相机技术被日企和德企垄断，中国人造不出来相关高精度元件，这些传统概念似乎根深蒂固。然而世事无绝对，从学习、追赶到超越，在全球半导体领域全面转暖的当下，国产CIS芯片企业正在全面崛起。
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半导体产业链利好不断
日前，港股芯片半导体板块全线大涨，中芯国际大涨超18%，上海复旦、华虹半导体均大涨超14%。其中，半导体小盘股的涨幅更为迅猛，脑洞科技盘中一度大涨超599%。有分析人士认为，港股芯片股的突然爆发与资金做多热情密切相关，复盘历史行情不难发现，每一波大行情启动，科技股一般会率先受到资金的追捧。招银国际预测，半导体行业可能会迎来一次重新估值的机会。
另外，基本面的强势复苏，也是资金涌入半导体板块的主要原因。目前半导体产业链的复苏势头持续超出市场预期，美国半导体行业协会（SIA）最新公布数据显示，2024年8月，全球半导体销售额达到531亿美元，同比增长20.6%。
另外，韩国的最新数据也验证了全球半导体强劲的复苏势头。韩国统计厅日前发布的数据显示，今年8月，半导体库存同比大降42.6%，降幅超过7月的34.3%。去库存速度创下2009年以来最快，显示对于人工智能开发所需的高性能存储芯片需求持续强劲。
国内方面，华泰证券指出，在本地化生产及国内消费电子需求修复背景下，今年二季度国内晶圆代工企业处于较为满载状态，在本地化生产及国内消费电子需求修复背景下，今年二季度国内晶圆代工企业处于较为满载状态，中芯国际及华虹产能利用率分别为85.2%、97.9%。三季度在智能手机等消费电子需求旺季驱动下，产能利用率有望保持提升趋势。
而在智能手机相关半导体芯片产业链中，CIS芯片作为手机拍照系统的核心，决定了照片像素数的多少和图像效果的好坏，高端CIS更是可以显著提升照片质量，成为众多智能手机厂商追捧的对象，也成为今天我们要分享的对象。
02
国产全画幅CIS芯片打破垄断
CIS芯片即CMOS图像传感器（CMOS Image Sensor），本身是一种将光线转化为数字信号的半导体器件，广泛应用于数码相机、手机、平板电脑等电子产品中。CIS芯片能够集成图像采集单元和信号处理单元于同一块芯片上，这使得其在体积、成本和功耗方面具有显著优势。
先来看看CMOS芯片市场的整体格局，根据数据公司Yole最新报告显示，CIS 市场预计将从 2023 年的 218 亿美元增长到 2029 年的 286 亿美元，2023-2029 年复合年增长率为 4.7%。值得注意的是，图像传感器市场的增长速度超过了半导体行业。并且，CMOS图像传感器的市场增长还在继续。
CIS芯片产业链上游主要包括设计、制造和封装环节。其中，IDM模式的企业如索尼、三星和海力士，从设计到制造再到封装都具备完整的生产能力；而Fabless模式的企业则专注于芯片设计。
尤其在单反领域，国产CIS芯片崛起之前，索尼CIS芯片无疑具有绝对的话语权。
索尼早在2006年就强势进入数码相机市场，打破了佳能和尼康的双雄争霸局面，推动了数码单反领域的变革。索尼不仅在数码相机市场取得了成功，还在CIS芯片技术上不断创新，研发出具有创新性的技术，如背照式（BSI）结构、堆栈式（Stacked）结构等，进一步提升了CIS芯片的性能和竞争力。
而在2017年时，索尼就在德国举办的一次会议之中亮相了一款1亿像素的背光传感器，不仅能够捕捉到更多的画面细节，在高倍变焦之后依旧能够保持画面清晰。
持续的技术更迭和积累，让索尼CIS芯片具备高像素、高帧率、高动态范围等优异性能，能够满足高端单反相机对图像质量的严苛要求。根据权威市场研究机构的数据，索尼CIS芯片的市场占有率长期保持在较高水平，甚至在某些季度和年份中达到了50%以上。在单反相机领域，索尼的CIS芯片更是被广泛应用于各大品牌的高端机型中，成为众多相机制造商的首选。
