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文檔簡介
思特威:安防與機器視覺CIS龍頭,切入汽車及智能手機領域一、思特威:安防及機器視覺CIS領先企業(yè)公司成立于2017年,聚焦高性能CMOS圖像傳感器芯片的研發(fā)、設計和銷售業(yè)務。公司產品已覆蓋安防監(jiān)控、機器視覺、智能車載電子、智能手機等多場景應用領域。公司產品具有高信噪比、高感光度、高速全局快門捕捉、超寬動態(tài)范圍、超高近紅外感度、低功耗等特點,下游客戶包括大華股份、大疆創(chuàng)新、宇視科技、普聯技術、天地偉業(yè)、網易有道、科沃斯等品牌。公司產品線不斷豐富,在已有安防監(jiān)控和機器視覺領域優(yōu)勢的基礎上,不斷向智能車載電子、智能手機等領域拓展。2017年,公司進入安防領域,CIS出貨量達到第一。2018年,發(fā)布SmartGS系列BSI全局快門CMOS圖像傳感器產品,打開工業(yè)應用領域。2019年,憑借SC031G5和SC132G5產品,擴展至無人機、人臉支付系統等新領域。2020年,購買深圳安芯微專利并進行人員擴充,加速汽車電子領域布局。2020年,發(fā)布全系列2MP-13MP的CellphoneSensor系列產品,正式進入手機市場。公司營業(yè)收入主要來源于安防監(jiān)控領域,2017-2020年來源于安防監(jiān)控領域收入的占比分別為98.44%、92.62%、82.13%和75.88%,并繼續(xù)向機器視覺領域、智能車載電子、智能手機等領域拓展。目前公司CIS產品布局包括前照式FSI-RS系列、背照式BSI-RS系列、全局快門GS系列產品,主要面向安防監(jiān)控和機器視覺領域。公司產品具有獨特的性能優(yōu)勢,能夠解決CIS產品在低照度環(huán)境成像、高溫工作環(huán)境性能、寬動態(tài)范圍、高速運動下拍攝等問題。在供應鏈方面,公司采用fabless經營模式,與多家晶圓廠及封測廠合作穩(wěn)定。公司專注于芯片的研發(fā)、設計與銷售,晶圓制造和封裝環(huán)節(jié)則委托外部供應商完成。在晶圓制造環(huán)節(jié),公司供應商包括臺積電、三星電子、合肥晶合、東部高科等,晶圓成本占公司營業(yè)成本的72%以上。封測主要供應商為晶方科技、華天科技和科陽半導體。在終測環(huán)節(jié),公司建立了自有測試產線,終測主要由子公司昆山曄芯完成。2020年公司前五大客戶合計占比84.9%,分別為鼎芯無限(26.8%)、大華股份(25.5%)、志遠電子(22.0%)、普聯技術(5.6%)、君視芯(5.1%)。公司下游客戶資源豐富,產品已經應用于眾多知名終端品牌,同時也積累了眾多的中小規(guī)模的客戶群體。公司采用直銷、經銷相結合的銷售模式,2020年直銷/經銷模式收入占比為50.43%/49.57%。在經銷方面,主要經銷商為鼎芯無限、志遠電子及淇諾科技三家實力較強的上市公司子公司。在直銷方面,主要客戶包括大華股份、大疆創(chuàng)新、普聯技術、君視芯等業(yè)內知名終端品牌客戶。1、公司實控人為創(chuàng)始人徐辰,大基金及大客戶入股助力公司發(fā)展公司控股股東、實際控制人為創(chuàng)始人徐辰,持股比例15.23%,徐辰自行及通過一致行動人莫要武控制的發(fā)行人表決權比例為51.46%,具備實際支配公司行為的權力。第二大股東為國家大基金,第三大股東為國家基金和大客戶入股彰顯了公司的技術實力及業(yè)內重要地位。公司歷經四輪融資,引入了包括國家大基金和大客戶大華股份在內的系列機構入股。2020年9月,安防終端頭部客戶大華股份通過增資取得了思特威791.26萬股,持股比例為2.20%。2020年10月,國家集成電路基金二期以4億元認購思特威686.82萬元注冊資本。公司產業(yè)股東還包括華為哈勃、聯想創(chuàng)投、小米長江、聞泰科技、傳音控股、中芯聚源等。2、受益于產品線擴展及份額提升,收入和盈利能力高增受益于產品線擴展和大客戶份額提升,公司收入快速提升。2018-2021年公司收入高速增長,營業(yè)收入從2018年的3.25億元增長至2021年的26.89億元,CAGR+102.26%。