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一顆AI CIS所引發的影像革命
11月27日,索尼半導體解決方案公司宣佈將推出一款1/1.12英吋、約2億像素、並在晶片內部整合AI推理電路的CMOS感測器—— LYTIA 901。這是全球首批將AI圖像復原、電路級演算法處理與成像結構融為一體的移動影像感測器。眾所周知,圖像感測器是攝影攝像中最重要的部件,它負責將光線轉換為電訊號。在圖像感測器領域,索尼是當之無愧的引領者。自上世紀70年代起,索尼便開始研發CCD圖像感測器,即“電子眼”,並在80年代率先將其商業化。此後,索尼在該領域始終保持領先地位。2004年,索尼開始著眼於高畫質(HD)的未來,大力發展高速、低功耗的CMOS圖像感測器。自此,索尼不斷研發融合新技術的高性能CMOS圖像感測器,至今仍引領著圖像感測器領域的發展。那麼,此次索尼的這款AI CIS會不會再次引發影像革命?傳統影像路線已走到盡頭回顧智慧型手機影像的發展,我們會發現,這是一個不斷對抗物理限制的技術演化史。從鏡頭到演算法,再到堆結構,行業試過所有能走的路徑,如今,這條路已經接近盡頭。第一個階段是光學時代(2010–2016),這一時期的影像升級邏輯非常簡單:硬體越強,畫面越好。從800萬像素到1200萬像素,再到更大的光圈、更長的焦距、更厚的模組,幾乎每一代旗艦手機都能在夜景、細節、色彩上帶來直接肉眼可見的差異。但很快行業意識到:手機不是單反,它受體積限制,鏡頭和感測器不可能無限做大。至此,第一條路走到了天花板。接著來到了計算攝影時代(2017–2023),用演算法彌補物理上的限制。從Google Pixel 2 開始,行業出現第一句真正意義上的影像趨勢口號:不是硬體決定畫質,是演算法決定畫質。於是,HDR、夜景模式、多幀融合、語義識別、AI降噪、RAW域處理等等些技術改變了智慧型手機的成像方式,讓手機能夠拍出“看起來比肉眼還清楚”的畫面。這時,影像不再只是感測器採集的結果,而變成了硬體+演算法+晶片算力協同發力。但問題隨之出現:隨著算力需求翻倍增長,多幀堆疊導致拍攝延遲,處理耗電顯著增加,因此就讓演算法繼續變強,但成本也繼續飆升,瓶頸再次出現。然後又來到了結構堆疊時代(2021–2024),多攝系統開始上場。由於單攝難以覆蓋廣角、中焦、長焦需求,各大廠商開始加超廣角、加2x人像鏡頭、加5x/10x潛望式鏡頭、加ToF深感模組輔助演算法。當然這不是為了畫質才需要這麼多攝影機,而是為了繞過物理焦段限制。然而,隨著這一路線持續推進,行業又遇到了三個尖銳現實:1)眾所周知,現在的手機攝影機越來越多,佔據的面積也越來愈大,手機的影像模組已佔整機體積的25–40%;2)隨著攝影機數量的不斷增加,每新增一個鏡頭,演算法工程量不是線性增加,而是幾何級增加;3)HDR疊幀、夜景、超解析度演算法,每一步都需要ISP/NPU參與,這意味著手機發熱更高、續航下降、視訊錄製時長受限,而消費者已經不願意為手機影像犧牲續航和機身厚度。換句話說,性能投入曲線越來越陡,但使用者感知曲線越來越平。通過堆料換體驗,已經無法繼續驅動影像革命。所以問題出現了,如果不能再堆光學硬體,那影像體驗還能怎麼提升?如果說過去十年行業解決的問題是——手機如何拍得更真實?那麼,未來十年要解決的是——裝置如何在成像時就理解真實?而AI進入感測器——就是這條新路線的起點。AI進入感測器,是技術路線的重大拐點索尼 LYTIA 901最大的突破,並不是“2億像素”,而是AI第一次從後端演算法棧,進入前端採集層,這是移動影像架構的部分重構。為了充分發揮約2億有效像素的高解析度優勢,這款新產品採用了四倍四倍拜耳編碼(QQBC)陣列,其中16個(4×4)相鄰像素通過相同顏色的濾鏡進行聚類。在正常拍攝時,這16個聚類像素的訊號作為一個像素單元進行處理,使相機即使在夜間或昏暗的室內拍攝條件下也能保持高感光度。另一方面,在變焦拍攝時,一種稱為重馬賽克的陣列轉換處理會將聚類像素還原為普通的像素陣列,從而實現高解析度成像。索尼指出,將QQBC陣列還原為普通像素陣列的陣列轉換處理(重馬賽克)需要極其複雜的計算過程。針對這款產品,索尼開發了一種基於人工智慧學習的全新QQBC陣列重馬賽克技術,並將處理電路整合到感測器內部,這再次刷新了索尼在業界的紀錄。這項新技術能夠處理通常難以再現的高頻份量訊號,從而更出色地還原精細圖案和文字等細節。此外,將基於人工智慧學習的重馬賽克技術直接整合到感測器中,實現了高速處理,並在4K解析度下以最高4倍變焦拍攝時,能夠以高達30幀/秒的速度進行高品質視訊錄製。一句話總結:過去是拍到什麼就處理什麼,現在是邊拍邊理解、邊復原。要知道,過去傳統演算法能力取決於手機廠商,如小米調色味道、蘋果HDR策略、華為夜景演算法等等,然而感測器整合AI意味著:演算法從手機廠“私有能力”,變成影像硬體的“原生功能”。因此,未來手機廠之間的差距,將更多來源於生態閉環與場景理解能力,而不是HDR曲線怎麼調。此外,這也將帶來延遲與能耗斷崖式改善。傳統上,高倍變焦、夜景演算法、超解析度處理,傳統方案需要SoC調度ISP/NPU,整個鏈路功耗巨大。當AI處理直接發生在Sensor側:ISP壓力下降、NPU無需介入每一幀變焦處理、持續錄製能力、散熱表現顯著提升。當然,這不是說感測器內 AI 永遠更省電,而是說它在“高吞吐、頻繁呼叫、資料搬運佔主導”的任務上更划算。尤其在視訊變焦與即時預覽場景中:若每幀都要 SoC 端承擔重建與重馬賽克,DRAM/頻寬/調度開銷會顯著上升;感測器端完成一部分重建,相當於“把高頻任務前移”,對整機功耗與延遲更友好。這為XR裝置、長時錄製、多鏡頭同步採集打開了現實路徑。誰將受到影響?在索尼的宣傳文案中,有一句值得深思:“即使在單目相機上進行高達4倍的變焦,也能實現高畫質影像品質,為移動相機拍攝帶來全新的體驗價值。”這一句話對手機產業可能意味著:多攝體系依賴正在鬆動,光學變焦不再必須靠物理焦段。長期以來,多攝主要是為瞭解決長焦 vs 超廣角視角衝突、光學定焦鏡頭無法覆蓋連續變焦、感測器無法在縮放時維持紋理質量等問題。而AI重建 + 大底 + 高像素 = 連續變焦方案替代多攝結構。因此,產業鏈層面會可能出現兩個變化:第一是鏡頭數量下降的壓力,從“三攝/四攝標配”向“二攝/三攝”回歸;第二,模組結構重新排序,主攝的價值進一步上升,次攝的邊際價值下降。這會讓一些依賴長焦模組出貨增長的環節(鏡頭、模組、VCM馬達、校準服務)面臨壓力。(圖源:索尼)除此之外,ISP/演算法團隊與手機品牌影像“話語權”也可能會發生動搖。如前文所述,感測器整合AI意味著演算法的一部分從手機端(ISP/NPU)下沉到感測器端。影像權力中心可能從“手機演算法團隊”部分回歸到“感測器廠 + 端側模型棧”。索尼也將這款產品看的很重,因為索尼在新聞稿中提到,為了提高 LYTIA 產品品牌的知名度,從“LYTIA 901”開始,所有未來以該品牌推出的產品都將遵循統一的命名格式“LYTIA(產品編號)”。結語從產業演進規律看,每一次CIS路線轉折都發生在舊路徑的邊際收益顯著下降之時:硬體堆疊越來越貴、演算法融合越來越複雜、功耗與體積越來越難以妥協。索尼最新的 LYTIA 901,把 AI 推理電路直接整合到 CMOS Sensor 內部,標誌著移動影像從“像素競賽”邁入“AI 原生成像”的新階段。它撬動的並不是某一顆鏡頭的市場,而是整個影像系統的工程範式:手機影像正在從“多模組堆疊”轉向“單攝計算平台”,由感測器在採集瞬間完成更多復原與重建,把計算鏈路前移到最靠近光訊號的地方——這正是其效率、延遲與功耗優勢的根源。 (半導體行業觀察)
中國國產CIS,漸入佳境 圖片
