風(fēng)雨欲來，CMOS圖像傳感器產(chǎn)業(yè)變局已現(xiàn)

CMOS影像感測(cè)器(CIS)市場(chǎng)近年因智慧型手機(jī)大幅成長，未來則可望在汽車、醫(yī)療和安控等嵌入式應(yīng)用推助下持續(xù)向上攀升，預(yù)期2014～2020年復(fù)合年均成長率將高達(dá)10.6%?？春么艘簧虣C(jī)，中小型CIS晶片商正競(jìng)相展開技術(shù)布局，期進(jìn)一步擴(kuò)大市場(chǎng)占有率。

CMOS影像感測(cè)器(CMOS Image Sensor, CIS)市場(chǎng)即將風(fēng)云變色，眾家廠商為卡位新商機(jī)，可謂八仙過海、各顯神通。Yole Developpement指出，智慧型手機(jī)雖占現(xiàn)今CIS市場(chǎng)應(yīng)用大宗，但汽車、醫(yī)療和安全監(jiān)控等新興應(yīng)用需求已開始涌現(xiàn)，可望驅(qū)動(dòng)未來CIS市場(chǎng)持續(xù)成長，預(yù)估2020年市場(chǎng)營收將達(dá)162億美元。

看好CIS后勢(shì)成長潛力，CIS大廠已奮力投資設(shè)計(jì)與制造，以壯大市場(chǎng)地位，而新廠商亦爭相卡位。

此外，特斯拉(Tesla)、日產(chǎn)(Nissan)與福特(Ford)等汽車制造商也已投入車用CIS布局，未來車用CIS市場(chǎng)將是大商機(jī)，Yole Developpement預(yù)估，2020年車用CIS營收可達(dá)8億美元，因此不少CIS廠商已摩拳擦掌積極搶進(jìn)。

事實(shí)上，部分CIS應(yīng)用市場(chǎng)面臨衰退，譬如功能型手機(jī)相機(jī)和數(shù)位相機(jī)，已漸被智慧型手機(jī)相機(jī)取代，導(dǎo)致近年CIS產(chǎn)業(yè)購并事件頻傳，2014年有安森美(ON Semiconductor)并Aptina，而日前則有中資集團(tuán)并豪威(OmniVision)。

CIS市場(chǎng)三分天下　索尼穩(wěn)居龍頭寶座

2014年全球CMOS影像感測(cè)器總營收約達(dá)88億5,000萬美元;其中，索尼(Sony)以27%的占比蟬聯(lián)第一，與第二名三星(Samsung)的市占差距由2012年的3%拉大至8%;而豪威則以17%暫居第三。

工研院IEK零組件研究部分析師謝孟玹指出，CIS市場(chǎng)由索尼、三星及豪威三分天下，呈現(xiàn)大者恒大的局面。由上可知在CIS市場(chǎng)中，索尼獨(dú)占鰲頭，遙遙領(lǐng)先其他選手，而三星、豪威緊追在后，新廠商如格科微(Galaxycore)、賽麗康(Siliconfile)則是后起之秀。

工研院產(chǎn)經(jīng)中心(IEK)零組件研究部分析師謝孟玹(圖2)觀察，目前CIS市場(chǎng)呈現(xiàn)三分天下的局面。索尼因?yàn)榧夹g(shù)、產(chǎn)品和市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)于一身，加上其CIS不僅供應(yīng)蘋果(Apple)高階手機(jī)，亦供應(yīng)華為、聯(lián)想和中興的高階手機(jī)，因而2014年CIS市占率成長至27%;三星的CIS可供Galaxy系列手機(jī)使用，加上三星在制程和設(shè)計(jì)技術(shù)成熟，促使其在市占率拿下亞軍。

排名第三的豪威，其被購并前已布局中國市場(chǎng)，今年初由清芯華創(chuàng)投資管理有限公司、中信資本、金石投資組成的中資集團(tuán)以19億美元收購。豪威被中資集團(tuán)購并后，可望受惠中國扶植半導(dǎo)體的政策，有機(jī)會(huì)和三星廝殺第二名寶座。