收入提升來源于兩方面:1)公司產品迭代迅速,應用領域擴大帶來銷量提升。公司全面擴展了FSI-RS、BSI-RS和GS系列產品。在BSI-RS產品領域,推出了全像素的BSI-RS產品。在GS產品領域,公司在2018年進入機器視覺領域,后陸續(xù)開拓了智能翻譯筆等其他智能終端應用領域。在FSI產品領域,公司2018年量產2M像素產品,2019年推出3M像素產品,并在2020年進入車載電子領域。2)導入重點客戶、滲透率提升促進收入增長。公司產品已進入大華股份、普聯技術、天地偉業(yè)、雄邁集成等安防終端頭部客戶的供應體系,產品逐步被客戶認可。2020年實現扭虧為盈,2021年歸母凈利潤高增長。2018/2019/2020/2021年,公司歸母凈利潤分別為1.66/2.42/1.21/3.98億元,2018-2019虧損原因在于公司成立前期需要投入大量研發(fā)及銷售資源,公司在2018-2021Q1因股權激勵計劃產生的費用也對公司凈利潤產生了一定影響,隨著公司營業(yè)規(guī)模快速擴大及股權激勵計劃實施完畢,盈利能力顯著提升。受疫情、研發(fā)費用等因素影響,2022Q1業(yè)績下滑明顯。2022Q1公司營業(yè)收入為4.38億元,同比減少18.99%;
營業(yè)利潤為1753萬元,同比減少78.40%;歸屬于母公司的凈利潤為1411萬元,同比減少79.44%;扣非歸母凈利潤為818.02萬元,同比減少87.96%。2022Q1營業(yè)收入下滑主要因為疫情管控影響公司物流配送、客戶提貨節(jié)奏。在研發(fā)費用方面,公司研發(fā)人員規(guī)模持續(xù)擴大導致一季度研發(fā)費用支出大幅增長,且公司新產品研發(fā)持續(xù)進行,光罩模具成本攤銷較高,當期研發(fā)費用支出增加2694萬元,較上年同期增長74.31%;同時,公司與合肥晶合在合作初期,產品良率處于逐步改善的過程中,毛利率的波動也對利潤指標造成一定影響;此外,公司新辦公樓折舊及攤銷金額較大。公司營業(yè)收入主要來源于安防監(jiān)控領域產品。2021年前三季度安防監(jiān)控、機器視覺、汽車電子、智能手機產品的收入占比分別為72.82%、15.65%、3.45%、8.08%。2020年公司安防監(jiān)控CIS出貨量1.46億顆,位居全球第一;新型機器視覺CIS出貨量2500萬顆,位居行業(yè)前列。公司在汽車、智能手機領域仍處于市場拓展初期。在安防監(jiān)控領域,思特威產品覆蓋高中低端的1M至8M像素全系列產品,并以中高端產品為主。2021前三季度公司安防產品的高端、中端收入占比為49.19%、22.59%,產品結構升級快速,主要應用場景為網絡攝像機、模擬閉路攝像機、家用看護攝像機、智能門鈴等。在機器視覺領域,公司是國內最早從事GS系列產品研發(fā)的CIS廠家之一,產品定位為高端和超高端。2020年超高端產品實現銷售;2021前三季度機器視覺產品的超高端、高端占比為1.75%、98.25%。產品應用場景全面,涵蓋消費級機器視覺、工業(yè)相機、智能交通等多樣化應用領域。在汽車電子和智能手機領域,公司積極順應市場需求,快速進行研發(fā)和產業(yè)化布局,對于手機來說,部分低端產品已進入市場,中高端產品主要處于研發(fā)、驗證和市場導入階段;對于汽車來說,主要應用場景為智能化車載行車記錄儀、車載環(huán)視及后視攝像頭、駕駛員監(jiān)測攝像頭等,2021年前三季度低端產品收入占比為91.09%。受益于產品結構升級和良率提升,公司毛利率快速增長,2018~2021年總體毛利率從12.7%增長到29.1%。一方面,公司產品結構不斷升級,高端產品BSI-RS和GS系列認可度越來越高,收入占比從2018年合計占比12.55%提升至2021前三季度的56.84%。2021年有產品達到車規(guī)級標準,進入車載前裝市場,高端產品占比的進一步提升帶動智能車載電子領域毛利率提升。另一方面,產品良率不斷提升。2018年至今,公司引入新的晶圓廠,產品單位成本的下降為毛利率的提升帶來積極影響。公司重視技術研發(fā)工作,組建了一支杰出的研發(fā)團隊。核心技術人員徐辰博士、莫要武博士在CIS領域擁有二十余年的研究工作經驗,分別在不同技術領域起到帶頭作用。