發布日期：2022-10-09 點擊率：118
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原標題：2019 年中國 CMOS 傳感器行業概覽：深度解密CMOS圖像傳感器（附下載）
CMOS 傳感器是利用 CMOS 工藝進行加工制造的固態圖像傳感器，可實現視覺信息的讀取轉換及視覺功能的擴展，并提供直觀、真實、多層次、多內容的可視圖像信息，廣泛應用于手機、數碼相機、汽車、安防及醫療等領域。未來， 智能監控、 自動駕駛汽車等領域的興起將為 CMOS 傳感器提供更多的生存土壤，助推 CMOS 傳感器行業快速發展。
中國 CMOS 傳感器行業市場
1、 中國 CMOS 傳感器行業定義及分類
CMOS 是一種制造大規模集成電路芯片的技術或利用此技術制造的芯片，CMOS 芯片是組成 CMOS 數字集成電路的基本單元。CMOS 傳感器是利用 CMOS 工藝進行加工制造的固態圖像傳感器，可實現視覺信息的讀取轉換及視覺功能的擴展，并提供直觀、真實、多層次、多內容的可視圖像信息，廣泛應用于手機、數碼相機、汽車、安防及醫療等領域。
CMOS 傳感器按像素陣列單元結構不同可分為無源像素型 CMOS 傳感器（PPS） 、有源像素型 CMOS 傳感器（APS）和數字像素 CMOS 傳感器（DPS） ：
▲CMOS 傳感器產品分類（按像素陣列單元結構）
無源像素型 CMOS 傳感器（PPS）：
20 世紀 90 年代初，第一代 CMOS 傳感器——無源像素型 CMOS 傳感器進入中國市場。無源像素型 CMOS 傳感器（PPS）由一個反向偏置的光敏二極管和一個開關管構成。無源像素單元結構簡單、像素填充率高且量子效率高，但受傳輸線電容大等因素的影響，無源像素型 CMOS 的信噪比低、成像質量差，并且伴隨像素個數的增加，讀出噪聲加大，是早期 CMOS 傳感器多選用的一類結構，目前 CMOS 傳感器行業的領先供應商豪威科技有限公司旗下產品仍以無源像素型 CMOS 傳感器為主。
有源像素型 CMOS 傳感器（APS）：
有源像素型 CMOS 傳感器作為第二代 CMOS 傳感器，大幅度改善了 CMOS 傳感器的讀出噪聲、數據讀出速度。有源像素型 CMOS 傳感器（APS）的像素內部通常包含一個有源器件，即每組像素頂端裝有一個放大器，該放大器在像素內部起放大或緩沖效果，具有良好的消噪功能。有源像素型 CMOS 傳感器是目前市場的主流選擇，其每一個像素均會連接一個放大器及 ADC 電路，放大器僅在讀出期間被激活，因此有源像素型 CMOS 傳感器相對其他類型固態圖像傳感器的功耗較小。
APS 可進一步劃分為光敏二極管型 APS 和光柵型APS：①光敏二極管型 APS 的量子效率更高，輸出圖形信號質量較優，讀出噪聲通常為75~100 個電子，此結構適用于中低檔應用場景；②光柵型 APS 結構可有效控制固定圖形噪聲，讀出噪聲多為 10~20 個電子，但光柵型 APS 制作工藝復雜，與傳統的 CMOS 制作工藝有所區別，并且量子效率較低，整體優勢不明顯。有源像素型 CMOS 傳感器技術較為成熟，是圖像傳感器市場的主流選擇。
數字像素 CMOS 傳感器（DPS）：
20 世紀末，美國斯坦福大學發明 DPS CMOS 傳感器，即利用像素級模數轉換器及存儲單元，捕捉光信號后直接將其轉換為數字信號輸出，解決 CCD 圖形傳感器在處理動態范圍和色彩真實性方面不足的問題，降低信號在像素排列中的衰減和干擾從而提升成像質量。
CMOS 傳感器根據感光元件安裝位置不同可分為：前照式（FSI） 、背照式（BSI）及堆棧式（Stack）：
▲CMOS 傳感器產品分類（按感光元件安裝位置）
前照式（FSI）：傳統的 CMOS 傳感器多采用前照式結構，即自上而下分別是透鏡層、線路層及感光元件層。采用 FSI 結構的 CMOS 傳感器當光線到達感光元件層時須經過線路層的開口，易造成光線損失。
背照式（BSI） ：背照式 CMOS 傳感器是將感光元件層更換位置至線路層的上方，感光層僅保留感光元件的部分邏輯電路，促使光線可直接到達感光元件層，從而減少光線反射等因素帶來的光線損失。與前照式 CMOS 傳感器相比，背照式 CMOS 傳感器的感光效果顯著提升，但生產工藝難度大且成本較高。
堆棧式（Stack） ：堆棧式結構是在背照式基礎上的改良，將所有線路層移至感光元件的底層，縮小了芯片的整體面積，此外，感光元件周圍的邏輯電路也相應移至底層，可有效抑制電路噪聲從而獲取更優質的感光效果。堆棧式 CMOS 傳感器的制作工藝與成本高于 BSI 結構的 CMOS 傳感器，對生產企業的技術水平要求極高。
2、中國 CMOS 傳感器行業發展歷程
1970 年，世界上首塊 CCD 傳感器誕生于美國貝爾實驗室，此后 CCD 傳感器憑借其高量子效率、高靈敏度、低噪音等優勢迅速成為圖像傳感器市場的主導。CMOS 傳感器誕生時間稍晚于 CCD 傳感器，由于早期性能不足以及像元尺寸過大在市場上難以與 CCD 傳感器抗衡，但伴隨大規模集成電路技術和 CMOS 工藝水平的提高，CMOS 傳感器低功耗、體積小、集成度高等優勢開始凸顯，并逐步取代 CCD 傳感器成為市場主導產品，截至 2018年，CMOS 傳感器市場銷售額占整個圖像傳感器市場銷售額的比例已超過 90%。
