2022年思特威研究報(bào)告

1、2022年思特威研究報(bào)告1. CIS 主要應(yīng)用領(lǐng)域：手機(jī)+汽車(chē)+安防1.1 CMOS 圖像傳感器市場(chǎng)逾 200 億美元圖像傳感器決定著攝像頭的成像品質(zhì)，圖像傳感器主要分為 CCD 圖像傳感器和 CMOS 圖像傳感器兩類(lèi)。CCD（Charge-Coupled Device）和 CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）都是利用感光二極管進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，將圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，但 二者主要區(qū)別在于感光二極管的周邊信號(hào)處理電路和對(duì)感光元件模擬信號(hào)的處理方式不同。 CCD 電荷耦合器件集成在單晶硅材料上，像素信號(hào)逐行逐列依次移動(dòng)并在邊緣出口位置依 次放大，而

2、 CMOS 圖像傳感器則被集成在金屬氧化物半導(dǎo)體材料上，每個(gè)像素點(diǎn)均帶有信 號(hào)放大器，像素信號(hào)可以直接掃描導(dǎo)出，即電信號(hào)是從 CMOS 晶體管開(kāi)關(guān)陣列中直接讀取 的，而不需要像 CCD 那樣逐行讀取。CMOS 圖像傳感器已廣泛應(yīng)用于智能手機(jī)、功能手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦、汽車(chē) 電子、移動(dòng)支付、醫(yī)療影像等應(yīng)用領(lǐng)域，已占據(jù)絕對(duì)主導(dǎo)地位，而 CCD 僅在衛(wèi)星、醫(yī)療等 專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域繼續(xù)使用。相比于 CCD 圖像傳感器，CMOS 圖像傳感器芯片主要具有三點(diǎn)優(yōu)勢(shì)： 1）成本層面，CMOS 圖像傳感器芯片一般采用適合大規(guī)模生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)流程工藝，在批量 生產(chǎn)時(shí)單位成本遠(yuǎn)低于 CCD，CMOS 圖像傳感器芯片 AS

3、P 僅 2-3 美元。2）尺寸層面， CMOS 傳感器能夠?qū)D像采集單元和信號(hào)處理單元集成到同一塊基板上，體積得到大幅縮 減，使之非常適用于移動(dòng)設(shè)備和各類(lèi)小型化設(shè)備；3）功耗層面，CMOS 傳感器相比于 CCD 具有低功耗和低發(fā)熱的優(yōu)勢(shì)。 CIS 全球市場(chǎng)規(guī)模已逾 200 億美元，出貨量 84 億顆。得益于多攝手機(jī)的廣泛普及和 安防監(jiān)控、智能車(chē)載攝像頭和機(jī)器視覺(jué)的快速發(fā)展，CMOS 圖像傳感器的整體出貨量及銷(xiāo) 售額隨之不斷擴(kuò)大。Frost&Sullivan 預(yù)計(jì)，2021 年 CMOS 圖像傳感器全球出貨量 84 億 顆，市場(chǎng)規(guī)模 210 億美元。Counterpoint 最新報(bào)告預(yù)測(cè)，受智能

4、手機(jī)、汽車(chē)、工業(yè)和其 他應(yīng)用需求增長(zhǎng)推動(dòng)，2022 年全球圖像傳感器（CIS）市場(chǎng)營(yíng)收將達(dá)到 219 億美元，同比 增長(zhǎng) 7%。根據(jù) Frost&Sullivan 2021 年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，全球 CMOS 圖像傳感器銷(xiāo)售額從 2016 年的94.1 億美元快速增長(zhǎng)至2020 年的179.1 億美元，期間年復(fù)合增長(zhǎng)率為17.5%。 預(yù)計(jì)全球 CMOS 圖像傳感器銷(xiāo)售額在 2021 年至 2025 年間將保持 11.9%的年 復(fù)合增長(zhǎng)率，2025 年全球銷(xiāo)售額預(yù)計(jì)可達(dá) 330.0 億美元。根據(jù) Frost&Sullivan 2021 年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2016 年-2020 年全球 CMOS 圖像傳感 器出

5、貨量從 41.4 億顆快速增長(zhǎng)至 77.2 億顆，期間年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到 16.9%。預(yù) 計(jì) 2021 年至 2025 年，全球 CMOS 圖像傳感器的出貨量將繼續(xù)保持 8.5%的年 復(fù)合增長(zhǎng)率，2025 年預(yù)計(jì)可達(dá) 116.4 億顆。1.2 CIS 主要下游應(yīng)用：手機(jī)+汽車(chē)+安防1.2.1 手機(jī) CIS 市場(chǎng)占比 70%，穩(wěn)居首位CMOS 圖像傳感器的主要應(yīng)用領(lǐng)域：手機(jī)+汽車(chē)+安防。據(jù) Counterpoint 預(yù)測(cè)，2022 年全球圖像傳感器（CIS）市場(chǎng)營(yíng)收將達(dá)到 219 億美元，同比增長(zhǎng) 7%，其中手機(jī) CIS 市場(chǎng) 營(yíng)收將占比 71.4%、汽車(chē) CIS 占比 8.6%、安防占比 5.6