截止2021Q3,公司共有研發(fā)人員266人,占其員工總數量的39.47%,其中148名研發(fā)人員擁有碩士以上學歷。經營規(guī)模不斷增大,研發(fā)費用率有所下降。公司每年研發(fā)投入較大,2018-2020年研發(fā)費用由0.93億增長至2.05億元,由于公司經營規(guī)模和銷售規(guī)模迅速擴大,研發(fā)費用率相對下降,從22.6%下降到7.6%。二、CIS:5G+AI助力安防、機器視覺領域增長,車載手機領域打開百億增長空間圖像傳感器(CIS)是攝像頭核心部件,決定輸入圖像像素高低。CMOS圖像傳感器是攝像頭模組的核心元器件,對攝像頭的光線感知和圖像質量起到關鍵作用。CMOS圖像傳感器首先通過感光單元陣列將所獲取對象景物的亮度和色彩等信息由光信號轉換為電信號;再將電信號按照順序進行讀出并通過ADC數模轉換模塊轉換成數字信號;最后將數字信號進行預處理,并通過傳輸接口將圖像信息傳送給平臺接收。1、市場規(guī)模:車載、安防市場下游應用快速增長,CIS市場空間廣闊下游手機、汽車應用需求起量,全球CMOS圖像傳感器市場規(guī)模實現快速增長。根據Frost&Sullivan統計,2012年,全球CMOS圖像傳感器出貨量為21.9億顆,市場規(guī)模為55.2億美元,至2020年,全球CMOS圖像傳感器市場出貨量為77.2億顆,市場規(guī)模達到179.1億美元,2012-2020年CAGR分別達到17.1%和15.8%。得益于智能手機、汽車電子等下游應用的驅動,預計未來全球CMOS圖像傳感器市場仍將保持較高的增長速度,至2025年全球出貨量將達到116.4億顆,市場規(guī)模有望提升至330.0億美元,分別實現8.6%和13.0%的年均復合增長率。智能手機是CMOS圖像傳感器的主要應用領域,安防監(jiān)控、汽車電子、機器視覺是新興市場。目前,手機是CMOS圖像傳感器的主要應用領域,其他主要下游應用還包括平板電腦、筆記本電腦等其他電子消費終端,以及汽車電子、安防監(jiān)控設備、機器視覺、醫(yī)療影像等領域。據Frost&Sullivan統計,2019年,全球智能手機及功能手機CMOS圖像傳感器銷售額占據了全球73.0%的市場份額,其他消費電子、汽車市場份額分別為8.7%和10.0%。伴隨汽車ADAS技術逐步成熟并實現應用落地,至2024年,汽車市場份額將提升至14.1%;手機用CMOS圖像傳感器仍將保持其關鍵的市場地位,但增速低于汽車CIS,至2024年手機CMOS圖像傳感器占比將有所縮減至68.8%。(1)安防監(jiān)控領域:政策+市場雙重驅動,安防CIS市場快速增長安防監(jiān)控產業(yè)鏈的上游為零部件廠商,包括算法、芯片、圖像傳感器、鏡頭等,其中圖像傳感器的代表廠商有思特威、索尼、豪威等。中游為安防設備軟硬件廠商,包括??低暋⒋笕A股份、大力科技等;下游包括渠道商、集成商、工程商和運營商,代表企業(yè)有賽維智能、銀江股份等。終端應用包括政府采購、商用和居民家用三個領域。從行業(yè)構成來看,安防行業(yè)可分為入侵報警、出入口控制、視頻監(jiān)控等環(huán)節(jié),其中視頻監(jiān)控是安防系統的核心。根據CCID數據,2018年全球視頻監(jiān)控/防盜報警/門禁系統的市場規(guī)模分別為511/170/149億美元,其中視頻監(jiān)控占比最高,達56.1%。我國安防行業(yè)的發(fā)展歷程主要圍繞視頻監(jiān)控的技術升級展開,包括模擬化、數字化、網絡化、智能化四個階段。模擬化階段:1979~1983年,由模擬攝像機、后端矩陣、磁帶錄像機VCR和電視墻構成。采用模擬方式傳輸圖像信息,傳輸距離較近,監(jiān)控圖像只能在控制中心查看。該階段中攝像頭設備由日系企業(yè)所壟斷,國內自主知識產權的攝像頭生產技術落后。數字化階段:1984~1996年,視頻監(jiān)控出現集成化與數字化特征。系統將監(jiān)控攝像頭采集到的圖像處理成數字信息傳送到電腦,通過網絡將數字壓縮成視頻輸出。這一階段中,DVR產品的誕生推動了國內數字化攝像頭產品的自主研發(fā)與生產,安防攝像頭逐步邁入標清時代。