電子行業(yè)xCIS市場前景及投資研究報(bào)告：智能硬件視網(wǎng)膜國產(chǎn)CIS機(jī)遇

證券研究報(bào)告（優(yōu)于大市，維持）黃金賽道xCIS：智能硬件之“視網(wǎng)膜”，國產(chǎn)CIS的三次崛起機(jī)遇2022年10月22日投資要點(diǎn)我們認(rèn)為，中國或有希望首先在CIS領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)自主可控。

1、原理：CIS在鏡頭中價(jià)值量占比最大，占比超過50%，CIS的功能是將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，并通過讀出電路轉(zhuǎn)為數(shù)字化信號。我們認(rèn)為CIS最核心的三個(gè)技術(shù)指標(biāo)，包括：有效像素總數(shù)（個(gè)）、像素尺寸（μm）、光學(xué)尺寸（英寸）。

2、迭代：技術(shù)競賽依然是未來CIS競爭中一個(gè)關(guān)鍵的方面，推動著CIS向更小像素、3D集成技術(shù)和新穎像素設(shè)計(jì)方向發(fā)展。我們認(rèn)為CIS創(chuàng)新路徑圍繞兩個(gè)方面：像素點(diǎn)數(shù)量不斷增加，像素尺寸不斷縮小，分辨率以及清晰度持續(xù)提升；整合優(yōu)化CMOS圖像傳感器在不同場景下的整體成像的系統(tǒng)性能力將變得至關(guān)重要。CIS產(chǎn)業(yè)已經(jīng)從FSI（前照式）技術(shù)工藝過渡到BSI（背照式）技術(shù)工藝，現(xiàn)在又轉(zhuǎn)向堆棧式BSI技術(shù)工藝。

3、空間：根據(jù)思特威招股書援引Frost&Sullivan統(tǒng)計(jì)，自2016年至2020年，全球CMOS圖像傳感器出貨量從41.4億顆快速增長至77.2億顆，期間年復(fù)合增長率達(dá)到16.9%。預(yù)計(jì)2021年至2025年，全球CMOS圖像傳感器出貨量將繼續(xù)保持8.5%年復(fù)合增長率，2025年預(yù)計(jì)可達(dá)116.4億顆。全球CMOS圖像傳感器銷售額從2016年94.1億美元快速增長至2020年179.1億美元，期間年復(fù)合增長率為17.5%。預(yù)計(jì)全球CMOS圖像傳感器銷售額在2021年至2025年間將保持11.9%的年復(fù)合增長率，2025年全球銷售額預(yù)計(jì)可達(dá)330.0億美元。2投資要點(diǎn)

4、格局：全球CMOS圖像傳感器行業(yè)呈現(xiàn)寡頭壟斷態(tài)勢。根據(jù)格科微招股書援引Frost&Sullivan統(tǒng)計(jì)，以出貨量口徑統(tǒng)計(jì)，2020年市場份額排名前五的供應(yīng)商合計(jì)占據(jù)了96.0%的市場份額，根據(jù)韋爾股份21年報(bào)援引Counterpoint預(yù)計(jì)2022年前三大CIS供應(yīng)商索尼、三星和豪威合計(jì)營收比例達(dá)到77%。

5、應(yīng)用：手機(jī)、汽車、安防為三大應(yīng)用市場

手機(jī)：除高像素、多攝、3D攝像等趨勢外，智能手機(jī)攝像頭還經(jīng)歷了大光圈、更快自動對焦、光學(xué)防抖等多種技術(shù)變革。整體上看，用戶對拍攝體驗(yàn)優(yōu)質(zhì)化、多樣化需求對CMOS圖像傳感器的各方面性能提出了更為嚴(yán)格的要求，也推動了市場需求的不斷增長。根據(jù)格科微援引Frost&Sullivan統(tǒng)計(jì)，至2024年，全球手機(jī)CMOS圖像傳感器出貨量將達(dá)到67.8億顆，市場規(guī)模達(dá)到164.1億美元，年均復(fù)合增長率分別為6.6%和6.3%，顯著高于全球智能手機(jī)市場增速。

汽車：車用CIS門檻高、價(jià)值量高，未來隨著高級別自動駕駛滲透率的提升，車用CIS市場將快速發(fā)展。愛集微APP百家號預(yù)計(jì)，到2025年全球車用CIS市場規(guī)模將達(dá)32.7億美元，2021-2025年CAGR達(dá)14.3%。車用CIS市場規(guī)模增長的同時(shí)，其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)也將發(fā)生改變。目前低端產(chǎn)品還是出貨主流，但較低像素存在隱患；800萬像素正成為L3級及以上級別自動駕駛汽車的新方案。受益汽車市場景氣，全球頭部CIS、后發(fā)CIS企業(yè)都會受益成長，但目前部分企業(yè)遇到產(chǎn)能瓶頸，本土企業(yè)及其他CIS企業(yè)也將借勢新機(jī)遇，加快汽車市場布局。3投資要點(diǎn)

安防：從2012年以來，CMOS圖像傳感器在安防領(lǐng)域逐漸完成對CCD替代，根據(jù)韋爾股份可轉(zhuǎn)債募集說明書援引Yole

Development的數(shù)據(jù)顯示2016年安防領(lǐng)域CMOS圖像傳感器市場用量約為1億顆，預(yù)計(jì)到2022年將增長至3.2億顆。根據(jù)韋爾股份可轉(zhuǎn)債募集說明書援引IC

Insights的數(shù)據(jù)，2018年CMOS圖像傳感器在安防領(lǐng)域市場規(guī)模為8.2億美元，預(yù)計(jì)2023年將上升至20億美元，年復(fù)合增長率19.5%。高分辨率已經(jīng)成為高端安防應(yīng)用圖像傳感器產(chǎn)品的發(fā)展趨勢。