8月中旬，国内企业晶合集成与思特威联合推出业内首颗1.8亿像素全画幅CIS，突破像素极限的同时，成功打破日企索尼的垄断。
据了解，该芯片基于晶合集成自主研发的55纳米工艺平台，与思特威共同开发光刻拼接技术，克服了在像素列中拼接精度管控以及良率提升等困难，成功突破了在单个芯片尺寸上，所能覆盖一个常规光罩的极限，确保在纳米级的制造工艺中，拼接后的芯片依然保证电学性能和光学性能的连贯一致。
而首颗1.8亿像素全画幅CIS的成功试产，既标志着光刻拼接技术在大靶面传感器领域的成功运用，也为未来更多大靶面全画幅、中画幅传感器的开发铺平了道路。
同时，该产品具备1.8亿超高像素 8K 30fps PixGain HDR模式高帧率及超高动态范围等多项领先性能，创新优化光学结构，可兼容不同光学镜头，提升产品在终端灵活应用的适配能力，打破了日本索尼在超高像素全画幅CIS领域长期垄断地位。
高性能CIS芯片的突破，证明国产半导体企业已具备全球一流水准，不过放眼整个CIS赛道，真正的主战场还是在5000万像素（50MP）级。公开资料显示，在2023年全球智能手机CIS 140亿美元的市场规模中，索尼占据超55%的市场，成为全球智能手机CIS市场最大赢家，三星占据超20%市场。长期以来，高性能CIS主要由索尼、三星供应，特别是5000万像素（50MP）的主摄CIS。
目前，国产CIS在主流50MP产品方面已经形成突破，国内龙头企业也在积极布局50MP CIS产品，进而同日韩企业在CIS领域展开全面争夺战。
03
从高性价比到高性能
国产替代空间大
CIS技术起源于上世纪70年代，最初由CMOS技术引入制造图像传感器。然而，早期的CIS传感器在性能上尚显不足，无法与主流的CCD传感器竞争，市场接受度较低。在这一阶段，国产CIS芯片厂商主要处于技术积累和初步探索阶段。
随着索尼等国际巨头在CIS领域的不断创新，特别是背照式（BSI）和堆栈式（Stacked）技术的推出，CIS的性能得到了显著提升，市场需求也随之扩大。国产CIS芯片厂商开始加大研发投入，致力于技术突破和追赶。
尤其是自2009年以来，CIS乘着手机市场的浪潮，连年保持增长，开启了CIS“遍地是黄金”的时代。
多年来，CIS市场竞争格局几经变迁，索尼成为市场、技术的领导者，三星和豪威依然强劲，思特威、格科微等本土CIS厂商后起直追，不断缩小差距。
高景气度的市场让Fabless模式成为CIS芯片企业掘金的首选，也让国内企业有机会加入CIS芯片产业链各个化解，从而实现技术的积累。
而近年来在国内芯片行业蓬勃发展与国家大力扶持的条件下，不少本土Fabless企业开始向前突破，逐渐向IDM转型，从而打通了设计、研发、制造、测试、销售全环节。
不过经过多年发展，受益于智能手机市场的崛起，日韩两国的CIS芯片厂商凭借先发优势而吃了下了大部分“市场蛋糕”。据 Technologysights统计，2023 年全球手机 CIS 市场中，索尼占据 55%市场份额，三星占 25%，两家合起来“吃下”八成左右的市场份额，而国产CIS芯片企业韦尔估分的市场份额排名第三为13%。
当前索尼为苹果主要的手机 CIS 供应商，三星采取自供为主，韦尔在手机市场的可参与的主要为除苹果和三星之外的安卓手机市场，这部分市场以小米、OPPO(含 Realme)、荣耀、传音等安卓机型为代表，占整体手机市场份额约59%。
国产CIS芯片厂商的崛起同国产手机品牌厂商的成长有极大关联性，在国内市场，国产CIS芯片凭借成本优势、快速响应能力和定制化服务，逐渐赢得了手机厂商的青睐。许多国产手机厂商开始采用国产CIS芯片作为摄像头模组的核心元器件，以降低成本并提高产品竞争力。