網絡化階段:1997~2021年,網絡通訊和4G的普及帶動安防行業(yè)向著高清/IP化解決方案轉變,一體化方案提供商的商業(yè)模式趨于成熟,安防監(jiān)控系統邁入網絡視頻錄像機(NVR)階段。民用安防產品以及創(chuàng)新產品逐步嶄露頭角。這一階段中,前端攝像機由標清進化為網絡型的高清攝像機。智能化監(jiān)控階段:2012至今,人工智能、大數據、云計算等技術與視頻監(jiān)控技術的不斷融合,安防應用由事后的調查取證,向事前的分析、總結、預警、演練,事中的跟蹤、指揮、調度、協調、配合、溝通等方面擴展,以集成化、智能化為特征的大安防新時代已經到來。安防監(jiān)控行業(yè)從信息獲取階段進入到信息使用階段。我國是全球最大視頻監(jiān)控市場。根據Omdia數據,2020年中國市場占全球市場份額近50%,中國安防市場規(guī)模同比增長6.4%,顯著高于全球市場增速2.2%。預計2024年中國智能視頻監(jiān)控市場將達167億美元,5年CAGR達9.5%。在設備軟硬件供應商環(huán)節(jié),??低暫痛笕A股份是行業(yè)龍頭,占據全球壟斷地位。根據Yole數據,2019年??低暫痛笕A股份在監(jiān)控攝像頭市場份額合計占比為63%。根據A&S最新數據,2020年??低暫痛笕A股份分別為83.1/38.4億美元,占據全球視頻監(jiān)控全行業(yè)企業(yè)收入第一、第二名的位置,收入體量遠超其他企業(yè)。競爭格局整體較為穩(wěn)定。(1)toG:政策因素是過去十年推動我國安防行業(yè)高速發(fā)展的關鍵。2010年以來,國家高度重視城市化和城鎮(zhèn)治理問題,陸續(xù)推出如雪亮工程、平安城市、天網工程、智慧城市等系列項目。政府主導的大規(guī)模基礎設施的持續(xù)建設給安防行業(yè)帶來了強勁增長。根據IDC數據,2018年政府機構支出占中國視頻監(jiān)控總支出的47.6%,其中平安城市和雪亮工程是主要的市場驅動力。未來政策因素將仍為推動安防產業(yè)發(fā)展的重要動力。盡管2020年以來,疫情造成招標推遲和“雪亮工程”逐步完成使得政府在安防領域的投資有所縮減,但基本方向保持不變。中國的新基建計劃和數字中國戰(zhàn)略有望進一步推動智能視頻監(jiān)控在公共部門和私營部門的需求。(2)toB:在新興商用領域,眾多細分社會行業(yè)領域的高速建設以及企業(yè)數字化轉型加快了安防監(jiān)控在多領域滲透。根據IDC數據,2020年我國智慧城市市場支出規(guī)模將達266億美金,而智慧城市的全產業(yè)鏈包括金融、醫(yī)療、教育、樓宇、文教衛(wèi)、產業(yè)園區(qū)等應用場景幾乎都會涉及安防視頻。智慧城市帶來的2B端需求提升已成為安防監(jiān)控繼政府項目之后的又一重要增量。(3)toC:供需側共同推升家庭安防監(jiān)控市場增長。以2014年Google收購Dropcam為標志,家用市場成為安防市場的一個重要分支。家用安防監(jiān)控具有體積小、便于移動、實時監(jiān)控、精確提醒的特點,可以對小孩、老人、寵物、家居環(huán)境保持遠程實時監(jiān)控,首先出現于歐美市場并成為市場熱點。根據GSMA數據,2025年全球以家庭安防設備為代表的智能家居設備的連接增長數量預計新增20億臺。對比歐美市場,我國家用安防市場發(fā)展空間較大。由于歐美市場以獨棟房屋為主流,家用安防領域消費者認知程度高。至2016年,美國民用視頻監(jiān)控安防占視頻安防比例達55%,遠高于我國約6%的水平。我國民用安防監(jiān)控市場仍為一片藍海市場。根據IDC數據,全球智能家居攝像頭2017年市場規(guī)模約42.7億美元,預計至2022年將增長至121.4億美元,年復合增長率達23.2%。在中國市場,2018年中國家庭智能攝像頭出貨量接近970萬臺,同比增長64.1%,預計2023年家庭安全監(jiān)控市場出貨量將突破1億臺。民用消費領域對于安防攝像頭的清晰度要求較高,有望成為2M到4M滲透最快的一個市場領域。品牌商和運營商促進了家用監(jiān)控攝像頭滲透率提升。