機(jī)器視覺：機(jī)器視覺領(lǐng)域，近年來人工智能的理論和技術(shù)日益成熟，深度學(xué)習(xí)能力不斷提高，機(jī)器視覺的應(yīng)用的領(lǐng)域越來越廣泛。伴隨著運(yùn)算能力的提升和3D算法、深度學(xué)習(xí)能力的不斷完善，機(jī)器視覺硬件方案的不斷成熟，同時(shí)各類軟件應(yīng)用解決方案相繼提出，使其在電子制造產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的廣度和深度都在提高，并且隨著智能化消費(fèi)品的技術(shù)進(jìn)步和隨之帶來的生活習(xí)慣和消費(fèi)行為的變化，包括無人機(jī)、掃地機(jī)器人、智能門禁系統(tǒng)、智能翻譯筆在內(nèi)的新興消費(fèi)電子產(chǎn)品在人們?nèi)粘Ｉ钪械臐B透率也大幅提升，消費(fèi)級的應(yīng)用也成為了新的高速增長方向。

6、關(guān)注：韋爾股份、格科微、思特威、晶方科技

風(fēng)險(xiǎn)提示：技術(shù)迭代不及預(yù)期的風(fēng)險(xiǎn)；下游需求波動的風(fēng)險(xiǎn)4前言：為什么我們看好CIS?

根據(jù)半導(dǎo)體行業(yè)觀察百家號援引Gartner，中國或有希望首先在CIS領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)自主可控。5證券研究所資料：半導(dǎo)體行業(yè)觀察百家號援引Gartner，概要一、原理：光學(xué)成像高像素、大光圈、低成本之不可能三角二、產(chǎn)業(yè)鏈&技術(shù)迭代&歷史從CCD到CMOS三、競爭格局&市場空間一超多強(qiáng)，索尼、三星、豪威格局穩(wěn)定四、下游應(yīng)用多點(diǎn)開花手機(jī)、汽車、安防、ARVR、機(jī)器視覺等五、主要廠商韋爾股份、格科微、思特威、晶方科技61.1CIS是光學(xué)鏡頭模組的重要組成部分

光學(xué)鏡頭由鏡片、濾光片、CIS、馬達(dá)和保護(hù)蓋板組成；

根據(jù)證券之星官網(wǎng)、前瞻產(chǎn)業(yè)研究院援引ittbank，按照BOM成本劃分，光學(xué)鏡頭模組中CIS占比超過50%，其次為鏡頭，占比20%，模組封裝、音圈馬達(dá)、紅外濾光片則分別占到19%、6%、3%。因此CIS在鏡頭中價(jià)值量占比最大。圖：鏡頭模組構(gòu)成圖：光學(xué)鏡頭模組BOM成本劃分7資料：丘鈦微招股說明書（上會稿），前瞻產(chǎn)業(yè)研究院，

ittbank，證券之星官網(wǎng)，證券研究所1.2CIS是高度集成的圖像系統(tǒng)芯片

CIS全稱CMOSImageSensor，CMOS（互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體）圖像傳感器是一個(gè)高度集成的圖像系統(tǒng)芯片；

當(dāng)外界光線照射到CMOS圖像傳感器，傳感器擁有的感光單元陣列會發(fā)生光電效應(yīng)，光電效應(yīng)使得陣列上的每個(gè)感光單元產(chǎn)生對應(yīng)外界色彩和亮度的電荷信號，之后信號會被模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像信號，從而還原出現(xiàn)實(shí)的影像。圖：CMOS圖像傳感器在攝像頭中的應(yīng)用圖：CMOS圖像傳感器示意圖資料：思特威招股說明書，證券研究所81.3CIS原理：光電信號數(shù)模轉(zhuǎn)換

CMOS圖像傳感器是模擬電路和數(shù)字電路的集成，主要由四個(gè)組件構(gòu)成：微透鏡、彩色濾光片（CF）、感光二極管（PD）、電路層。

光通過具有球形表面的微透鏡后聚攏穿過彩色濾光片，拆分成為紅、藍(lán)、綠色光進(jìn)入感光二極管內(nèi)并轉(zhuǎn)化為電子，再經(jīng)由像素電路轉(zhuǎn)化為電壓信號，最后通過邏輯電路輸出成為圖像數(shù)字信號。圖：CMOS圖像傳感器組成圖：CMOS圖像傳感器示意圖資料：思特威招股說明書，證券研究所91.4CIS分類：FSI、BSI、Stacked

CMOS圖像傳感器根據(jù)感光元件安裝位臵，主要可分為：前照式結(jié)構(gòu)(FSI)、背照式結(jié)構(gòu)(BSI)，在背照式結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上還可以進(jìn)一步改良，又被稱為堆棧式結(jié)構(gòu)(Stacked)。

背照式CIS：晶圓工藝是在標(biāo)準(zhǔn)CIS邏輯電路晶圓基礎(chǔ)上，通過晶圓鍵合、晶圓減薄等工序，將原本臵于彩色濾膜和光電二極管之間的金屬布線移至芯片的另一側(cè)，由此光線可由無阻擋的襯底背面直接進(jìn)入光電二極管，可以顯著改善量子效率的同時(shí)也提升了小尺寸像素設(shè)計(jì)的自由度。

堆棧式CIS：能在處理電路得到更多的晶體管，擁有更快的速度，原來不容易實(shí)現(xiàn)的HDR、升格等，現(xiàn)在變得很常見。讀出速度也變得更快。而且，由于將像素區(qū)域和處理電路區(qū)域堆疊，像素區(qū)域能做得更大。圖：前照式與背照式結(jié)構(gòu)區(qū)別資料：思特威、格科微招股書，證券研究所101.5CIS主要參數(shù)及應(yīng)用比較

影響CMOS圖像傳感器的主要參數(shù)指標(biāo)包括如下：像素總數(shù)和有效像素總數(shù)（個(gè)）、像素尺寸（μm）、光學(xué)尺寸（英寸）、幀率（fps）、信噪比（dB）、動態(tài)范圍（dB）、感光度（V/lux*sec）、量子效率等

按照不同下游應(yīng)用場景，對應(yīng)產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)發(fā)展水平和要求也不同。表：CMOS圖像傳感器應(yīng)用場景對應(yīng)產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)發(fā)展水平應(yīng)用領(lǐng)域

像素范圍

幀率(MP)

(fps)動態(tài)范圍

感光度(dB)近紅外（NIR）(mv/Lux*s)

感光度需求2-10015-6060-702000-3500智能手機(jī)安防監(jiān)控機(jī)器視覺汽車電子無強(qiáng)強(qiáng)中2-80.3-161-830-12060-48030-12070-100

3500-1200060-100

3500-12000100-140

3500-12000資料

：思特威招股說明書，技術(shù)參數(shù)釋義可參照附錄證券研究所111.6CIS之不可能三角

參考附錄列示指標(biāo)，我們認(rèn)為CIS最核心的三個(gè)技術(shù)指標(biāo)，包括：有效像素總數(shù)（個(gè)）、像素尺寸（μm）、光學(xué)尺寸（英寸）；?

