)域增長的主要原因在于ADAS（高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)，Advanced Driving Assistance System）的發(fā)展。如今，普及率最高的是后視攝像頭（Rear View Camera），據(jù)說這是基于美國的“KT法（Kids and Transportation Safety Act）”要求的。就ADAS攝像頭而言，成本是最大的“瓶頸”，與“后視攝像頭（Rear View Camera）”相比，普及率還較低，但在無人駕駛L2上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)，且在2020年4月份日本的L3已經(jīng)全面啟動(dòng)，因此市場開始活躍化。各家汽車廠家正在加速研發(fā)以投入新產(chǎn)品。

據(jù)預(yù)測， 2020年新冠肺炎雖然會(huì)導(dǎo)致市場低迷，而2030年車載方向的圖像傳感器會(huì)從2019年的9，400萬個(gè)增至5億2，500萬個(gè)。從一輛汽車的攝像頭搭載率來看（攝像頭數(shù)量/汽車輛數(shù)），2019年為79.7%，2026年將會(huì)擴(kuò)大至195.2%！

此外，在車載攝像頭方面，以“后視攝像頭（Rear View Camera）”為中心，安森美半導(dǎo)體（ON Semiconductor）和豪威科技（OmniVision）兩家公司占有較高份額，如上所述，就ADAS攝像頭的研發(fā)而言，“在技術(shù)上占有優(yōu)勢的索尼的受關(guān)注程度較高”。此外，索尼曾經(jīng)有一條不成文的規(guī)定—-“不從事與人類生命相關(guān)的產(chǎn)品”，自2014年發(fā)布車載圖像傳感器以來，把車載圖像傳感器定位為一大業(yè)務(wù)并開始推進(jìn)研發(fā)，索尼于2020年公布稱：開始量產(chǎn)800萬像素級(jí)別的車載圖像傳感器。且應(yīng)用實(shí)績穩(wěn)步推移，如已經(jīng)被豐田最新款A(yù)DAS“Toyota Safety Sense 2.0”采用，此外，索尼在2020年1月的CES上公布了自主研發(fā)的電動(dòng)汽車試做版—-“VISION-S”，進(jìn)一步提高了自身的存在感。

在車載領(lǐng)域，索尼雖然處于后起之秀，但OMDIA卻認(rèn)為：“索尼以創(chuàng)造了圖像傳感器市場而感到自豪，在車載領(lǐng)域，也盡快與博世在德國的高速公路（Autobahn）上對(duì)搭載了800萬像素圖像傳感器的無人駕駛汽車進(jìn)行了驗(yàn)證試驗(yàn)，可以說索尼表現(xiàn)了極大的自信！索尼應(yīng)該是希望通過運(yùn)用自身的產(chǎn)品獲得TOP1的地位，在不久的將來，索尼應(yīng)該會(huì)研發(fā)出令汽車廠家、Tier1大吃一驚的技術(shù)！”

就工業(yè)設(shè)備而言，據(jù)預(yù)測，在機(jī)器視覺（Machine Vision，即電子設(shè)備、食品外觀檢查等設(shè)備）方面的應(yīng)用未來還會(huì)繼續(xù)加速發(fā)展。OMDIA表示，2020年-2030年期間的CAGR高達(dá)21.6%，而2019年的工業(yè)圖像傳感器的出貨數(shù)量為910萬個(gè)，規(guī)模不及車載用途的十分之一，2030年的預(yù)測值為6，700萬個(gè)。但是，OMDIA認(rèn)為：“也許這個(gè)預(yù)測不是那么樂觀”，“從以往的市場動(dòng)向來看，很有可能會(huì)在以某種模式獲得成功的同時(shí)，各行各業(yè)以及各廠家會(huì)超越隔閡，加大投資?，F(xiàn)在還沒有明顯的證據(jù)，如果一旦成真，將會(huì)獲得突破性的發(fā)展”。

在無人機(jī)領(lǐng)域，CAGR主要是基于以個(gè)人興趣為中心的消費(fèi)用途（2019年出貨數(shù)量的七成以上為個(gè)人消費(fèi)用途），未來活躍的中心會(huì)集中在以噴灑農(nóng)藥為主的第一產(chǎn)業(yè)，且監(jiān)控、點(diǎn)檢、檢查等各種專業(yè)性方向的采用也會(huì)擴(kuò)大。據(jù)說，圖像傳感器的出貨數(shù)量會(huì)從2019年的740萬個(gè)增至2030年的2，600萬個(gè)。OMDIA認(rèn)為：“到2030年，專業(yè)用途方向的圖像傳感器將會(huì)增至整體的一半，就數(shù)量而言，雖然比不上智能手機(jī)，而改變我們的世界這一點(diǎn)是毫無疑問的事實(shí)，市場肯定會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大”。

市場占比如何？ 新冠肺炎的影響如何？

進(jìn)入2020年，新冠肺炎對(duì)迄今為止的市場造成了什么影響呢？據(jù)OMDIA調(diào)查，首先新冠肺炎的影響率先體現(xiàn)在2020年第一季度（1月-3月，實(shí)績?yōu)?9億1，700萬美元，約人民幣274.19億元）的圖像傳感器市場上，索尼市占率為45.1%，三星為25%，豪威科技（OmniVision）為12.3％，安森美為4.1%。在這之前的2019年第四季度（10月-12月市場規(guī)模為43億7，800萬美元，約人民幣306.46億元）中，索尼市占率為54.1%，三星為17.6%，比較下來，索尼下跌了9個(gè)百分點(diǎn)，而三星卻上升了7.4的百分點(diǎn)。