6、%、數(shù)碼相機(jī)占比 3.1%、PC 及平 板占比 3%、工業(yè)占比 2.9%。 智能手機(jī)是 CMOS 圖像傳感器的最大應(yīng)用市場(chǎng)，占比約 70%。2008 年以來(lái)智能手機(jī) 出貨量快速增長(zhǎng)，2016 年以來(lái)雙攝手機(jī)向多攝手機(jī)過(guò)渡，智能手機(jī) CIS 市場(chǎng)規(guī)模領(lǐng)漲。根 據(jù) Frost&Sullivan 統(tǒng)計(jì)，2019 年全球智手機(jī) CMOS 圖像傳感器銷(xiāo)售額占據(jù)了全球 73.0% 的市場(chǎng)份額，平板電腦、筆記本電腦等消費(fèi)終端 CMOS 圖像傳感器銷(xiāo)售額占據(jù)了全球 8.7% 的市場(chǎng)份額；2020 年智能手機(jī)領(lǐng)域 CMOS 圖像傳感器全球出貨量和銷(xiāo)售額分別為 60.6 億 顆和 124.1 億美元，占比分別達(dá)到

7、 78.5%和 69.3%。智能手機(jī)攝像頭從量變走向質(zhì)變，引領(lǐng) CMOS 圖像傳感器功能創(chuàng)新。智能手機(jī)的多攝 趨勢(shì)催生了“廣角”、“長(zhǎng)焦”、“微距”和“人像模式”虛實(shí)焦融合等技術(shù)需求，未來(lái) 智能手機(jī) CMOS 圖像傳感器仍將保持其關(guān)鍵的市場(chǎng)地位。Frost&Sullivan 預(yù)計(jì)至 2025 年， 智能手機(jī)領(lǐng)域的 CMOS 圖像傳感器出貨量和銷(xiāo)售額預(yù)計(jì)將分別增長(zhǎng)至 85.0 億顆和 204.0 億美元，占比分別為 73%和 62%。1.2.2 專(zhuān)業(yè)安防需求穩(wěn)增，消費(fèi)安防市場(chǎng)活躍安防視頻監(jiān)控整體規(guī)模保持著高速發(fā)展。在政府公用事業(yè)細(xì)分領(lǐng)域，運(yùn)用安防監(jiān)控設(shè) 備較多的國(guó)家包括中國(guó)、俄羅斯、印度、巴西等

8、。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，各級(jí)政府近年來(lái)對(duì)安防建設(shè) 的重視已經(jīng)讓我國(guó)成為全球最大的安防視頻監(jiān)控產(chǎn)品制造地和全球最重要的安防監(jiān)控市場(chǎng)， 國(guó)內(nèi)安防市場(chǎng)需求正由一線城市延伸至二、三線城市及農(nóng)村地區(qū)。 專(zhuān)業(yè)安防攝像機(jī)年出貨量約 2.7 億臺(tái)。IHS 數(shù)據(jù)顯示，2018 年全年模擬視頻監(jiān)控?cái)z像 機(jī)市場(chǎng)出貨量為 6863 萬(wàn)臺(tái)，近年穩(wěn)定在 6000-7000 萬(wàn)臺(tái)，其中模擬高清視頻監(jiān)控?cái)z像機(jī) 占比超一半；根據(jù)艾瑞咨詢數(shù)據(jù)，2020 年全球 IPC SoC 的出貨量超過(guò)了 20,300 萬(wàn)顆，IHS Markit 預(yù)計(jì)中國(guó)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的出貨量達(dá)到 15,393 萬(wàn)臺(tái)。家用安防產(chǎn)品快速滲透，2025 年市場(chǎng)規(guī)模將突破 100

9、 億美元，家用攝像頭出貨量將 突破 2 億臺(tái)。在家用領(lǐng)域，家居安防產(chǎn)品在智能家居市場(chǎng)中占據(jù)重要地位。根據(jù)艾瑞咨詢 的統(tǒng)計(jì)，2020 年全球智能家居攝像機(jī)出貨量為 8,889 萬(wàn)臺(tái)，約為中國(guó)市場(chǎng)的 2.2 倍，預(yù)計(jì) 未來(lái)五年全球市場(chǎng)的年復(fù)合增長(zhǎng)率為 19.3%，2025 年全球智能家居攝像機(jī)出貨量將突破 2 億臺(tái)；預(yù)計(jì)未來(lái)五年全球家用攝像頭產(chǎn)品市場(chǎng)規(guī)模年復(fù)合增長(zhǎng)率為 14.1%，2025 年有望突 破 721 億元。Statista 預(yù)計(jì)到 2024 年全球家居安防類(lèi)產(chǎn)品市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到 100 億美元 以上。根據(jù)艾瑞咨詢的統(tǒng)計(jì)，2020 年，中國(guó)智能家居攝像機(jī)出貨量達(dá) 4,040 萬(wàn)臺(tái)，預(yù)計(jì)未

10、 來(lái)五年的年復(fù)合增長(zhǎng)率為 15.1%，到 2025 年將達(dá)到 8,175 萬(wàn)臺(tái)。預(yù)計(jì)未來(lái)五年中國(guó)家用 攝像頭產(chǎn)品市場(chǎng)規(guī)模年復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá) 10.9%，2025 年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到 149 億元。視頻監(jiān)控系統(tǒng)的復(fù)雜度逐步提高，對(duì)于 CMOS 圖像傳感器在低照度光線環(huán)境成像、 HDR、高清/超高清成像、智能識(shí)別等成像性能方面提出了更高要求。專(zhuān)業(yè)安防攝像頭尤其 關(guān)注超低照度夜間應(yīng)用需求，需要在僅有星光的極弱光線環(huán)境下也得以呈現(xiàn)出清晰細(xì)膩、 色彩真實(shí)的成像效果。其次，全天候運(yùn)作的安防監(jiān)控?cái)z像頭還需要應(yīng)對(duì)戶外暴曬導(dǎo)致的高 溫工作環(huán)境（可高達(dá) 80），高溫往往會(huì)使圖像傳感器的成像質(zhì)量大幅下降。因此，專(zhuān)業(yè) 安

