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什么是 CIS?
CIS 是英文 CMOS Image Sensor 的縮寫，即互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體圖像傳感器，它與電荷耦合器件（Charge Coupled Device，CCD）圖像傳感器同屬于半導(dǎo)體圖像傳感器門下。
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典型的 CIS 芯片結(jié)構(gòu)示意圖 | 信息源：cnki
對比 CCD，CIS 具有單片集成、低功耗、低成本、體積小、圖像信息可隨機(jī)讀取等一系列優(yōu)點(diǎn)，與移動設(shè)備和各類小型化設(shè)備的發(fā)展趨勢相吻合，因此在手機(jī)、安防、汽車等諸多領(lǐng)域已經(jīng)取代了 CCD 圖像傳感器，并開始向物聯(lián)網(wǎng)、高清專業(yè)攝像、高精度工業(yè)、醫(yī)療成像和抗輻射太空成像等專業(yè)高端領(lǐng)域邁進(jìn)。
CIS 全球行情分析
根據(jù) WSTS 統(tǒng)計(jì)，2019 年全球圖像傳感器銷售規(guī)模達(dá)到 193.2 億美元，其中，CIS 貢獻(xiàn) 188.1 億美元，同比增長 26.3%，成為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中增長最快的產(chǎn)品之一。
此外，根據(jù) IC Insights 數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)到 2023 年全球 CIS 銷售額將達(dá)到 215 億美元，2018-2023 年復(fù)合增長率為 8.7%；從出貨量看，2019 年預(yù)計(jì)全球出貨量達(dá)到 61 億顆，2023 年有望突破 95 億顆，2018-2023 年全球 CIS 出貨量年復(fù)合增長率達(dá)到 11.7%。
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信息源 | IHS Markit
從全球 CIS 市場份額來看，據(jù) IHS Markit 數(shù)據(jù)顯示，目前索尼以 50.1%的市占率占據(jù)絕對霸主地位，三星以 20.5%位居第二，豪威、安森美、SK 海力士分別位列第三、第四和第五。
索尼是 CIS 產(chǎn)業(yè)的元老了，2015 年又收購東芝圖像傳感器業(yè)務(wù)，其對工藝的深刻理解，加上日本人對電路設(shè)計(jì)完美度的高要求，催生了“索尼專屬”高像素、高感光、新結(jié)構(gòu)的 CIS，占據(jù)了大部分高端鏡頭特別是蘋果的攝像頭 CMOS 份額，為其賺得盆滿缽滿，至今生產(chǎn)線都是滿負(fù)荷工作中。作為全球半導(dǎo)體巨頭的三星在 CIS 這塊則主要以自給自足為主，而國內(nèi)主要的中端 CMOS 芯片大多數(shù)來自于豪威，其中華為的終端 CMOS 芯片主要就是由豪威提供的，歐菲光的鏡頭模組中，豪威也占據(jù)很大份額。
CIS 市場前景看好，中國機(jī)會何在？
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從 2019 年第三季度開始，全球進(jìn)入 CIS 芯片缺貨嚴(yán)峻期，手機(jī)、安防、汽車等領(lǐng)域?qū)?CIS 的需求度越來越大，索尼、三星等 IDM 產(chǎn)線全部滿載。而 CIS 屬于特殊制程，包括從 lens、color filter、photo die 與 logic 的制作與整合封裝，且沒有通用的公版開發(fā)流程，因此“不是誰都能進(jìn)來賺一把的”。此外，高端 CIS 所對應(yīng)的 12 英寸晶圓從開始生產(chǎn)到制成芯片，至少需要 12-14 周的時間，再加上模組廠商的整合時間，最快也需要 4 個月左右才能緩解產(chǎn)能問題，這又從另一個方面加劇了 CIS 產(chǎn)能的緊張程度。
面對市場需求的擴(kuò)張，中國該如何把握機(jī)會呢？這里從以下四個方面展開討論。
- 市場方面：靠差異化盈利模式活下來
中國 CIS 起步晚，主要占據(jù)的是中低端市場，目前采用的都是跟隨模式，無法抓取高毛利，市場話語權(quán)較弱。不過在中低端產(chǎn)品的銷量上面還是可喜的，這是我國采用差異化盈利模式的成功點(diǎn)。根據(jù)旭日大數(shù)據(jù)監(jiān)測，截至 2019 年 6 月，格科微以 92.8kk 的出貨量排名全球第一，豪威和思比科則分別以 50kk 和 28kk 的出貨量位居第四和第五。