相比于日本、韓國等發達國家，中國 CMOS 傳感器行業起步稍晚，技術水平較低，主要集中于中低端產品市場。中國 CMOS 傳感器行業由起步至今可分為兩個發展階段：
▲中國 CMOS 傳感器行業發展歷程
萌芽期（2000~2007 年） ：21 世紀初，中國企業逐漸意識到 CMOS 傳感器的重要性，開始引入世界先進 CMOS傳感器技術進行學習研發，以格科微電子有限公司為首的中國本土CMOS 傳感器設計企業于 2003 年起先后成立。2004 年，中國第一顆可量產的 CMOS 傳感器誕生，打破了 CMOS傳感器行業被海外產品壟斷的市場格局。
2007 年， 全球 CMOS 傳感器技術趨于成熟， CMOS傳感器銷售額占整個圖像傳感器銷售額比例的 50%以上， 逐步替代 CCD 傳感器成為圖像傳感器市場的主流選擇，在此背景下，圖像傳感器應用廠商開始調整需求方向，中國 CMOS傳感器市場也迎來了長足發展。這一時期，中國 CMOS 傳感器主要集中于圖像傳感器應用領域的低端市場，并且市場份額受 CCD 傳感器擠壓嚴重，難以形成穩定的市場需求，缺乏成熟的商業模式。
成長期（2008 年至今） ：2007 年以后，中國政府相繼頒布《當前優先發展的高技術產業化重點領域指南》、 《國家集成電路產業發展推進綱要》等集成電路領域的鼓勵政策，為 CMOS 傳感器大規模批量生產提供工業基礎。
成熟的有源像素型 CMOS 傳感器技術受到圖像傳感器市場的廣泛認可，2012 年全球市場占比已超過 70%，中國 CMOS 傳感器市場呈快速發展趨勢。由于 CMOS傳感器規模效應顯著，屬于可大規模批量生產的半導體產業，而中國本土 CMOS 傳感器供應商缺乏前期投入基礎，產品技術水平與世界領先企業相差較大，因此這一時期市場主要由索尼集團、豪威科技、三星集團等外資企業主導。
2016 年，全球 CMOS 傳感器領先的供應商豪威科技被中信資本控股有限公司以 19 億美元收購，成為由中國資本控股的 CMOS 傳感器設計企業，極大地填補了中國產品供應商在 CMOS 傳感器高端市場的空白。此時期，伴隨中國拍照手機、安防、車載等領域的快速發展以及 CMOS 生產工藝逐漸成熟，CMOS傳感器市場發展迅速，預計未來在智能終端市場穩定增長的背景下，中國 CMOS 傳感器市場將進入穩定發展期。
3、 中國 CMOS 傳感器行業產業鏈
中國 CMOS 傳感器行業的產業鏈可以分為三部分：產業鏈上游市場參與者為晶圓代工廠、封裝測試廠商；產業鏈中游環節的參與主體是 CMOS 傳感器芯片設計企業，負責提供圖像處理解決方案；產業鏈下游環節由模組廠商、系統廠商及終端廠商組成 。
▲中國 CMOS 傳感器行業產業鏈
CMOS 傳感器上游環節的參與者為晶圓代工廠、封裝測試廠商。
晶圓代工廠負責實現中游 CMOS 傳感器芯片設計企業提供的產品方案，即對芯片進行制造與加色。目前芯片制造環節中，硅片及光刻原材料供應主要依賴日系企業，日系企業的原材料供應占比達到 50%。由于芯片制程工藝較難及晶圓廠投資資金較大，中國 CMOS 傳感器設計企業普遍缺少生產加工能力，通常將完整的產品設計方案交由晶圓代工廠進行加工，導致了中國 CMOS 傳感器產業鏈中游參與者較依賴于海外廠商，議價能力受晶圓代工廠限制。
臺積電是全球領先的晶圓代工廠，其憑借先進的生產工藝于 2017 年占據全球接近60%的市場份額，并且臺積電已經在中國內地投資設廠，中國本土 CMOS 傳感器設計企業多數趨向采用臺積電作為晶圓代工廠。基于中國政府對集成電路扶持及外資企業對中國集成電路市場的信心，大量外資廠商到中國獨資建設晶圓廠或與中國企業進行合作，根據國際半導體協會（SEMI）的統計，2017 年全球新建晶圓廠 19 座，其中中國大陸擁有 10 座。因此， 在 CMOS 傳感器芯片上游制造環節中， 伴隨芯片制造工業技術進步及晶圓廠不斷增多，其議價能力將會持續下降。
芯片封裝測試是整個芯片制造流程的最終環節， 對晶圓代工廠加工制造完成的芯片進行安裝、固定、密封及性能測試，便于芯片的進一步安裝與運輸。相比于晶圓代工及中游環節的 CMOS 傳感器設計流程，芯片封裝測試對技術需求相對較低，具有勞動密集的特點，生產規模及成本管控決定封裝測試廠商的行業競爭力。當前以長電科技、華天科技及通富微電為首的中國封裝測試廠商在國際市場極具競爭力，其中長電科技在 2018 年全球前 10 大委外封測廠中排名第三，中國在 CMOS 傳感器芯片封裝測環節具有廉價勞動力優勢，封裝測試行業發展勢頭較好。
CMOS 傳感器產業鏈下游環節由模組廠商、系統廠商及終端廠商組成。
模組廠商負責將系列相互關聯的 CMOS 傳感器芯片進行組合， 使其可以嵌入智能手機、安防監控等設備中，滿足終端廠商的產品多功能集成需求。
與封裝測試相同，模組對技術需求相對較低，勞動力需求突出，因此中國的模組廠商通常為產業鏈中游環節的 CMOS 傳感器設計企業提供包括產品的封裝測試及模組等一站式服務，議價能力較低。系統廠商是負責為終端廠商提供系統應用的企業，CMOS 傳感器在應用于終端廠商的產品前，需由系統廠商打開并調試合適的系統接口。