11、防 CIS 對(duì)夜視成像、高動(dòng)態(tài)范圍、近紅外增益（850nm-940nm）、低噪聲/暗電流等 技術(shù)要求較高。 從市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，全球安防監(jiān)控 CMOS 圖像傳感器市場(chǎng)未來(lái)有望保持可觀增速， 出貨量將從 2020 年 4.2 億顆增長(zhǎng)至 2025 年 8.0 億顆。根據(jù) Frost & Sullivan 統(tǒng)計(jì)，2020 年，安防監(jiān)控領(lǐng)域 CMOS 圖像傳感器的出貨量和銷(xiāo)售額分別為 4.2 億顆和 8.7 億美元，分 別占比 5.4%和 4.9%；隨著未來(lái)安防監(jiān)控行業(yè)整體市場(chǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，預(yù)計(jì) 2025 年出 貨量和銷(xiāo)售額將分別達(dá)到8.0 億顆和20.1 億美元，市場(chǎng)份額占比將分別上升至 6.9

12、%和6.1%， 2021-2025 年復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)到 13.6%和 16.8%。1.2.3 車(chē)載攝像頭市場(chǎng)機(jī)遇與門(mén)檻并存車(chē)載 CIS 以 2M 為主流像素，對(duì) HDR、近紅外技術(shù)、閃爍抑制技術(shù)要求高。汽車(chē)電子 應(yīng)用場(chǎng)景復(fù)雜，隧道場(chǎng)景對(duì) CMOS 圖像傳感器的動(dòng)態(tài)范圍要求極高（通常大于 100dB）， 高端車(chē)載 CMOS 圖像傳感器需要精準(zhǔn)識(shí)別紅綠燈信號(hào)，對(duì) LED 閃爍抑制技術(shù)要求非常嚴(yán) 苛。此外，CMOS 圖像傳感器的幀率、量子效率、高溫工作性能以及全場(chǎng)景的適應(yīng)能力等 也是重要參數(shù)。像素方面，2MP 像素芯片已成為最主流的車(chē)載攝像頭視覺(jué)解決方案，Yole 預(yù)計(jì)到 2023 年 2MP 像素

13、芯片滲透率將達(dá)到 55%并在未來(lái)較長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)主流優(yōu)勢(shì)。 前裝 CIS 車(chē)規(guī)認(rèn)證壁壘高，認(rèn)證周期長(zhǎng)。車(chē)載芯片作為智能汽車(chē)的核心部件，其安全 性、可靠性等貫穿著汽車(chē)的全生命周期。車(chē)載半導(dǎo)體領(lǐng)域除了需通過(guò)基本的 AEC-Q100 可靠性認(rèn)證外，還需通過(guò)嚴(yán)苛的 ISO 26262 功能安全認(rèn)證。前裝車(chē)載電子均采用車(chē)規(guī)級(jí)芯片， 對(duì)芯片可靠性要求較高，因此通常需要 7-8 個(gè)月的認(rèn)證較長(zhǎng)周期。汽車(chē)攝像頭常見(jiàn)的應(yīng)用場(chǎng)景有以下三大類(lèi)別： 1) 機(jī)器視覺(jué)：識(shí)別清晰圖像，讓智能駕駛更安全，包含 ADAS、AD（自動(dòng)駕駛） 2) 人眼視覺(jué)：拒絕盲區(qū)，一切盡在視野之中，包括環(huán)視、后視、電子后視鏡等 3) 艙內(nèi)應(yīng)用：駕

14、駛員監(jiān)控、乘客監(jiān)控 傳統(tǒng)汽車(chē)單車(chē)攝像頭 2-3 顆，L2+單車(chē)攝像頭用量提升至 8-13 顆。汽車(chē)電子領(lǐng)域， 目前 L2+、L3 級(jí)自動(dòng)駕駛汽車(chē)對(duì) ADAS 傳感器的需求量已達(dá)到 30+顆/輛左右，其中 CMOS 圖像傳感器已經(jīng)大規(guī)模地被安裝在智能車(chē)載行車(chē)記錄、前視及倒車(chē)影像、360環(huán)視影像、 防碰撞系統(tǒng)、信號(hào)燈識(shí)別等多元化的車(chē)載智能視覺(jué)系統(tǒng)。1.2.4 面向新興機(jī)器視覺(jué)的全局快門(mén)CIS 機(jī)器視覺(jué)指的是通過(guò)計(jì)算機(jī)、圖像傳感器及其他相關(guān)設(shè)備模擬人類(lèi)視覺(jué)功能的技術(shù)， 以賦予機(jī)器“看”和“認(rèn)知”的能力。機(jī)器視覺(jué)技術(shù)利用圖像傳感器搭配多角度光源以獲 取檢測(cè)對(duì)象的圖像，并通過(guò)計(jì)算機(jī)從圖像中提取信息進(jìn)行分

15、析和處理，最終實(shí)現(xiàn)多場(chǎng)景下 的識(shí)別、測(cè)量、定位和檢測(cè)四大功能。由人工智能、計(jì)算機(jī)科學(xué)、圖像處理和模式識(shí)別等 諸多領(lǐng)域合作完成。 全局快門(mén) CIS 的應(yīng)用場(chǎng)景主要分為工業(yè)機(jī)器視覺(jué)和消費(fèi)級(jí)機(jī)器視覺(jué)。工業(yè)機(jī)器視覺(jué)應(yīng) 用主要包括產(chǎn)線檢測(cè)、不良品篩檢、條碼識(shí)別、自動(dòng)化流水線運(yùn)作等，消費(fèi)級(jí)機(jī)器視覺(jué)應(yīng) 包括無(wú)人機(jī)、掃地機(jī)器人、AR/VR、新型家用式游戲主機(jī)、智能教學(xué)終端和翻譯筆等新型 智能產(chǎn)品。只有高幀率的全局快門(mén) CMOS 圖像傳感器才能滿足這類(lèi)動(dòng)態(tài)場(chǎng)景下拍攝無(wú)畸變 影像的技術(shù)需求。全球新興領(lǐng)域全局快門(mén) CMOS 圖像傳感器市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將持續(xù)增長(zhǎng)，總出貨量 2025 年將增至 3.92 億顆。根據(jù) Fro