有效像素?cái)?shù)目（分辨率/清晰度）：決定CMOS圖像傳感器的分辨率以及圖像的清晰度。??像素尺寸（單像素進(jìn)光量）：每個(gè)像素點(diǎn)的尺寸，像素尺寸減小的同時(shí)單像素的進(jìn)光量也會減少，感光度性能下降。/光學(xué)尺寸（感光性能

成本）：傳感器感光元件的尺寸，尺寸越大，捕獲的光子越多，感光性能越好，信噪比越低。

我們提出：高像素、大尺寸、低成本之不可能三角。即CIS高性能所代表的高像素和大CIS尺寸（像素尺寸和光學(xué)尺寸），但對應(yīng)的成本高，因此高像素、大尺寸、低成本三者不可能完全滿足，下游客戶會在三者中進(jìn)行參數(shù)的取舍。12概要一、原理：光學(xué)成像高像素、大光圈、低成本之不可能三角二、產(chǎn)業(yè)鏈&技術(shù)迭代&歷史從CCD到CMOS三、競爭格局&市場空間一超多強(qiáng)，索尼、三星、豪威格局穩(wěn)定四、下游應(yīng)用多點(diǎn)開花手機(jī)、汽車、安防、ARVR、機(jī)器視覺等五、主要廠商韋爾股份、格科微、思特威、晶方科技132.1圖像傳感器：CMOSvsCCD

圖像傳感器大類主要分為CCD圖像傳感器（電荷耦合器件圖像傳感器）和CMOS圖像傳感器（互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體圖像傳感器）兩大類。CCD和CMOS圖像傳感器的主要區(qū)別在于二者感光二極管的周邊信號處理電路和對感光元件模擬信號的處理方式不同：?

CCD圖像傳感器：感光元件接受的模擬信號直接進(jìn)行依次傳遞，在感光元件末端將所傳遞的模擬信號統(tǒng)一輸出，并由專門的數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片及信號處理芯片進(jìn)行放大、數(shù)模轉(zhuǎn)化及后續(xù)數(shù)字信號處理，CCD圖像傳感器具有高解析度、低噪聲等優(yōu)點(diǎn)，但生產(chǎn)成本相對較高，主要用于專業(yè)相機(jī)、攝影機(jī)等設(shè)備。?

CMOS圖像傳感器：每個(gè)感光元件均能夠直接集成放大電路和數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，無需進(jìn)行依次傳遞和統(tǒng)一輸出，再由圖像處理電路對信號進(jìn)行進(jìn)一步處理，CMOS圖像傳感器具有成本低、功耗小等特點(diǎn)，且其整體性能隨著產(chǎn)品技術(shù)的不斷演進(jìn)而持續(xù)提升。142.2歷史發(fā)展，技術(shù)迭代：CMOS占據(jù)主導(dǎo)

從上世紀(jì)90年代開始，CMOS圖像傳感技術(shù)在業(yè)內(nèi)得到重視并獲得大量研發(fā)資源，CMOS圖像傳感器開始逐漸取代CCD圖像傳感器。如今，CMOS圖像傳感器已占據(jù)了市場的絕對主導(dǎo)地位，基本實(shí)現(xiàn)對CCD圖像傳感器的取代，而CCD僅在衛(wèi)星、醫(yī)療等專業(yè)領(lǐng)域繼續(xù)使用。表：圖像傳感器發(fā)展階段概述時(shí)間發(fā)展階段20

50世紀(jì)

年代PMT光學(xué)倍增管（

）1965-1970年光電及雙極二極管陣列1970CCD圖像傳感器年后90CMOS圖像傳感器年代末資料：思特威招股說明書，前瞻產(chǎn)業(yè)研究院，證券之星官網(wǎng)，證券研究所152.3CMOS傳感器芯片主要優(yōu)勢

CMOS圖像傳感器芯片主要優(yōu)勢可歸納為以下三個(gè)層面：?

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；?

尺寸層面：CMOS傳感器能夠?qū)D像采集單元和信號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設(shè)備和各類小型化設(shè)備；?

功耗層面：CMOS傳感器相比于CCD還保持著低功耗和低發(fā)熱的優(yōu)勢。162.4CIS產(chǎn)業(yè)鏈：Fabless、Fab-lite、IDM并存

國內(nèi)本土CMOS圖像傳感器設(shè)計(jì)廠商目前一般采取Fabless模式，包括思特威、韋爾股份（豪威科技）、格科微等。

Fabless模式的優(yōu)點(diǎn)集中在其輕資產(chǎn)、低運(yùn)行費(fèi)用和高靈活度，可以專注于芯片的設(shè)計(jì)和創(chuàng)研工作。在晶圓產(chǎn)能供應(yīng)緊張的階段，F(xiàn)abless廠商能否獲得上游晶圓代工廠的穩(wěn)定供貨至關(guān)重要。晶圓代工廠選擇合作伙伴的標(biāo)準(zhǔn)也不僅僅停留在短期價(jià)格的層面。國內(nèi)外的晶圓代工廠商都會更傾向于與有自主技術(shù)、有產(chǎn)品能力、并與下游行業(yè)客戶綁定較深的優(yōu)質(zhì)Fabless廠商保持穩(wěn)定的供應(yīng)關(guān)系。圖：IDM模式、Fabless模式及Fab-lite模式輕晶圓廠模式Fab-lite企業(yè)（輕晶圓廠）資料：格科微招股說明書，證券研究所172.4CIS產(chǎn)業(yè)鏈：Fabless、Fab-lite、IDM并存