終端廠商對 CMOS 傳感器產品具有直接需求，涉及領域包括智能手機、安防監控、汽車車載、工業及醫學領域等。以智能手機領域為例，隨著手機產品為增強圖像質量而采用多攝像頭方案，CMOS 傳感器迎來了新的增長浪潮。
2017 年，手機攝像頭用傳感器占 CMOS傳感器銷售的 62%。通過采訪擁有 10 年以上行業經驗的專家了解，中國智能手機行業正逐漸趨于飽和，預計未來五年 CMOS 傳感器的手機應用市場將會有所下滑，安防監控與汽車車載應用將會成為 CMOS 傳感器增長重點關注的細分領域。
中國 CMOS 傳感器行業的商業模式主要可以分為 Fabless 和 IDM 兩種。
Fabless 模式是指 CMOS 傳感器設計企業缺乏生產加工能力，主營 CMOS 傳感器芯片設計業務，將芯片生產加工環節外包于晶圓代工廠。企業主要進行 CMOS 傳感器芯片的設計工作，之后將設計方案提供給晶圓代工廠進行制造加工，加工完成的產品交由封裝測試廠商進行芯片封裝和性能測試，代表廠商有豪威科技、格科微等。
IDM 模式是指企業業務涵蓋了 CMOS 傳感器芯片設計、芯片制造、芯片封裝測試整個流程，甚至延伸至下游市場銷售等職能，具有資源整合優勢，可縮短產品開發到產品落地的時間。
同時，采用 IDM 模式的企業多數擁有獨立的 IP 開發部門，在產品的技術研發及積累方面具備較強的優勢。IDM 模式是當前盈利較高的商業模式， 對企業的綜合實力要求頗高，當前行業的頭部企業基本采用 IDM 模式，可實現全產業鏈上下游滲透，代表企業有索尼、三星等。
CMOS 傳感器出色的產品性能更貼合生產企業的需求，2017 年，全球 CMOS 傳感器銷售額占整個圖像傳感器銷售額的 89%，伴隨 CMOS 傳感器產品性能的進一步優化，有望全面替代 CCD 傳感器市場。
過去五年，中國 CMOS 傳感器行業呈上升趨勢，由 2014 年的228.3 億元上升至 2018 年的 376.8 億元，年復合增長率達 13.3%。未來，智能監控、自動駕駛汽車等領域的興起將為 CMOS 傳感器提供良好的市場發展環境，助推 CMOS 傳感器行業快速發展，預計至 2023 年，中國 CMOS 傳感器市場規模將達到 573.5 億元。
▲中國 CMOS 傳感器行業市場規模（以銷售收入計），2014-2023 年預測
未來中國 CMOS 傳感器市場規模持續穩定增長主要受到以下因素驅動：
（1）CMOS 傳感器憑借集成度高、低成本及低功耗等產品優勢將取代 CCD 傳感器等成為圖像傳感器市場的主流選擇；
（2）CMOS 傳感器作為智能手機攝像頭的關鍵部件，多攝方案的流行將會推動新一輪 CMOS 傳感器市場需求的增長；
（3）中國連續出臺鼓勵政策推動半導體行業的發展，CMOS 傳感器作為半導體行業下的基礎產業，將會受到政策紅利驅動；
（4） CMOS 傳感器下游行業的應用在安防監控、 汽車車載等領域尚存較大的提升空間，為 CMOS 傳感器的應用提供較為廣闊的市場發展前景。
中國 CMOS 傳感器行業驅動因素
1、CMOS 傳感器出色的產品性能
CMOS 傳感器具備出色的產品性能，更符合現代企業的生產需求，將取代 CCD 傳感器成為市場的主流選擇。圖像傳感器是目前市場需求較高的半導體產品之一，圖像傳感器主要分為 CMOS 傳感器與 CCD 傳感器兩大類，二者均是利用感光二極管發生光電轉換，進而將圖像轉換為數字信號后生成圖像，主要差異體現在二者對于不同數字信號的傳送方式不同。相比于 CCD 傳感器，CMOS 傳感器具有以下優點：
功耗低 ：
CCD 傳感器圖像采集方式為被動式， 通常需外加 12-18V 電壓移動每個像素中的電荷，功耗較高。與 CCD 傳感器相反，CMOS 傳感器多采用主動式像素結構，感光二極管產生的電荷可直接由晶體管放大輸出，其功耗約占 CCD 傳感器的 12.5%-20%。
生產成本低 ：
CCD 傳感器采用電荷傳遞方式傳送數據，其制造工藝復雜、成品率低，任一像素停止工作后將阻礙傳輸整排像素的數據，并且 CCD 傳感器難以使用當前半導體集成電路主流的CMOS 生產線，生產成本較高。而 CMOS 傳感器采用的 CMOS 制造工藝在半導體電路設計中應用廣泛，制造過程相對容易且生產成本低。
集成度高 ：
如上所述，由于 CCD 傳感器復雜的制作工藝，并且 CCD 感光元件本身無法與周邊電路完成整合，從而導致外圍電路復雜，難以實現整個模塊的小型化。廣泛應用的 CMOS 制造工藝可促使 CMOS 傳感器相對容易的將周邊電路集成至芯片中， 實現產品小型化。CMOS傳感器集成度高的特點可有效解決生產商批量生產傳感器的難題。
讀取速度快 ：
CCD 傳感器需要所有的電荷通過統一的電路轉換并輸出，影響讀取速度。CMOS 傳感器在采集光信號的同時即可讀取電信號，并能及時處理各單元的圖像信息，相比 CCD 傳感器速度較快。
更高的寬動態范圍：
CMOS 傳感器采用搭配 DPS 技術的方式，動態范圍通常超過 CCD 傳感器的 50%，有效解決 CCD 傳感器在處理動態范圍和色彩真實性方面的不足，提升成像質量。