16、st&Sullivan 統(tǒng)計(jì)，全球新興領(lǐng)域 CMOS 圖像傳感器市場(chǎng)自 2018 年實(shí)現(xiàn)行業(yè)技術(shù)突破后迅速擴(kuò)張，全局快門(mén) CMOS 圖像傳感器總出貨量從 2018 年 的 1100 萬(wàn)顆迅速增至 2020 年的 6000 萬(wàn)顆，年均復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá) 132.7%。隨著下游應(yīng)用多樣化，其設(shè)備搭載的攝像頭數(shù)量也隨之增加，預(yù)計(jì) 2025 年總出貨量將增至 3.92 億顆， 2021-2025 年間年均復(fù)合增長(zhǎng)率為 35.6%。2. CIS 技術(shù)結(jié)構(gòu)與技術(shù)指標(biāo)2.1 技術(shù)結(jié)構(gòu)從 FSI 到 BSI、Stack 到 Multi-Stack根據(jù)感光元件安裝位置，CMOS 圖像傳感器的主要分為三種：前照式(F

17、SI)、背照式(BSI) 及堆棧式(Stack)。其中，BSI 是中高端 CIS 主流技術(shù)結(jié)構(gòu)。 前照式結(jié)構(gòu)（Front Side Illumination, FSI）為過(guò)往 CMOS 圖像傳感器的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)。 即自上而下分別是微透鏡層、彩色濾色片層、金屬線路層、感光元件層和基板層。對(duì)于采 用 FSI 結(jié)構(gòu)的 CMOS 圖像傳感器，當(dāng)光從正面入射透鏡和濾色片層后，光線需要經(jīng)過(guò)金屬 線路層的開(kāi)口，方可到達(dá)感光元件層以進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。因此，F(xiàn)SI 結(jié)構(gòu) CMOS 圖像傳感器 的固有缺陷是光學(xué)路徑長(zhǎng)，光線在經(jīng)過(guò)金屬布線層會(huì)發(fā)生的反射和損耗，且隨著像素尺寸 變小、填充因子下降會(huì)愈發(fā)嚴(yán)重，極大限制了傳感器的

18、感光靈敏度。但是，由于 FSI 線路 部分遮擋了感光層從而削弱了進(jìn)光量，因此 FSI 的弱光表現(xiàn)好于 BSI。此外，相比于 BSI 結(jié)構(gòu)及其基礎(chǔ)上的 Stack 結(jié)構(gòu)，F(xiàn)SI 結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)是工藝難度和制造成本相對(duì)較低，且良 品率高。FSI 擁有非常有吸引力的性能、成本和價(jià)值定位，在低光靈敏度尤其適合于需要 1.4um 以上較大像素的應(yīng)用。背照式結(jié)構(gòu)（Back Side Illumination, BSI）針對(duì) FSI 結(jié)構(gòu)中金屬線層對(duì)光線的損耗 進(jìn)行改良，將感光元件層更換至線路層上方，感光層僅保留感光元件的部分邏輯電路。這 一結(jié)構(gòu)使得光線從微透鏡和濾色片層入射后直接到達(dá)感光二極管，光線反射、

19、散射等效應(yīng) 帶來(lái)的光線損失大幅減少，同時(shí)也能減少光入射角度變化導(dǎo)致感光度下降的問(wèn)題。因此， BSI 結(jié)構(gòu)對(duì)于低照度應(yīng)用場(chǎng)景如夜間攝像、夜間安防監(jiān)控是主流方案。但是，BSI 結(jié)構(gòu) CMOS 圖像傳感器的制造工藝涉及晶圓的正面和背面，生產(chǎn)工藝比 FSI 結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本較高。堆棧式結(jié)構(gòu)（Stack）在 BSI 結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上的進(jìn)一步改良，所有邏輯電路層被移至感光 元件的下方，芯片的整體面積得以極大地縮減，并且新邏輯電路層可以集成額外的功能； 尤其適合智能手機(jī)攝像頭的小型化、多功能需求。采用堆棧式結(jié)構(gòu)的 CMOS 圖像傳感器可 在同尺寸規(guī)格下將填充因子從傳統(tǒng)方案中的近 60%提升到近 90%，因而圖像質(zhì)

20、量大大優(yōu)化。 此外，由于感光元件周?chē)倪壿嬰娐芬浦恋讓?，可有效抑制電路噪聲從而獲取更優(yōu)質(zhì)的感 光效果。但同時(shí)，堆棧式 CMOS 圖像傳感器所需的制作工藝與成本高于 BSI 結(jié)構(gòu) CMOS 圖像傳感器，對(duì)制造環(huán)節(jié)有極高的技術(shù)水平要求。 堆棧式結(jié)構(gòu)下像素部分和電路部分可以分別認(rèn)為是兩枚獨(dú)立的芯片，因此可以針對(duì)像 素部分與電路部分分別采用不同的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)來(lái)提升畫(huà)質(zhì)與功能，同時(shí)實(shí)現(xiàn)圖像傳感 器的高畫(huà)質(zhì)化、高功能化和小型化。加之，CIS 的邏輯電路部分可以采用更加先進(jìn)的制程與 工藝，圖像傳感器的信號(hào)處理速度、能耗水平等指標(biāo)也有望得到改善。 多層堆疊（multi-stack）和混合堆疊（hybrid-