一方面,品牌商如360、小米、字節(jié)跳動等互聯網公司及中興、華為等移動設備服務商紛紛入局家庭安防監(jiān)控市場;另一方面,運營商如中國移動等也大大推升了農村消費市場的安防監(jiān)控滲透。截止2021年10月,中國移動云南公司“5G平安鄉(xiāng)村”安防監(jiān)控客戶累計超110萬戶,覆蓋云南全省10292個行政村,累計延伸補充超40萬路視頻監(jiān)控。安防監(jiān)控CMOS市場增長快速。根據Frost&Sullivan數據,2020年安防監(jiān)控領域CMOS圖像傳感器的出貨量和銷售額分別為4.2億顆和8.7億美元,分別占比5.4%和4.9%;隨著未來安防監(jiān)控行業(yè)整體市場規(guī)模的不斷擴大,預計2025年出貨量和銷售額將分別達到8.0億顆和20.1億美元,市場份額占比將分別上升至6.9%和6.1%,CAGR分別為13.75%和18.23%。全球安防監(jiān)控CMOS市場較為集中,中國企業(yè)在安防市場的規(guī)模全球領先。根據Frost&Sullivan數據,2020年,安防監(jiān)控領域CMOS圖像傳感器總出貨量為4.2億顆,市場規(guī)模為8.7億美元。按出貨量排名,前五家安防領域CMOS圖像傳感器企業(yè)依次為思特威、豪威、索尼、晶相光電和安森美,行業(yè)CR5為98.1%,其中中國企業(yè)分別占據出貨量第一、第二的位置。按銷售額排名,全球前五家安防領域CMOS圖像傳感器企業(yè)依次為豪威、索尼、思特威、安森美和晶相光電,CR5為96.9%。思特威產品中高低端全覆蓋,多種下游布局全面。思特威、豪威、索尼、晶相光電和安森美是安防監(jiān)控CMOS圖像傳感器領域全球前五大廠商,其中思特威作為全球安防CIS出貨量第一企業(yè),產品基本實現高中低端全覆蓋。此外,索尼、豪威分別定位于高端和中高端市場,格科微、晶相光電則定位于低端市場。(2)汽車電子領域:ADAS帶動攝像頭需求,車載CIS量價齊升汽車電子是未來CMOS圖像傳感器的重要應用方向。近年來CMOS圖像傳感器已經大規(guī)模地被安裝在智能車載行車記錄、前視及倒車影像、360°環(huán)視影像、防碰撞系統中。未來隨著汽車電動化的趨勢及自動駕駛技術的發(fā)展,預計汽車將導入更多攝像頭以構建車載智能視覺系統。全球智能車出貨穩(wěn)定增長,自動駕駛滲透率不斷抬升。根據IDC數據,全球智能車出貨量2020年達到4440萬輛,2024年將達7620萬輛,GAGR達14.46%。同時,根據前瞻產業(yè)研究院的預測,到2025年L1/L2、L3、L4/L5級別自動駕駛滲透率將分別達到5%、15%、50%。預計到2030年,L1/L2、L3、L4/L5級別自動駕駛滲透率將分別達到10%、30%、45%。攝像頭是ADAS感知層的核心器件,單車用量、像素不斷提升:從單車用量來看,未來將從平均單車2.2顆提升到8顆以上。根據Yole統計,2020年全球平均單車攝像頭用量為2.2顆,隨著自動駕駛等級的提升,對攝像頭的需求也越來越大。一般而言,一套完整的ADAS至少需要搭載6顆攝像頭(1前視+1后視+4環(huán)視),目前L2~L3等級車型的攝像頭數量在8~14顆。從像素來看,將從VGA~2M提升到8M。目前市面上的后視攝像頭一般為VGA~1M級別,前視攝像頭在1M~2M之間,例如特斯拉
Model系列攝像頭像素為120萬,小鵬P7車載攝像頭像素為200萬。2021年的新發(fā)車型開始采用8M攝像頭,以達到更好的信息采集準確度,例如蔚來
ET7攝像頭像素為800萬,理想ONESUV車載攝像頭像素為800萬。受益于汽車智能化,全球汽車CIS市場空間快速增長。根據Frost&Sullivan統計,2020年汽車電子領域CMOS圖像傳感器的出貨量和銷售額分別為4.0億顆和20.2億美元,分別占比5.2%和11.3%;預計汽車電子CMOS圖像傳感器出貨量和銷售額將在2025年達到9.5億顆和53.3億美元,市場份額占比將分別上升至8.2%和16.1%,CAGR達18.89%和21.42%。(3)機器視覺領域:AI和5G技術帶來新興機器視覺領域CIS市場規(guī)模高增長機器視覺代替人工識別成為趨勢,CIS是該升級過程的標配零部件。機器視覺指的是通過計算機、圖像傳感器及其他相關設備模擬人類視覺功能的技術,以賦予機器看和認知的能力。中國的機器視覺產業(yè)起步于80年代的技術引進;