Yole 報告指出,2024年至2025年,圖像感測與成像技術行業呈現多領域協同發展態勢。CMOS圖像感測器市場回暖,2024年收入增長6.4%,預計2030年前將保持4.4%的複合增長率。AR/VR市場分化,AR市場以44%增速擴張,VR市場保持穩定,MicroLED等技術定義下一代體驗。整體來看,行業創新聚焦多堆疊設計、AI整合、新材料應用,區域競爭中中國廠商崛起顯著。在CMOS 圖像感測器(CIS)行業蓬勃發展的當下,豪威集團、格科、思特威三家核心企業憑藉技術創新與市場拓展,2025 年前三季度均交出亮眼成績單。(註:最多保留小數點後兩位)01豪威集團:多領域突破,營收利潤雙高增豪威集團主要提供圖像感測器解決方案、模擬解決方案和顯示解決方案。其在手機領域穩居全球CIS出貨量第三,50MP感測器躋身華為、小米等旗艦機型主攝,打破索尼高端壟斷;車載領域更實現逆襲,2024年以32.9%市佔率超越安森美登頂全球第一,出貨量超1.3億顆,客戶覆蓋特斯拉、比亞迪等巨頭。財務資料方面,2025 年前三季度豪威集團業績表現強勁:前三季度營業收入217.83億元,同比增長15.20%;歸母淨利潤32.10億元,同比增長35.15%;扣非淨利潤30.60億元,同比增長33.45%;研發投入21.05億元;利潤總額35.34億元,同比增長36.07%。業績高增的核心驅動力在於兩大維度:一方面,公司精準把握汽車智能駕駛滲透率快速提升的行業機遇,同時積極拓展全景相機、運動相機等智能影像終端應用市場,推動營業收入穩步增長;另一方面,通過最佳化產品結構、梳理供應鏈體系等精細化營運舉措,實現毛利率持續改善,盈利能力進一步增強。02格科:消費市場復甦帶動,高像素技術突圍格科聚焦 CMOS 圖像感測器與顯示驅動晶片兩大核心業務,2024 年年報顯示,其 CMOS 圖像感測器業務佔比 79%,顯示驅動晶片佔比 21%,客戶結構分佈均衡,頭部客戶佔比 12.3%,其餘核心客戶佔比集中在 5%-8% 區間。技術研發層面,公司成功推出全球首款基於 0.61μm 製程的 5000 萬像素 CMOS 圖像感測器並實現量產出貨,順利切入國內頭部手機品牌後置主攝供應鏈,技術實力獲得市場認可。2025 年前三季度,格科受益於消費市場復甦,業績實現顯著回暖:營業收入57.23億元,同比增長25.66%;歸母淨利潤0.50億元,同比增長518.75%;扣非淨利潤為-0.65億元(去年同期基數為負,不適用同比增長率計算);研發投入7.18億元,同比增長13.80%;利潤總額0.24億元。增長邏輯方面,隨著消費電子市場需求回暖,公司高像素晶片出貨量大幅增加,直接帶動營業收入與毛利同步提升;同時,為強化技術競爭力,公司加大高像素產品研發投入,職工薪酬、材料費用等相關支出增長,推動研發費用同比上升。03思特威:全領域發力,全流程國產化破局思特威是專注於高性能 CMOS 圖像感測器晶片研發、設計與銷售的高新技術企業,業務覆蓋安防監控、智慧型手機、汽車電子、機器視覺等多個高增長領域。技術突破層面,公司成功推出全流程國產化 5000 萬像素高端手機應用 CMOS 圖像感測器,實現從設計到製造的全流程國產化。2025 年前三季度,思特威呈現爆發式增長態勢:營業收入63.17億元,同比增長50.14%;歸母淨利潤6.99億元,同比增長155.99%;扣非淨利潤6.90億元,同比增長126.19%;研發投入4.23億元,同比增長31.69%;利潤總額7.76億元,同比增長170.22%。營收與利潤的大幅增長,得益於多業務線的協同發力:在智慧型手機領域,公司與多家客戶的合作持續全面加深、產品滿足更多的應用需求,公司創新研發推出的基於Lofic HDR®2.0技術的多款高階5000萬像素產品出貨量大幅上升,以及基於國產StackedBSI平台的多款產品量產出貨,帶動公司智慧型手機領域營業收入顯著增長;在汽車電子領域,公司應用於智能駕駛(包括環視、周視和前視)和艙內等新一代產品出貨量同比大幅上升;在智慧安防領域,公司的高端安防產品系列在專業安防領域的份額持續提升,同時,作為機器視覺領域的先行者與引領者,公司緊抓市場發展機遇,新興機器視覺領域收入實現大幅增長。隨著收入規模增長,公司提高了盈利能力,淨利潤率顯著提升。研發投入的增加主要系公司進一步擴張研發團隊規模用於研發更多更強的技術和產品以利於實現未來的持續增長。整體來看,豪威集團營收體量最大,前三季度達217.8億元;思特威次之(63.2億元);格科相對較小(57.2億元)。思特威展現出最強的增長彈性,前三季度營收和淨利潤均實現翻倍以上增長;格科雖然營收增長溫和,但淨利潤增幅驚人(同比增518.75%)。豪威集團盈利能力最強,前三季度歸母淨利潤達32.1億元;思特威以6.99億元位居第二;格科雖然扭虧為盈,但絕對利潤額仍較低(0.5億元)。三家公司均在智慧型手機、汽車電子、智慧安防等CMOS圖像感測器核心市場取得進展,其中思特威在高端5000萬像素產品和汽車智能駕駛領域增長顯著。04國產CMOS技術全面突破業績的跨越式突破,根源在於核心技術的持續迭代與突破。在視覺感知技術飛速演進的當下,CMOS 圖像感測器(CIS)作為終端裝置的核心器件,其性能直接決定了產品成像質量的上限與多場景適配能力。豪威集團、思特威、格科三家企業通過不斷飆升的研發投入,深耕技術、各展所長,在像素工藝、高動態範圍(HDR)及封裝整合等關鍵領域建構差異化技術壁壘,共同引領國產 CIS 技術邁入全球領先梯隊。像素工藝是CIS 性能升級的核心賽道,三家企業立足場景需求,走出了各具特色的創新路徑。豪威集團以PureCel®系列架構為技術基石,實現多維度突破:PureCel®Plus-S 晶片堆疊技術將像素尺寸壓縮至微米級,同時大幅提升光吸收效率,讓 OV50X 等產品在弱光環境下依舊能呈現清晰畫質;針對汽車電子場景,2.1 微米單像素 TheiaCel™技術創新性整合橫向溢出積分電容器(LOFIC)與 DCG™ HDR 技術,既徹底解決 LED 光源閃爍痛點,又實現近 110dB 的超高動態範圍,完美匹配智能駕駛對複雜光照環境的嚴苛要求。在低光性能最佳化上,基於 PureCel®Plus 像素架構的 Nyxel® 近紅外技術,顯著提升 940 奈米近紅外波長下的量子效率,成為安防攝影機、車載監控系統在超低照度環境下清晰成像的核心支撐,構築起公司在安防與汽車電子領域的技術護城河;面向醫療等微型裝置場景,CameraCubeChip® 技術將晶圓級光學器件與 CMOS 圖像感測器深度融合,在保障低光敏感度的同時實現超小型化設計,精準適配細分領域需求。思特威聚焦 SFCPixel 系列技術,打造覆蓋全場景的像素最佳化體系。最新迭代的 SFCPixel-2 採用 SF 中置設計,在提升感光度的同時大幅降低噪聲,使 SC5A5XS 等旗艦產品讀取噪聲低於 1e-,確保夜景成像的純淨度;針對安防監控遠距離低照度的核心需求,Lightbox IR® 近紅外增強技術(已升級至 Lightbox IR®-2)通過矽片外延最佳化與背側深溝槽隔離(BDTI)工藝,讓 SC489SL 等產品在 850nm 和 940nm 波段的峰值量子效率較前代提升 40% 以上,實現 120 米夜間超遠距離清晰成像。在小像素技術領域,思特威推出 NBDTI™及 Low-n Grid 光學結構,應用於 2 億像素 0.61μm 的 SCC80XS 感測器,通過超窄像素隔離結構減少光線串擾、提升光學感度,峰值量子效率高達 80%,成功破解小像素感測器色彩還原與感光性能的平衡難題;針對車規級應用,CarSens®-XR 工藝技術最佳化 3.0μm 單像素背照式架構,使 SC326AT 在 520nm 可見光波段的峰值量子效率達 85%,精準適配地下停車場等暗光環境的車載環視需求。格科以 GalaxyCell®2.0 工藝平台為核心,實現小像素工藝的性能飛躍。該平台整合進階 FPPI®Plus 隔離技術與高性能背部深溝槽隔離(BDTI),使 0.7μm 像素的滿阱容量(FWC)提升 30%、量子效率(QE)提升 20%,同時有效降低像素暗電流,顯著最佳化暗光環境下的訊號雜訊比(SNR)。基於該平台的 GC50E1(5000 萬像素 0.7μm)感測器,憑藉單晶片高像素整合技術,僅需一片晶圓即可實現高性能成像,相比雙片堆疊式方案,既減少熱噪聲干擾,又提升晶圓利用率,完美契合手機緊湊設計需求。公司自主研發的 FPPI® 專利技術,有效消除 STI 隔離帶來的側壁介面態問題,減少暗電流與白點缺陷,使 GC20C3 等產品在 80℃高溫環境下仍能保持優異暗電流水平,適配智慧物聯的嚴苛工作場景;針對 AI PC 等低功耗需求,1.116μm 500 萬像素感測器通過像素工藝最佳化,實現 2mW 超低功耗,充分滿足人員在位感知等常開功能的使用需求。 (半導體產業縱橫)
