cmos|索尼跌落神坛！中国厂商横刀立马，深度解密CMOS图像传感器( 三 )_图像传感器|芯片|索尼

CMOS 传感器出色的产品性能更贴合生产企业的需求， 2017 年，全球 CMOS 传感器销售额占整个图像传感器销售额的 89% ，伴随 CMOS 传感器产品性能的进一步优化，有望全面替代 CCD 传感器市场。过去五年，中国 CMOS 传感器行业呈上升趋势，由 2014 年的228.3 亿元上升至 2018 年的 376.8 亿元，年复合增长率达 13.3% 。未来，智能监控、自动驾驶汽车等领域的兴起将为 CMOS 传感器提供良好的市场发展环境，助推 CMOS 传感器行业快速发展，预计至 2023 年，中国 CMOS 传感器市场规模将达到 573.5 亿元。

▲中国 CMOS 传感器行业市场规模（以销售收入计）， 2014-2023 年预测
未来中国 CMOS 传感器市场规模持续稳定增长主要受到以下因素驱动：
（1）CMOS 传感器凭借集成度高、低成本及低功耗等产品优势将取代 CCD 传感器等成为图像传感器市场的主流选择；
（2）CMOS 传感器作为智能手机摄像头的关键部件，多摄方案的流行将会推动新一轮 CMOS 传感器市场需求的增长；
（3）中国连续出台鼓励政策推动半导体行业的发展， CMOS 传感器作为半导体行业下的基础产业，将会受到政策红利驱动；
（4） CMOS 传感器下游行业的应用在安防监控、汽车车载等领域尚存较大的提升空间，为 CMOS 传感器的应用提供较为广阔的市场发展前景。
二、中国 CMOS 传感器行业驱动因素1、CMOS 传感器出色的产品性能CMOS 传感器具备出色的产品性能，更符合现代企业的生产需求，将取代 CCD 传感器成为市场的主流选择。图像传感器是目前市场需求较高的半导体产品之一，图像传感器主要分为 CMOS 传感器与 CCD 传感器两大类，二者均是利用感光二极管发生光电转换，进而将图像转换为数字信号后生成图像，主要差异体现在二者对于不同数字信号的传送方式不同。相比于 CCD 传感器， CMOS 传感器具有以下优点：
功耗低：
CCD 传感器图像采集方式为被动式，通常需外加 12-18V 电压移动每个像素中的电荷，功耗较高。与 CCD 传感器相反， CMOS 传感器多采用主动式像素结构，感光二极管产生的电荷可直接由晶体管放大输出，其功耗约占 CCD 传感器的 12.5%-20% 。
生产成本低：
CCD 传感器采用电荷传递方式传送数据，其制造工艺复杂、成品率低，任一像素停止工作后将阻碍传输整排像素的数据，并且 CCD 传感器难以使用当前半导体集成电路主流的CMOS 生产线，生产成本较高。而 CMOS 传感器采用的 CMOS 制造工艺在半导体电路设计中应用广泛，制造过程相对容易且生产成本低。
集成度高：
如上所述，由于 CCD 传感器复杂的制作工艺，并且 CCD 感光元件本身无法与周边电路完成整合，从而导致外围电路复杂，难以实现整个模块的小型化。广泛应用的 CMOS 制造工艺可促使 CMOS 传感器相对容易的将周边电路集成至芯片中，实现产品小型化。CMOS传感器集成度高的特点可有效解决生产商批量生产传感器的难题。
读取速度快：
CCD 传感器需要所有的电荷通过统一的电路转换并输出，影响读取速度。 CMOS 传感器在采集光信号的同时即可读取电信号，并能及时处理各单元的图像信息，相比 CCD 传感器速度较快。
更高的宽动态范围：
CMOS 传感器采用搭配 DPS 技术的方式，动态范围通常超过 CCD 传感器的 50% ，有效解决 CCD 传感器在处理动态范围和色彩真实性方面的不足，提升成像质量。
与传统图像传感器市场的主流选择 CCD 传感器相比，CMOS 传感器适合大规模生产工艺，可满足企业批量生产要求，单位成本低于 CCD 传感器的 1% ，并且 CMOS 传感器将图像采集单元及信号处理单元集成至一块基板，在缩小体积的同时保持着低功耗优势，适用于移动设备和各类小型化设备。 CMOS 传感器出色的产品性能更贴合生产企业的需求，将催动行业快速发展并逐渐取代 CCD 传感器。
2、多摄手机方案的流行拉动市场需求多摄手机方案可实现更高的拍照效果以及更多的拍照功能，进而拉动 CMOS 传感器市场需求。智能手机行业是 CMOS 传感器重要的下游应用市场， 2017 年全球智能拍照手机CMOS 传感器应用市场占 CMOS 传感器总体市场销售比例的 62% 。中国是智能手机用户大国， 2018 年智能手机用户数量已超过 13 亿人次，位居全球第一。伴随科技的发展智能手机的功能也日益丰富，在众多的手机功能中拍照功能已经成为消费者较为重视的功能甚至成为消费者购买手机的主要考虑因素。双摄镜头的搭配可突破单摄像头瓶颈限制，实现像素的提升及感光面积的增加，利用硬件结合算法从而接近单反相机的性能。为追求更优质的拍照效果，智能手机搭配双摄像头方案日趋流行，将大幅提升 CMOS 传感器市场需求。
双摄像头方案早在 2007 年即已应用于智能手机行业，主要是为 3D 手机提供 3D 拍摄服务，以 2011 年 HTC 发布的首款 3D 手机 G17 为例，其搭配了两颗 500 万像素后置镜头，可直接拍摄裸眼 3D 视频。此后，智能手机厂商相继探索双摄方案的可行性， 2016 年苹果发布 iPhone 7 Plus ，其采用一颗长焦镜头搭配一颗广角镜头的双摄方案，极大地提升拍照质量，至此双后置镜头成为智能手机的标配。 2018 年 3 月，华为发布全球首款徕卡后置三摄手机 P20 Pro ，自此引发了手机配备多摄方案的潮流，三摄像头方案的实施将进一步提升手机的拍照性能，实现更多的拍照功能。
2018 年，中国智能手机出货量 4.1 亿部，同比下降 13.9%（图 3-1），智能手机市场的渗透已接近饱和，中国智能手机正由增量时代逐步迈向存量替换时代。因此，巨大的智能手机存量市场以及日益增长的多摄需求将推动新一轮 CMOS 传感器市场需求的增长。

▲中国智能手机出货量， 2014-2018 年
3、下游行业应用发展空间广阔CMOS 传感器下游行业的应用在安防监控、汽车车载等领域尚存较大的提升空间，为CMOS 传感器的应用提供较为广阔的市场发展前景。 CMOS 传感器在安防监控及汽车车载领域的应用主要如下：
安防监控领域。自 2012 年起，以索尼、豪威科技为首的全球 CMOS 传感器厂商开始重视开拓安防监控市场，至 2018 年中国安防领域 CMOS 传感器市场规模已超过 10 亿元，安防监控领域将成为 CMOS 传感器重要的细分市场。安防监控依赖图像传感器获取视觉信息，伴随安防智能化的发展，行业产品需求已由“看清”开始往“看懂”方向转变，对体积小、读取速度快的 CMOS 传感器产品需求不断增长。近五年智能安防市场增长迅速，由 2014 年 21.0 亿飞速增长至 2018 年 300.0 亿（图 3-2），为 CMOS 传感器提供充足的生长土壤，驱动 CMOS传感器行业快速发展。