2006年擴大到印刷、食品等檢測領域,并于2011年開始高速增長。根據中國機器視覺產業(yè)聯盟數據,2020年中國機器視覺市場銷售額144.2億元,同比增長13.6%。未來隨著疫情好轉及全球貿易局勢緩和,預計到2023年銷售額將達296億元,CAGR為27.1%,增速遠超全球市場平均增速水平。在消費領域,居民消費升級趨勢推動新型機器視覺產品滲透率不斷提升。以新型機器視覺的下游掃地機器人為例,受生活節(jié)奏加快、消費者觀念升級等因素影響,掃地機器人的滲透率快速提升。從全球范圍來看,2017~2020年全球掃地機器人市場規(guī)模將從17.8億美元增長至35.0億美元,三年規(guī)模接近翻番。從中國市場來看,2020年市場規(guī)模將達88.0億元,CAGR達24.1%。新興機器視覺市場處于快速放量階段,增速較快。全局快門是新興機器視覺領域CIS的必要核心技術。全局快門成為新型機器視覺應用的必備性能要求。原因在于智能化新興應用場景往往通過軟件算法進行識別和判斷,因而需要實時地進行精準的影像捕捉以及識別(例如快速行駛的汽車車牌、無人機飛行時的避障系統等),而GS技術可使全部光敏元像素點在同一時間接收光照的原理,可以還原真實的影像效果,使得后續(xù)的圖像處理不受圖像畸變的干擾。5G和AI技術快速落地拓展應用場景,全球新興領域CMOS圖像傳感器市場擴張迅速。根據Frost&Sullivan統計,全局快門CMOS圖像傳感器總出貨量從2018年的1100萬顆迅速增至2020年的6000萬顆,CAGR高達132.7%。未來全球新興領域全局快門CMOS圖像傳感器市場規(guī)模將持續(xù)增長,預計2025年出貨量將增至3.92億顆,未來五年間年均復合增長率為35.7%。思特威在GS領域取得關鍵技術突破,采取BSI結構的全局快門CMOS圖像傳感器芯片。有別于行業(yè)傳統使用FSI結構作為全局曝光的技術路線,思特威采用BSI架構,并應用了多項核心技術,包括高速低噪聲多行列并行和移位讀出技術、全局快門架構下的HDR像素設計技術和高溫場景下暗電流優(yōu)化技術等。其產品可應用于無人機、掃地機器人、工業(yè)相機、人臉識別攝像頭、駕駛員監(jiān)測攝像頭、ETC卡口攝像頭、智能交通違章監(jiān)攝等終端產品中。(4)手機領域:行業(yè)光學創(chuàng)新有所放緩,CSI像素持續(xù)提升智能手機出貨量已接近天花板,光學創(chuàng)新逐漸放緩,但手機CMOS圖像傳感器市場仍存在結構性增量。2016年華為、蘋果先后推出雙攝手機方案,開啟智能手機雙攝元年;2018年雙攝滲透率接近翻倍,達到最大漲幅,三攝也開始在多家手機廠商中應用。根據IDC數據,2015年到2021Q1,智能手機單機攝像頭顆數從2.22顆增長到3.94顆,年復合增長率為9.5%。預計2025年平均單機攝像頭顆數將達到4.20顆。像素提升提振CIS芯片平均單價。從像素結構看,后置副攝像素普遍在8M以下,典型的多攝手機在后置攝像頭上,主要采用“1主攝+2~4副攝”的方案,主攝負責取景成像,副攝負責輔助成像(如3D深感、廣角、長焦、景深、微距、ToF)。根據TSR統計,2020年全球手機后置主攝中,72.2%都在8M以上,40M以上占比約30.3%(按出貨量統計)。目前,主流智能手機品牌旗艦機型的主攝像頭像素水平已達到48~64M,甚至部分機型已采用了2億像素的攝像頭。2、技術路徑:不同場景的技術要求有所差異,安防與汽車電子有相似性能需求不同應用場景的技術參數發(fā)展水平不同。智能手機:智能手機對像素等指標要求在逐漸提升,性價比也是重要指標。智能手機的拍攝功能包括分辨率、清晰度、美觀度和全場景適應能力,已成為智能手機的核心亮點。同時智能手機廠商也對CIS的性價比提出很高的要求,因此催生了小像素CIS的需求。安防監(jiān)控:安防攝像機需要在可見光不足、暴曬高溫以及其他各類的苛刻環(huán)境條件下保持長時間正常工作,除常規(guī)參數達到基本要求外,其最重要的技術參數包括信噪比、HDR和量子效率,同時對耗電量、極端溫度條件工作性能等也有較高的要求。機器視覺:機器視覺應用場景比較豐富,對性能參數要求的維度差異較大。