21、stack）等新技術(shù)可以進(jìn)一步集成諸 如相位自動(dòng)對(duì)焦（PDAF）、光學(xué)防抖（OIS）等攝像輔助功能，以及高速攝像需要的 DRAM 層，推動(dòng)著如 AI 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)算、3D 感應(yīng)、超慢動(dòng)作攝像、事件相機(jī)（EVS）等功能的發(fā) 展。2.2 新興機(jī)器視覺(jué)必備全局快門(mén)技術(shù)根據(jù) CMOS 圖像傳感器快門(mén)曝光方式不同，分為卷簾快門(mén)（Rolling Shutter）和全 局快門(mén)（Global Shutter）兩大類(lèi)。卷簾快門(mén) CMOS 圖像傳感器難以避免在高速拍攝場(chǎng)景 下因每行像素曝光時(shí)間差異而形成的“果凍效應(yīng)”，而全局快門(mén)避免了“果凍效應(yīng)”，成 為新興機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)的必要核心技術(shù)。 卷簾快門(mén)（Rollin

22、g Shutter, RS）通過(guò)控制感光單元逐行或逐列曝光，掃描完成所有 行或列后完成成像。卷簾快門(mén)更容易實(shí)現(xiàn)雙相關(guān)采樣，因此在感光度以及低噪聲成像上較 全局快門(mén)有一定的優(yōu)勢(shì)，但需要更長(zhǎng)的曝光時(shí)間，因此在近距離拍攝或被攝對(duì)象移動(dòng)速度 較快時(shí)易出現(xiàn)因晃動(dòng)或被拍攝物體快速移動(dòng)導(dǎo)致的圖像模糊、斜坡圖形（畸變）、尾影等 有損拍攝質(zhì)量的情況統(tǒng)稱(chēng)為“果凍效應(yīng)”。卷簾快門(mén)的這一固有缺陷給諸多新興應(yīng)用 帶來(lái)很大的局限性；它更適用于遠(yuǎn)距離拍攝靜止或移動(dòng)速度較慢的對(duì)象。全局快門(mén)（Global Shutter, GS）每個(gè)像素處都增加了采樣保持單元，使得所有的像 素可以在同一時(shí)間曝光。在此過(guò)程中，快門(mén)的收集電路切斷

23、器會(huì)在曝光結(jié)束時(shí)啟動(dòng)以中止 曝光過(guò)程，下一次曝光在一幀圖像讀出后才會(huì)重啟。全局快門(mén)是高速攝影等應(yīng)用場(chǎng)景下的 最佳快門(mén)方式；并且雖然固定讀出噪聲較高，但可以通過(guò)增加列并行 ADC 抑制，實(shí)現(xiàn)了高 速化和低噪化的兼顧。在越來(lái)越多的通過(guò)軟件算法進(jìn)行識(shí)別和判斷的智能化新興應(yīng)用場(chǎng)景 中，例如快速行駛的汽車(chē)車(chē)牌、無(wú)人機(jī)飛行時(shí)的避障系統(tǒng)、自動(dòng)化產(chǎn)線檢查等，由于需要 實(shí)時(shí)地進(jìn)行精準(zhǔn)的影像捕捉以及識(shí)別，全局快門(mén)已經(jīng)成為必備的性能要求。Sony 全局快門(mén)技術(shù)已演進(jìn)到第四代，產(chǎn)品可應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、顯微鏡檢查、半 導(dǎo)體流程控制、計(jì)量等工業(yè)用途。2013 年 Sony 發(fā)布第一顆全局快門(mén)傳感器 Pregius CMOS

24、 sensor, 2.3 MP IMX174，pixel size 5.86um；2019 年，第四代 Pregius S 系列， 首次在全局快門(mén)采用 BSI 技術(shù)，快門(mén)間隔縮短到 2us。Pregius S 傳感器的 2.74 m 像素 是 Pregius 舊款傳感器像素密度的近兩倍，分辨率高達(dá) 24.5 MP。2.3 CIS 在主要應(yīng)用場(chǎng)景中的技術(shù)參數(shù)CIS 主要應(yīng)用領(lǐng)域?qū)夹g(shù)要求有所不同。手機(jī)攝像頭逐漸向著高像素配置發(fā)展，同時(shí) 衍生了多攝組合、手持夜景拍攝、逆光拍攝、3D 攝像等多種技術(shù)要求；安防攝像機(jī)需在24 小時(shí)全天候使用，對(duì)近紅外感度、低照度下的夜視能力、高溫場(chǎng)景下的暗電流技術(shù)等要

25、 求高；車(chē)用CMOS 圖像傳感器產(chǎn)品往往需要滿足不少獨(dú)特細(xì)節(jié)的需求，例如夜視全彩性能、 寬動(dòng)態(tài)范圍、LED 閃爍抑制功能、基于全局快門(mén)圖像傳感器實(shí)現(xiàn)無(wú)形變的精準(zhǔn)成像等。3. 思特威以安防、機(jī)器視覺(jué) CIS 為特色3.1 思特威位列全球 CIS 供應(yīng)商Top 10思特威主營(yíng)高性能 CMOS 圖像傳感器芯片的研發(fā)、設(shè)計(jì)和銷(xiāo)售，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用在安防 監(jiān)控、機(jī)器視覺(jué)、智能車(chē)載電子等眾多領(lǐng)域。公司在安防監(jiān)控應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)擁有了覆蓋全 市場(chǎng)的各類(lèi)像素水平及前照式、背照式各系列多款產(chǎn)品，滿足行業(yè)各種細(xì)分場(chǎng)景、從高端 到低端的各類(lèi)應(yīng)用需求；在機(jī)器視覺(jué)領(lǐng)域，公司憑借創(chuàng)新性的背照式結(jié)構(gòu)全局快門(mén)技術(shù)， 在無(wú)人機(jī)、掃地機(jī)