IDM模式：索尼、三星等資金實(shí)力強(qiáng)大的企業(yè)采用IDM模式。IDM模式指的是企業(yè)業(yè)務(wù)需涵蓋芯片設(shè)計(jì)、制造、封測整個(gè)流程，并延伸至下游市場銷售。IDM模式下的公司規(guī)模一般較為龐大，在產(chǎn)品的技術(shù)研發(fā)及積累需要較為深厚，運(yùn)營費(fèi)用及管理成本都相對較高，對企業(yè)的綜合實(shí)力要求較高，但此模式下企業(yè)也具有明顯的資源整合優(yōu)勢。

Fab-Lite模式：隨著半導(dǎo)體與集成電路生產(chǎn)過程中工藝的定制化程度提升，介于Fabless模式和IDM模式之間的Fab-Lite（輕晶圓廠）模式應(yīng)運(yùn)而生，部分設(shè)計(jì)企業(yè)將標(biāo)準(zhǔn)化程度較高的生產(chǎn)環(huán)節(jié)通過委外方式進(jìn)行，而部分產(chǎn)品獨(dú)有的特殊工藝則由企業(yè)自主完成，從而實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的提升。圖：IDM模式、Fabless模式及Fab-lite模式輕晶圓廠模式Fab-lite企業(yè)（輕晶圓廠）資料：格科微招股說明書，證券研究所182.5CIS技術(shù)水平及應(yīng)用分類

CMOS圖像傳感器產(chǎn)品按照技術(shù)水平可分為高端、中端、低端產(chǎn)品；表：CMOS圖像傳感器各產(chǎn)品的主要劃分參數(shù)和應(yīng)用場景應(yīng)用領(lǐng)域

產(chǎn)品定位

技術(shù)結(jié)構(gòu)

主要像素范圍應(yīng)用場景主要應(yīng)用于城市和企業(yè)的安防監(jiān)控主要應(yīng)用于企業(yè)級安防監(jiān)控和家用監(jiān)控高端中端低端BSIFSIFSIGS、HDR200-800萬300-500萬200萬及以下

主要應(yīng)用于家用監(jiān)控安防監(jiān)控機(jī)器視覺超高端400-1200萬主要應(yīng)用于智慧交通等領(lǐng)域GS、主要應(yīng)用于新興領(lǐng)域，例如無人機(jī)自動駕駛、掃地機(jī)器人、人臉支付設(shè)備、電子詞典筆、AR/VR眼鏡等等高端30-200萬HDR主要應(yīng)用于汽車前裝和準(zhǔn)前裝攝像頭，例如車規(guī)級產(chǎn)品、360度環(huán)視、倒車影像、駕駛員監(jiān)控等主要應(yīng)用于后裝攝像頭，例如行車記錄儀等等主要應(yīng)用于高端智能手機(jī)的前攝和后攝主攝像頭主要應(yīng)用于中端智能手機(jī)的前攝和后攝、高端智能手機(jī)的副攝等中高端

BSI/FSI100-800萬汽車電子智能手機(jī)低端高端FSIBSI30-200萬4000萬-1億中端低端BSI1600萬-3200萬BSI/FSI

200萬-1300萬

主要應(yīng)用于低端智能手機(jī)19資料：思特威招股說明書，證券研究所釋義：GS全局快門，HDR高動態(tài)范圍成像2.6CIS創(chuàng)新路徑之像素技術(shù)競賽依然是未來CIS競爭中一個(gè)關(guān)鍵的方面，推動著CIS向更小像素、3D集成技術(shù)和新穎像素設(shè)計(jì)方向發(fā)展。我們認(rèn)為CIS創(chuàng)新路徑圍繞兩個(gè)方面：

像素點(diǎn)數(shù)量不斷增加，像素尺寸不斷縮小，分辨率以及清晰度持續(xù)提升隨著H.265編碼技術(shù)的普及、4K甚至更高分辨率視頻應(yīng)用逐漸上量，加之人臉識別和物體識別等智能視頻需求的興起，都意味著未來市場對CMOS圖像傳感器能夠支持更高分辨率和更高幀率的輸出需求將越來越迫切。圖：CIS創(chuàng)新路徑方向資料：智東西騰訊號、芯東西援引Yole

Développement，證券研究所202.7CIS創(chuàng)新路徑之場景

在提升分辨率的前提下，整合優(yōu)化CMOS圖像傳感器在不同場景下的整體成像的系統(tǒng)性能力將變得至關(guān)重要。如在安防監(jiān)控領(lǐng)域，傳感器設(shè)計(jì)廠商更需要具備整合優(yōu)化低照度夜視全彩、HDR、低噪聲、寬畫幅成像等多項(xiàng)傳感器性能的技術(shù)能力，以貼合行業(yè)客戶未來更高的要求。212.8CIS創(chuàng)新路徑之工藝

CIS產(chǎn)業(yè)已經(jīng)從FSI（前照式）技術(shù)工藝過渡到BSI（背照式）技術(shù)工藝，現(xiàn)在又轉(zhuǎn)向堆棧式BSI技術(shù)工藝。在堆棧式BSI技術(shù)工藝中TSV（硅通孔）技術(shù)被用來連接傳感器陣列和logicdie（邏輯芯片）。堆棧式BSI標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)成為使用銅與銅連接的混合堆棧。

最新CIS產(chǎn)品確實(shí)將混合連接間距縮小到像素間距，這為實(shí)現(xiàn)像素連接開辟了道路。圖：CIS創(chuàng)新路徑之工藝資料：芯東西微信公眾號援引Yole