如高速應用場景對快門速度要求很高,需要圖像傳感器具有高幀率以避免高速場景下的誤判導致事故發(fā)生。而對于如掃地機器人中用于測距的CMOS圖像傳感器而言,其3D成像的需求對HDR、感光度等特殊參數有一定的要求。汽車:汽車對于夜間成像性能、動態(tài)范圍、LED閃爍抑制技術要求非常嚴格,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景的適應能力等也是汽車電子CIS的重要參數。前照式結構(FSI):CMOS圖像傳感器的傳統結構,從上至下共五層,依次為透鏡,彩色濾光鏡,金屬連接層,感光層和基本層。前照式的優(yōu)點是工藝條件相對較易實現、制造成本相對較低;缺點在于隨著像素尺寸變小,可接收的入射光量下降,金屬布線反射和吸收的損耗在線路層變得愈發(fā)嚴重,從而限制傳感器的整體性能。背照式結構(BSI):背照式結構將感光元件層的位置更換至線路層上方,感光層僅保留感光元件的部分邏輯電路。采用背照式結構,光線可以從背面入射直接到達感光元件層,電路布線阻擋和反射等因素帶來的光線損耗大幅減少。背照式CMOS圖像傳感器的優(yōu)點在于感光效果和信噪比顯著提升,缺點是設計和工藝難度均較大且成本較高。此外,由于電路密度更高,可能產生一定串擾。根據CMOS圖像傳感器快門曝光方式不同,CMOS圖像傳感器可以分為卷簾快門(RollingShutter)和全局快門
(GlobalShutter)兩大類。卷簾快門(RS):卷簾快門采用逐行曝光的方式。通過斷電控制傳感器,使其不同部分在不同時間下對光的敏感度不同,Senso通過掃描進行逐行曝光,直至所有像素點都被曝光。所有的動作在很短的時間內完成。一般情況為1/48至1/60秒。RS的優(yōu)勢在于可以達到更高的幀速,劣勢在于逐行順序曝光不適合快速運動物體的拍攝,可能出現部分曝光、斜坡圖形、晃動等情況,也即果凍效應。全局快門(GS):全局快門中整幅圖片在同一時間曝光。傳感器的所有像素點同時收集光線,同時曝光。在曝光開始的時候,傳感器開始收集光線,在曝光結束的時候,光線收集電路被切斷,傳感器讀出值即為一幅圖片。GS曝光時間更短,是高速攝影等應用場景下的最佳快門方式,但相比于卷簾快門讀出噪聲較高。目前全局快門CMOS圖像傳感器處于較為前沿的領域,產品處于新興崛起階段,市場潛力較大。CMOS圖像傳感器的技術發(fā)展趨勢:(1)產品迭代路徑:分辨率提升、多場景整體成像的系統能力加強。像素升級、分辨率提升是CMOS圖像傳感器升級的一大趨勢,以安防領域為例,H.265編碼技術的普及、4K甚至更高分辨率視頻應用逐漸上量,以及人臉識別、物體識別等智能視頻需求的興起都對CMOS圖像傳感器支持更高分辨率和更高幀率的輸出提出迫切需求。整合不同場景下的整體成像的系統性能力。對于安防領域CMOS傳感器,廠商需整合優(yōu)化低照度夜視全彩、HDR、低噪聲、寬畫幅成像等多項傳感器技術,以貼合產品的多應用場景需求。(2)堆棧式CMOS技術不斷升級先前介紹過,堆棧式在背照式結構的基礎上進行改良,具有增大感知面積、增強感光效果的優(yōu)勢。此外,采用堆棧式結構的圖像傳感器還能集成如自動對焦(AF)和光學防抖(OIS)等功能。混合堆棧和三重堆棧技術則推動了3D感知和超慢動作影像等功能的發(fā)展。根據TSR,索尼、三星、豪威科技和思特威是目前堆棧式結構CMOS圖像傳感器產品的主要供應商。堆棧式CMOS生產成本和工藝難度較大,主要應用于特定領域,如高端手機主攝像頭、高端數碼相機、新興機器視覺等。其中思特威的堆棧式結構CMOS產品主要用于新興機器視覺領域。思特威在堆棧式結構領域技術儲備豐富。截止2021Q1,公司擁有堆棧式結構相關的專利共計10項(包含發(fā)明專利9項、實用新型專利1項)、在售產品2款、在研項目6項。公司對于堆棧式結構持續(xù)進行研發(fā)投入,基于堆棧式結構的CMOS圖像傳感器產品銷售收入和占比逐年上升。2019年到2021前三季度,公司堆棧式結構CIS產品的銷售收入占比從3.25%增長至7.59%。堆棧式成為未來業(yè)績增長驅動因素之一。(3)智能化時代對性能提升和信息傳輸提出更高要求智能化時代,圖像由給人眼看變成為機器視覺提供服務于后端識別及自動運算響應的視頻影像基礎。