突破“卡脖子”!清華學覇幹出又一個世界第一
讓世界看見中國的創新。今天,人人都離不開手機拍照,離不開手機拍照,也就是離不開CMOS圖像感測器。CMOS圖像感測器(CMOS Image Sensor,簡稱CIS晶片)之於手機攝像,就像“視網膜”之於人眼,其技術與品質優劣直接關係到拍攝效果的好壞。相當長一段時間,生產了全球約一半智慧型手機的中國人,卻做不出一片自己的CIS晶片,低端的不行,中高端的就更不行。但現在,這種局面也不復存在了。現在,中國企業已稱霸中低端CIS晶片市場,並且加速衝向高端市場。今年3月,非洲手機之王傳音發佈了新機Infinix Note 50,後置主攝搭載了格科微5000萬像素的圖像感測器;9月,vivo Y500新機上市,後主攝搭載的同樣是格科微新一代5000萬像素圖像感測器……5000萬像素離塔尖依然有相當距離,但它背後的格科微已為此奮鬥了超過20年,並且以全球出貨量前二,證明了中國人在科技領域的趕超速度和實力。早在2003年,從湖南益陽走出的趙立新就成立格科微,向CMOS圖像感測器發起衝擊。“六零後”趙立新少時家貧,和父親一起擺地攤組裝自行車,是他成長中的難忘印跡:“30元一輛,現在我的手藝還不錯。”雖然課餘要幹活,趙立新的學習成績也是很好,經常考第二、三名,但父親總說,“吃飽了飯,怎麼能不考第一啊?”父親出身孤兒但心靈手巧,小時候餓著肚子也能考第一,18歲時想做電動機,到工廠看了一圈就學會了,憑手藝沒有讓家人挨過餓受過凍,他教給趙立新兩樣受用至今的東西:動腦動手能力,以及吃飽飯就要考第一的心態。1985年,趙立新獲得全國青少年創新發明一等獎,被保送到清華大學,專業任他挑。他選擇了無線電系,這個系就是走出了韋爾股份創始人虞仁榮等十餘位半導體上市公司創始人或高管的“清華EE85”。去北京前的暑假,父親對他說,“我還有個手藝沒教你。”於是,趙立新又有了一個印象深刻的暑假:父子倆手工打了一套模具。在清華大學微電子研究所碩士畢業後,趙立新先後在新加坡特許半導體公司、美國矽谷ESS公司和UT斯達康從事研發工作,帶著父親的“手藝”精神,他幹過蝕刻工藝和CMOS圖像感測器開發,軟體、電路設計和測試,也都成了他的新“手藝”。繼承了父親“手藝”精神的趙立新,在發展事業上卻和父親完全不同性格。他的父親開過很多小工廠,但生意不佳,“他只做無風險的事,到最後零風險零回報。”為了不再重複父親的“零回報”,趙立新要求自己敢於去冒險,“10倍的風險,意味著100倍的回報。”於是,他一邊做著低風險的工作,一邊尋求著高風險的高回報機會。2000年,機會來了。當年,夏普發佈世界第一款拍照手機,雖然攝影機只有11萬像素,但開啟了手機拍照新時代。趙立新馬上從中看到CMOS圖像感測器領域的巨大前景,在此領域手握10多項技術專利的他決定回國創業。兩個高中同學也聞訊趕來,一人投了100萬美元。2003年,37歲的趙立新和清華82屆的師兄李文強、85屆的同學魏軍一起創辦了格科微。老同學的200萬美元,風投進來的340萬美元,再加上自己的幾十萬美元,公司前期總共投入600萬美元,對純初創企業來說,錢不少了,但對晶片設計行業而言,卻是杯水車薪。如何用這點錢“撬動地球”呢?趙立新的辦法是繼續找人合作,整合資源,加速處理程序。他通過打探瞭解到,中芯國際也在關注圖像感測器,於是找上門去提議:格科微做設計,中芯出錢為其建立生產線,大家合作一起突圍。也是在創業階段的中芯國際同意了。於是,趙立新直接把公司開到了中芯國際當年建廠時的臨時辦公室:位於上海張江高科技園區裡的一個簡易工棚。▲來源:格科微官網“工棚很破舊了,桌子上全是螞蟻,我們每天第一件事就是處理螞蟻。”押上全部身家的趙立新對妻子說:“如果輸了,咱就不玩了。”創業之初,工程師出身的趙立新飽嘗欠缺市場和管理經驗所帶來的教訓——他憑著一腔熱血,一上來就做高端圖像感測器設計,但研發受阻。眼看此路不通,又轉去做基帶,然而繼續不順。人員管理上也出過大問題,公司的資料庫曾被一個員工帶走,還出去融了幾百萬美元,掉過頭來成了格科微的競爭對手。談到當時犯的錯誤,趙立新說,“老天不滅我,很多人犯了一次錯就‘死’了,但我們獲得了再起的機會。”這個再起的機會,就是重新回到CIS晶片研發,而且放低姿態,由易到難。當國際巨頭已經在研製200萬-500萬像素的CIS晶片時,格科微從30萬像素開始做起。經過四十多次的試板後,2005年,格科微的第一款,也是中國第一款具有商業價值的CIS產品投片成功了。這款產品的關鍵工藝是“三電晶體”,當時國外已普遍應用,國內還處於實驗室階段,格科微率先實現了國產化,然後也抓住了一個好機會:趕上國內攝影機市場的興起,而攝影機30萬像素已基本夠用了。於是,這款低像素的產品,最終卻獲得相當不錯的回報,量產當年就賣出1600萬顆,銷售額突破500萬美元,在30萬像素市場獨佔鰲頭。2007年,iPhone橫空出世,徹底改變了手機行業的格局,手機拍照功能也因此一日千里,像素和攝影機數量不斷升級,格科微則一路追趕到了200-500萬像素產品。這也是九死一生的勝利。首先是研發的困難。據公司研發總監李傑回憶,格科微最初做200萬像素產品時,第一片晶圓上的2000顆晶片中,只有一顆可以達到標準,良率0.05%。但趙立新堅持加大研發,最終不但用夜以繼日的鏖戰,把良率提升到了95%以上,而且還通過對電路設計和工藝的創新,做到了比同類產品成本少35%-50%,性能表現卻反倒提升了40%。其次是市場的困難,競爭的困難。眼看格科微一步步突圍,統治市場的國際巨頭們開始行動了。他們發起了慘烈的價格戰,將格科微水準級的產品打成了賣越多虧越多的血海,企圖讓格科微直接倒在這一處理程序。“當時在深圳,他們把庫存按斤來賣,直接把我們打到帳上只剩200元。”趙立新回憶說。好在投資人們看好格科微的前景,決定繼續帶資支援,被輸血的格科微則乾脆主動發起戰爭,以低成本優勢用更低價格大殺四方,最終幾乎統治了中低端產品市場,有媒體形容其為“所到之處,寸草不生,堪稱圖像感測器領域的‘拼多多’”。到2014年,格科微的CMOS感測器出貨量已超過9.4億顆,銷售額突破3.5億美金,成為了國內CMOS圖像感測器晶片的出貨量第一。在CIS晶片突圍的同時,格科微還利用核心技術的擴展應用,發起了另一場戰爭:自主研發作為液晶顯示器核心元件的LCD驅動晶片。國內的顯示驅動晶片市場,曾長期由矽創電子、奇景光電等台灣企業主導。2010年格科微設立了顯示驅動產品線,到2019年,其LCD驅動晶片出貨量達到4.2億顆,是國內出貨量排名前五的LCD驅動晶片供應商中,唯一一家出身大陸的供應商。憑藉CMOS圖像感測器和LCD驅動晶片兩大拳頭產品的持續增長,到2020年格科微的年營收已接近65億人民幣,其CMOS圖像感測器出貨量更是突破20億顆達0.4億顆,位列世界第一。如今出貨量有所下降,但也依然位居全球第二。