26、器人、智能翻譯筆、人臉識(shí)別設(shè)備、智能家居等領(lǐng)域取得領(lǐng)先的地位， 并已進(jìn)一步推出應(yīng)用于智慧交通的高分辨率全局快門(mén)產(chǎn)品，打破了該細(xì)分市場(chǎng)份額長(zhǎng)期由 索尼占據(jù)的格局。CMOS 圖像傳感器市場(chǎng) CR 3 份額逾 70%，CR 10 逾 90%。Yole 數(shù)據(jù)顯示，2019 年市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)者索尼占據(jù) 42%市場(chǎng)份額，其次三星約占 22，第三供應(yīng)商豪威約占 9，CR3 高達(dá) 73%。Counterpoint 預(yù)測(cè)，2022 年全球圖像傳感器市場(chǎng)營(yíng)收將達(dá)到 219 億美元，同 比增長(zhǎng) 7%，前三大 CIS 供應(yīng)商索尼、三星和豪威營(yíng)收占比分別為 39.1%、24.9%、12.9%， CR3 達(dá)到 77%。 思特威

27、 CIS 銷(xiāo)售量及銷(xiāo)售額分別位列全球第六、第九。根據(jù) Frost & Sullivan 統(tǒng)計(jì)， 2020 年，全球 CMOS 圖像傳感器出貨量前十名的企業(yè)的市場(chǎng)份額合計(jì)達(dá)到 94.6%，思特 威排名第六；全球 CMOS 圖像傳感器銷(xiāo)售額前十名的企業(yè)的市場(chǎng)份額合計(jì)達(dá)到 94.2%，思 特威排名第九。3.2 安防 CIS 出貨量市場(chǎng)份額第一思特威從成立之初即專(zhuān)注于安防監(jiān)控行業(yè)的 CMOS 圖像傳感器研發(fā)，對(duì)于該領(lǐng)域所需 關(guān)鍵技術(shù)有充分的積累。思特威SFCPixel專(zhuān)利技術(shù)、近紅外感度NIR+技術(shù)（940nm QE40% 以上）、低照度下基于 FSI/BSI 工藝的夜視全彩技術(shù)、高溫場(chǎng)景下暗電流優(yōu)化

28、技術(shù)等核心技 術(shù)，可實(shí)現(xiàn)高感光度、寬動(dòng)態(tài)范圍、高溫環(huán)境下暗電流無(wú)顯著提升的產(chǎn)品特性。 2020 年，思特威安防 CMOS 圖像傳感器出貨量市場(chǎng)份額 34.95%、銷(xiāo)售額市場(chǎng)份額 22.18%，均排名第一。安防 CIS 主要供應(yīng)商包括思特威、豪威、格科微、晶相、索尼、比 亞迪等。根據(jù) Frost&Sullivan 統(tǒng)計(jì)，在安防監(jiān)控領(lǐng)域，2020 年思特威實(shí)現(xiàn) 1.46 億顆 CMOS 圖像傳感器出貨量，位居全球第一。從高端安防市場(chǎng)來(lái)看，索尼在高端安防市場(chǎng)的 CMOS 圖像傳感器單 價(jià)較高，仍 然占據(jù)銷(xiāo)售 額領(lǐng)先的 地位，其按 銷(xiāo)售額計(jì)算 的市場(chǎng)份 額達(dá)到 24.82%。3.3 IoT 機(jī)器視覺(jué)

29、CIS 份額領(lǐng)先在機(jī)器視覺(jué)領(lǐng)域，思特威是國(guó)內(nèi)最早從事全局快門(mén) CIS 產(chǎn)品研發(fā)的廠家之一。公司獨(dú) 特的 BSI 技術(shù)產(chǎn)品，配合三維堆棧等技術(shù)，已具備單幀 HDR 功能和超高的快門(mén)效率和感 光性能，產(chǎn)品系列覆蓋 0.3-9M 像素、幀率高達(dá) 240fps、快門(mén)效率大于 99%。2017 年，思特威推出了第一代基于背照式（BSI）工藝的全局快門(mén)圖像傳感器芯 片，相比傳統(tǒng)的前照式（FSI）工藝+全局快門(mén)架構(gòu)，大幅提升全局快門(mén)芯片的量 子效率及感光度，同時(shí)保障了極高的快門(mén)效率，具有出色的性能指標(biāo)；隨后，公 司推出基于堆棧工藝的全局快門(mén)產(chǎn)品2021 年，第二代 BSI 全局快門(mén)技術(shù)方案，讀取噪聲較前代產(chǎn)

30、品降低 40%，HDR 提升 24dB，像素陣列擴(kuò)展至 4M、6M、9M，打破了索尼在該領(lǐng)域長(zhǎng)期幾乎獨(dú)供 的地位，在智慧交通領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)。目前預(yù)研的第三代全局快門(mén)技術(shù)，致力于進(jìn)一步將讀取噪聲降低至小于 2 個(gè)電子， 同時(shí)將快門(mén)效率提升一倍以上，進(jìn)一步拓展至更多的智慧交通、工業(yè)相機(jī)以及單 反相機(jī)等應(yīng)用場(chǎng)景。三大全局快門(mén) CIS 廠商應(yīng)用領(lǐng)域各有優(yōu)勢(shì)。目前全球范圍內(nèi)只有索尼、豪威、思特威 三家廠商擁有大規(guī)模全局快門(mén) CMOS 圖像傳感器量產(chǎn)的能力，在此領(lǐng)域年出貨量達(dá)到千萬(wàn) 級(jí)別。豪威科技主要應(yīng)用的終端產(chǎn)品為 AR/VR 設(shè)備，索尼主要應(yīng)用的終端產(chǎn)品為其自有品 牌游戲機(jī) Play Station，思特威