與傳統圖像傳感器市場的主流選擇 CCD 傳感器相比， CMOS 傳感器適合大規模生產工藝，可滿足企業批量生產要求，單位成本低于 CCD 傳感器的 1%，并且 CMOS 傳感器將圖像采集單元及信號處理單元集成至一塊基板，在縮小體積的同時保持著低功耗優勢，適用于移動設備和各類小型化設備。CMOS 傳感器出色的產品性能更貼合生產企業的需求，將催動行業快速發展并逐漸取代 CCD 傳感器。
2、多攝手機方案的流行拉動市場需求 ：
多攝手機方案可實現更高的拍照效果以及更多的拍照功能，進而拉動 CMOS 傳感器市場需求。智能手機行業是 CMOS 傳感器重要的下游應用市場，2017 年全球智能拍照手機CMOS 傳感器應用市場占 CMOS 傳感器總體市場銷售比例的 62%。中國是智能手機用戶大國，2018 年智能手機用戶數量已超過 13 億人次，位居全球第一。
伴隨科技的發展智能手機的功能也日益豐富， 在眾多的手機功能中拍照功能已經成為消費者較為重視的功能甚至成為消費者購買手機的主要考慮因素。雙攝鏡頭的搭配可突破單攝像頭瓶頸限制，實現像素的提升及感光面積的增加，利用硬件結合算法從而接近單反相機的性能。為追求更優質的拍照效果，智能手機搭配雙攝像頭方案日趨流行，將大幅提升 CMOS 傳感器市場需求。
雙攝像頭方案早在 2007 年即已應用于智能手機行業，主要是為 3D 手機提供 3D 拍攝服務，以 2011 年 HTC 發布的首款 3D 手機 G17 為例，其搭配了兩顆 500 萬像素后置鏡頭，可直接拍攝裸眼 3D 視頻。
此后，智能手機廠商相繼探索雙攝方案的可行性，2016 年蘋果發布 iPhone 7 Plus，其采用一顆長焦鏡頭搭配一顆廣角鏡頭的雙攝方案，極大地提升拍照質量，至此雙后置鏡頭成為智能手機的標配。2018 年 3 月，華為發布全球首款徠卡后置三攝手機 P20 Pro，自此引發了手機配備多攝方案的潮流，三攝像頭方案的實施將進一步提升手機的拍照性能，實現更多的拍照功能。
2018 年，中國智能手機出貨量 4.1 億部，同比下降 13.9%（圖 3-1） ，智能手機市場的滲透已接近飽和，中國智能手機正由增量時代逐步邁向存量替換時代。因此， 巨大的智能手機存量市場以及日益增長的多攝需求將推動新一輪 CMOS 傳感器市場需求的增長。
▲中國智能手機出貨量，2014-2018 年
3、 下游行業應用發展空間廣闊
CMOS 傳感器下游行業的應用在安防監控、汽車車載等領域尚存較大的提升空間，為CMOS 傳感器的應用提供較為廣闊的市場發展前景。CMOS 傳感器在安防監控及汽車車載領域的應用主要如下：
安防監控領域 。自 2012 年起，以索尼、豪威科技為首的全球 CMOS 傳感器廠商開始重視開拓安防監控市場，至 2018 年中國安防領域 CMOS 傳感器市場規模已超過 10 億元，安防監控領域將成為 CMOS 傳感器重要的細分市場。安防監控依賴圖像傳感器獲取視覺信息，伴隨安防智能化的發展，行業產品需求已由“看清”開始往“看懂”方向轉變，對體積小、讀取速度快的 CMOS 傳感器產品需求不斷增長。
近五年智能安防市場增長迅速，由 2014 年 21.0 億飛速增長至 2018 年 300.0 億（圖 3-2） ， 為 CMOS 傳感器提供充足的生長土壤， 驅動 CMOS傳感器行業快速發展。
▲中國智能安防行業市場規模，2014-2018 年
汽車車載領域 。汽車車載領域是 CMOS 傳感器未來應用的重要方向之一， CMOS 傳感器廣泛應用于汽車倒車影像、防碰撞系統等方面，而伴隨自動駕駛技術的發展，汽車廠商為實現更高級別的自動化水平，滿足車輛對感知、決策和執行環節更高的技術要求，將會為自動駕駛車輛配備更多的攝像頭。
以特斯拉和通用汽車為例，特斯拉 L2 級別自動駕駛解決方案 Autopilot 2.0配備 8 個攝像頭；通用汽車 L4 級別自動駕駛解決方案 Cruise 無人車搭載了 16 個攝像頭， 而每個車載攝像頭均需要 CMOS 傳感器為支撐部件。在中國政府的政策支持下，自動駕駛汽車行業呈飛速發展態勢，相應帶動車載攝像頭市場穩定發展。截至 2018 年，中國車載攝像頭市場規模已達 38 億元（圖 3-3） ，不斷上升的車載攝像頭市場規模將推動 CMOS 傳感器市場快速發展。
▲中國車載攝像頭行業市場規模，2014-2018 年
中國 CMOS 傳感器行業制約因素
資金短缺限制行業進一步發展 。中國 CMOS 傳感器研發設計企業普遍缺少資本支持，面臨資金短缺的難題。CMOS 傳感器技術的研發與設計需要在人員、工藝開發、芯片設計、芯片試制、芯片封裝測試等環節投入大量的資金，并且 CMOS 傳感器芯片從研制、測試、量產到銷售的投資周期較長，每個環節均需要企業墊付資金保證交易平穩落地， 任何環節發生交易停滯或資金落位不及時均易造成企業面臨資金鏈斷裂等風險。
同時，中國 CMOS 傳感器產品技術落后于國際廠商，高端市場多被國際領先企業所壟斷，本土生產設計企業想要打破市場壁壘，需要長期投入資金進行技術積累，重視企業產品研發投入。