成為第一併沒有讓趙立新高興多久,因為這個第一,量有了,但質不夠。若按銷售收入算,2020拿到全球出貨量第一的格科微,只能排全球第四,而且是比全球第一斷崖式落後的全球第四。當年,格科微CIS晶片的收入為58.6億元,只佔全球5%,而全球第一索尼的CMOS業務營收為94億美元,市佔率高達40%。差距的關鍵在於,索尼擁有高端市場的50%份額,其收入主要來自1300萬像素以上的高檔產品,而格科微的營收則來自200-500萬像素和800-1300萬像素的中低端產品,高端收入不足1%。趙立新耳邊又響起了父親的那句話,“吃飽飯了,還不能拿第一?”於是,他帶隊繼續攻堅,向高端發起挑戰:一方面抓住國家扶持科創尤其是自主核心技術突破的機遇,推動公司上市募資,擴大資本實力;一方面最佳化公司的發展模式,從Fabless轉型為Fab-Lite,並且定下了實現30億美元營收的目標。所謂Fabless是只負責晶片的研發和設計,把製造交給代工廠完成,格科微的主要代工方包括三星、台積電和中芯國際。與Fabless模式相對的是IDM,即設計、製造、封裝和銷售全流程一手包辦,英特爾、索尼、三星就是典型IDM公司。格科微選擇的Fab-Lite介於Fabless和IDM之間,即自建晶圓廠與委託代工相結合,目的是,更主動地掌握高端產品的製造能力,更好地響應市場需求。2021年8月18日,格科微在科創板上市,首次公開發行股票募集資金總額35.93億元,全部投入其轉型Fab-Lite的核心項目:“12英吋CIS積體電路特色工藝研發與產業化項目”,即在上海自貿區臨港新片區,建設佔地12.2萬平方米包含晶圓工廠、動力中心在內的製造基地。在工廠建設期間,格科微耗時十年自主研發的GalaxyCell™ 0.7μm工藝取得突破,應用該工藝的3200萬像素和5000萬像素等高端產品得以推出,為高端智慧型手機帶來了高像素的解決方案。2023年,在格科微成立20周年之際,臨港工廠建成落地,12英吋積體電路特色工藝產線順利開通,顯著縮短了高端產品的量產周期,OPPO Reno12海外版、vivo Y300 Pro、華為Nova 13系列等國產手機的熱門機型相繼採用了格科微的中高端產品。▲格科微臨港工廠,來源:格科微官網據格科微2025三季報顯示,高端轉型初見成效,前三季度營收57.23億元,同比上漲25.66%,其中1300萬像素以上產品收入達到10億元,3200萬及以上像素產品出貨量超過4,000萬顆。當前,格科微臨港工廠基本處於滿產狀態,產能持續從800萬、1300萬像素產品向3200萬及5000萬像素等高像素產品切換,從2025年二季度起高像素產品收入佔比超過了40%。下一步,格科微將打造汽車CMOS圖像感測器業務這一新的增長曲線,目前已突破了車規級產品的封裝工藝,趙立新說,“隨著高端產品的量產,30億美元目標的實現就在不久的將來。”在臨港工廠的落成典禮上,趙立新又想起了創業之初的“螞蟻工棚”,他說自己沒想到公司能活得這麼長,他當初的設想是“要麼兩三年就上市,要麼兩三年就被淘汰掉。”現在,成立22年的格科微開始展望下一個20年,最初的創業夥伴仍在一起奮鬥,大家的願望是:“繼續向上攀登,成為世界Top5的半導體公司。” (華商韜略)
時隔10年,三星再度進入蘋果CIS供應鏈
10月3日消息,據韓國媒體dealsite.co.kr報導,業內消息顯示,三星電子的CMOS圖像感測器(CMOS Image Sensor,CIS)重返蘋果供應鏈,並且蘋果針對三星生產的CIS初始訂單量已由原定的每月約1,000片晶圓提升至4,000片晶圓。CIS 是智慧型手機相機模組的核心晶片,能將光線轉換為電子訊號並輸出圖像。目前旗艦iPhone將配備一顆前置CIS與三顆後置CIS。業界消息指出,三星將負責其中一顆後置鏡頭的CIS。該產品除了可能應用於新款機種之外,也將涵蓋仍在銷售的舊款iPhone,市場估算潛在需求可達約2億顆。以12英吋晶圓80%良率推算,蘋果對三星當前訂單量僅相當於其最大需求的20%。不過,三星原先規劃在2026年3月啟動量產,最新評價則可能推遲至2026年底或2027年初。由於這是三星時隔十年再度進入蘋果CIS 供應鏈,市場普遍解讀為三星為符合iPhone 嚴格規格而採取更謹慎策略,預期最快需到明年底才會對三星營收帶來實質的助力。三星此次供應延遲,也代表“iPhone 18系列對三星帶來的助力”將不會即時顯現。據瞭解,蘋果計畫於2026年下半年推出iPhone 18 Air、Pro 與Pro Max 高階機型,基礎與入門款則在2027年初上市。若三星能按照原訂時程出貨,其CIS 本可進入iPhone 18 首批次產,但隨著時程延後,實際應用可能落在後期擴產階段,甚至要到iPhone 19。市場原本預期三星可能憑藉率先量產的2億像素技術搶先索尼獲得蘋果採用。但一位業內人士表示:“據我瞭解,三星電子目前正在為蘋果開發一款5000萬像素的產品。蘋果公司更看重穩定性,而不是在短時間內推出新技術。”他還表示,“未來擴展到2億像素不會有任何重大技術困難。”雖然在低光源拍攝表現上,三星仍被視為落後於索尼,但其在像素技術方面具備優勢。早在2021年,三星便透過ISOCELL 品牌率先實現2億像素解析度,並應用於自家Galaxy 手機。市場看好,三星未來不僅有望爭取iPhone 高像素CIS 的獨家供應角色,也可能在傳統由索尼主導的蘋果5,000萬像素CIS產品線中,扮演第二供應商。 (芯智訊)
即將IPO!全球第三、中國第一,中國CIS悄然改變全球格局?
在全球CMOS圖像感測器(CIS)賽道上,長期以來一直被索尼和三星為代表的國際巨頭所主導;但隨著中國豪威集團、思特威和格科微等中國廠商在智慧型手機、汽車電子、安防領域的強勢崛起,正在不斷蠶食索尼以及三星在全球的市場份額,但索尼憑藉其在高端手機感測器領域的絕對優勢,依然是無可爭議的技術和市場領導者。但在一個全球高性能CMOS圖像感測器(CIS)的小眾賽道上,國產CIS出現了一匹黑馬,其在工業成像、科學成像等高端技術領域都幹成了全球第三、全國第一。這批黑馬就是全球領先的高性能CMOS圖像感測器(CIS)提供商——長光辰芯!根據弗若斯特沙利文最新資料,全球CIS市場預計將於2024年至2029年加速增長,總收入預計將由2024年的1,391億元增至2029年的2,103億元,復合年增長率約為8.6%。整個CIS市場消費電子依然佔據主導,其次是汽車電子以及安防等領域。但在高性能和高技術領域的工業成像和科學成像領域,根據弗若斯特沙利文2024年資料,在工業成像領域,長光辰芯在全球CIS公司中排名第三,在中國CIS公司中排名第一,佔全球市場份額的15.2%。同時,科學成像領域,長光辰芯依然在全球CIS公司中排名第三,中國CIS公司中排名第一,佔全球市場份額的16.3%。也就是說,全球高性能和高端CIS領域,長光辰芯已經打破海外廠商的壟斷,在技術和市場兩個方面實現了質的突破。根據公開資訊,在過去的三年(2022-2024年)長光辰芯營收分別為人民幣6.04億、6.05億、6.73億;毛利分別約為人民幣4.60億、3.84億、3.97億;毛利率分別約為76.16%、63.48%、58.96%;淨利分別約為人民幣-0.84億、1.70億、1.97億。也就是說在過去三年長光辰芯的收入及利潤穩定增長,去年均取得雙位數增長;但值得注意的是,長光辰芯平均毛利率較高,均超過50%,但呈現了逐年下降的趨勢。長光辰芯擁有超高毛利率或許是與所處的工業成像和科學成像領域相關,比如同屬於CIS領域的豪威集團和索尼公司,由於主要以電子消費CMOS產品為主,其毛利率就相差不少,2024年豪威集團的毛利率為30.48%,索尼的毛利率為30.48%,兩者基本持平,其他CIS廠商的毛利則相對更低一些。但決定高毛利的決定性因素還是高技術門檻。