智能識別對于圖像傳感器的性能要求比傳統圖像傳感器更高,同時對信息篩選、信息傳輸層面也提出了更高的要求。在性能提升方面,主要包括低噪下的高感光度、低功耗、復雜光照環(huán)境下的超高HDR、近紅外增強下的清晰視野、高幀率以及快速精準捕捉被拍攝目標的能力。在信息傳輸方面,業(yè)界推出的智能傳感器芯片平臺概念,通過將智能化算法程序集成在CMOS圖像傳感器上作為對于云端計算和邊緣端計算的補充,可提升整個視覺智能系統的效率和性能。3、競爭格局:高端市場由海外龍頭領導,國內廠商份額持續(xù)提升全球CIS行業(yè)呈現寡頭壟斷態(tài)勢。根據Frost&Sullivan數據,2020年,市場份額排名前五的供應商合計占據了全球出貨量的96.0%,行業(yè)集中度較高。分公司來看,2020年全球CIS市場銷售收入規(guī)模前三名分別為索尼(39.1%)、三星(23.80%)、豪威(11.30%)。思特威2020年銷售收入15.27億元人民幣,占全球CIS銷售額比重1.05%。分行業(yè)來看,手機市CIS最大應用市場,2020年銷售收入占比67.82%;車載、安防、消費電子和工業(yè)行業(yè)占比分別為6.94%/7.89%/3.83%/2.89%。在手機領域,索尼、三星、豪威在行業(yè)中占據壟斷地位,國內廠商實力不斷增強。根據HCT數據,2020年索尼以46%的收益份額成為智能手機圖像傳感器市場的第一名,三星LSI和豪威緊隨其后,三家在全球智能手機CIS市場占據了近85%的收益份額。目前手機市場高端機型的CIS市場份額主要由日韓廠商占據;豪威、格科微、思特威等國內廠商在中低端市場性價比優(yōu)勢顯著,全球份額占比不斷提升。在車載領域,安森美占據龍頭地位,國內廠商豪威排名第二。相對于手機攝像頭等消費級電子,車載攝像頭對產品的穩(wěn)定性、耐用性、防磁抗震等規(guī)格要求更高,因此行業(yè)技術壁壘較高。目前在全球范圍內,車載圖像傳感器市場的供應商主要有安森美半導體(62%)、豪威科技(20%)、東芝(5%)、索尼(3%)、三星(0%)等。在安防領域,思特威全球份額領先。根據Frost&Sullivan統計,在安防監(jiān)控領域,2020年公司實現1.46億顆CMOS圖像傳感器出貨,出貨量位居全球第一。從市場份額來看,公司以2020年出貨量計算的市場份額為34.95%,而以2020年銷售額計算的市場份額為22.18%。從高端安防市場來看,目前索尼由于應用于高端安防市場的CMOS圖像傳感器,單價較高,仍然占據銷售額領先的地位,其按銷售額計算的市場份額達到24.82%。在機器視覺領域,思特威同樣排名領先。2020年,全球范圍內只有思特威、索尼、豪威三家廠商擁有大規(guī)模全局快門CMOS圖像傳感器量產的能力,能夠在此領域達到千萬級別的年度出貨量。2020年,公司實現超過2500萬顆CMOS圖像傳感器出貨,位居行業(yè)前列。豪威科技主要應用的終端產品為AR/VR設備,索尼主要應用的終端產品為其自有品牌游戲機PlayStation,思特威主要應用的終端產品為無人機、掃地機器人、電子詞典筆、人臉支付終端等新興應用領域的產品。三家公司各自在終端領域占據細分行業(yè)的重要供應商角色。三、公司:多項優(yōu)勢打造安防&機器視覺護城河,沖擊車載和手機市場公司目前主要產品為安防監(jiān)控和機器視覺領域CIS,正在向汽車電子和智能手機領域推進布局。以2020年出貨量口徑計算,2020年公司實現1.46億顆CMOS圖像傳感器出貨,出貨量位居全球第一。在新興機器視覺領域全局快門產品中,2020年公司實現2.5千萬顆CMOS圖像傳感器出貨,出貨量位居行業(yè)前列。公司產品分為安防、機器視覺、車載、智能手機四大類,產品類型可分為FSI、BSI、GS三大系列。其中GS系列主要應用于機器視覺領域,FSI-RS及BSI-RS系列主要應用于安防監(jiān)控。公司產品具有高信噪比、高感光度、高速全局快門捕捉、超寬動態(tài)范圍、超高近紅外感度、低功耗等特點,產品已應用在大華股份、大疆創(chuàng)新、宇視科技、普聯技術、天地偉業(yè)、HYPERLINK"/S/DAO?from=status_
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