值得一提的是，豪威過去是臺(tái)積電轉(zhuǎn)投資之采鈺和精材公司的CIS客戶，因此當(dāng)豪威被中資集團(tuán)購并后，外界揣測(cè)臺(tái)灣CIS廠商和臺(tái)積電在CIS方面將受沖擊。謝孟玹則認(rèn)為，豪威仍有可能將中高階產(chǎn)品委托臺(tái)積電制作，同時(shí)臺(tái)積電可藉爭取其他CIS廠商訂單，維持自身優(yōu)勢(shì)。

面對(duì)索尼、三星、豪威三足鼎立的市場(chǎng)局面，其他中小型CIS廠商又該如何在競(jìng)爭激烈的市場(chǎng)中尋得立足之地?對(duì)此，謝孟玹以2014年安森美并購Aptina舉例，Aptina不像索尼、三星，擁有完整技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈，亦未具可穩(wěn)定供應(yīng)的下游終端產(chǎn)品，也不像豪威有資金和政策支持，但Aptina與安森美合并后，不僅可擴(kuò)大規(guī)模，亦可轉(zhuǎn)攻車用CIS市場(chǎng)。

雖然Aptina在2014年市占率下滑8%，但因車用產(chǎn)品設(shè)計(jì)導(dǎo)入周期長，謝孟玹認(rèn)為，這是Aptina布局車用市場(chǎng)的過渡期，隨著CIS在汽車應(yīng)用漸增，Aptina若積極布局車用市場(chǎng)，其未來表現(xiàn)仍受期待。

中小型CIS廠另辟獲利模式

除了上述購并一途，其他CIS廠商亦可藉由和其他廠商合作，整合CIS制造產(chǎn)業(yè)鏈，為產(chǎn)品加分。譬如佳能(Canon)跟尼康(Nikon)，因應(yīng)數(shù)位相機(jī)市場(chǎng)日趨下滑，便利用整合元件制造商(IDM)模式重奪優(yōu)勢(shì);其他相似例子還有Panasonic和以色列晶圓代工廠TowerJazz聯(lián)手，助益Panasonic研究高階產(chǎn)品;而SK海力士(SK Hynix)則藉收購賽麗康，搖身一變?yōu)檎显圃焐?，有助發(fā)展CIS。

然而，也有部分CIS廠商為提升制程能力或節(jié)省成本，改采輕晶圓廠(Fab-lite)/無晶圓廠半導(dǎo)體(Fabless)模式來開發(fā)產(chǎn)品，舉例而言，意法半導(dǎo)體(ST)正將CIS分包給聯(lián)電;其他高階產(chǎn)品廠商像Dalsa、e2v、CMOSIS和Forza亦將產(chǎn)品分包給TowerJazz;而豪威、Galaxycore、立耀電子則采無晶圓廠模式，透過與臺(tái)積電等專業(yè)晶圓代工廠合作。

3D BSI技術(shù)嶄露頭角

面對(duì)全球CIS廠商大者恒大的情況，其他中小型廠商除了經(jīng)由購并或分包產(chǎn)品等策略外，亦積極藉由建立獨(dú)特的技術(shù)和市場(chǎng)定位，開創(chuàng)新的發(fā)展空間。 謝孟玹觀察，臺(tái)灣CIS廠商如原相、恒景、聯(lián)詠、晶相等廠商，已朝行車記錄器、虛擬實(shí)境、無人機(jī)、機(jī)器人、光學(xué)、監(jiān)控和居家等其他應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展，期以多元客制化來因應(yīng)CIS市場(chǎng)變化。

另一方面，CIS廠商亦可藉由提升產(chǎn)品性能，來因應(yīng)市場(chǎng)環(huán)境的波濤洶涌。謝孟玹表示，增進(jìn)CIS性能可從解析度、畫素尺寸和功耗三方面著力，目前畫素尺寸多為1.4微米-1.1微米，未來將朝向1.0-0.9微米，使解析度可達(dá)1,300-2,000萬畫素。

但解析度與畫素尺寸/功耗往往是一體兩面，換句話說，當(dāng)解析度變高時(shí)，將導(dǎo)致畫素尺寸變大、功耗升高，為改善上述問題，現(xiàn)階段CIS技術(shù)逐漸從背照式感光元件(BSI)轉(zhuǎn)向3D BSI，以兼顧解析度高、尺寸小和低功耗。

謝孟玹補(bǔ)充，現(xiàn)在已有研究Hybrid 3D BSI技術(shù)，希望省略3D BSI的矽穿孔(TSV)過程，進(jìn)而可更降低成本。