長光辰芯成立於2012年,自成立以來一直專注於高性能CMOS圖像感測器的研發,克服了諸多CMOS圖像感測器開發中的關鍵技術挑戰。公司提供的九大產品系列,廣泛適用於工業成像、科學成像、專業影像和醫療成像等先進技術領域。至今長光辰芯已掌握11項專有核心技術,包括全域快門像素、HDR像素、高靈敏度像素、HDR讀出電路、低噪聲電路、高性能ADC電路、高速讀出電路、TDI圖像感測器、BSI圖像感測器、3D成像感測器及3D晶圓堆疊。這些核心技術為長光辰芯建立了強大的技術壁壘,同時也決定了其產品的高毛利屬性。截至目前,長光辰的高性能CMOS圖像感測器產品組合,包括九大產品系列,超過50款標準產品。根據證監會8月29日消息,其公示《境外發行上市備案補充材料要求(2025年8月22日—2025年8月28日)》,證監會國際司共對10家企業出具補充材料要求。其中要求長光辰芯補充說明股權結構、股東珠海雲辰的穿透情況等事項。據瞭解,長光辰芯於2025年6月19日,首次向港交所遞交招股書,擬在香港主機板上市。也就是說,長光辰芯即將在香港IPO了!因此,在全球CIS產業中,不僅在消費電子領域國產的豪威集團、思特威和格科微在悄然改變全球市場格局;其實在更細分領域,國產CIS已經取得實質性的突破,長光辰芯就是明證。而這也意味著,中國CIS產業已經形成了層次分明、協同發展的強大陣營! (飆叔科技洞察)
中國CIS崛起,Sony帶頭反擊
近日,Sony發佈2024財年業績報告,因2024年主要客戶銷售額不及預期,疊加中國高端CIS廠商競爭加劇,致使其CIS市場份額與上一年持平,原本計畫在2025年實現60%市場份額的目標只能無奈推遲。這一消息不僅折射出當下CIS市場的格局變動,更串聯起行業數十載的起伏軌跡。回顧CIS市場發展史,可謂波瀾起伏。早期,Sony、三星等日韓大廠憑藉先發優勢和技術壁壘在CIS領域獨佔鰲頭,幾乎處於壟斷地位。然而,隨著時間推移和市場需求推動,以韋爾股份、思特威、格科微等為代表的中國企業如雨後春筍般迅速崛起,在安防、車載、消費等領域突破技術瓶頸,正從追趕者向競爭者蛻變。如今,在全球CIS市場的版圖中,中國高端CIS逐漸嶄露頭角,從日韓獨大到中外對壘,正不斷衝擊著原有的市場格局。全球CIS競爭格局,變遷在CIS產業早期,各國企業在該領域可謂多點開花。1970年代,CCD(電荷耦合器件)技術率先實現圖像感測商業化,但成本高昂且功耗較大。1976年,台灣工研院引入CMOS工藝技術,開啟了亞洲半導體產業的早期探索。1993年,CMOS圖像感測器(CIS)技術正式誕生,但受限於工藝水平,早期產品主要應用於低端攝影機,市場規模有限。1997年,中國科學家王國裕和陸明瑩領銜開發出全球首款512x512彩色CMOS圖像感測器,解決了自動曝光控制等關鍵技術難題,為後續CIS產業化奠定基礎。與此同時,美國Agilent(惠普)、ST(意法半導體)等企業主導早期CMOS市場,2000年Agilent市佔率高達51%。來到新世紀,智慧型手機催生CIS爆發式增長。2001年,諾基亞手機搭載30萬像素CMOS攝影機,標誌著CIS正式進入消費電子領域。2009年,Sony推出背照式(BSI)CIS技術,顯著提升低光成像能力,隨後被iPhone 4S採用,推動智慧型手機攝像性能革命。三星則在2013年推出ISOCELL技術,通過物理隔離減少像素串擾,進一步最佳化成像質量。2010年後,智慧型手機多攝趨勢進一步推動CIS需求激增。2010-2019年,全球CIS銷售額增長三倍,成為增速最快的半導體品類之一。彼時,Sony憑藉BSI和堆疊式技術,市場份額從2010年的7%躍升至2015年的35%,超越三星成為行業龍頭。2017年,Sony又發佈採用3D堆疊技術的IMX400,持續引領CIS產業發展潮流。至此,以Sony和三星為代表的日、韓雙雄,成為CIS市場的主導。Sony通過與蘋果深度繫結,佔據高端手機CIS市場70%以上份額,2022年全球市佔率達42%;三星依託垂直整合優勢,在中高端市場與Sony分庭抗禮,並通過代工模式擴大產能,2022年市佔率19%。但市場風雲變幻,中國廠商開始強勢崛起,極大地改變了CIS行業競爭格局。2019年,韋爾股份完成對豪威科技的收購,建構“設計+製造+封測”全產業鏈能力,成為全球第三大CIS廠商。隨著智慧型手機、安防、車載等應用領域蓬勃發展,對CIS需求猛增,中國企業迎來發展機遇。國內CIS廠商在傳統市場積極爭取應用機會,不斷提升產品性能,從最初聚焦中低端市場,逐漸向高端邁進。在安防領域,中國自2010年大力推進平安城市、智慧城市等項目,大規模安防監控基礎設施建設,為國內CIS行業注入強勁增長動力。與此同時,國內晶圓代工和封裝測試等產業鏈配套能力不斷提升,為CIS市場發展提供有力支撐,諸多CIS企業如韋爾股份、格科微、思特威等在技術突破和市場拓展上成績斐然。豪威(韋爾股份)在智慧型手機、汽車電子等領域穩固地位並不斷突破;格科微原本主打低端手機、消費電子,現通過模式轉型,從Fabless轉向Fablite,打通設計-研發-製造-測試-銷售全環節,試圖向高性能拓展;思特威在安防監控領域全球領先、車載電子、機器視覺等領域技術實力逐步增強 。據相關資料統計,2023年CIS國產化率從2018年的8%已提升至25%。可見,隨著技術迭代與市場分化平行,CIS行業競爭愈發激烈。Sony雖仍具技術和市場優勢,但受大客戶訂單波動和中國市場競爭影響,壓力驟增。一方面,中國廠商憑藉性價比優勢與日益提升的技術水平,在中低端市場穩固腳跟的同時,逐步向高端市場滲透,擠壓Sony等傳統巨頭的市場份額;另一方面,全球市場需求變化、主要客戶銷售額波動,以及新興市場競爭加劇,都給Sony實現市場份額目標帶來重重阻礙。三星也將部分CIS產能轉向儲存晶片(如HBM),市場份額逐年下降。然而,中國廠商在實現國產化替代的處理程序中也面臨挑戰,如中低端市場可能面臨價格戰挑戰、高端技術突破、品牌影響力提升等。展望未來,CIS產業競爭將持續白熱化,技術創新、市場拓展、成本控制等將成為企業制勝關鍵。CIS市場的發展歷程,本質是技術創新、應用拓展與全球產業競爭相互作用的結果。從日韓壟斷到中國崛起,從智慧型手機、安防監控到汽車電子,再到AR/VR、人形機器人等新興場景,CIS行業始終在變革中尋找新的增長極。未來,隨著中國廠商在高端技術上的突破和新興市場的爆發,全球CIS競爭格局或將迎來更深刻的重構。在此趨勢下,Sony、佳能、松下等日本企業並未鬆懈,正憑藉深厚技術底蘊與前瞻性佈局,力求繼續領航CIS行業發展。Sony,動作頻頻2024財年,儘管SonyCIS業務增長未達預期,但其影像與感測解決方案(I&SS)部門仍交出亮眼成績單:銷售額同比增長12%至1.799兆日元,營業利潤增長35%至2611億日元,以53%的市場佔有率穩居CIS市場榜首。作為CIS領域的老牌勁旅,Sony面對市場變化,動作頻頻。在產能擴充上,於泰國擴建CIS新產線,與台積電合資公司JASM在日本熊本縣緊密協作,併購置土地籌建新廠,為後續發展夯實基礎。另外,面對CIS市場變化,Sony還從技術走勢、市場佈局、工藝策略、戰略合作、投資重點等多維度積極佈局,力求鞏固行業領先地位。預計2024-2030財年,SonyCIS業務CAGR達9%2025年6月13日,Sony半導體公佈CIS業務戰略,圍繞靈敏度/噪聲、動態範圍、解析度、讀出速度和功耗五大功能軸推進發展。其CFO高野康弘強調,Sony將發揮平衡產品性能的優勢,加速新技術落地,儘管60%市佔率目標推遲,但戰略決心不變。對於未來圖像感測器市場,Sony預測2024財年到2030財年的復合年增長率(CAGR)約為 9%。