20190825-西南证券-电子：摄像头芯片CMOS图像传感器（CIS）行业报告_123页_8mb

报告摘要

摄像头芯片行业总结

核心内容概述

本报告详细介绍了CMOS图像传感器（CIS）的发展历程、技术特点、应用场景以及市场竞争格局，特别聚焦于其在车载、手机、安防和医疗等领域的应用情况。同时，对索尼和豪威科技等主要厂商的技术创新和产品发展进行了分析。

历史沿革

1873年：硒元素结晶体感光产生电流，电子影像发展开始。
20世纪50年代：光电倍增管（PMT）出现，用于高端成像设备。
1970年：CCD图像传感器发明，因其高灵敏度、低噪音等性能成为市场主导。
1995年：Photobit公司推动CIS商业化，开启CMOS图像传感器时代。
2007年：索尼推出Exmor传感器，采用独立ADC模数转换器，提升读取速度和图像质量。
2009年：Willard Boyle和George E. Smith因CCD技术获得诺贝尔奖。
2018年：CIS成为主流，广泛应用于多个领域。

技术特点

CIS结构

主要由微透镜、彩色滤光片（CF）、光电二极管（PD）和像素设计构成。
微透镜：聚焦光线至CF。
彩色滤光片：通过拜尔阵列滤镜实现RGB分色。
光电二极管：负责光电转换。
像素设计：采用有源像素传感器（APS），具备3-6个晶体管，提升灵敏度和噪声控制。

像素技术

前照式（FSI）：光线需穿过金属层，信噪比较低。
背照式（BSI）：光线直接进入PD，信噪比提升，适合低光环境。
HDR技术：包括时间复用和空间复用两种方式，前者易产生运动伪影，后者损失分辨率。
闪变抑制技术：通过多周期采样或多个PD结构，减少LED闪烁影响。

堆叠技术

索尼推出堆叠式CMOS图像传感器，如IMX415和IMX485，提升性能和集成度。

应用领域

车载领域

应用：后视摄像（RVC）、全方位视图系统（SVS）、摄像机监控系统（CMS）、FV/MV、DMS/IMS系统。
市场增长：RVC为主力，2019年预计销量达6500万台；FV/MV增长迅速，预计2021年销量达7500万台。
技术趋势：全局快门、近红外响应、3D成像等技术推动车载摄像发展。

手机领域

发展趋势：多镜头、更大CMOS尺寸、光学变焦。
技术升级：1/1.7英寸、1/2.3英寸CMOS成为主流；堆叠结构提升性能。
多摄发展：从双摄到三摄、四摄，甚至五摄，提升成像质量与功能。
3D-sensing：结构光与TOF技术用于人脸识别和生物识别。

安防领域

技术发展：从模拟到数字，再到网络视频监控（NVR）。
红外摄像技术：分为被动型和主动型，主动型使用LED红外光源。
索尼STARVIS技术：提升近红外灵敏度，支持低照度成像，降低功耗。
豪威NyxEi技术：增强近红外光谱灵敏度，支持超低光成像，减少能耗。

医疗影像

应用：X-ray、内窥镜、分子成像、光学相干断层扫描（OCT）、超声成像。
市场规模：医疗成像设备市场达350亿美元，预计2016-2022年复合年增长率5.5%。
技术趋势：CMOS图像传感器因其小型化、低成本和高性能在医疗领域广泛应用。

竞争格局

索尼：全球市场排名第一，推出多款高性能CIS，如IMX415、IMX485、STARVIS。
豪威科技（韦尔股份）：全球市场排名第二，推出NyxEi技术，提升近红外性能。
其他厂商：包括Toshiba、ST Micro、Omnivision、ON Semi等，共同推动CIS市场发展。

关键信息总结

CIS发展：从1995年商业化，到2007年Exmor推出，再到2019年堆叠式CMOS出现，CIS逐步取代CCD成为主流。
市场规模：2018年全球CIS市场规模达155亿美元，预计2024年达到240亿美元。
技术进步：BSI、HDR、闪变抑制、堆叠式结构等技术显著提升CIS性能。
应用拓展：CIS在多个领域实现突破，如车载、手机、安防和医疗，推动行业创新。
厂商竞争：索尼和豪威科技在CIS市场占据主导地位，技术持续创新，推动市场增长。

未来展望

CIS市场：预计2024年达到240亿美元，市场逐渐饱和。
手机领域：多摄趋势明显，2023年有望实现五摄，单机摄像头数量可能突破10个。
安防领域：红外摄像机市场规模预计2022年达43亿美元，商用与军用领域增长迅速。
医疗领域：CMOS图像传感器因小型化和高性能在内窥镜和X-ray成像中广泛应用。

结论

CMOS图像传感器技术经历了从PMT到CCD，再到CIS的演变，成为数字成像的主流。其在多个应用领域展现出强大的技术优势和市场潜力，尤其在车载、手机、安防和医疗领域。随着技术不断进步，CIS将推动更多创新应用，成为未来图像传感器市场的核心。

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