就以上狀況，OMDIA認(rèn)為：“這并不能說明三星在戰(zhàn)略上（或技術(shù)上）正在接近索尼”。“本來就存在季節(jié)性因素，且存在新冠肺炎的影響，此外還有華為公司的問題，不過可以得出結(jié)論—-僅有索尼一家公司的市占率下滑了”！實(shí)際上，新冠肺炎真正的影響是在2020年第二季度（4月-6月），整個(gè)圖像傳感器市場規(guī)模大幅度下滑至34億1，300萬美元（約人民幣238.91億元），且索尼和三星的銷售額都出現(xiàn)了下跌，而索尼的市占率上升至48.5%，三星卻下滑至18.8%，雙方再次拉開差距。

如上所述，市占率幾乎沒有大的變化，而當(dāng)下的市場環(huán)境依舊嚴(yán)峻。索尼在2020年8月召開的2020年財(cái)年第一季度（4月-6月）的財(cái)報(bào)發(fā)布會(huì)上表示，由于大客戶的終端產(chǎn)品的銷售下滑以及新冠肺炎的影響導(dǎo)致產(chǎn)品向中、低端轉(zhuǎn)換，中國客戶調(diào)整零部件、產(chǎn)品的庫存水平等因素，預(yù)計(jì)2020財(cái)年的銷售額將會(huì)出現(xiàn)負(fù)增長。為應(yīng)對(duì)當(dāng)前環(huán)境，索尼表示會(huì)擴(kuò)大、分散客戶基礎(chǔ)，重新審視設(shè)備投資時(shí)間點(diǎn)，“業(yè)績會(huì)在2021年下半年以后再次步入增長軌道”。

2020年9月15日，美國政府的限制對(duì)華為出口半導(dǎo)體的禁令開始生效。據(jù)報(bào)道，有多家廠家已經(jīng)開始向美國政府提出申請(qǐng)以能夠繼續(xù)對(duì)華為供貨，不過前景依舊不透明。有一種說法是在索尼的智能手機(jī)方向的圖像傳感器中，華為僅占兩成左右，而OMDIA表示：“圖像傳感器幾乎是客戶定制產(chǎn)品，短時(shí)間內(nèi)，很難把原本供給華為的產(chǎn)品轉(zhuǎn)移給其他客戶，這一影響可能會(huì)在2020年暴露出來”。

“一枝獨(dú)秀的索尼”的地位是否會(huì)動(dòng)搖？

雖然當(dāng)前的狀況還不是很穩(wěn)定，而李根秀先生認(rèn)為“當(dāng)下、未來，一枝獨(dú)秀的索尼的地位不會(huì)被動(dòng)搖”。

自CCD圖像傳感器時(shí)代以來，索尼就一直引領(lǐng)市場，在CMOS圖像傳感器時(shí)代，以“反面照射型”、“積層型”等顛覆業(yè)界常識(shí)的產(chǎn)品在行業(yè)內(nèi)開展突破性創(chuàng)新，引領(lǐng)業(yè)界市場，且業(yè)界認(rèn)為 “高端CIS---CMOS圖像傳感器的技術(shù)只有索尼一家才擁有”！此外，自2018年以來的三年間，索尼連續(xù)進(jìn)行了6，500億日元（約人民幣390億元）的大規(guī)模設(shè)備投資，據(jù)預(yù)測，在2020財(cái)年第二季度末索尼的月產(chǎn)能增至13萬5，000個(gè)（以300mm晶圓為基礎(chǔ)）。

與之相對(duì)，看看其他競爭對(duì)手廠家，排名第二的三星的圖像傳感器生產(chǎn)是從存儲(chǔ)半導(dǎo)體等產(chǎn)品無法使用的、已經(jīng)折舊的工廠開始的，雖然在存儲(chǔ)半導(dǎo)體方面積極進(jìn)行投資，但在圖像傳感器上卻沒有看到大膽的投資。如果對(duì)外銷售有所增加的話，另當(dāng)別論；三星僅供給自家的智能手機(jī)，因此也沒有來自外部的評(píng)價(jià)。而排名第三的豪威科技（OmniVision），由于將生產(chǎn)委托給TSMC工廠，因此面臨著較高的成本，豪威科技（OmniVision）的營業(yè)利潤率僅有一位數(shù)。由于豪威科技（OmniVision）的銷售額持續(xù)上升，因此保持了盈利，而一旦銷售額下滑，很有可能跌入赤字。

此外一些中國企業(yè)雖然受到了政府的支援，能否順利啟動(dòng)工廠且良率與三家TOP公司媲美？

OMDIA認(rèn)為，這些企業(yè)還需要5-10年的時(shí)間。發(fā)布花哨的新聞雖然可以吸引眼球，而按照“排除法”來考慮的話，目前還沒有公司能夠與索尼匹敵。
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