此外，全球集成電路行業的發展呈現周期性波動的特點，集成電路技術的進步、產品功能的提高及成本的降低與摩爾定律預測相吻合，即集成電路的集成度和產品性能每 18 個月至 24 個月內增加一倍，而成本則快速下降，導致行業產品更新換代速度快、產品生命周期短、 市場競爭激烈， 需要持續投資資金維持企業創新研發， 及時適應下游消費者的需求變化。因此，大量資金投入是行業快速發展的必備條件之一，目前企業面臨大面積資金短缺情況阻礙了行業進一步發展。
研發能力不足，核心人才短缺 。與發達國家相比，現階段中國的 CMOS 傳感器行業面臨產品研發能力不足、技術人才短缺現象。CMOS 傳感器芯片是一種集成光學、色彩學、低功耗數模混合電路、低功耗圖像處理電路以及高速接口電路為一體的復雜光電一體化芯片系統， 對企業制造工藝的要求和理解極高，需要企業長年的技術積累作為支撐，而中國 CMOS 傳感器行業起步稍晚，技術劣勢較為明顯，因此中國 CMOS 傳感器供應商難以保證生產產品的品質、性能及穩定性，不利于行業的快速發展。
2018 年 8 月中國電子信息產業發展研究院和工信部共同發布《中國集成電路產業人才白皮書（2017-2018） 》， 數據顯示截至 2017 年底， 中國集成電路行業現有人才存量約為 40萬人，人才缺口達 32 萬人，中國集成電路人才需求為 10 萬人左右。與此同時，在中國每年高校集成電路專業領域畢業生人才中， 僅有不足 3 萬人進入集成電路行業就業， 導致了集成電路專業人才呈現稀缺狀態。
由于集成電路芯片設計行業是知識密集型行業，CMOS 傳感器行業作為集成電路芯片設計行業下的基礎產業，對于高端人才需求較大。此外行業在CMOS 傳感器工藝、像素設計、數字圖像處理等關鍵技術節點上缺少高層次研發人才，造成中國本土 CMOS 傳感器設計企業創新能力較差、缺乏核心技術，在標準、專利和知識產權等方面均受國際廠商制約，致使企業在國際市場競爭力較弱，僅能在中低端市場占有一席之地。
中國 CMOS 傳感器行業相關政策法規
2011 年以來， 國務院、 科技部、 工信部等多個部門發布多項產業政策， 以加大對 CMOS傳感器行業的支持力度、規范 CMOS 傳感器行業生產工藝標準，實現中國 CMOS 傳感器行業健康發展 。
2011 年 1 月，國務院頒布《進一步鼓勵軟件產業和集成電路產業發展的若干政策》（以下簡稱“《鼓勵政策》”） ，指出要充分利用多種資金渠道，大力支持 CMOS 傳感器行業中基礎軟件、高端芯片、集成電路裝備等關鍵技術的研發工作，發揮國家科技重大專項在CMOS 傳感器行業科研中的引導作用。
與此同時， 《鼓勵政策》還提出要完善 CMOS 傳感器產業鏈，對符合條件的硬件測試、關鍵專用材料企業及基礎元件制造企業給予企業所得稅優惠。此項政策的頒布不僅為 CMOS 傳感器行業指明了發展方向，還通過企業稅收優惠引導 CMOS 傳感器生產企業進行產業結構調整，降低企業創新成本。
2014 年 6 月，工信部發布《國家集成電路產業發展推進綱要》（以下簡稱“《推進綱要》”） ，提出到 2020 年，CMOS 所處的集成電路產業與國際先進水平的差距逐步縮小，全行業銷售收入年均增速超過 20%，企業可持續發展能力大幅增強。
到 2030 年，集成電路產業鏈主要環節達到國際先進水平，一批企業進入國際第一梯隊，實現跨越發展。《推進綱要》同時指出，為配合 CMOS 傳感器等行業持續高質量發展，將形成以中央財政資金為引導，發揮財政資金杠桿作用，大型企業、金融機構及社會資金為主體的產業基金，為行業發展注入資金動力。
2017 年 4 月，科技部印發《“十三五”先進制造技術領域科技創新專項規劃》（以下簡稱“《專項規劃》”） ， 要求 CMOS 傳感器行業等制造企業通過應用嵌入式軟件、 微電子、互聯網、物聯網等信息技術，提升產品智能化程度和研發設計、生產制造、經營管理的智能化水平，打造高端產品和裝備，占據產業制高點。此外， 《專項規劃》要求相關部門做到為CMOS 傳感器企業制造過程優化和經營管理決策提供有效支撐，促進企業對市場、用戶的精準供給和企業間的資源分享利用。
2018 年 12 月，工信部編制并發布《重點新材料首批次應用示范指導目錄（2018 年版） 》（以下簡稱“《指導目錄》”） ，確定共 166 種需要重點發展的新型材料，其中制造CMOS 傳感器所需的多晶硅、集成電路用光刻膠及其關鍵原材料和配套試劑均被列入。《指導目錄》指出，將大力發展目錄中收錄的重點材料相關行業，在資金、政策等方面對這些行業傾斜，實現重點行業的技術革新。伴隨多項部件實現重點科研攻關，CMOS 傳感器整體制造水平將相應轉型升級，躋身世界領先水平。
▲中國 CMOS 傳感器行業相關政策法規
中國 CMOS 傳感器行業市場趨勢
1、 技術升級滿足多場景應用
伴隨人工智能、物聯網等技術的飛速發展，智能家居、智能監控、智能汽車等領域的興起為 CMOS 傳感器提出更高的產品要求。
通過采訪擁有 10 年以上行業經驗的專家了解，未來面向新興領域的需求差異，CMOS 傳感器應升級產品技術以滿足多場景應用，包括改善極端條件下的性能體驗，如接近黑暗夜晚的低光照水平、高速狀態下的成像水平及針對特定應用集成更多的功能。因此 CMOS 傳感器需要迎合市場變化的需求，在以下方面著重提高：
追求更高的分辨率和幀率 ：