預計I&SS部門2025財年銷售額增長至1.96兆日元、營業利潤增長7%至2800億日元並創歷史新高,首席財務官Sue Lin解釋稱增長動力來自移動感測器尺寸擴大,即便日元預計升值也能通過產品溢價支撐業績。CIS市場價值基礎預測(圖源:Sony半導體解決方案)Sony集團總裁十時裕樹表示,移動裝置圖像感測器將持續向大尺寸演進,為滿足客戶對解析度、噪聲性能等需求,將引入新一代製造工藝,結合雙層電晶體像素堆疊CMOS技術,打造高附加值產品。新工藝投資將聚焦移動感測器,分階段實施至2030年,規模接近上一中期計畫的9300億日元,投資節奏與熊本新工廠投產進度掛鉤,基於需求評估避免前期不必要投入。“視訊”引領,CIS邁向“更高密度”在中長期業務方向上,I&SS部門明確將主力移動圖像感測器定義為“增長驅動業務領域”,工業/社會基礎設施用攝影機和圖像感測器為“盈利業務領域”,車載感測器、系統解決方案、OLED微型顯示器、半導體雷射器等為“戰略業務領域”,並圍繞各方向開展業務。Sony半導體總裁指田真司指出,“視訊”是市場增長核心驅動力,二維(2D)成像技術是關鍵,需融合深度、時間和光譜等多維度資訊提升感測器價值。圖像感測器技術演進的方向 (圖源:Sony半導體解決方案)未來移動攝影機需在靈敏度/噪點、動態範圍、解析度、讀取速度和低功耗五個方向全面發展,Sony將發揮綜合技術優勢,消除性能間的權衡取捨。移動相機性能演進的五大軸心 (圖源:Sony半導體解決方案)順應智慧型手機攝影機發展趨勢,Sony依靠技術革新推動業務,大尺寸趨勢預計持續至2030財年,但主攝影機尺寸從2028財年起趨於穩定,副攝影機尺寸在2029-2030財年小幅增加。移動圖像感測器市場尺寸更大化的預測(高端機型) (圖源:Sony半導體解決方案)指田真司認為,僅靠尺寸增加來提升面向未來視訊性能市場的特性存在侷限,“高密度”將成新發展方向,包括平面方向的工藝節點調整和垂直方向的多層化,通過元件高密度安裝提升感測器性能。工藝與技術創新:尖端與成熟並存,三層堆疊升級在工藝節點上,Sony採用尖端與成熟工藝並存策略。現有成熟工藝可平衡特性與成本,但提升性能已近極限,需推出尖端工藝實現突破。兩種工藝按需使用,根據用途靈活調整,尖端工藝用於推動“即時創作”,成熟工藝用於平衡性能與成本,提高設施利用效率。工藝節點適配 (圖源:Sony半導體解決方案)技術創新上,Sony發力多層技術,採用升級後的三層堆疊技術。以雙層電晶體像素堆疊CMOS感測器為基礎,三層堆疊可在像素和邏輯間疊加功能,增強性能。關於多層化技術 (圖源:Sony半導體解決方案)通過工藝節點適配和多層化可實現特性增強。將先進工藝與多種技術結合,能改善靈敏度/噪聲和動態範圍。多層化通過整合RGB像素、基於事件的視覺感測器(EVS,僅捕捉拍攝對象變化)以及邏輯電路,可實現高畫質、高影格率的視訊捕捉,拓展至更多應用領域。通過工藝節點調整和多層化實現特性增強的示例 (圖源:Sony半導體解決方案)市場佈局:車載成戰略重點,深化戰略合作車載業務被Sony定位為“戰略業務領域”,多鏡頭攝影機趨勢推動市場增長,預計到2030財年,車載攝影機市場規模相較2019財年增長超七倍。車載市場多鏡頭攝影機的預測 (圖源:Sony半導體解決方案)Sony關注汽車行業趨勢,重視車載攝影機識別性能,聚焦動態範圍、LED閃爍抑制、解析度、靈敏度/噪聲等性能提升,消除特性間的矛盾,加強與汽車製造商合作。Sony設定2026財年實現43%車載市場份額目標,2024財年已達37%,按計畫穩步推進。車載攝影機性能的五大發展方向 (圖源:Sony半導體解決方案)指田先生強調,汽車領域商業化十多年後終於看到收益貢獻,在第五次中期經營計畫期間實現盈利是必須達成的絕對目標,並將以此為基礎持續開展業務。在戰略業務領域,Sony與希捷合作15年開發的HAMR技術HDD半導體雷射器計畫於2024財年量產,並與西部資料建立合作關係。Sony看好該領域前景,預計客戶群將不斷擴大,HAMR業務中長期將穩步增長。關於 HAMR 的半導體雷射器 (圖源:Sony半導體解決方案在感測器前端和邏輯領域引入先進工藝Sony在圖像感測器領域持續推進工藝精細化與邏輯電路升級,以鞏固技術優勢。在感測器工藝方面,Sony認為微細加工技術無法唯一決定感測器特性,其利用40奈米工藝提升特性,結合專有技術擴展五邊形特性(靈敏度/噪聲、動態範圍、解析度、讀出速度、功耗)。因視訊需求增長使特性提升接近極限,Sony將通過28nm至22nm裝置組提高前端工藝精度,採用高密度方法改善暗光特性,均衡擴展五邊形特性,優先從各像素尺寸關鍵特性入手,新工藝在長崎工廠推行,本中期計畫(2024-2026財年)進行開發投資,量產投資在下一中期計畫後實施。邏輯電路上,Sony專注40nm和22nm,計畫引入12nm工藝,通過提高數字訊號處理整合度實現低功耗、高速度、高功能。12nm工藝按產品組合應用,台積電JASM計畫採用該工藝,Sony向台積電下單,由其分配晶圓廠,JASM正增加22nm和12nm產能,Sony12nm晶圓廠尚未量產,將由台積電選擇首家量產晶圓廠。Sony:投資計畫有調整,仍聚焦核心業務此前,Sony設定到2025年實現圖像感測器市場60%價值份額的目標,但已透露該目標將推遲數年。高野強調,雖市場份額目標推遲,但贏得市場的目標不變,公司將繼續朝著60%的目標營運業務。圖像感測器資本投資計畫(圖源:Sony半導體解決方案)在第五個中期計畫中,公司原計畫謹慎投資,將資本投資維持在比第四個中期計畫(約9300億日元)更低水平。然而,由於移動感測器尖端工藝引入早於預期、建設成本上升等因素,投資額預計將增加,與尖端工藝相關的資本投資規模預計佔第五個中期計畫期間的一半左右。此外,公司計畫在下一個中期計畫(2027-2029財年)逐步引入先進工藝量產,Sony稱此期間圖像感測器資本投資總額“可能接近上一個中期計畫的規模(約9300億日元)”。同時,為提高投入資本效率,公司將繼續探索包括各種輕晶圓廠措施在內的最佳形式,以合理控制投資水平。面對CIS行業的激烈競爭,Sony在技術創新、市場佈局和資本投入等多方面積極謀劃,力求在未來市場中繼續引領行業發展。佳能,積極破局 承諾繼續自主研發感測器佳能在CIS市場雖份額不及Sony,但也在積極破局。在圖像感測器研發領域,因高昂成本,多數製造商選擇與Sony半導體等公司合作,但佳能是其中的少數堅持自主研發者。今年2月,在日本橫濱舉行的CP+展會期間,佳能執行團隊接受採訪時明確表達了維持公司內部圖像感測器開發工作的意願。佳能執行副總裁兼影像集團負責人Go Tokura表示,儘管感測器開發需大量投資,佳能仍會堅持當前方向,持續為相機的內部感測器開發投入資源。他強調,保持內部開發戰略至關重要,這有助於佳能維持產品差異化,例如實現高品質的R1十字型自動對焦功能。在全域快門技術方面,雖然Sony是目前唯一推出配備全域快門消費級相機的製造商,但佳能在工業和科學產品線中已擁有眾多全域快門感測器。關於是否將這項技術引入可換鏡頭消費級相機,Tokura表示,佳能深知全域快門的重要性,也清楚其面臨的挑戰,比如動態範圍問題。佳能認為目前全域快門技術的優勢不足以彌補其帶來的性能犧牲,至少在現階段不會貿然引入。而在高解析度感測器領域,儘管佳能暫無推出旗艦R1相機高解析度版本的計畫,但其感測器開發團隊已取得顯著成果。今年1月,佳能發佈了一款4.1億像素(24,592×16,704像素)的35毫米全畫幅CMOS感測器,創下該規格感測器的像素新紀錄,其解析度相當於24K(全高畫質的198倍、8K的12倍),使用者可對圖像任意裁剪並大幅放大仍保持高解析度。圖源:佳能不同於多數超高像素感測器採用中畫幅或更大畫幅,該感測器採用35mm全畫幅格式,能與全畫幅鏡頭組合使用,助力拍攝裝置小型化。