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信息源 | 旭日大數(shù)據(jù)
此外，制造產(chǎn)能部分，國內(nèi)大多數(shù) CIS 設(shè)計(jì)廠家都是 Fabless 模式，比如豪威主要依靠臺積電和中芯國際，還稍微好一點(diǎn)；而格科微此前則深度捆綁在了三星身上，三星 Fab 滿載加上中美貿(mào)易戰(zhàn)的影響，外包 Fab 對于擴(kuò)產(chǎn)意愿較低，使得格科微產(chǎn)能受到威脅，這也是格科微痛下決心在嘉善項(xiàng)目投產(chǎn)之際，再在臨港新片區(qū)投建“12 英寸 CIS 集成電路特色工藝研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目”的重要原因吧。
- 技術(shù)方面：尋求突破點(diǎn)
首先盤點(diǎn)一下索尼、三星和我國 CIS 產(chǎn)業(yè)前五（豪威科技、格科微、思特威、思比科、比亞迪微電子）的最新技術(shù)，見下表：
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信息源 | 網(wǎng)絡(luò)，與非網(wǎng)整理
縱觀 CIS 發(fā)展歷程，CIS 經(jīng)歷了兩次重大的技術(shù)變革，第一次是背照式技術(shù)方案替代前照式技術(shù)方案，這一次技術(shù)變革成就了行業(yè)巨頭索尼的霸主地位，而目前行業(yè)正經(jīng)歷著第二次技術(shù)革命，堆疊式方案逐漸替代背照式技術(shù)方案，科技革命帶來的行業(yè)變革不可避免。
面對機(jī)遇與挑戰(zhàn)，比亞迪微電子表示，“國內(nèi)傳感器廠商對圖像傳感器的機(jī)理、新的前沿技術(shù)等這類需要大投入的研究未能進(jìn)行深入、持續(xù)的研究，但正是這類研究一旦突破出成果，會形成行業(yè)方向的變化，誰先突破誰就能拔得頭籌?！?/p>
- 人才方面：高校培養(yǎng)+國外引進(jìn)
人才一直是第一生產(chǎn)力，半導(dǎo)體這樣的技術(shù)高要求型產(chǎn)業(yè)更是如此，因此，除了技術(shù)積累以及研發(fā)能力之外，還需要大量的半導(dǎo)體研發(fā)、制造方面的人才。
思特威在接受采訪時表示，“與國外廠商相比，國內(nèi)廠商還在人才吸引能力等方面仍然存在一些劣勢，但公司指出了這種差距正在逐漸縮小。“一方面是加大人才的內(nèi)部培養(yǎng)，比如高校對口人才輸出；另一方面就是大力引進(jìn)海歸人才，這個時候許多像江上舟、尹志堯、張汝京、陳大同這樣的半導(dǎo)體前輩們起到了非常大的作用，希望這樣的愛國科技人士能再多一些，愿意回國報(bào)效的能人志士就會增加一點(diǎn)，本土半導(dǎo)體行業(yè)追趕國際水平的腳步就會快上不少。
- 資金方面：企業(yè)自有+金融機(jī)構(gòu)投資+政府投資
賽迪顧問集成電路產(chǎn)業(yè)研究中心高級咨詢顧問池憲念在接受《中國電子報(bào)》記者采訪時表示，CMOS 圖像傳感器是技術(shù)與資金密集型行業(yè)，因此除了技術(shù)，資金也是決定我國 CIS 產(chǎn)業(yè)甚至是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素。
針對資金問題，以往都是采用企業(yè)自籌的方式，如今中國對半導(dǎo)體業(yè)越發(fā)重視，半導(dǎo)體金融投資生態(tài)也比 2005 年剛起步的時候完善了不少，產(chǎn)生了許多活躍的 VC 機(jī)構(gòu)和 PE 組織，再加上政府資金（比如國家大基金）的加持，因此在中國已經(jīng)發(fā)展到了：“只要你有技術(shù)，資金自然會找上門”的階段。
寫在最后
中國錯過了 CCD 時代的機(jī)會，在 CIS 時代到來之時切入點(diǎn)也較晚，因此本土的 CIS 企業(yè)缺少技術(shù)的沉淀、生態(tài)成熟度欠缺那是意料之中事情。如今，在機(jī)會面前看清劣勢，才能尋找到正確抓住機(jī)遇的手段，我們暫時成為不了索尼，那就在低端市場獲取營收的同時，在未來市場前景最佳的幾個領(lǐng)域?qū)谏罡氯ィ_實(shí)是一種不錯的突破之道。
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