重点内容速览：

| 行业集中度高，索尼一家独大

| 前三CIS厂家的技术对比

| 国产替代正当时

机器视觉行业产业链包括相机、镜头、光源等硬件及算法软件。相机是包含完整的机器视觉组成功能模块（光源可自带或借用外部光源），能独立完成机器视觉信息处理的全流程，为系统输出有效信息；镜头是机器视觉图像采集部分重要的成像部件，其作用是把被摄物体成像于摄像机内的感光元件上；光源对于机器视觉中的图像采集部分具有重要影响，为场景提供合适的照明，突出目标的图像特征并与背景图像分离；机器视觉算法与软件紧密结合，软件平台是实现机器视觉算法的载体，使机器视觉在处理数据量和实时检测效率性能上不断地突破，匹配工业智能发展的需求。

而在相机方面，CIS（CMOS Image Sensor，CMOS图像传感器）则是摄像模组实现成像的核心元件。本文将主要介绍CIS的市场、主要玩家及发展情况。据Yole的统计，2022年，全球CIS市场销售额达到213亿美元，与2021年相比基本持平，而全球出货量略有下降至68亿颗，较前一年减少了1.1亿颗。不过，该机构预计2022年至2028年，CIS市场规模有望达到287.58亿美元，年复合增长率为5.1%。其中手机为最大应用市场，安防、汽车、航空航天、工业等细分行业增速将更快。随着安防数字化提升，预计年复合增速可达17.6%；汽车在智能化趋势推动下，年复合增速可达8.8%；随着工业智能化的发展，工业CIS市场也将逐步扩大，年复合增长率达8.2%。 
 

行业集中度高，索尼一家独大 

目前的 CIS 芯片企业主要有三种模式，分别是 IDM （ Integrated Device Manufacture ，垂直整合制造）、 Fabless （无晶圆厂）和 Fab-lite （轻晶圆厂）。不同 CIS 企业在产业链跨度上存在一些差异。其中，IDM模式，指的是企业负责CIS芯片的设计、制造和封测的整个流程，甚至可能会延伸至下游市场销售等职能。一般来说，IDM模式下的企业经营费用和管理成本会较高，但资源整合能力更强，能在短时间内完成新产品的研发和落地。主要厂商有索尼和三星。 Fabless 模式，指的是企业只负责 CIS 芯片的设计，将 CIS 的制造和封测环节外包给晶圆代工厂进行加工。 一般来说， Fabless 模式下的企业运营费用较低，可以聚焦在芯片设计等核心业务，但较容易受上游晶圆代工厂的产能限制。 主要厂商有豪威科技、思特威、格科微等。Fab-lite模式，指的是企业以IDM模式生产核心竞争力较强的芯片品类，将非核心的芯片品类交给晶圆代工厂进行生产。该模式下的企业保留了企业的核心竞争力，但缺点是转型比较困难。主要厂商有安森美和意法半导体。 这三种模式的企业在市场竞争中也各有优劣。 根据 Yole 统计的数据， 2021 年至 2023 年占据全球 CIS 市场销售份额前 5 名的企业基本没有变过，分别为索尼、三星电子、豪威科技、安森美和意法半导体。

在202 3年，这5 家企业占了整个CIS市场的86%，其中索尼一家独大，占了45%的市场份额，三星电子紧随其后，占了19%；豪威科技占11%；安森美占6%；意法半导体占5%。从细分下游市场来看，索尼的产品线布局更加完善，除了份额排名第一的智能手机，在汽车、安防、工业等领域的份额均在前三； 三星电子在智能手机市场占据了第二大市场份额； 豪威科技在安防领域布局较早，市场份额领先，在手机和汽车等领域也占有一定市场份额，而且近年来开始布局工业市场，且取得了一定的效果； 安森美则深耕汽车电子领域，在汽车市场份额领先。

前三CIS厂商的技术对比 

目前CIS的技术发展方向主要有三个，分别是高像素、高帧率和高成像效果，涉及的CIS参数指标主要有像素尺寸、光学尺寸、总像素数、帧率、感光元件架构、信噪比、动态范围、灵敏度，以及量子效率等。

  
其中CIS的结构将影响CIS的各项参数指标，而CIS的结构根据感光元件的安装位置可分为前照式结构（FSI）、背照式结构（BSI）和堆栈式结构（Stacked）。

  
在CIS技术方面，索尼走在最前面，他们在1996年就开始推进CIS的开发，2002年索尼就启动了背照式CIS的研发项目，2009年，索尼成功实现背照式CIS的量产化，并推出了搭载背照式CMOS图像传感器的高清手持数码摄像机。另外，索尼还在2008年启动了堆栈式CIS的开发，2012年1月成功开发出首款堆栈式CIS产品，并且在同年10月份开始出货。2017年，索尼还成功开发出了三层堆栈技术CIS，并且在2021年开发了双层晶体管像素堆叠式技术CIS。可以看到索尼在CIS技术方面不断在推陈出新。据悉，当前索尼生产的CIS产品90%以上都采用了堆栈式结构。