此外，在当前国际形势下，供应链安全成为手机厂商关注的焦点。采用国产CIS芯片有助于减少对外国供应商的依赖，降低供应链风险，这对于国产手机厂商来说具有重要意义。
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50MP成兵家必争之地
除国产手机企业的支持外，国产CIS芯片厂商本身在技术上也具备了同索尼、三星一较高低的实力。
长期以来，高性能CIS主要由索尼、三星供应，特别是5000万像素（50MP）的主摄CIS，可能成为CIS市场的“甜蜜节点”。
国产CIS芯片在50MP（5000万像素）领域正逐步取得显著进展，这一成就得益于国内厂商在技术创新、产品研发及市场拓展方面的不断努力。豪威科技作为国内CIS芯片领域的领军企业之一，其在50MP产品方面取得了重要突破。
豪威的OV50H旗舰传感器自2023年四季度以来，被国内大部分智能手机厂商用于高端旗舰主摄。该传感器支持高达5000万像素分辨率，并拥有较大的靶面尺寸和优异的成像效果。此外，豪威还推出了新一代50MP产品OV50M40，集成了多种先进功能，如单曝光双模拟增益（DAG）视频HDR、低功耗常开模式等，进一步提升了产品的竞争力。
思特威也是国内CIS芯片领域的佼佼者，其在50MP产品方面同样表现出色，特别是SC550XS旗舰级手机主摄CIS产品，其高性能和稳定性得到了众多智能手机厂商的认可。
另外一家知名国产CIS芯片企业格科微最初以低像素产品切入市场，但近年来其不断向高端市场迈进，并成功推出了市场上首款单芯片50MP产品GC50E0以及主摄级产品GC50B2。
综合来看，技术才是未来CIS芯片角力的核心，中金公司也在报告中明确表示：“64MP及亿级像素产品并未成为高端CIS市场的主流。主流高端产品并没有无限上升像素，我们认为未来大部分手机的后置主摄可能会保持在50MP，64MP或逐步退出历史舞台。”
05
手机之外的战场，车规CIS芯片
智能手机之外，汽车正成为全球CIS芯片企业重点发力的赛道。
随着自动驾驶功能迭代升级和不断普及，前装市场将成为汽车CIS的增长主力，汽车成为CIS仅次于手机的第二大应用市场，据ICV Tank预测，2027年汽车前装CIS市场有望增长至51.31亿美元。
汽车CIS市场发展潜力巨大，但要想进入并做好该市场，并不是一件容易的事情，主要是因为汽车CIS的技术含量明显高于手机和安防应用。
主流汽车对CIS有以下性能要求：车载CIS在稳定性和寿命方面的要求高于消费类产品，需要通过严苛的车规级认证。这表明汽车CIS需要具备更高的可靠性和稳定性，以适应汽车环境中的各种极端条件。
此外，汽车CIS的要求与技术含量远高于工业消费等级，在可靠性、稳定性方面需要通过严苛的车规级认证，且在产品方面，需要车载CIS具备更强的感光能力以及更宽的动态范围。这意味着汽车CIS不仅需要满足基本的图像捕捉功能，还需要在低光环境下保持高感光能力，以及在不同光照条件下保持图像质量的一致性。
而单从技术规格看，受高速NoA、城市NoA等高阶智驾技术快速演进的影响，800万像素产品是各CIS厂商的兵家必争之地，同时，车规级CIS芯片通常需要具备高动态范围，以适应不同光照条件下的图像捕捉需求。
当前，国产豪威OX03J10芯片具备高动态范围和LED闪烁抑制（LFM）功能，思特威的SC120AS芯片支持120dB的3段曝光HDR，而SC280AS芯片则支持高达140dB的4段曝光HDR，在性能上已经有了同ONsemi（安森美）、ST（意法）等全球知名企业一争高下的能力。
未来，随着智能汽车、AI机器人的崛起，CIS芯片将迎来更大的成长空间，这让我们愈发期待国产CIS芯片的表现了。