CMOS 傳感器的每個像素均比 CCD 傳感器復雜，其像素尺寸難以達到 CCD 傳感器的水平，在相同尺寸下比較 CCD 與 CMOS 傳感器的分辨率，CCD 通常優于 CMOS 傳感器。但 CCD 傳感器需要通過增加成本、降低畫質或加大功耗的方式來提升分辨率，不是生產企業理想的產品選擇，而 CMOS 傳感器依靠其應用廣泛的制程工藝，可克服空間限制，利用較大尺寸的感光面積以獲取更豐富的光源來提供更清晰的圖像。
未來，在 5G 技術、千兆以太網及光纖普及的背景下，H.265 技術標準及解決方案的推出將有效解決市場對 CMOS 傳感器生成高清圖像的要求，更高的分辨率和幀率將成為 CMOS 傳感器的短期發展方向。
多功能集成和智能化發展趨勢 ：
傳統的圖像傳感器局限于獲取被攝對象的圖像， 圖像的傳輸和處理工作需要由其他單獨的硬件或軟件來完成。CMOS 傳感器集成度較高，未來以系統級水平來設計產品，將滿足下游企業多功能集成應用需求，并聚焦智能制造、智慧生活、汽車電子等應用行業，加速推進 CMOS 智能傳感器的產品研發和推廣應用。
支持寬動態技術以及低照度場景應用 ：
CMOS 傳感器支持寬動態技術可在明暗對比強烈的場景下獲取較為清晰的圖像光照細節，未來在高清視頻監控、高清攝像機等領域將獲得廣泛應用。當前，高幀率 CMOS 傳感器多是通過后端處理器進行多幅圖像疊加實現寬動態效果，對處理器性能要求極高，未來支持寬動態技術的 CMOS 傳感器將減少此環節從而降低生產成本。
除此之外，夜間拍攝將是CMOS 傳感器下一步重要應用場景，例如智能手機的消費人群對夜間輸出高質量彩色圖像的需求在不斷上升， 實現此目標的關鍵在于提升 CMOS 傳感器的感光能力與噪聲控制水平，可利用堆柵式或背照式 CMOS 技術改變像素排列以取得較為優質的低照效果。
2、 產品本土化提升
通過訪談擁有 10 年以上行業經驗的專家介紹，CMOS 傳感器是半導體行業的重要一環，其作為電子信息和精細化產業的交叉行業，具有技術密集的特點。中國 CMOS 傳感器市場集中度高，目前主要被日本、韓國和美國企業壟斷，中國 CMOS 傳感器行業起步晚，本土 CMOS 傳感器廠商技術水平較為落后且集中在中低端應用領域，伴隨 CMOS 傳感器產品技術的進一步升級，將推動本土化進程加快。
近年，中國工業企業對技術研發的重視度不斷提高，研究與試驗發展經費逐年增長，中國本土 CMOS 傳感器廠商已在部分生產工藝上取得重要突破。
在少數新興工藝研發上，中國廠商已與國際競爭廠商的起點相同，如江蘇特威電子科技有限公司突破性全球首創背照式技術應用于全局快門 CMOS 傳感器，清晰捕捉高速運動物體的同時提供更勝一籌的高靈敏度體驗，思特威于 2019 年 6 月推出的SC8238 型號的 CMOS 傳感器產品在保證部署靈活度的同時可支持 4K 分辨率，靈敏度較市場上同等光學尺寸和分辨的產品提升 30%以上。
此外，2016 年，全球 CMOS 傳感器領先的供應商豪威科技被中信資本控股有限公司以 19 億美元收購，成為一家由中國資本控股的 CMOS 傳感器設計企業，將極大地推動中國 CMOS 傳感器產品的本土化提升。
中國 CMOS 傳感器行業競爭格局分析
1、 中國 CMOS 傳感器行業競爭格局概述
中國 CMOS 傳感器行業起步較晚，行業參與企業數量較少，原因在于 CMOS 傳感器屬于可大規模批量生產的半導體產業，具有顯著的規模效應，需要 CMOS 傳感器供應商穩定的前期投入作為研發基礎，導致行業準入壁壘高。中國 CMOS 傳感器行業的競爭企業主要可分為以下三大梯隊 ：
▲中國 CMOS 傳感器行業競爭格局
第一梯隊企業是大型跨國集團索尼。索尼是全球 CMOS 傳感器行業的龍頭企業，2018 年全球市場占有率超過 50%。索尼憑借日本發達的工業技術水平及深厚的產品研發經驗積累，占據中國 CMOS 傳感器高端市場的領先地位，企業產品性能優異、規格全面及技術優勢明顯。索尼在移動設備、相機領域及安防監控等市場均有涉獵，引領整個行業的技術發展，2019 年 6 月，索尼發布全球最小的可支持 4K 分辨率的 CMOS 傳感器，即應用于安防監控領域的 IMX415 型號產品。
第二梯隊企業是以豪威科技、三星、佳能為代表國際競爭廠商。該梯隊企業市場起步早、 技術較為領先、 產品特色性顯著， 主要集中于中國 CMOS 傳感器中高端市場，通常在一些細分領域深耕多年，具體表現在以細分領域為切入點從而拓展更為廣闊的市場。例如，三星的 CMOS 傳感器產品主要服務于其手機部門，并以此為切入點逐漸向安防監控、車載電子等領域提供服務，2017 年三星的全球市場份額僅次于索尼，占據 19.1%的市場份額。
第三梯隊企業為中國少數發展歷史悠久、 技術追趕迅速的本土生產企業， 以格科微、思特威等企業為代表。此類企業通過自主研發或產學研合作等模式逐步掌握先進的CMOS 傳感器產品技術，在產品制造工藝、營銷渠道及技術水平等方面具備相應實力，長期處于中國 CMOS 傳感器中低端市場的領導地位；
當前中國 CMOS 傳感器行業集中度極高，索尼、三星及豪威科技三家企業占有中國CMOS 傳感器市場份額的 70%以上，覆蓋智能終端、安防監控及車載攝像頭等多個領域，處于中高端市場的領導地位。