31、在無(wú)人機(jī)、掃地機(jī)器人、電子詞典筆、智能物流分揀、人 臉支付終端、智能家居、智能交通等眾多新興應(yīng)用領(lǐng)域取得領(lǐng)先地位。 根據(jù) Frost&Sullivan 統(tǒng)計(jì)，思特威全局快門(mén) CMOS 圖像傳感器 2020 年出貨超過(guò) 2500 萬(wàn)顆，出貨量占比約 42%，位居行業(yè)前列。3.4 汽車(chē) CIS 后裝量產(chǎn)+前裝破冰在安防領(lǐng)域和機(jī)器視覺(jué)領(lǐng)域的技術(shù)積累下，公司智能車(chē)載電子產(chǎn)品在夜視性能、高動(dòng) 態(tài)范圍、LED 閃爍抑制等性能指標(biāo)具備優(yōu)勢(shì)。車(chē)載產(chǎn)品本身對(duì)成像色彩、動(dòng)態(tài)范圍、夜視 低照性能等有較高的要求，這些性能需求與安防產(chǎn)品具有一定的相似性。在智能車(chē)載電子 領(lǐng)域，公司擁有卷簾快門(mén)架構(gòu)下的 HDR 像素設(shè)計(jì)（

32、包括多重曝光 HDR 技術(shù)和 PixGain HDR 技術(shù)）、ISP 片上集成二合一技術(shù)、LED 閃爍抑制技術(shù)等多項(xiàng)核心技術(shù)，實(shí)現(xiàn)感光度提升、 寬動(dòng)態(tài)范圍、集成 ISP 功能的效果。 思特威汽車(chē) CIS 產(chǎn)品適用于倒車(chē)后視、360 度環(huán)視、前視、ADAS、車(chē)內(nèi)監(jiān)控和駕駛 員疲勞檢測(cè)全系列場(chǎng)景。思特威著重針對(duì)車(chē)載圖像傳感器夜視性能、高動(dòng)態(tài)范圍、LED 閃 爍抑制等核心需求研發(fā)出了覆蓋 ADAS（輔助駕駛）系統(tǒng)、DMS（駕駛員監(jiān)控）系統(tǒng)及 SAE 自動(dòng)駕駛等級(jí)的智能視頻圖像解決方案的車(chē)載系列產(chǎn)品，并量產(chǎn)了包括車(chē)載前裝和后裝的 多款 CMOS 圖像傳感器，其中包括兩款集成片上 ISP 功能的車(chē)載圖像

33、傳感器產(chǎn)品。公司也 部署了多個(gè)智能車(chē)載電子在研項(xiàng)目，如第二代自研 FSI 架構(gòu)的 ISP 片上集成二合一技術(shù)的 智能車(chē)載圖像傳感器設(shè)計(jì)、基于 BSI 架構(gòu)以及堆棧式架構(gòu)的 ISP 片上集成二合一技術(shù)的車(chē) 規(guī)級(jí)智能車(chē)載圖像傳感器設(shè)計(jì)等。外延方面，收購(gòu)深圳安芯微強(qiáng)化智能車(chē)載電子研發(fā)實(shí)力。深圳安芯微是一家專(zhuān)注于車(chē) 載攝像頭 CMOS 圖像傳感器的 IC 設(shè)計(jì)公司，擁有十多款車(chē)載 CMOS 圖像傳感器，在標(biāo)清 同軸模擬視頻（CVBS）方面有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用在倒車(chē)攝像頭后裝市場(chǎng)。2019 年 12 月，公司以知識(shí)產(chǎn)權(quán)評(píng)估值為依據(jù)購(gòu)買(mǎi)了深圳安芯微 5 項(xiàng)專(zhuān)利及 7 項(xiàng)集成電路布圖設(shè) 計(jì)。公司將深圳

34、安芯微專(zhuān)利與自身技術(shù)優(yōu)勢(shì)相結(jié)合，陸續(xù)推出了 SC030AP、SC100AP 等 實(shí)現(xiàn)了 ISP 片上集成二合一功能的高清 CIS 車(chē)載產(chǎn)品，較公司及深圳安芯微的原有產(chǎn)品均 有較大幅度的性能提升，并進(jìn)入了車(chē)載前裝市場(chǎng)。 思特威汽車(chē) CIS 產(chǎn)品矩陣涵蓋 1.23MP-8MP，動(dòng)態(tài)范圍高達(dá) 140dB，已有三款車(chē)規(guī) 級(jí) CIS 產(chǎn)品。截至 2022 年 7 月，思特威已經(jīng)有三款 CIS 產(chǎn)品（SC2331AT、SC800AT、 SC220AT）通過(guò)了車(chē)規(guī)級(jí)認(rèn)證，并在多家主車(chē)廠開(kāi)始量產(chǎn)驗(yàn)證和小批量出貨。其中，思特 威 SC2331AT 入選了中國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)和中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布的 2022 年

