國產(chǎn)1.8億像素CMOS成功試產(chǎn)，打破索尼全畫幅CIS壟斷地位

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/黃山明）近日，晶合集成公開宣布，與思特威聯(lián)合推出了業(yè)內(nèi)首顆1.8 億像素全畫幅（2.77 英寸）CMOS圖像傳感器（CIS）。晶合集成表示，這顆CMOS的成功試產(chǎn)，既標(biāo)志著光刻拼接技術(shù)在大靶面傳感器領(lǐng)域的成功運(yùn)用，也為未來更多大靶面全畫幅、中畫幅傳感器的開發(fā)鋪平了道路。

從市場格局來看，當(dāng)前CMOS圖像傳感器市場集中度較高，2021年前三大CMOS傳感器企業(yè)占有75%的市場，其中索尼以約39%的市占率位居第一，其次為三星和豪威科技（已被韋爾收購），而晶合集成此次推出的CMOS，打破了索尼在超高像素CIS領(lǐng)域中的壟斷地位。

國產(chǎn)1.8以像素相機(jī)全畫幅CMOS成功試產(chǎn)

CMOS圖像傳感器是一種將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并進(jìn)一步轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的芯片，廣泛應(yīng)用于智能手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、自動(dòng)駕駛、安防監(jiān)控和物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域。其制造工藝從早期的前照式（FSI）發(fā)展到背照式（BSI），再到當(dāng)前的堆棧式BSI技術(shù)，其圖像質(zhì)量提升越發(fā)快速。

從20世紀(jì)50年代的光電倍增管，到1970年CCD圖像傳感器的發(fā)明，再到90年代末CMOS圖像傳感器的興起，技術(shù)不斷演進(jìn)。CMOS圖像傳感器因其小型化、低功耗和成本效益等優(yōu)勢，逐步取代了CCD成為市場主流。

市場規(guī)模上，據(jù)IDC數(shù)據(jù)顯示，2021年中國CMOS圖像傳感器行業(yè)市場規(guī)模為848.6億元，預(yù)計(jì)到2026年將增長至1247.7億元人民幣，其中消費(fèi)電子領(lǐng)域的應(yīng)用比例最高，達(dá)到73%。技術(shù)進(jìn)步和市場需求的增長推動(dòng)了行業(yè)的快速發(fā)展，特別是在智能手機(jī)、安防監(jiān)控、汽車電子和機(jī)器視覺等應(yīng)用領(lǐng)域。

但市場的穩(wěn)定增長背后，是高度集中的市場。以索尼為代表的企業(yè)，長期占據(jù)全球CIS領(lǐng)域主要市場份額。但隨著智能手機(jī)、車載攝像頭、醫(yī)療內(nèi)窺鏡等需求的增加，加上全球貿(mào)易環(huán)境的變化，對國產(chǎn)CIS需求與日俱增。

此次晶合集成與思特威聯(lián)合推出的1.8 億像素全畫幅CMOS圖像傳感器，便為高端單反相機(jī)應(yīng)用圖像傳感器提供了更多的選擇。

值得一提的是，這款芯片是基于晶合集成自研的55nm工藝平臺(tái)，并攜手思特威共同開發(fā)光刻拼接技術(shù)，攻克了在像素陣列中拼接精度管控以及良率提升等困難，成功突破了在單個(gè)芯片尺寸上，所能覆蓋一個(gè)常規(guī)光罩的極限，同時(shí)確保在納米級的制造工藝中，拼接后的芯片依然保證電學(xué)性能和光學(xué)性能的連貫一致。

這款產(chǎn)品的試產(chǎn)，不僅標(biāo)志著光刻拼接技術(shù)在大靶面?zhèn)鞲衅黝I(lǐng)域的成功運(yùn)用，也為未來更多大靶面全畫幅、中畫幅傳感器的開發(fā)鋪平了道路。并且該產(chǎn)品還具備1.8億超高像素8K 30fps PixGain HDR模式高幀率及超高動(dòng)態(tài)范圍等性能，可兼容不同光學(xué)鏡頭，提升產(chǎn)品在終端靈活應(yīng)用的適配能力，可以為超高像素全畫幅CIS領(lǐng)域提供除索尼外更多一種選擇。

除了可以應(yīng)用在相機(jī)領(lǐng)域外，比如在醫(yī)療內(nèi)窺鏡領(lǐng)域也將有望得到廣泛應(yīng)用。國內(nèi)的內(nèi)窺鏡在CIS技術(shù)的發(fā)展下，已經(jīng)由過去的標(biāo)清向著4K過渡，目前大多數(shù)國產(chǎn)內(nèi)窺鏡研發(fā)廠商選擇以4K技術(shù)作為首要的技術(shù)突破點(diǎn)。但隨著晶合集成CIS芯片的發(fā)布，有望將國產(chǎn)內(nèi)窺鏡推向8K分辨率，在清晰度和色彩還原度上可以達(dá)到甚至超過進(jìn)口品牌的水平。