未來，以格科微電子有限公司、思特威電子科技有限公司為代表的第三梯隊企業在經過連續多年的技術追趕后，憑借較低的產品成本、豐富的營銷渠道及全面的售后網絡，具備潛力取代國際競爭廠商，成為行業的頭部企業。
2、 中國 CMOS 傳感器行業代表企業分析
豪威科技有限公司（以下簡稱“豪威科技”）1995 年成立于美國加利福尼亞，是一家全球領先的數字圖像處理方案提供商，專注于提供 CMOS 傳感器的開發設計、市場推廣及系統解決方案，其 CameraChip 和 AmeraCubeChip 系列 CMOS 傳感器廣泛應用于消費級和工業級應用領域。豪威科技以全球科創中心硅谷為總部，分公司遍布十二個國家，2018年全球市占率超過 10%，是全球市場僅次于索尼和三星的 CMOS 傳感器設計企業。豪威科技研發實力出色，擁有一支超過 800 人的研發團隊，團隊核心骨干均具備十年以上的行業經驗。2016 年 2 月，豪威科技被中國資本完成聯合收購，有利于其與中國本土及亞洲客戶進一步合作。
銳芯微電子有限公司（以下簡稱“銳芯微”）2008 年 2 月成立于中國昆山市，是一家研發、銷售圖像傳感器芯片的高科技公司。銳芯微依靠成熟的 CMOS 傳感器集成電路芯片設計及制作工藝的核心技術，自主研發出一系列具有設計緊湊、芯片面積小、高靈敏度、高幀速、大動態范圍、低功耗及低成本特點的產品，適用于消費類、安防監控成像設備、微光成像、醫療設備、機器視覺、汽車夜視等多個領域。
銳芯微是國家認證的高新技術企業，2008年獲得國家科技部”科技型中小企業技術創新基金“支持，2017 年入選國家重點研發計劃研發專項、2018 年獲得”中國專利獎“。銳芯微受資本市場青睞，2008 年 9 月獲得昆山國科創投 A 輪投資 2500 萬元，2017 年 3 月，銳芯微完成 D 輪融資，由中和元集團獨立投資。
思比科微電子技術股份有限公司（以下簡稱“思比科”）成立于 2004 年 9 月，企業總部位于中國北京市，2015 年 8 月在于“新三板”掛牌上市。思比科是由歸國留學人員創辦的專門從事 CMOS 傳感器芯片設計、生產及銷售的國家級高新技術企業，專注于面向智能手機、平板電腦、可穿戴式設備、安防監控、智能汽車、醫療影像等領域使用的 CMOS 傳感器芯片的研發和銷售。思比科是中國早期從事 CMOS 傳感器芯片設計、生產的企業，技術積累出色，截至 2018 年企業已申請上百項專利，初步建立了企業專利保護體系。
思比科業界認可度較高，先后被中國科技部等部門評為“中關村知識產權重點示范企業”、“百家創新型試點企業”，承擔國家科技重大專項、科技部“863”等國家級科研項目。2016 年 10月，思比科因發展戰略調整，已從“新三板”終止掛牌退市。
在影像需求日益強勁的今天，圖像傳感器作為這其中的重要元件，也受到市場眾多企業的重視。在最初的數碼相機上，圖像傳感器得到了發展，而后逐漸延伸到了手機、安防、汽車等眾多領域。在如今工業4．0時代中CMOS傳感器的應用場景不斷豐富、終端對性能的需求不斷加碼的背景下，由于CMOS 技術有助于實現更小更具智能的系統、降低功耗，以減低量產的成本，CMOS 技術導入也隨之將衍生出新的應用范圍。所以，以往CMOS市場索尼一家獨大的情況正在發生改變，隨著中國廠商的不斷發展壯大，國產CMOS的騰飛期不遠了。
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CMOS圖像傳感器（附下載） 第2張" title="中國cmos傳感器：2019 年中國 CMOS 傳感器行業概覽：深度解密CMOS圖像傳感器（附下載） 第2張-傳感器知識網"/>
索尼是無可爭議的CIS產業龍頭企業，包括市場和技術兩方面，份額超過了第2-5名的總和，而純國內企業只有格科微和思特威能上榜。
一、索尼
就目前而言，索尼是CMOS圖像傳感器市場的絕對領導者。
不過早在2010年，索尼的圖像傳感器業務還默默無聞，市場份額僅為7%排行第六。在索尼把圖像傳感器作為其重振集團的主要業務后開始有了跨越式的發展。
2012年，索尼開發出了堆棧式BSI芯片，業績突飛猛進，份額達到了21.4%。而在2013年，索尼在中國市場大獲成功，其中13M約有7成的占有率，8M也有約3成的份額。
在那之后索尼幾乎壟斷了所有中高端手機品牌。在iPhone 4S后，蘋果就一直是索尼CMOS的大客戶。就連能夠自主生產感光元件，并且占了15%市場份額的三星，在部分設備上也采用了索尼的CMOS。
目前索尼控制著半數以上智能手機圖像傳感器市場，無論是蘋果、三星、還是華為、OPPO等品牌的高端機型無一例外的選用了索尼圖像傳感器。
此外，在2015年底索尼以1.55億美元收購東芝的圖像傳感器業務。更增強了其市場和研發能力。
目前，索尼正從汽車、安防、工業等新應用場景中尋找增長點。接下來兩年，公司將把在日本新招聘的40%工程師分配給圖像傳感器等芯片業務。并計劃三年內向圖像傳感器業務投資6000億日元(約合54億美元)，占據其所規劃資本支出的一半。
二、三星
三星是最早將數碼相機的傳感器和鏡頭移植到手機中的廠商之一，因此也自然而然成為手機圖像傳感器供應鏈中的成員。隨著手機拍照功能的普及和智能手機大潮的來臨，手機圖像傳感器的需求有了突飛猛進的增長，而三星始終是其中市場份額居于前列的供應商。