35、4 月版汽 車(chē)芯片推廣應(yīng)用推薦目錄，代表了思特威在車(chē)規(guī)級(jí) CIS 的實(shí)力獲得了業(yè)內(nèi)專(zhuān)家的認(rèn)證。2022 年 IPO 募投項(xiàng)目之一即為“研發(fā)中心設(shè)備與系統(tǒng)建設(shè)項(xiàng)目”，通過(guò)搭建車(chē)用 CMOS 圖像傳感器研發(fā)平臺(tái)，以打造公司新一代的車(chē)規(guī)級(jí)產(chǎn)品線，研發(fā)具備高性能、低功耗、低 噪聲、120 萬(wàn)像素的車(chē)規(guī)級(jí)視覺(jué)感知芯片，重點(diǎn)突破 LED 頻閃抑制、HDR 成像等技術(shù)，以 滿足智能駕駛環(huán)視監(jiān)測(cè)、前/后視監(jiān)測(cè)、變道輔助、車(chē)道偏離警告和駕駛員監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等功能 應(yīng)用。 思特威在后裝車(chē)載市場(chǎng)年出貨量逾 2000 萬(wàn)顆。在后裝車(chē)載市場(chǎng)，2020 年思特威實(shí)現(xiàn) 出貨量 2,004 萬(wàn)顆、銷(xiāo)售額 9,908 萬(wàn)元；2021

36、 年 1-9 月實(shí)現(xiàn)出貨量 1,457.87 萬(wàn)顆、銷(xiāo)售 額 6,413.79 萬(wàn)元。前裝車(chē)規(guī)級(jí)芯片市場(chǎng)目前主要由安森美、索尼、豪威科技三大廠商占據(jù)，思特威前裝 車(chē)載市場(chǎng)已破冰。根據(jù) Frost & Sullivan，安森美、索尼、豪威科技三家廠商 2020 年智能 車(chē)載 CMOS 圖像傳感器的出貨量市場(chǎng)份額分別為 54%、29%和 8%，CR3 高達(dá) 91%。在 前裝車(chē)載市場(chǎng)，思特威已與多家主流整車(chē)廠的一級(jí)供應(yīng)商開(kāi)展合作。據(jù)旭日數(shù)據(jù)，2022Q1 思特威在前裝汽車(chē) CIS 出貨量達(dá) 36 萬(wàn)顆，占比約 0.8%，4 月、5 月出貨量分別為 21 萬(wàn) 顆、28 萬(wàn)顆，已有銷(xiāo)售突破。3.5 手機(jī)

37、 CIS 市場(chǎng)初試水全球智能手機(jī) CMOS 圖像傳感器市場(chǎng)主要有索尼、三星、豪威科技、格科微等廠商占 據(jù)。根據(jù) Frost & Sullivan，以銷(xiāo)售額口徑，2020 年索尼以 46%的份額領(lǐng)跑全球市場(chǎng)，其 次是三星占據(jù) 29%的份額，豪威科技占據(jù) 10%份額；以出貨量口徑，2020 年索尼占據(jù) 24% 市場(chǎng)分額，格科微占據(jù) 22%市場(chǎng)份額，三星和豪威分別占據(jù) 19%和 15%的市場(chǎng)分額。目 前智能手機(jī)領(lǐng)域行業(yè)龍頭企業(yè)已占據(jù)約 80%的市場(chǎng)份額。 在智能手機(jī)領(lǐng)域，公司具備的 SFCPixel專(zhuān)利技術(shù)、近紅外感度 NIR+技術(shù)、低照度 下基于 FSI/BSI 工藝的夜視全彩技術(shù)，在同樣的像素下

38、可以取得更好的低照度性能，更高 的信噪比和更寬的動(dòng)態(tài)范圍。此外公司產(chǎn)品具備低功耗特性，可以帶來(lái)更高的能效比。手機(jī) CIS 量產(chǎn)產(chǎn)品覆蓋 2M-16M。啟動(dòng)智能手機(jī)研發(fā)后一年時(shí)間內(nèi)快速推出多個(gè)系列 的智能手機(jī) CMOS 圖像傳感器產(chǎn)品。目前公司已量產(chǎn) 2M 像素至 16M 像素系列手機(jī) CIS， 包括具有 PDAF 技術(shù)的 13M 手機(jī) CIS 產(chǎn)品，并在驗(yàn)證面向高端旗艦機(jī)型的 50M 新品。 手機(jī) CIS 市場(chǎng)新玩家，低基數(shù)、純?cè)隽俊Ｗ?2021 年第一季度起，發(fā)行人已開(kāi)始大批 量供貨給多家手機(jī)整機(jī)廠和手機(jī) ODM 廠商，并在多家市場(chǎng)主流品牌廠商進(jìn)行驗(yàn)證和產(chǎn)品 導(dǎo)入。發(fā)行人手機(jī)領(lǐng)域已實(shí)現(xiàn)銷(xiāo)售的直接客戶主要為 ODM 廠商和經(jīng)銷(xiāo)商，并通過(guò)直接客 戶實(shí)現(xiàn)對(duì)品牌客戶的最終銷(xiāo)售。 據(jù)旭日數(shù)據(jù)，2022Q1 思特威手機(jī) CIS 出貨量達(dá) 16KK，4、5 月出貨量分別為 8.1KK、 9.2KK，環(huán)比增長(zhǎng)顯著。4. 思特威經(jīng)營(yíng)模式特征4.1 與優(yōu)質(zhì)行業(yè)客戶、供應(yīng)鏈協(xié)同發(fā)展思特威針對(duì)目標(biāo)應(yīng)用領(lǐng)域的特定及新興需求，開(kāi)發(fā)了具有高信噪比、高感光度、高速 全局快門(mén)捕捉、超寬動(dòng)態(tài)范圍、超高近紅外感度、低功耗等特點(diǎn)的圖像傳感器，已應(yīng)用在 大華股份、大疆創(chuàng)新、宇視科技、普聯(lián)技術(shù)、天地偉業(yè)、網(wǎng)易有道、科沃斯等品牌的終端 產(chǎn)品中。2018 年、2019 年、2020 年及 2021 年 1-9 月，思特威