為解決高像素帶來的資料讀取時間延長問題,它採用背照式堆疊結構和重新設計的電路圖案,實現每秒3280萬像素的超高讀出速度,可每秒8幀傳輸視訊,還具備“四像素合併”功能,啟用後能以每秒24幀拍攝1億像素視訊並提升靈敏度。Tokura透露,公司正開發通用無反相機感測器,以跨領域共享方式推進技術研發,雖暫無法透露具體產品計畫,但希望發揮該感測器性能實現更大列印尺寸、更精細解析度並提升影格率、靈敏度和訊號雜訊比,不過他指出以現有技術開發一億像素相機需在高感光度、連拍等多方面妥協,否則價格飆升且尺寸難符舒適拍攝需求,故目前商業化時機尚未成熟,但未來有信心實現目標。該感測器預計應用於監控、醫療、工業等需極高解析度領域,是佳能憑藉多年影像技術積累推出的突破性產品,其還在同步推進SPAD感測器等技術研發,持續為社會發展貢獻力量。推出高動態範圍SPAD感測器,突破光環境限制2025年6月12日,佳能在日本京都舉行的超大規模積體電路技術與電路研討會上宣佈,已開發出一款2/3英吋SPAD(單光子雪崩二極體)感測器。佳能新開發的SPAD感測器(原型)據瞭解,該感測器像素約210萬,動態範圍達156dB,通過獨特的“加權光子計數”技術,解決了傳統SPAD感測器在高照度下的白斑問題與高功耗痛點,同時實現低光環境與強光對比場景的清晰成像,目前正推進量產規劃。加權光子計數技術的簡化圖示:第一個入射光子到達的時間越早,入射光就越亮SPAD感測器基於“光子計數”原理,可逐顆檢測入射光子並計數,具備無噪聲讀取與高精度測距能力。但傳統SPAD依賴逐顆光子計數,存在兩大侷限:高照度失效:強光下光子數量超出處理閾值時,無法分離單個光子,圖像出現白斑;功耗過高:每個光子獨立計數消耗大量功率,制約實際應用場景。而佳能採用的“加權光子計數”技術的新方案,通過“時間-照度”關聯估算光子總量,在動態範圍、功耗與抗閃爍性能上實現質的提升。佳能新感測器採用創新技術路徑:光子數量估算替代逐顆計數:利用光子入射頻率與照度的相關性,通過測量首顆光子到達像素的時間,估算特定時間段內的光子總量。此舉避免了強光下的光子“過載”,杜絕白斑現象,同時將動態範圍提升至傳統感測器的5倍(156dB)。功耗與抗閃爍性能最佳化:通過降低光子檢測頻率,每像素功耗減少約75%;針對LED光源(如交通訊號燈)的閃爍問題,技術可減輕光線波動對成像的干擾。加權光子計數可以在高照度和低照度下檢測光子佳能預計該感測器將在三大領域發揮作用:車載與自動駕駛:解決傳統CMOS感測器在隧道出口、夜間等明暗突變環境中的可視性問題,滿足自動駕駛安全標準對感測器的高動態範圍需求;監控與工業檢測:低光環境下的清晰成像能力,適用於安防監控、工業裝置狀態監測等場景;特殊環境拍攝:結合SPAD感測器原有的高速測距功能,可用於需要精準距離感知的專業裝置。憑藉156dB的出色高動態範圍性能,可捕捉清晰的圖像,包括明亮和黑暗的物體此次技術突破是佳能持續投入感測器自主研發的成果之一。佳能表示,將繼續通過跨領域技術共享最佳化SPAD感測器性能,力爭實現量產落地,為解決自動駕駛、公共安全等社會課題提供技術支撐。整體來看,佳能有望依託自身光學技術優勢,持續最佳化CIS性能,提升在新興應用場景中的競爭力,拓展市場版圖。松下,發力CIS松下則在工業垂直雪崩光電二極體(VAPD)CMOS圖像感測器上發力。日本松下公司的Inoue等人在題為《基於垂直雪崩光電二極體 (VAPD)的CMOS圖像感測器的穩健像素設計方法》的論文中寫道:我們提出了一種基於垂直雪崩光電二極體的CMOS圖像感測器的穩健像素設計方法,考慮了三個關鍵的實際因素:(i)“無保護環”像素隔離佈局(ii)對施加電壓和溫度“不敏感”的器件特性(iii)在強光照射下穩定工作。通過解決電場集中和像素隔離之間的權衡關係建立了“無保護環”像素設計。通過模擬和實驗驗證了最佳化策略的有效性。為了實現對電壓和溫度變化的不敏感性,全域反饋電阻器可以有效抑制光子檢測效率和暗計數率等器件特性的變化。還引入了像素內溢流電晶體以增強對強光的抵抗力。通過對122種不同晶片進行特性分析,並對5種晶片進行高溫強光照射操作測試,在125°C下進行1000小時,承受相當於10kLux的940nm光照,從而驗證了所製造的VAPD-CIS的穩健性。未來,松下可能會將此類技術進一步最佳化並拓展應用範圍,在工業檢測、安防監控等對感測器穩定性要求嚴苛的領域深耕,以技術創新塑造差異化競爭優勢。由於內容比較專業,具體內容和測試驗證結果,感興趣的朋友可點選文末“閱讀原文”自行查閱:《基於垂直雪崩光電二極體 (VAPD) 的CMOS圖像感測器的穩健像素設計方法》。論文部分截圖結語從Sony的多元因素推動到佳能的高動態範圍SPAD感測器,再到松下的魯棒像素設計,日本廠商正以技術創新回應CIS市場挑戰。與此同時,中國CIS企業在國產化替代之路上加速追趕,不斷向高端市場發起衝擊。未來,全球CIS市場的競爭將更趨激烈,技術迭代與市場重構平行,一場圍繞CIS性能與應用場景的較量正全面展開。 (半導體行業觀察)
下一個“晶片金礦”,玩家已就位
你的下一部手機,何必是手機?當夕陽的餘暉透過1950 年紐約的玻璃窗,灑在阿西莫夫伏案疾書的稿紙上。在發表《我,機器人》的那個遙遠的下午,這位科幻巨匠或許未曾料到,自己筆下那些擁有自我意識的機器人,正以另一種形態叩擊著人類文明的邊界。“智能眼鏡,將會是遠超VR的產品。”Meta創始人祖克柏在日前的一次訪談中篤定。Meta的一季度財報也證實了祖克柏的觀點,公司表示Ray-Ban Meta AI眼鏡月活躍使用者是一年前的4倍多。一場關於人機互動的革命,在鏡片的方寸之間展開。01. 等待一陣風AI眼鏡的火爆,是Meta以一己之力將這個品類推到了AI硬體的前端。具體來看,2024年全球智能眼鏡的出貨量中,Ray-Ban Meta一款眼鏡就佔據了其中的60%。4月初,Meta 官宣代號為 Hypernova 的新眼鏡研發計畫,價格預計在 1000 ~ 1400 美元區間。據稱這款新品將實現從 AI 向 AI + AR 的技術跨越,使用者可以體驗更加沉浸式的虛擬與現實融合場景。蘋果CEO庫克早就被爆“一心撲在智能眼鏡研發上”,誓要推出一款對標Meta的Ray-Bans智能眼鏡的產品,計畫將在2026年底正式推出首款AI智能眼鏡。小米已經將AI眼鏡設立為獨立產品線,對標 Ray - ban Meta。華為2021年發佈了首款搭載HarmonyOS 的智能眼鏡,成為AI眼鏡探路者。到了今年,最新推出了華為智能眼鏡2,定價2299元。百度智能眼鏡的發售時間,也是從預計的2026年,直接提到了25年上半年。樣品還沒見到,連百度百科都準備好了。今年5月,已經有10款AI眼鏡上線。5月27日,雷鳥發佈了四款AI眼鏡新品。在這之前,Google在5月20日與中國公司XREAL發佈了Project Aura AR眼鏡。5月25日,李未可發佈了搭載高通驍龍AR1平台的AI拍攝眼鏡;5月中旬,聯想也發佈了兩款AI眼鏡新品。除了上述企業,Rokid、影目科技、致敬未知、谷東科技、回車科技、加南科技等旗下皆有AI眼鏡。短短數月市場上已經湧現出上百個AI 眼鏡的產品發佈或者研發計畫。僅是今年第一季度,該領域融資額就突破20 億美元,資本亦是瘋狂湧入。但與“百鏡大戰”形成鮮明對比的,是AI眼鏡的銷售資料。據洛圖科技(RUNTO)線上監測資料,2025年第一季度,智能眼鏡(含AR眼鏡)銷量大約11.6萬副。其中,AI拍攝眼鏡僅1.6萬台。另據CINNO Research統計資料,今年第一季度,無顯示的AI智能眼鏡(含音訊)銷量僅為1.9萬台。普通使用者距離智能眼鏡的距離依然很遠,真正願意為智能眼鏡買單的消費者可謂寥寥無幾。現在入局AI眼鏡的廠商,都像是準備就緒的豬。已經爬到了“薛定諤”的風口上,就等著下一波風開始吹。02. 