  
三星电子的CIS技术始终在围绕大像素战略在不断发展。他们在2013年首发了ISOCELL技术。为了提升大像素CIS的图像质量与图片处理效率，三星依次推出了智能ISO、像素合并、AI Remosaic等技术，并多次首发大像素CIS产品。

  
豪威科技自1995年创立就选择了专攻CIS技术，1997年成功开发出全球首颗单芯片彩色CIS；2007年推出全球首个背照式CIS样品；2013年推出基于PureCel技术的CIS芯片；2020年推出首款DCG HDR技术手机CIS芯片OV48C被多家手机厂商旗舰机所采用；2024年，推出首款TheiaCel技术手机CIS芯片。

  
作为CIS的当家老大，索尼在多年供应苹果的过程中积累了丰富的CIS研发经验。比如说其最新的双层晶体管像素堆叠技术扩大了光电二极管的容量，并将饱和信号量提升至原来的2倍左右，成功扩大了代表可成像的明暗差范围的动态范围。而三星电子在手机CIS上主打大像素产品，他们在大像素产品技术上占据优势。不过，近年来，由于复杂的国际形势，索尼和三星都有延缓CIS技术开发的趋势。他们的延缓开发，将给国内的豪威科技、格科微及思特威等厂商带来机会。

国产替代正当时

虽然索尼在高端CIS市场、三星电子在大像素领域都占有自身的优势，但豪威科技在各种分辨率产品中扩展市场份额，格科微在安卓手机的较低分辨率产品中仍占据重要地位，思特威在安防市场具有一定的优势。随着豪威科技与思特威大底面产品的发布，手机主摄行业格局或将发生变化，国产替代或成为主流。国产50MP产品取得成功，将加速高端主摄CIS国产化。

这从国内几家公司的财报中也可以看出一些端倪。比如说根据韦尔股份的半年报显示，其图像传感器解决方案业务（主要为豪威科技贡献）实现了93.12亿元，较上年同期增加了49.9%。其中48.68亿元来自手机，29.14亿元来自汽车，3.36亿元来自物联网新兴市场。

豪威科技已经看到了机器视觉市场对CMOS图像传感器的巨大需求，公司还特别成立了一个全新的机器视觉部门，专注于工业自动化、机器人、物流条码扫描仪和智能交通系统应用。

思特威在今年上半年实现了24.6亿元的营收，较上年同期上升了129.04%。随着市场需求的回暖，思特威在智慧安防领域新推出的迭代产品在性能和竞争力上有了提升，销量也有较大上升，同时应用于旗舰手机主摄、广角和长焦镜头的高端50MP像素产品出货量大幅上升，带动了智能手机领域的营收增长。

思特威的CIS产品已经广泛应用于包括网络摄像机、模拟闭路摄像机、家用看护摄像机、智能门铃、无人机、扫地机器人、工业相机、智慧交通、人脸识别等智慧安防领域；智能化的车载行车记录仪、车载环视及后视摄像头、驾驶员监测系统、乘客监测系统等汽车电子应用领域；智能手机、平板电脑、智能家居、智能健康等消费电子应用领域。其FSI-RS系列、BSI-RS系列和GS系列产品，满足了行业应用领域对低照度光线环境下成像优异、高温工作环境下维持芯片高性能、光线对比强烈环境下明暗细节呈现、拍摄快速运动物体无畸变/拖尾、高帧率视频拍摄等刚性需求。

  
不久前思特威还与合肥晶合集成联合推出了1.8亿像素全画幅CIS产品，据悉，该产品支持1.8亿超高像素读出以及8K 30fps HDR视频模式，具备低像素读出电压、单次曝光、超高动态范围等特性。

  
格科微今年上半年也表现不错，实现了27.9亿元的营收，较上年同期上升42.94%，实现了扭亏为盈。其中1300万及以上像素产品销售额为6.06亿元，在安卓品牌手机主力出货机型的份额逐步提升。而且，报告期内，格科微在正式发布业界首款支持单帧高动态的1300万像素CMOS图像传感器GC13A2后，还成功量产了高性能的第二代单芯片3200万像素CMOS图像传感器GC32E2。

在非手机CMOS图像传感器领域，格科微持续推广400万、800万像素产品赋能智慧城市、智慧家居、会议系统等应用，400万像素产品出货量持续提升，800万像素产品成功实现量产出货，进一步拓宽收入空间。

与此同时，格科微还不断迭代、开发新产品，今年上半年，格科微成功研发新一代 400万像素产品GC4103，搭载红外增强NIR，支持预录实现Always on功能，较上一代产品实现更低功耗、更强“夜视”能力。此外，该公司还基于自有晶圆厂优势，深耕客户需求，凭借产品高效研发与迭代能力，为客户提供产品定制化服务，进一步深化客户关系，强化战略合作。在汽车电子领域，凭借成熟的像素工艺和先进的电路设计，报告期内公司产品在后装市场保持稳定发展，并积极开发满足车规要求、适用汽车前装的 CMOS 图像传感器产品，预计下半年实现客户端送测。

  
值得注意的是，格科微的临港工厂建设进程顺利，公司正在向Fab-lite模式转变。

结语

随着国内政策的支持和技术积累的加速，国内CIS企业在不断提高产品的竞争力，当前时代，正是国产CIS企业发展的好时机。