Développement，證券研究所22概要一、原理：光學(xué)成像高像素、大光圈、低成本之不可能三角二、產(chǎn)業(yè)鏈&技術(shù)迭代&歷史從CCD到CMOS三、競爭格局&市場空間一超多強(qiáng)，索尼、三星、豪威格局穩(wěn)定四、下游應(yīng)用多點(diǎn)開花手機(jī)、汽車、安防、ARVR、機(jī)器視覺等五、主要廠商韋爾股份、格科微、思特威、晶方科技233.1CIS市場規(guī)模：千億市場，快速成長

根據(jù)思特威招股說明書援引Frost&Sullivan統(tǒng)計(jì)，自2016年至2020年，全球CMOS圖像傳感器出貨量從41.4億顆快速增長至77.2億顆，期間年復(fù)合增長率達(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)合增長率，2025年預(yù)計(jì)可達(dá)116.4億顆。

全球CMOS圖像傳感器銷售額從2016年的94.1億美元快速增長至2020年的179.1億美元，期間年復(fù)合增長率為17.5%。預(yù)計(jì)全球CMOS圖像傳感器銷售額在2021年至2025年間將保持11.9%的年復(fù)合增長率，2025年全球銷售額預(yù)計(jì)可達(dá)330.0億美元。圖：全球CMOS（出貨量口徑）2016-2025預(yù)測

圖：全球CMOS（銷售額口徑）2016-2025預(yù)測資料：思特威招股說明書援引Frost&Sullivan，證券研究所243.2CIS銷售額：新興應(yīng)用如汽車電子、醫(yī)療占比將持續(xù)提升

根據(jù)格科微招股說明書援引Frost&Sullivan統(tǒng)計(jì)，2019年，全球智能手機(jī)及功能手機(jī)CMOS圖像傳感器銷售額占據(jù)了全球73.0%的市場份額，平板電腦、筆記本電腦等消費(fèi)終端CMOS圖像傳感器銷售額占據(jù)了全球8.7%的市場份額。至2024年，新興領(lǐng)域應(yīng)用將推動CMOS圖像傳感器持續(xù)增長，但隨著智能手機(jī)多攝趨勢的不斷發(fā)展，手機(jī)用CMOS圖像傳感器仍將保持其關(guān)鍵的市場地位。圖：2019年和2024年全球CIS市場下游應(yīng)用格局（按銷售額）資料：格科微招股說明書援引Frost&Sullivan，證券研究所253.3CIS行業(yè)競爭格局：一超多強(qiáng)，小而美

全

球

CMOS

圖

像

傳

感

器

行

業(yè)

呈

現(xiàn)

寡

頭

壟

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態(tài)

勢

。

根

據(jù)

格

科

微

招

股

說

明

書

援

引Frost&Sullivan統(tǒng)計(jì)，以出貨量口徑統(tǒng)計(jì)，2020年，市場份額排名前五的供應(yīng)商合計(jì)占據(jù)了96.0%的市場份額。其中，格科微以20.4億顆的出貨量位列市場第一，占據(jù)29.7%的市場份額，豪威科技排市場第四，占據(jù)14.6%份額。以銷售額口徑統(tǒng)計(jì)，2020年，格科微以58.6億元的銷售額位居行業(yè)第四，市場占有率為4.7%，豪威科技排市場第三，占據(jù)11.3%份額。圖：2020年全球CMOS競爭格局（出貨量/銷售額）資料：格科微招股書援引Frost&Sullivan，證券研究所263.42022年CIS市場預(yù)測：龍頭強(qiáng)者恒強(qiáng)，手機(jī)貢獻(xiàn)71.4%

根據(jù)韋爾股份21年報(bào)援引Counterpoint預(yù)測，受智能手機(jī)、汽車、工業(yè)和其他應(yīng)用需求增長推動，2022年全球圖像傳感器（CIS）市場營收將達(dá)到219億美元，同比增長7%，其中手機(jī)CIS市場將貢獻(xiàn)71.4%的營收，前三大CIS供應(yīng)商索尼、三星和豪威合計(jì)營收比例達(dá)到77%。圖：2022年預(yù)計(jì)CIS終端市場及市場參與者占比資料：韋爾股份21年報(bào)援引Counterpoint，證券研究所27概要一、原理：光學(xué)成像高像素、大光圈、低成本之不可能三角二、產(chǎn)業(yè)鏈&技術(shù)迭代&歷史從CCD到CMOS三、競爭格局&市場空間一超多強(qiáng)，索尼、三星、豪威格局穩(wěn)定四、下游應(yīng)用多點(diǎn)開花手機(jī)、汽車、安防、ARVR、機(jī)器視覺等五、主要廠商韋爾股份、格科微、思特威、晶方科技284.1CIS下游應(yīng)用領(lǐng)域的不同技術(shù)特點(diǎn)

智能手機(jī)：5G時(shí)代手機(jī)用戶對智能手機(jī)的拍攝功能有很高的需求，智能手機(jī)拍攝功能，包括分辨率、清晰度、美觀度和全場景適應(yīng)能力，已成為智能手機(jī)的核心亮點(diǎn)，因此對圖像傳感器的超高像素的要求非常高。

安防監(jiān)控：安防攝像機(jī)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(shí)間正常工作，除常規(guī)參數(shù)達(dá)到基本要求外，其最重要的技術(shù)參數(shù)包括信噪比、HDR和量子效率，同時(shí)對耗電量、極端溫度條件工作性能等也有較高的要求。圖：CIS下游分應(yīng)用領(lǐng)域的升級路線資料，：韋爾半導(dǎo)體股份有限公司發(fā)行股份購買資產(chǎn)并募集配套資金暨關(guān)聯(lián)交易報(bào)告書（修訂稿）29證券研究所4.1CIS下游應(yīng)用領(lǐng)域的不同技術(shù)特點(diǎn)

機(jī)器視覺：機(jī)器視覺應(yīng)用場景比較豐富，對性能參數(shù)要求的維度差異也比較大。如高速應(yīng)用場景對快門速度要求很高，需要圖像傳感器具有很高的幀率以避免高速場景下的誤判導(dǎo)致事故發(fā)生。而對于如掃地機(jī)器人中用于測距的CMOS圖像傳感器而言，由于有3D成像的需求，所以其對HDR、感光度等特殊參數(shù)有一定的要求。