晶片廠商,已就位這一輪AI眼鏡的突破,重點在於硬體功能和AI能力的深度融合。當AI眼鏡增加了麥克風、攝影機、儲存、SoC等電子零部件,並且實現語音互動、拍照等功能後,使用者的體驗進一步提升。隨著玩家的不斷加入,AI眼鏡廠商正在硬體上達成“共識”。拆解AI眼鏡的核心零部件,按照成本排序:SoC、儲存晶片、結構件、感測器、攝影機模組、代工組裝等。三種SoC方案,激烈角逐目前,AI眼鏡搭載SOC晶片共有三種方案。第一種,系統級SoC。這類方案的優勢在於高度整合與全能性能。這方面採用4nm工藝的高通AR1是眾多廠商的主要選擇,Meta眼鏡使用高通的AR1Gen1晶片,續航約四小時;OPPO在驍龍峰會上也展示了應用了驍龍AR1 Gen1晶片開發的XR眼鏡產品。第二種,MCU級SoC + ISP。這類方案的優勢在於極致低功耗與成本控制。MCU(微控制單元)主要負責簡單的邏輯控制與基礎運算,功耗極低;而 ISP(圖像訊號處理器)則專注於圖像資料處理。這方面代表性方案有恆玄科技BES2500YP、紫光展銳的W517,整合了高性能的SoC和ISP。也有一些MCU的方案,國外廠商這邊,ST意法半導體推出了STM32N6 MCU,表示可以用於AI眼鏡,國內這邊方案包括富瀚微MC6305、瑞芯微RK3588/RK356X、炬芯科技ATS3085等。由於MCU 與 ISP 的技術門檻相對較低,生產成本可控,使得搭載該方案的 AI 眼鏡價格親民,能夠快速打開下沉市場。第三種,SoC + MCU。這類方案的優勢在於既兼顧了性能,又兼顧了能耗。SOC適用於高計算需求的應用,如分時作業系統、人工智慧和攝影功能,而MCU則適用於低計算需求的應用,如音訊處理。但缺點也很明顯,成本太高。並且對晶片設計和系統開發的技術要求也較高。以上三種方案中,恆玄科技市場副總裁高亢、炬芯科技穿戴和感知事業部總經理張天益都認為兩年內ISP+MCU綜合來看會是更優選,能夠提供更多的想像空間和落地場景,同時考慮到行業內很多應用生態跟IP處理器相關,所以SoC也不會被取代。AI眼鏡,兩種儲存方案AI眼鏡中不斷增加的新功能,對於儲存性能也提出了更高的需求。一方面,DeepSeek R1等端側模型推動AI眼鏡從雲端依賴轉向本地化處理,NOR Flash和LPDDR5等低功耗嵌入式儲存晶片需求顯著增長。另一方面,AI眼鏡在使用場景中往往需要儲存如影像、資料等大量資料。IDC資料顯示,2025年AI眼鏡平均儲存容量將從8GB增至16GB。目前AI眼鏡中使用的儲存方案有兩種:eMCP類儲存產品和ePOP類儲存產品。eMCP類儲存產品,是將多個晶片(如DRAM和NANDFlash)封裝在一起的儲存產品,具有體積小、功耗低、性能穩定等特點。這類儲存主要佈局廠商以兆易創新、普冉股份、東芯股份等為代表。ePOP類儲存產品,是一種新型的封裝技術,將多個晶片封裝在一起,形成一個緊湊的儲存模組。這類儲存產品輕薄小巧、功耗低,非常適合用於AI眼鏡等智能穿戴裝置。這類技術以佰維儲存為代表,目前佰維儲存的ePOP系列產品已成功應用於Meta等公司開發的AI智能眼鏡中。CIS晶片,趨向小型化當前AI眼鏡產品主要有4種形式:無攝影機無顯示,如李未可Meta Lens,Chat AI 眼鏡待機時間最高可達5 天;無攝影機帶顯示如魅族StarV Air2,主要應用場景在AI問答、翻譯等;帶攝影機無顯示,如Ray-Ban Meta,AI + AR能夠有效提升產品的智能屬性;帶攝影機帶顯示,如Rokid AI眼鏡,搭載高通AR1、12 MP相機。當前,帶攝影機成為AI眼鏡的一個剛需,並且也算是AI眼鏡一大賣點。畢竟,使用者能夠直接體驗的也是攝像功能。目前圍繞AI眼鏡,CIS企業也展開了小型化競爭。格科創新了高性能CIS封裝技術——TCOM(Tiny Chip On Module)封裝。相比同規格COB封裝晶片,模組尺寸縮小10%。而且,與行業現行的小型化方案相比,具備顯著的成本優勢和更高的背壓可靠性。目前,據瞭解格科500萬像素CIS已在AI眼鏡項目量產。豪威集團目前成功贏得亞馬遜AR+AI眼鏡項目訂單。此前,市場僅有索尼的IMX681一款產品能滿足這些要求,因此索尼在高端AR/AI眼鏡圖像感測器市場佔據了主導地位。然而,豪威憑藉其在CIS領域的技術積累和創新能力,成功研發出專門面向AR/AI眼鏡的新型圖像感測器,並憑藉優異的性能獲得了亞馬遜等國際大客戶的青睞。此外,傳音所發佈的AI Glasses系列,產品配備了型號為豪威OV50D的5000萬像素攝影機,這可能是目前像素最高的AI眼鏡,相對應的是,該產品採用的是少見的物奇微WQ7036+意法半導體STM32N6+ISP方案。ODM,佈局加速由於AI眼鏡涉及精密光學、感測器、晶片模組等複雜元件,代工企業(OEM/ODM)憑藉成熟的製造工藝和柔性供應鏈,成為品牌方快速進入市場的關鍵。目前國內AI眼鏡ODM/OEM代工廠比較出色的有:歌爾股份、立訊精密。歌爾股份‌是全球代工龍頭,佔據全球中高端VR頭顯80%的市場份額,與Meta、索尼、PICO等頭部客戶深度繫結。其與小米合作代工新一代AI眼鏡,可能帶來超30萬台訂單。同時,公司與Waveoptics合作推出輕薄AR眼鏡樣機,具備大視場角和全彩顯示功能。立訊精密與東南大學合作研發了業界首款PVG光波導AR眼鏡“雲雀”,該產品具備即時翻譯、演講提詞、導航等功能。立訊作為蘋果供應鏈的核心廠商,立訊精密有望參與蘋果AI眼鏡的代工生產。蘋果計畫於2025或2026年推出採用光波導鏡片、鈦合金框架的AI眼鏡,立訊精密或與富士康共同提供支援。當前,除了上述環節,AI眼鏡賽道還有不少企業做好了準備。在4月21 日,弘信電子在互動平台透露:“AI眼鏡由於要在較小的鏡框裡植入柔性電路板功能,難度非常大。憑藉我們在研發方面的積累,我們已經取得了客戶的訂單。”弘信電子是多個智能眼鏡產品FPC(柔性電路板)的重要供應商。目前部分AI眼鏡正在探尋採用光波導+Micro LED的單色或全彩顯示方案來實現輕量化與高顯示效果。碳化矽材料的衍射光波導因其高折射率被重點研發,可擴大視場角(FOV),目前單副鏡片光學模組成本約200美元,預期隨量產成本下降。Meta、蘋果等大廠推進反射/衍射方案,國內廠商如水晶光電和舜宇光學在光波導技術上重點佈局,預計全彩顯示眼鏡在2026年後逐步量產。03. 還沒開場,就開卷資料顯示,從2024年第四季度到2025年第一季度,無論是AI音訊眼鏡、AI拍攝眼鏡還是AI+AR眼鏡,市場均價都出現了數百元不等的降幅,市場競爭火藥味十足。洛圖科技資料顯示,2024 年 AI 音訊眼鏡均價 1500 - 1999 元,今年 1 - 2 月降至 1000 - 1499 元;AI 拍攝眼鏡從 2024 年的 3000 元以上,降至今年同期的 1500 - 1999 元。僅 AI + AR 眼鏡價格相對堅挺,2024 年及今年 1 - 2 月,2500 元以上價位仍佔主流。外觀功能類似,能吸引消費者的只能是價格。從已上市產品來看,AI 眼鏡價格整體跨度較大,從 1000 元到上萬元不等。功能越複雜,價格越高,如“音訊 + 拍照 + AR+AI ”功能齊全的眼鏡,價格普遍較高;而僅具備基礎 AI 音訊功能的眼鏡,價格相對親民。不過,即使在同一功能路線下,不同品牌間也存在顯著價格差,部分廠商希望“以價換量”。不過,即使現在AI眼鏡看起來是“百鏡大戰”,但走到未來可能是一個“贏家通吃”的局面,真正可以存活的品牌可能不會超過5家。有業內人士預測,隨著眾多巨頭加入,參考智慧型手機行業,智能眼鏡最終或形成類似“蘋果+Android”的雙寡頭局面。雷鳥創新創始人兼CEO李宏偉在接受採訪時表示,從終局視角看,AI和AR眼鏡作為下一代計算平台,兼具平台型產品與時尚屬性,預計其市場規模會超越手機,會有七八家企業脫穎而出。 (半導體產業縱橫)