淺談索尼在CIS領(lǐng)域的成長之路

圖像傳感器分為 CCD 傳感器、CIS 傳感器兩大類別，CCD主要應(yīng)用于單反、工業(yè)場景。而CIS憑借體積小、成本低等優(yōu)勢活躍在手機(jī)、安防、汽車等場景。

現(xiàn)在已迎來了CIS行業(yè)的飛速發(fā)展的階段，市調(diào)公司Yole的報告顯示，2020年CIS行業(yè)規(guī)模將接近210億美元，未來3年年復(fù)合增長率在9%左右。另外一家調(diào)查機(jī)構(gòu)IC Insights的數(shù)據(jù)顯示2018-2023年全球CIS出貨量年復(fù)合增長率達(dá)到11.7%，2023年有望突破95億顆。

索尼一直是CIS市場的“頭號玩家”，2019年索尼繼續(xù)保持著CIS領(lǐng)域的領(lǐng)先地位，以高達(dá)49.2%的市占率霸榜，超過第二名三星、第三名豪威之和。那么索尼在該領(lǐng)域是如何成長的？

引領(lǐng)兩次CIS技術(shù)變革

在這里先理一下索尼的CIS產(chǎn)品主要節(jié)點(diǎn)：

2000年，開始發(fā)展CIS；

2006年6月，從熊本首次發(fā)貨CIS；

2009年，開始開發(fā)背照式CIS；

2012年10月，開始發(fā)售兩層堆疊CIS；

2017年2月，推出三層堆疊技術(shù)。

值得一提的是，索尼提出的背照式CIS和堆疊式CIS引領(lǐng)了兩次CIS技術(shù)的變革。

索尼在推出背照式CIS之前，研發(fā)了名為“Exmor”的芯片，用于片上模擬到數(shù)字信號轉(zhuǎn)換，即由傳統(tǒng)的外置ADC（analog-to-digital converter，模數(shù)轉(zhuǎn)換器）升級為內(nèi)置ADC，優(yōu)勢在于支持在低頻率下運(yùn)行且能夠有效減少噪聲，并實(shí)現(xiàn)高速提取。另外，Exmor發(fā)出的是數(shù)字信號，抗干擾性更好。

IMX035是此系列推出的首款產(chǎn)品，應(yīng)用于安防領(lǐng)域。隨后，Exmor技術(shù)被索尼迅速推廣到相機(jī)等電子領(lǐng)域。

在實(shí)現(xiàn)內(nèi)置ADC后，索尼于2008年推出了采用背照式技術(shù)的Exmor R傳感器，首款產(chǎn)品是IMX055CHL。不過讓Exmor R傳感器名聲大噪的不是自家產(chǎn)品，而是蘋果的iPhone 4s。該技術(shù)賦予了iPhone 4s出色的高感光度表現(xiàn)。

不過索尼并沒有滿足于現(xiàn)狀，而是選擇持續(xù)研發(fā)，很快就發(fā)現(xiàn)像素層在單個感知單元中的面積占比還可進(jìn)一步提高。

索尼在2012年發(fā)布了第一顆雙層堆疊CIS芯片，產(chǎn)品命名為“EXMOR RS”，將圖像傳感單元和邏輯控制單元分別做在2片晶圓上，并通過TSV（硅通孔）封裝技術(shù)將傳感單元與邏輯控 制單元互連。

2017年，索尼在 ISSCC會議上發(fā)布了第一顆三層堆疊 CIS芯片。索尼將圖像傳感單元、邏輯控制單元（ISP芯片）、DRAM 芯片堆疊在一起。這款CIS芯片實(shí)現(xiàn)了1930萬像素，單顆像素面積高達(dá)1.22x1.22um，并在片上集成了1Gb DRAM 存儲器。這款CIS芯片能夠拍攝 120fps的高幀率圖像，并能提供 960fps的FHD 超級慢動作回放。

目前索尼的CIS產(chǎn)品已遍布智能手機(jī)、安防、汽車等領(lǐng)域，此前索尼稱希望能在2020年進(jìn)一步將CIS產(chǎn)能擴(kuò)大至12萬片/月，以此為基礎(chǔ)估計索尼CIS產(chǎn)量 2017-2020年的復(fù)合增速約為 14%左右。