汽車電子：汽車電子應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)，由于隧道場景對CMOS圖像傳感器的動態(tài)范圍要求極高（一般在100dB以上），同時(shí)高端的車載CMOS圖像傳感器由于需要識別精準(zhǔn)紅綠燈信號，所以對于LED閃爍抑制技術(shù)要求非常嚴(yán)苛。除此之外，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(yīng)能力等也是重要參數(shù)。圖：CIS下游分應(yīng)用領(lǐng)域的升級路線資料，：韋爾半導(dǎo)體股份有限公司發(fā)行股份購買資產(chǎn)并募集配套資金暨關(guān)聯(lián)交易報(bào)告書（修訂稿）30證券研究所4.2CIS之智能手機(jī)：演變方向&技術(shù)變革

除高像素、多攝、3D攝像等趨勢外，智能手機(jī)攝像頭還經(jīng)歷了大光圈、更快自動對焦、光學(xué)防抖等多種技術(shù)變革。整體上看，用戶對拍攝體驗(yàn)優(yōu)質(zhì)化、多樣化的需求對CMOS圖像傳感器的各方面性能提出了更為嚴(yán)格的要求，也推動了市場需求的不斷增長。圖：智能手機(jī)攝像頭演變示意圖31資料：格科微招股說明書，證券研究所4.2CIS之智能手機(jī)：多攝普及

根據(jù)格科微招股書，從2000年單攝手機(jī)問世，到2011年雙攝手機(jī)推出，再到2019年后臵四攝手機(jī)發(fā)布，單部手機(jī)的攝像頭數(shù)量持續(xù)增加，2021年單部手機(jī)攝像頭配臵數(shù)量可達(dá)到6個(gè)甚至更多。而攝像頭數(shù)量與其中元器件數(shù)量成正比，因此直接帶動了CMOS圖像傳感器需求的增加。圖：智能手機(jī)攝像頭數(shù)量演變示意圖32資料：格科微招股說明書，證券研究所4.2CIS之智能手機(jī)：攝像頭數(shù)量增長趨勢明顯

根據(jù)格科微招股書援引Frost&Sullivan統(tǒng)計(jì)，全球智能手機(jī)后臵雙攝及多攝（三攝及以上）的滲透率呈現(xiàn)持續(xù)上升趨勢。后臵雙攝智能手機(jī)自2015年初具規(guī)模以來，于2018年滲透率達(dá)到高峰，占據(jù)40.0%的份額。此后，后臵三攝及以上的多攝智能手機(jī)逐漸成為市場主流，預(yù)計(jì)至2024年，后臵雙攝及多攝智能手機(jī)滲透率合計(jì)將達(dá)到98.0%。

平均單部智能手機(jī)所搭載的攝像頭數(shù)量也在逐年上升，自2015年的2.0顆上升至2019年的3.4顆，年均復(fù)合增長率達(dá)到14.3%，此后預(yù)計(jì)將以年均7.3%的增長率上升至2024年的4.9顆。智能手機(jī)攝像頭搭載數(shù)量的增加直接帶動了CMOS圖像傳感器市場需求的上升，在智能手機(jī)市場進(jìn)入存量時(shí)代后，多攝趨勢為CMOS圖像傳感器市場注入了強(qiáng)大的發(fā)展動能，使其有望實(shí)現(xiàn)顯著高于手機(jī)市場的增長速率。圖：智能手機(jī)多攝滲透情況33證券研究所資料：格科微招股說明書援引Frost&Sullivan統(tǒng)計(jì)，4.2CIS之智能手機(jī)：像素中樞提升根據(jù)格科微招股說明書援引Frost&Sullivan統(tǒng)計(jì)對全球手機(jī)攝像頭分像素細(xì)分市場規(guī)模的描述：

500萬至1300萬像素：主要應(yīng)用于中低端智能手機(jī)的主攝像頭，自2013年以來便占據(jù)了最為主要市場份額，其出貨量從2012年的5.3億顆增長至2019年的24.5億顆，年均復(fù)合增長率達(dá)到24.4%，至2024年，500萬至1300萬像素的手機(jī)CMOS圖像傳感器預(yù)計(jì)將以28.3億顆的出貨量占據(jù)41.7%份額，年均復(fù)合增長率為2.9%，仍然保持其相對主流的市場地位。

1300萬像素至4800萬像素：出貨量近年來保持著較高的增速，自2014年以1.1億顆的出貨量在市場上初具規(guī)模以來，至2019年出貨量已快速增長至10.6億顆，市場占有率達(dá)到21.5%，預(yù)計(jì)至2024年，該區(qū)間的手機(jī)CMOS圖像傳感器將應(yīng)用于多數(shù)旗艦款智能手機(jī)的主攝配臵，年出貨量達(dá)到15.9億顆，實(shí)現(xiàn)8.4%的年均復(fù)合增長率，市場占有率達(dá)到23.5%。

4800萬像素以上：作為快速增長的高階產(chǎn)品，將成為市場主流供應(yīng)商未來競爭主戰(zhàn)場，其出貨量預(yù)計(jì)將從2019年0.2億顆增長至2024年6.0億顆，年均復(fù)合增長率達(dá)到97.4%，占據(jù)8.8%的市場份額。圖：近20年手機(jī)圖像傳感器像素尺寸趨勢圖：全球手機(jī)攝像頭分像素細(xì)分市場規(guī)模資料：格科微招股說明書援引Frost&Sullivan，格隆匯app頭條號援引TechInsights，證券研究所344.2CIS之智能手機(jī)：新型攝像頭

為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)手機(jī)攝像頭的智能化、專業(yè)化、小型化，包括3DSensing、眼動追蹤、長波紅外鏡頭在內(nèi)的新型攝像頭陸續(xù)推出，豐富了手機(jī)攝像頭市場的產(chǎn)品線。

3DSensing手機(jī)攝像頭概念的推出帶動了ToF（TimeofFlight）、結(jié)構(gòu)光、主動立體視覺等解決方案的研發(fā)，從而為CMOS圖像傳感器的市場需求提供了新的驅(qū)動力。