三星在2013年對外公布的ISOCELL技術是一個里程碑式的事件。相比于BSI技術，ISOCELL技術能夠減少30%的像素串擾，在設計集成化方面，ISOCELL還能夠進一步縮小相機模塊，讓手機和平板電腦變得更加輕薄。
2018年三星也緊隨索尼推出了自己的多層堆疊傳感器并應用在了S9上。
三星在2019年將加大圖像傳感器的產能，希望從索尼手中奪回一部分市場份額。其中，圖像傳感器的產能將會從每天4萬5千片提升至12萬片以上。為了達到這一目的，三星還將部分RAM產線轉換成CMOS圖像傳感器產線。
三星也正計劃進軍汽車圖像傳感器領域。
三、豪威
豪威科技成立于1995, 總部位于硅谷桑尼威爾。2000年在納斯達上市。豪威是最早進入手機CMOS傳感器的廠商之一。2016年由中信資本、北京清芯華創投資管理有限公司和金石投資有限公司組成的財團，以19億美元將豪威科技收購。交易完成后，豪威科技從納斯達克證券市場退市，成為北京豪威的下屬公司。2018年韋爾股份宣布將收購豪威科技以及北京思比科。
2003年拍照手機剛開始應用時，豪威的產品最具影響力。全球三分之一的手機攝像頭采用OV，在2011年之前，OV無疑是圖像傳感器市場的老大。
iPhone 4s之前豪威是蘋果攝像頭的供應商；自iPhone 4s開始變更供應商為索尼之后，OV位置調整到前置攝像頭。隨后手機業界也漸漸形成前置OV+后置索尼的模式。三星等廠商的崛起，OV市場份額出現了逐漸下降、日益式微。
但從技術研發層面來看，豪威科技這些年來進行大量前瞻性的研發，比如在強光照射或者黑夜星光等極端光環境下的圖像顯示。
合并完成后豪威和思比科將分割產品線，豪威主攻中高端市場，思比科深耕低端市場。
四、安森美
安森美半導體原為摩托羅拉(Motorola)旗下的半導體部門，于1999年獨立出來，總部位于美國亞利桑那州菲尼克。是全球第七大半導體公司。
安森美半導體在CMOS領域的實力主要源于它的三次并購：
2011年安森美半導體以3140萬美元完成收購賽普拉斯CMOS圖像傳感器業務部。
2014年安森美半導體以9500萬美元現金收購圖像傳感器設備制造商TRUESENSE Imaging。
2014年安森美半導體簽署以4億美元收購汽車及工業市場領先的高性能CMOS圖像傳感器供應商Aptina Imaging。
收購Aptina大幅擴充了安森美半導體的圖像傳感器業務，建立了在汽車及工業半導體市場快速增長的圖像傳感器領域的領先地位。
安森美半導體在汽車CMOS圖像傳感器領域的全球市場份額超過50%，而在先進駕駛輔助系統(ADAS)應用的全球市場份額更是約占70%。
五、格科微
格科微電子有限公司創立于2003年，目前已成為中國第七大半導體設計公司。也是創新中心的一期股東。
2004年，格科微推出中國首顆0.25微米工藝10萬像素CMOS圖像傳感器。2004年3月，格科微完成 35 萬像素 VGA 芯片設計并在中芯國際 0.18u 生產線投片。2005當年賣出了1600 萬顆芯片，銷售額達到500萬美元，實現盈利。
2008年格科微直接轉向手機圖像傳感器領域研發，并在2008年推出成本低于競爭對手20%的新產品，當年銷售了3500萬顆芯片，獲得了2000多萬美元收入。當年格科在手機圖像傳感器市場的份額從國內第三變成第一，成為全球低端圖像傳感器最大的供應商。
2012年格科微出了6億顆芯片，全球的市場份額超過了25%，成了中國市場的老大。
格科微現已全面鋪開200萬像素以上BSI產品線，在國內廠商中處于領先地位。
2018年格科微投資26億在嘉善動工建設年產12億顆芯片的產線。年營收達到了28億元。
2020 年，是風云變幻的一年，尤其是國產 IC 市場，面臨著嚴峻的挑戰，但也迎來前所未有的機遇。美國的禁售令讓國內市場不斷覺醒，IC 技術的自主創新上升到戰略層面，在資本市場和應用市場的助推下，越來越多的國產 IC 廠商脫穎而出，這些公司在國際大廠近乎壟斷的大背景下奮力尋求突破，希望能夠憑借技術創新占到自己的一席之地，蘇州納芯微電子股份有限公司就是其中一家。
納芯微成立于 2013 年，一直致力于成為傳感器、功率驅動以及接口類芯片的行業領導者和國內領先的汽車級芯片提供商。發展至今，納芯微在 MEMS、高壓隔離、混合信號鏈處理和傳感器校準等領域擁有獨立知識產權和豐富 IP 積累。
近日，在慕尼黑華南電子展期間，
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除了樓上幾位提到的
目前手機端終端的CMOS圖像傳感器的客戶公司也宣布CMOS圖像傳感器業務，例如OPPO，華為等廠商。不過目前也都沒有量產，處于研發階段。
而傳統的國內本土公司，有例如格科微，思立微，思特微，匯頂（屏下指紋），比亞迪，銳芯微等。很多初創公司就不一一列出了.
國外就很多了 Sony 三星這種是設計和制造一體的IDM，還有OV ，CISTA，Aptina等這些公司的創始人盤根錯節，有興趣的可以看看公司的發展史。
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