2022年CIS行业市场空间及竞争格局分析.docx

2022年CIS行业市场空间及竞争格局分析1.技术演进：CMOS成为主流图像传感器CMOS图像传感器逐步占据市场主导地位。在摄像头模组中，图像传感器决定着摄像头的成像品质以及其他组件的结构和规格，CMOS（ComplementaryMetalOxideSemiconductor）图像传感器和CCD（Charge-CoupledDevice）图像传感器是当前主流的两种图像传感器。其中CCD电荷耦合器件集成在单晶硅材料上，像素信号逐行逐列依次移动并在边缘出口位置依次放大，而CMOS图像传感器则被集成在金属氧化物半导体材料上，每个像素点均带有信号放大器，像素信号可以直接扫描导出，即电信号从CMOS晶体管开关阵列中直接读取，不需要逐行读取。从20世纪90年代开始，CMOS逐步取代CCD占据市场主导地位，CMOS图像传感器的优势包括：1）成本层面上，CMOS图像传感器芯片一般采用适合大规模生产的标准流程工艺，在批量生产时单位成本远低于CCD；2）尺寸层面上，CMOS传感器能够将图像采集单元和信号处理单元集成到同一块基板上，体积得到大幅缩减，适用于移动设备和各类小型化设备；3）功耗层面上，CMOS传感器相比于CCD保持着低功耗和低发热的优势。CMOS图像传感器根据感光元件安装位置可分为：前照式结构（FSI）、背照式结构（BSI）。1）前照式结构为CMOS图像传感器传统结构，即自上而下的五层结构，分别是透镜层、滤色片层、线路层、感光元件层和基板层。光从正面入射时，采用FSI结构的CMOS图像传感器需要光线经过线路层的开口后到达感光元件层进行光电转换。前照式结构的主要优点是工艺条件较易实现、制造成本较低，存在较大的局限性：随着像素尺寸变小，可接收的入射光量下降，金属布线反射和吸收的损耗在线路层变得愈发严重，极大限制传感器的整体性能；2）背照式结构CMOS图像传感器将感光元件位置更换至线路层上方，感光层仅保留部分逻辑电路。采用背照式结构光线可从背面入射直接到达感光元件层，电路布线阻挡和反射等因素带来的光线损耗大幅减少。与前照式相比，背照式感光效果显著提升，但设计和工艺难度均较大且成本较高。CMOS图像传感器根据快门曝光方式不同分为：卷帘快门（RS，RollingShutter）和全局快门（GS，GlobalShutter）。1）卷帘快门通过控制光敏元逐行或逐列进行曝光来扫描完成所有像素单元的曝光。在感光度和低噪声成像上较全局快门有一些优势，但需要足够的曝光时间，适合远距离拍摄静止或移动速度较慢的对象；2）全局快门图像传感器可使全部光敏元像素点在同一时间接收光照，是高速摄影等应用场景下的最佳快门方式，在需要实时进行精准的影像捕捉以及识别的场景（例如快速行驶的汽车车牌、无人机飞行时的避障系统等），全局快门传感器已经成为首选。公司产品覆盖前照式结构FSI-RS系列产品、背照式结构BSI-RS系列产品，以及擅长捕捉高速运动影像的全局快门GS系列产品：1）FSI-RS系列：应用FSI工艺和像素技术的卷帘快门产品，在低照度情况下能保持优质的成像性能。由于具有较高的感光度、信噪比、以及较低的噪声及暗电流，FSI-RS系列产品在安防监控摄像头、全景摄像头、智能家居摄像头、智能车载行车记录仪、视频会议系统摄像头等光照环境相对稳定、被拍摄物体运动速度相对较慢的场景中受到广泛应用；2）BSI-RS系列：应用BSI工艺和像素技术的卷帘快门产品，成像感光度及品质较相同规格的FSI-RS产品更优，在超低照度下的成像性能出色。由于具有感光度和量子效率更高、感光角度更广、像素串扰更低、成像品质更高的优点，BSI-RS产品在高端安防监控系统、智能车载环视及后视摄像头、手机、平板电脑、智能可穿戴设备等于光照条件相对复杂、对监控画面质量要求较高的场景中受到广泛应用；3）GS系列：采用全局快门的图像传感器，单帧成像速度优于卷帘快门，在拍摄高速移动的物体时对真实影像效果的还原度高，使得后续图像处理不受图像畸变的干扰。GS系列产品用全局曝光取代逐行曝光，行业中同类型产品多使用FSI传统结构作为全局曝光的技术路线，公司通过技术突破，在GS系列产品中拥有BSI结构的全局快门CMOS图像传感器芯片，搭配高速低噪声多行列并行和移位读出、全局快门架构下的HDR像素设计和高温场景下暗电流优化等核心技术，该产品在无人机、扫地机器人、工业相机、人脸识别摄像头、驾驶员监测摄像头、ETC卡口摄像头、智能交通违章监摄等不同应用领域均有广泛应用。2.CIS市场空间：下游需求高增，AIoT带来增量全球CIS市场保持快速增长。得益于多摄手机的广泛普及和安防监控、智能车载摄像头和机器视觉的快速发展，CIS的整体出货量及销售额随之不断扩大。根据Frost&Sullivan数据，全球CIS出货量从2016年的41.4亿颗