尤其在智能手機(jī)領(lǐng)域，索尼的CIS已成功打入蘋果、小米、OPPO、vivo等廠商的供應(yīng)鏈，市調(diào)機(jī)構(gòu)Strategy Analytics發(fā)布的報告顯示，2020年上半年，全球智能手機(jī)圖像傳感器市場總收入為63億美元。其中，索尼以44%的營收份額占據(jù)市場第一的位置。

收購東芝圖像傳感器業(yè)務(wù)

除了在技術(shù)上的搶先布局，索尼于2015年收購東芝圖像傳感器業(yè)務(wù)也鞏固了其在CIS市場的領(lǐng)先地位。

2015年12月，索尼官宣公司將以190億日元（約合1.55億美元）收購東芝的圖像傳感器業(yè)務(wù)。

同年8月，索尼宣布雙方已簽署了非約束性諒解備忘錄，就收購事宜進(jìn)行了談判。四個月后，雙方最終敲定了收購方案。

雙方達(dá)成了包括東芝旗下300毫米晶片生產(chǎn)線的制造設(shè)施、設(shè)備和相關(guān)資產(chǎn)在內(nèi)的轉(zhuǎn)讓協(xié)議，該資產(chǎn)主要位于東芝大分運(yùn)營公司。在此項轉(zhuǎn)讓后，索尼將該生產(chǎn)場所作為索尼半導(dǎo)體公司（索尼全資子公司之一）的生產(chǎn)設(shè)施進(jìn)行運(yùn)營，主要進(jìn)行CMOS影像傳感器的生產(chǎn)。

另外，原受雇于東芝制造工廠的員工，包括其CMOS影像傳感器工程部門及設(shè)計部門的員工（共計約1100名員工），在轉(zhuǎn)讓后由索尼公司雇用。

當(dāng)時索尼預(yù)期CMOS影像傳感器的市場將進(jìn)一步增長，本次收購將增加在索尼在這一領(lǐng)域的生產(chǎn)能力。

當(dāng)時索尼在全球CIS市場的份額約為40%，在收購東芝圖像傳感器業(yè)務(wù)以后，市場份額逐年攀升，目前穩(wěn)定在49%左右。

結(jié)語

索尼在過去十年一直很強(qiáng)勢，不過隨著美國對華為禁令生效，索尼“斷供”其第二大客戶華為后，這一格局或許會發(fā)生變化，畢竟華為占其銷售額的20%。

迄今為止，索尼一直在大舉投資，拼命生產(chǎn)圖像傳感器，以滿足旺盛的需求，包括宣布在長崎新建一家工廠的計劃。

雖然索尼已獲得美國政府的許可，可以恢復(fù)向華為的部分供貨。然而，與索尼關(guān)系密切的消息人士告訴《日本經(jīng)濟(jì)新聞》，索尼仍對其與華為業(yè)務(wù)的未來持謹(jǐn)慎態(tài)度，因為華為仍需要為其智能手機(jī)業(yè)務(wù)的許多其他芯片和組件獲得可靠的來源。

此前日經(jīng)報道稱，圖像傳感器業(yè)務(wù)是索尼的主要收入來源之一，截至今年3月的2019財年，其營業(yè)利潤為2400億日元，與視頻游戲業(yè)務(wù)的業(yè)績幾乎相同。但在10月份公布2020財年第二季度收益時，索尼預(yù)計圖像傳感器整個財年的利潤將下滑66%。

不過，蘋果可能會成為索尼的救星。如果iPhone 12系列能夠保持強(qiáng)勁需求，索尼可能能夠彌補(bǔ)華為所造成的部分損失。

除了三星、豪威等競爭對手外，近年來，國內(nèi)廠商在細(xì)分領(lǐng)域的崛起也對索尼造成了沖擊。如在安防領(lǐng)域自2107年起連續(xù)兩年蟬聯(lián)全球市占率第一的思特威；在前年成功量產(chǎn)1.12 um大底1300萬像素CIS的格科微；2018年成功量產(chǎn)130萬像素車規(guī)級CIS的比亞迪半導(dǎo)體。

未來CIS格局又將如何變化？
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