中国CIS的崛起

作者： 蒋思莹 

来源： 半导体行业观察

在大家看文章之前，我们必须说明一下，这篇文章并不是说中国CIS产业已经崛起。但从目前的发展现状来看，国产CIS供应商拥有很大的机会，就连知名的分析机构Yole也说，中国或有希望首先在CIS领域实现自主可控。

过去，安防和手机市场对需求极大地促进了CMOS图像传感器（CIS）的发展。尤其是智能在向多摄方向发展的过程中，更是刺激了CIS的增长——根据CounterpointResearch的报告显示，作为技术和功能集不断改进的受益者，智能手机CIS的销量在过去十年中增长了八倍，到2019年达到了45亿个。

进入到2020年以后，虽然用于智能手机的出货量出现了下滑，但CIS的增长势头仍然不减。对于这一现象，StrategyAnalytics高级分析师指出，多摄的机型进一步普及，推动了摄像头图像传感器的需求，而高像素传感器(如64MP和108MP图像)的出货量则进一步推动了图像传感器市场传感器在2020年上半年增长。

对于未来来说，由于很多终端产品都在向智能化做转型，而摄像头作为智能设备的双眼开始受到业界的关注，CIS也有了继续发展的机会。在ICinsights来看，在众多领域当中，车用CIS是CIS下游应用增速最快的市场。ADAS的发展，将促生大量的CIS需求。

这种市场需求，更是让CIS出现了供货紧张的情况，据相关报道显示，2018年以来，受上游晶圆产能不足、下游市场需求旺盛等因素的影响，全球CIS供货就出现了持续紧张的情况。而这种情况，也成为了众多CIS厂商竞争的新焦点。

产能，CIS巨头之间的新较量

从整个CIS市场来看，索尼、三星和豪威是CIS领域的巨头企业。紧随其后的还有意法半导体、安森美、SK海力士等在个别细分领域实力十分强悍的国际厂商。

而随着越来越多的应用将用到CIS，这也加剧了巨头之间的比拼。就消费市场来看，三星正在向高端CIS产品发展，以图通过在先进制程以及性价比等方面的优势挑战索尼的地位。而在新兴的汽车电子领域，安森美和意法半导体是这个领域的佼佼者，但索尼和豪威科技等CIS企业也开始发展车用CIS，试图分享这块蛋糕。

过去，在供需平衡的情况下，这些国际CIS大厂之间的这些竞争都相对比较“温和”，如果他们想要向其他领域做拓展，就需要打破原有厂商在该领域所筑的铜墙铁壁，而要实现这种超越，在市场局势稳定的情况下，大部分厂商只能通过技术竞争来赢得市场，而这可能会需要很长时间才能完成。

而伴随着CIS供货出现了紧张了状况，这种供需平衡被打破。与此同时，头部CIS厂商在技术上也经过了长期的积累，他们的技术实力能够满足市场的需求。这也就意味着，缺货的情况可能会为他们提供一条向其他领域拓展的捷径。于是，产能就成为了这些CIS巨头之间的新较量。

从经营模式上看，在CIS领域当中，以IDM模式运营的厂商占据着大部分市场。众所周知，CIS属于特殊制程，其中所涉及的制造和封装等核心技术都掌握在厂商自己手中，IDM经营模式能够使他们更好地整合内部资源优势，更有利于积淀技术及形成产品群，并根据客户需求进行高效的特色工艺定制，所以他们在速度与策略，技术发展上相对有优势。也因此，他们的CIS产品也多出自于自家的晶圆厂。

于是，我们看到，在产能的压力之下，CIS厂商建厂、扩产的消息也陆陆续续出现在市场当中——包括索尼计划在未来3年内投资7000亿日元用于扩建新厂房；三星和SK海力士则纷纷宣布挪出部分DRAM生产线来满足CIS生产需求。

SK海力士就曾指出，CIS的制造工艺与DRAM的制造工艺非常相似，并且DRAM 的沟槽技术被应用于高像素产品的工艺。因此，随着时间的流逝，DRAM制造商很有可能在成本上具有优势。

这也说明了，IDM模式对CIS厂商的发展来说，是极其重要的一部分。

中国CIS 厂商的转变

CIS领域的广阔前景，不仅引起了国际巨头们之间产生了新的较量，还吸引了中国玩家的加入。近几年来，中国CIS企业的成长也逐渐引起了业界的关注，这其中就包含了豪威科技、格科微和思特威、比亚迪半导体等。

从CIS市场技术发展上看，根据光大证券研究报告显示，2019年来，三摄已成主流，像素已进入48M时代。像素的提升得益于像素点越来越小，2019年已突破至0.8μm。另外，制造工艺从前照式（FSI）到背照式（BSI）、从背照式（BSI）到堆叠式（Stacked BSI、Triple Stacked BSI）的两次技术变革，使得CIS的成像质量实现飞跃式提升。

根据这些发展趋势，本土CIS企业也凭借着自身的技术实力，打开了CIS市场的大门。2019年，豪威发布OV48B，突破48M技术，宣告王者归来；2018年，格科微成功量产1.12um大底1300万像素图像传感器，打破了国外厂商多年的技术封锁，2019年公司完成了1600万像素CMOS芯片的研发，继续向前挺进；思特威通过全彩夜视技术、近红外增强技术等创新技术受到了安防市场的青睐；比亚迪半导体的首款130万像素车规级图像传感器也于2018年批量装车。