眼動追蹤、長波紅外鏡頭等功能的問世使得提供相應(yīng)定制化算法的CMOS圖像傳感器開拓了更為廣闊的市場空間。354.2CIS之智能手機(jī)：手機(jī)CIS出貨量增速仍高于手機(jī)增速

根據(jù)格科微招股書援引Frost&Sullivan統(tǒng)計(jì)，2019年全球手機(jī)CMOS圖像傳感器出貨量為49.3億顆，市場規(guī)模達(dá)到120.8億美元，較2012年分別實(shí)現(xiàn)了17.5%和18.2%年均復(fù)合增長率。至2024年，全球手機(jī)CMOS圖像傳感器出貨量將達(dá)到67.8億顆，市場規(guī)模達(dá)到164.1億美元，年均復(fù)合增長率分別為6.6%和6.3%，顯著高于全球智能手機(jī)市場增速。圖：全球手機(jī)CMOS圖像傳感器出貨量及市場規(guī)模36證券研究所資料：格科微招股說明書援引Frost&Sullivan，4.3CIS之智能汽車：智能化浪潮下的需求提升

在汽車智能化浪潮中，汽車上攝像頭的數(shù)量和像素級別隨著自動駕駛等級的提升不斷提升，以實(shí)現(xiàn)更加精準(zhǔn)的路況判斷、信號識別及緊急狀況判斷。

汽車廠商對圖像傳感器的需求從傳統(tǒng)的倒車影像、行車記錄儀擴(kuò)展到電子后視鏡、360度全景成像、高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）、駕駛員監(jiān)控（DMS）等系統(tǒng)。

隨著自動駕駛技術(shù)和安全技術(shù)的發(fā)展，更多的攝像頭方案成為汽車標(biāo)配，車用圖像傳感器數(shù)量也將從傳統(tǒng)的兩顆左右提升至十余顆。同時(shí)，伴隨著更復(fù)雜的應(yīng)用場景對像素要求的提升，車用圖像傳感器的單顆價(jià)值量也將有一定幅度的上漲。圖：智能汽車攝像頭布局及對圖像傳感器的需求分布37資料：韋爾股份21年報(bào)，證券研究所4.3CIS之智能汽車：車載攝像頭的多攝普及

車載攝像頭主要包括內(nèi)視攝像頭、后視攝像頭、前視攝像頭、側(cè)視攝像頭、環(huán)視攝像頭等，主要應(yīng)用于360全景影像、前向后碰撞預(yù)警、車道偏移報(bào)警和行人檢測等ADAS中。

目前，后視攝像頭是CIS汽車領(lǐng)域的主要應(yīng)用，總體呈穩(wěn)定增長趨勢，2016年全球銷量為5100萬臺，2018年為6000萬臺，2019年達(dá)到6500萬臺，增長較為迅速。根據(jù)韋爾股份可轉(zhuǎn)債募集說明書援引Yole

Development的預(yù)計(jì)，到2024年平均每臺汽車擁有3顆攝像頭。圖：智能汽車車載攝像頭布局資料：韋爾股份可轉(zhuǎn)債募集說明書，證券研究所384.3CIS之智能汽車：汽車智能化快速發(fā)展，CIS正迎來“上車”良機(jī)

車用CIS門檻高、價(jià)值量高，未來隨著高級別自動駕駛滲透率的提升，車用CIS市場將快速發(fā)展。愛集微APP百家號預(yù)計(jì)，到2025年全球車用CIS市場規(guī)模將達(dá)32.7億美元，2021-2025年CAGR達(dá)14.3%。

車用CIS市場規(guī)模增長的同時(shí)，其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)也將發(fā)生改變。目前低端產(chǎn)品還是出貨主流，但較低像素存在隱患；800萬像素正成為L3級及以上級別自動駕駛汽車的新方案。

受益汽車市場景氣，全球頭部CIS、后發(fā)CIS企業(yè)都會受益成長，但目前部分企業(yè)遇到產(chǎn)能瓶頸，本土企業(yè)及其他CIS企業(yè)也將借勢新機(jī)遇，加快汽車市場布局。394.4CIS之智慧安防：CIS在安防領(lǐng)域逐漸完成對CCD替代

根據(jù)韋爾股份可轉(zhuǎn)債募集說明書援引Yole

Development的數(shù)據(jù)顯示，從2012年以來，CMOS圖像傳感器在安防領(lǐng)域逐漸完成對CCD的替代，2015年安防領(lǐng)域CMOS圖像傳感器市場規(guī)模超過CCD，并在后續(xù)年度呈逐年上升趨勢。

2016年，安防領(lǐng)域的CMOS圖像傳感器市場用量約為1億顆，預(yù)計(jì)到2022年將增長至3.2億顆。根據(jù)韋爾股份可轉(zhuǎn)債募集說明書援引IC

Insights的數(shù)據(jù)，2018年CMOS圖像傳感器在安防領(lǐng)域的市場規(guī)模為8.2億美元，預(yù)計(jì)2023年將上升至20億美元，年復(fù)合增長率19.5%。圖：2012-2022年CMOS安防市場及預(yù)測（百萬顆）40資料：韋爾股份可轉(zhuǎn)債募集說明書，證券研究所4.4CIS之智慧安防：高分辨率已成為高端安防CIS發(fā)展趨勢

根據(jù)思特威《發(fā)行人及保薦機(jī)構(gòu)回復(fù)意見》援引知名第三方報(bào)告機(jī)構(gòu)

TSR

的研究報(bào)告，目前安防應(yīng)用領(lǐng)域的CIS對分辨率的需求范圍為VGA（即30萬像素）-1200萬像素，并且重心逐漸向高分辨率的方向移動，目前主流出貨分辨率為200萬像素（2020年占80%）、400-500萬像素（2020年占12%），而800萬像素的需求正在逐年以85%的年化增長率遞增。