國產(chǎn)CIS正在快速崛起

得益于其在各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的廣泛需求以及技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步，CIS市場呈現(xiàn)出穩(wěn)定增長的趨勢。中國市場尤其表現(xiàn)出了強(qiáng)勁的增長勢頭，并在全球市場中占據(jù)了重要的地位。

據(jù)研究機(jī)構(gòu)Frost&Sullivan預(yù)測，2024年，全球智能手機(jī)后置多攝滲透率將提升至91%，在手機(jī)市場進(jìn)入存量競爭后，攝像頭數(shù)量的增加將直接帶動(dòng)CIS市場需求的上升。而索尼長期以來一直是全球最大的智能手機(jī)CIS供應(yīng)商，在2021年上半年占據(jù)了約42%的市場份額.

但國產(chǎn)CIS廠商近幾年發(fā)展迅速，如被韋爾收購的豪威科技本身便是一家專注于CIS技術(shù)的半導(dǎo)體公司，已經(jīng)推出了2億像素的高分辨率傳感器，進(jìn)入到高端手機(jī)市場，達(dá)到與三星相當(dāng)?shù)乃?。已?jīng)形成了50MP CIS市場的全系列產(chǎn)品布局，包括OV50H、OV50E、OV50A、OV50D等。其中OV50H傳感器已先后被應(yīng)用于小米14系列、iQOO 12系列上。

此外，思特威在2022年也推出了50MP產(chǎn)品SC550XS和52MP產(chǎn)品SC520XS，進(jìn)入高分辨率手機(jī)CIS市場。近期更是推出了手機(jī)應(yīng)用系列13MP分辨率1/3.06英寸圖像傳感器新品——SC130HS，具有高性能、低功耗、小尺寸等特點(diǎn)，目前已接受送樣，預(yù)計(jì)將于2024年Q3實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

格科微也在2023年底宣布轉(zhuǎn)型為Fab-Lite模式，并發(fā)布了單芯片5000萬像素CIS，挑戰(zhàn)索尼等國際廠商的市場地位。

除了智能手機(jī)CIS外，汽車CIS更是競爭激烈，資料顯示，CIS為車載攝像頭模組核心感光芯片，是影響攝像頭成像性能的關(guān)鍵，占據(jù)攝像頭模組物料成本的50%以上。有機(jī)構(gòu)預(yù)測，2025年全球車載CIS市場規(guī)模將從2021年的19.1億美元增長至32.7億美元，CAGR為15.4%，國產(chǎn)新勢力車廠ADAS升級領(lǐng)先行業(yè)，為本土CIS產(chǎn)業(yè)帶來發(fā)展機(jī)遇。

國內(nèi)廠商如豪威推出了小尺寸、低功耗圖像傳感器OX08D10，這款傳感器采用了TheiaCel技術(shù)，擁有800萬像素，可以為ADAS和自動(dòng)駕駛的車外攝像頭提供更高的分辨率和圖像質(zhì)量，從而提升汽車安全性。

思特威作為國內(nèi)少數(shù)能夠提供車規(guī)級CIS解決方案的廠商，公司已針對車載影像類、感知類與艙內(nèi)三大應(yīng)用場景累計(jì)發(fā)布了10余款產(chǎn)品，涵蓋了1MP-8MP分辨率的汽車感知與影像細(xì)分應(yīng)用需求。根據(jù)Yole數(shù)據(jù)顯示，2022年思特威在車載CIS領(lǐng)域，已經(jīng)位居全球第四，國內(nèi)第二位。

不僅是CIS本身，在封裝上，如華天科技提供了基于TSV的CIS晶圓級封裝技術(shù)，在提升圖像傳感器性能和功能集成度方面具有顯著優(yōu)勢。如今加上晶合集成在CIS芯片上的制造能力，讓國產(chǎn)CIS技術(shù)實(shí)力快速逼近國際大廠，為海內(nèi)外企業(yè)提供更多的選擇。

總結(jié)

CIS領(lǐng)域過去一向是索尼、三星的專場，但隨著國內(nèi)企業(yè)近幾年來不斷發(fā)力，讓市場格局有了巨大的變化。這些企業(yè)不僅在國內(nèi)市場上獲得了認(rèn)可，也在國際市場上展現(xiàn)出強(qiáng)大的競爭力。例如，豪威科技的CIS產(chǎn)品已經(jīng)被多家國產(chǎn)手機(jī)廠商采用，用于提升手機(jī)的影像性能。伴隨著晶合集成與思特威聯(lián)手打造的新款產(chǎn)品推出，國內(nèi)CIS技術(shù)實(shí)力將進(jìn)一步拉近與海外企業(yè)的差距，甚至與之分庭抗禮。