国产CIS将在高中低端领域全面开花

2021-12-01 16:31

手机、数码相机，亦或是平板电脑、无人机、运动相机，但凡能拍出数码相片的设备，必然需要一种名为CMOS图像传感器的半导体器件。

所谓CMOS，是Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体的英文缩写。这不明觉厉的化学物质术语，基本能让绝大多数普通吃瓜群众失去了想了解这是个什么玩儿意的兴趣。

不过，其实用在摄像里的CMOS的原理没有那么复杂。简单来说，采用CMOS这种半导体设计工艺的图像传感器，或者说CIS（CMOS image sensor，CMOS图像传感器的英文）可以通过传感器阵列上一个个光敏二极管将外界光照经由光电效应转化成不同强度的电信号，进而再将不同强度的电信号通过模数转换转化成不同的数字比特。

于是，五彩斑斓的光影世界，经由CIS，转化成了数字图像上不同像素上的比特的高低，最终通过手机屏幕、电脑屏幕等各类屏幕，被还原成原先的画面。

所以，所谓的CMOS图像传感器，其实就是数字时代的胶片，二者实现的功能基本是一样一样的。只不过胶片通过其上面的光敏物质感受光照通过化学反应形成不同色彩，而CMOS则通过光电效应最终将不同的光信号转化为屏幕上的像素点。

从以上描述不难看出，由于CMOS图像传感器涉及到宇宙最强“镜头”——人眼能看到的光的世界到数码图片每个像素上比特的还原，因此，CMOS图像传感器的质量，决定了数字图像最终成像的好坏。CMOS图像传感器并不是说多难造，而是说要看造出来的质量有多高。

所以，CMOS图像传感器属于典型的精密电子元器件，该领域一直被发达国家企业，尤其是影像技术领域强国日本所把控。

21年年中，日本经济新闻发布了2020年数码相机与CMOS图像传感器全球市场份额数据。在数码相机榜单中，出货量前五名均为日本企业，其中佳能占据接近一半市场。

而在CMOS图像传感器榜单中，日本索尼占据接近一半的市场份额，韩国三星由于在手机领域近些年的积累，其CMOS图像传感器也拿下了很大的市场，占据第二的位次。

而虽然前五中看似无一中国企业，可实际上市场份额第三的美国企业豪威，却已经被中国企业收购了。

豪威科技，英文名omnivision，本是一家1995年成立于加利福尼亚的地道的美国半导体企业，一直到2000年初，豪威还是CMOS图像传感器领域中的领头羊，但后来日本索尼和韩国三星开始进入该市场。

从历史经验来看，但凡有早已熟悉地狱内卷模式的亚洲企业进入的高科技领域，欧美企业往往会逐渐败下阵来。

于是乎，豪威科技高端市场逐渐被蚕食，而低端市场更加搞不过可以用低成本玩死你的中国韩国企业。

每况愈下的豪威科技，甚至彻底失去了苹果手机的图像传感器订单，最终在2015年5月，被由中信资本、北京清芯华创和金石投资等组成的中资财团以19亿美元收购，并于2019年5月几经周折被转手到中国芯片企业韦尔股份的手中。

而2019年已经是中美科技战硝烟燃起、华为等企业遭到实体清单制裁的年份，可美国外国投资委员会（CFIUS）依然正式审阅通过了韦尔股份收购豪威科技的交易材料，并确定上述交易不存在未解决的国家安全考虑因素，原因无疑只有一个：那就是豪威科技确实在图像传感器领域已经丧失了技术领先优势。

不过，所谓瘦死的骆驼比马大，就算豪威早已没有当初在CMOS传感器领域的统治地位，但不同于索尼、三星在性能上的极致追求，豪威科技的优势是依靠多年的积淀形成了完善的产品体系，针对不同应用领域的各类应用设备都有定制化的产品解决方案，如今依然在不需要使用高端CMOS传感器的安防、医疗、汽车、笔记本等工业领域占据超过一半的市场。同时，也在中低端手机CMOS图像传感器领域依然保有一席之地。

豪威科技，成为了中国CMOS图像传感器领域面向中端市场的定海神针。

而除了豪威外，在CMOS图像传感器全球市场份额排名榜单中可以看到一家份额不高，名为GALAXYCORE的名不见经传的企业。这家企业看似外企，但其实其中文名字为格科微，是一家在科创板上市的彻彻底底的中国本土企业，相比豪威科技收购而来的身份，无疑更正统。

但其产品主要面向低端市场，不过也因此更有市场。2021年一季度全球智能手机CIS芯片出货量数据显示，格科微拿下了34％的份额，位居全球首位。

不过，纵使现在已经有了豪威和格科微，但CMOS图像传感器高端市场依然被索尼＋三星两强牢牢占据。而一众中国手机企业，就算已经把手机卖到了全球销量榜上的前三，也依然需要依靠首发最新型号索尼CMOS图像传感器作为旗舰机卖点。

而华为在被列入实体清单后，一度更是遭遇索尼CIS断供，虽然后续供货恢复虚惊一场，但这无疑给中国消费电子企业敲响了警钟。

而对另一家也要靠顶尖CMOS图像传感器吃饭的中国新锐科技企业——无人机领域全球老大大疆来说，在被美国列入实体清单后，同样也会对CIS的供应感到担惊受怕。

不过，高端CIS国产替代近期迎来了转机。一家坐落于聚集全国顶尖光学人才中科院长春光机所（中国科学院长春光学精密机械与物理研究所）所在地长春、多年以来默默无闻搞CIS研发的科技企业长光辰芯近日发布消息，明确表示已经完成了两款8K超高清CMOS图像传感器的研制，同时基于两款图像传感器，完成了全国产化、自主可控、具备竞争力的8K超高清摄录机的研制工作。而在该研发牵头单位中，赫然写着大疆的名字。