高分辨率已經(jīng)成為高端安防應(yīng)用圖像傳感器產(chǎn)品的發(fā)展趨勢。圖：2017-2024年CMOS安防市場分像素情況及預(yù)測資料：思特威回復(fù)意見援引TSR，證券研究所414.4CIS之智慧安防：2027年將增長至36.7億美金，基礎(chǔ)設(shè)施板塊將超過商業(yè)

根據(jù)半導(dǎo)體行業(yè)觀察百家號援引Yole預(yù)測，安防CIS市場規(guī)模將從2021年21.6億美金增長至2027年36.7億美金，年化復(fù)合增長率達(dá)到8.9%

拆分來看，2021年商業(yè)、基礎(chǔ)設(shè)施以及消費(fèi)者安防CIS市場分別為9.8/7.7/4.1億美金，而到2027年預(yù)計(jì)基礎(chǔ)設(shè)施板塊將超過商業(yè)成為安防CIS最大板塊，商業(yè)、基礎(chǔ)設(shè)施以及消費(fèi)者安防CIS市場分別為14.5/14.7/7.6億美金。圖：2021-2027年CIS安防市場容量預(yù)測資料：半導(dǎo)體行業(yè)觀察百家號援引Yole，證券研究所424.5CIS之機(jī)器視覺：機(jī)器視覺應(yīng)用場景比較豐富

機(jī)器視覺領(lǐng)域，近年來人工智能的理論和技術(shù)日益成熟，深度學(xué)習(xí)能力不斷提高，機(jī)器視覺的應(yīng)用的領(lǐng)域越來越廣泛。伴隨著運(yùn)算能力的提升和3D算法、深度學(xué)習(xí)能力的不斷完善，機(jī)器視覺硬件方案的不斷成熟，同時(shí)各類軟件應(yīng)用解決方案相繼提出，使其在電子制造產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的廣度和深度都在提高，并且隨著智能化消費(fèi)品的技術(shù)進(jìn)步和隨之帶來的生活習(xí)慣和消費(fèi)行為的變化，包括無人機(jī)、掃地機(jī)器人、智能門禁系統(tǒng)、智能翻譯筆在內(nèi)的新興消費(fèi)電子產(chǎn)品在人們?nèi)粘Ｉ钪械臐B透率也大幅提升，消費(fèi)級的應(yīng)用也成為了新的高速增長方向。

機(jī)器視覺應(yīng)用場景比較豐富，對性能參數(shù)要求的維度差異也比較大。如高速應(yīng)用場景對快門速度要求很高，需要圖像傳感器具有很高的幀率以避免高速場景下的誤判導(dǎo)致事故發(fā)生。而對于如掃地機(jī)器人中用于測距的CMOS圖像傳感器而言，由于有3D成像的需求，所以其對HDR、感光度等特殊參數(shù)有一定的要求。43概要一、原理：光學(xué)成像高像素、大光圈、低成本之不可能三角二、產(chǎn)業(yè)鏈&技術(shù)迭代&歷史從CCD到CMOS三、競爭格局&市場空間一超多強(qiáng)，索尼、三星、豪威格局穩(wěn)定四、下游應(yīng)用多點(diǎn)開花手機(jī)、汽車、安防、ARVR、機(jī)器視覺等五、主要廠商韋爾股份、格科微、思特威、晶方科技44韋爾股份：半導(dǎo)體設(shè)計(jì)平臺化布局

公司構(gòu)建了圖像傳感器解決方案、觸控與顯示解決方案和模擬解決方案三大業(yè)務(wù)體系協(xié)同發(fā)展的半導(dǎo)體設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)體系。產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子、安防、汽車、醫(yī)療、AR/VR等領(lǐng)域，包括智能手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦、網(wǎng)絡(luò)攝像頭、安防設(shè)備、汽車、醫(yī)療成像、AR/VR頭顯設(shè)備等。

基本盤CIS：1）汽車CIS星辰大海。2022年，隨著公司車載CIS市場份額繼續(xù)提升，除CIS以外的汽車半導(dǎo)體陸續(xù)放量，公司汽車半導(dǎo)體業(yè)務(wù)有望繼續(xù)保持高速增長，預(yù)計(jì)占公司整體營收比重也將進(jìn)一步提升。2）安防CIS業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)高增速?；谥腔鄢鞘械缆方煌癆I智能識別廣泛推廣將推動安防攝像頭的像素及數(shù)量提升。公司持續(xù)在中高端安防市場發(fā)力，以技術(shù)領(lǐng)先驅(qū)動市場份額提升。

我們認(rèn)為，公司作為全球領(lǐng)先的CIS芯片龍頭，在手機(jī)CIS市場占有一定的市場份額，汽車CIS、安防業(yè)務(wù)未來有望構(gòu)成第二增長曲線，同時(shí)平臺化布局構(gòu)造第三曲線。

風(fēng)險(xiǎn)提示：新產(chǎn)品開發(fā)可能需要大筆研發(fā)投入支撐，代工廠產(chǎn)能短缺，市場競爭加劇。圖：韋爾股份2021年主營業(yè)務(wù)收入分布圖資料：韋爾股份21年年報(bào)，證券研究所45格科微：聚焦CIS與DDI，走向Fab-Lite模式

格科微是國內(nèi)領(lǐng)先的CMOS圖像傳感器芯片、DDI顯示芯片設(shè)計(jì)公司，公司量產(chǎn)的產(chǎn)品線主要覆蓋QVGA（8萬像素）至1300萬像素的CMOS圖像傳感器和分辨率介于QQVGA到HD之間的LCD驅(qū)動芯片。

展望未來，我們認(rèn)為公司將在產(chǎn)品定位方面實(shí)現(xiàn)從高性價(jià)比產(chǎn)品向高性能產(chǎn)品的拓展，在產(chǎn)品應(yīng)用方面實(shí)現(xiàn)從副攝向主攝的拓展，在經(jīng)營模式方面實(shí)現(xiàn)從Fabless向Fab-Lite的轉(zhuǎn)變。隨著募投項(xiàng)目推進(jìn)，預(yù)計(jì)公司實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)步驟的逐步自主可控，并且品牌客戶資源、技術(shù)上的核心優(yōu)勢將為公司提升市場地位和綜合競爭力。