自今年以来，本土CIS厂商的动作依旧不少。豪威科技现已是韦尔股份的一部分，韦尔在 2019 年通过收购豪威科技和思比科，得以将其业务拓展到了CIS领域。目前，韦尔现已成为CMOS传感器全球第三、国内第一的龙头企业，其产品型号覆盖100万像素以下至 1,300万像素以上各种规格，形成了较为完善的产品体系，近日，该公司还与安霸和Smart Eye联合发布了汽车领域首个针对双模摄像头应用的完整解决方案。除此之外，格科微也于前不久成功登录科创板；思特威在不仅受到了华为哈勃、湖北小米长江产业基金和国家集成电路产业投资资金的青睐，还通过收购Allchip以图加速其在汽车电子领域布局；另一个致力于汽车电子的厂商——比亚迪半导体也于今年独立，这其中就包含了CIS相关产品。

中国CIS企业的成长离不开市场的需求，而在国际巨头都在为产能焦头烂额的时候，这些以Fabless模式为主的CIS公司，如何才能拿到足够的产能，也成为了他们继续在继续发展中所要面临的挑战之一，而通过国际巨头的经验上看，IDM模式则是一个能够缓解其产能压力的一个长久之计，这也促使国内CIS厂商自身发生了一些变化。

从格科微的转变上看，在其招股书中显示，公司正在由Fabless向Fab-Lite转变。为此，格科微拟融资69.6亿元，其中一部分就是要投于12英寸CIS集成电路特色工艺研发与产业化项目（其中，63.76亿元将用于该项目的建设）。

此外，今年3月，格科微还与上海自由贸易试验区临港新片区管委会签订了合作协议，根据协议显示，格科微拟在临港新片区投资建设“12英寸CIS集成电路特色工艺研发与产业化项目”。据悉，该项目初期主要聚焦在后道封装技术，目的在于应对激增的产能需求，同时谋求挺进高端。按照计划来看，该项目预计投资达22亿美元，计划今年年中启动，2021年建成首期，项目全面建成后预计年产值将达到110亿元人民币。

需要注意的是，虽然国内的CIS厂商正在往制造转变，但他们目前主要集中于后段，前段工厂方面比较薄弱。这也是国内CIS产业链中需要加强的部分。

蓬勃的CIS代工市场

CIS制程的特殊性，使得IDM模式更受厂商的青睐。而中国CIS厂商开始积极拓展自有产线的原因，不仅仅是由于运营模式的好处以及产能吃紧，全球半导体贸易格局的动荡，也同样推动了国内CIS厂商在寻找国内的产能。

从产能方面上看，据经济日报报道显示，高阶CIS产能集中在索尼，索尼在台积电下单的部分预计2021年量产，月产能约2万片，加上三星扩产产能尚未上线，缓不济急，导致整体高阶CIS大缺，涨价也随之而来（涨幅约一成左右），是现阶段涨价幅度最高的电子关键零组件。但涨价也抵挡不住市场对CIS需求的减弱，于是，在建厂扩产这条路不足以应急的情况下，将CIS订单下放给代工厂或许是最好的选择。

国际CIS大厂与头部代工厂之间的合作比较紧密，代工厂能够在一定程度上保障他们产能所需。这一点上，从索尼和台积电的合作上得以体现。去年台积电先是首次承接了索尼告诉俺CIS的订单，今年7月，台积电又再次获得索尼的大单。据相关报道显示，应索尼后续需求，台积电旗下采钰进入战斗状态，正扩建CIS后段封测、材料及模组组装产能。同时，台积电还在积极规划在竹南打造全新的高阶CIS封装产能，相关开发计划7月初正式动工兴建，预计明年中完工，预计将斥资新台币3000亿元，成为台积电先进封装的最大生产据点，首批进驻即是帮索尼代工的CIS封装产线。如今，CIS代工已经成为了台积电财报中值得关注的一个点。

但与国际巨头相比，大部分CIS厂商在代工方面拿不到这种优势，在这种情况之下，国内CIS代工厂发展了起来。Yole的报告中指出，目前，由于美国受到更多制裁而限制了他们获得技术的机会时，然而大量注资推动了它们的增长。CIS可能是中国可以在技术上独立的首批半导体产品类别之一，因为所需的晶圆代工厂处在中国大陆。

据悉，在中国大陆方面，中芯国际和华虹（华力微电子）拥有CIS代工业务。在2017年成立的广州粤芯则是中国大陆CIS代工领域的新玩家，据悉，其今年首季度营收能够增长25%，也有一部分原因是CIS代工订单的增加。

另外，国内CIS厂商还在拓展新的代工来源。在今年当中，思特威与晶合（晶合原本是专注于显示屏幕驱动的12吋晶圆代工厂）之间的合作，也是国内CISFabless企业寻求转变的另外一个案例。据悉，两者将针对多个领域的应用来共同打造CMOS图像传感器技术平台。

结语

虽然全球CIS厂商都在为获得更多的产能而焦急，但伴随着未来以IDM模式运营的CIS厂商完成自有产线的扩建，这一部分产能或将被释放出来，彼时，CIS领域的竞争也或许将重新聚焦于技术上竞争。

Yole此前发布的一份报告中也显示，技术竞赛仍然是CIS竞争的关键方面，这也推动了3D像素以下的发展和半导体技术和新颖的像素设计。在他们看来，量子和神经形态方法应将新一代应用推向市场，而这个产业面临的下一个技术挑战是将人工智能（AI）集成到CIS传感器中。

未来新兴市场对CIS的需求，同样也是中国CIS厂商发展的新机会。Yole在其报告中指出，下一个时代将涉及机器人技术，增强现实（AR）和智能物联网（IoT）。所有这些都是中国公司在其中定位良好的市场。CIS国家的排名最终将随着这些新变化而变化。