近年來(lái)，隨著5G、智慧城市、人工智能等新技術(shù)、新業(yè)態(tài)的高速發(fā)展，手機(jī)、安防監(jiān)控、機(jī)器視覺(jué)、汽車電子等 CMOS 圖像傳感器終端應(yīng)用的下游賽道發(fā)展迅速。

　　根據(jù)Frost&Sullivan 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，從下游應(yīng)用來(lái)看，2021年CMOS圖像傳感器市場(chǎng)的主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)槭謾C(jī)(73%)，其次為汽車(10%)及安防(4.1%)領(lǐng)域。得益于下游應(yīng)用市場(chǎng)本身的快速發(fā)展，各大行業(yè)領(lǐng)域 CMOS 圖像傳感器的市場(chǎng)需求量也在逐年攀升，一起帶動(dòng)整個(gè)CMOS 圖像傳感器市場(chǎng)的穩(wěn)定增長(zhǎng)。

　　一方面CMOS 圖像傳感器的整體出貨量及銷售額隨之不斷擴(kuò)大。根據(jù)Frost&Sullivan 統(tǒng)計(jì)，自2016年至 2020 年，全球 CMOS圖像傳感器出貨量從 41.4 億顆快速增長(zhǎng)至 77.2 億顆，期間年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到 16.9%。預(yù)計(jì) 2021 年至 2025 年，全球 CMOS 圖像傳感器的出貨量將繼續(xù)保持 8.5%的年復(fù)合增長(zhǎng)率，2025 年預(yù)計(jì)可達(dá) 116.4 億顆。

　　另一方面，伴隨著各大細(xì)分行業(yè)市場(chǎng)的智能化升級(jí)，CMOS圖像傳感器也迎來(lái)了持續(xù)性的產(chǎn)品迭代和性能升級(jí)，在成像技術(shù)、制造工藝、適用場(chǎng)景等方面不斷實(shí)現(xiàn)新的創(chuàng)新和突破。

　　▲思特威副總經(jīng)理歐陽(yáng)堅(jiān)

　　近期，a&s特別邀請(qǐng)了國(guó)內(nèi)安防CMOS圖像傳感器市場(chǎng)領(lǐng)軍企業(yè)思特威副總經(jīng)理歐陽(yáng)堅(jiān)先生進(jìn)行了主題專訪，通過(guò)歐陽(yáng)堅(jiān)對(duì)行業(yè)市場(chǎng)的分析觀察，幫助產(chǎn)業(yè)從業(yè)者進(jìn)一步了解智能化浪潮下，不同細(xì)分應(yīng)用領(lǐng)域在CMOS圖像傳感器產(chǎn)品上的需求變化以及未來(lái)幾年CMOS圖像傳感器的技術(shù)演進(jìn)趨勢(shì)。

　　場(chǎng)景不同 性能需求不同

　　從Frost&Sullivan 的相關(guān)數(shù)據(jù)中我們可以明顯看到，除了手機(jī)這一最大的細(xì)分應(yīng)用市場(chǎng)外，安防監(jiān)控、機(jī)器視覺(jué)及汽車電子已經(jīng)成為CMOS圖像傳感器需求增長(zhǎng)最強(qiáng)勁的三大應(yīng)用市場(chǎng)，

　　不同的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)MOS圖像傳感器的核心技術(shù)訴求也有所差異。

　　據(jù)歐陽(yáng)堅(jiān)反饋，安防監(jiān)控、機(jī)器視覺(jué)及汽車電子領(lǐng)域CMOS圖像傳感器產(chǎn)品的需求主要表現(xiàn)在以下方面：

　　安防監(jiān)控：安防攝像機(jī)需要在可見(jiàn)光不足、暴曬高溫以及其他各類的苛刻環(huán)境條件下保持長(zhǎng)時(shí)間正常工作，除常規(guī)參數(shù)達(dá)到基本要求外，其最重要的技術(shù)參數(shù)包括信噪比、 HDR 和量子效率，同時(shí)對(duì)耗電量、極端溫度條件工作性能等也有較高的要求。

　　機(jī)器視覺(jué)：機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用場(chǎng)景比較豐富，對(duì)性能參數(shù)要求的維度差異也比較大。如高速應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)快門速度要求很高，需要圖像傳感器具有很高的幀率以避免高速場(chǎng)景下的誤判導(dǎo)致事故發(fā)生。

　　汽車電子：汽車電子應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)，由于隧道場(chǎng)景對(duì) CMOS 圖像傳感器的動(dòng)態(tài)范圍要求極高(一般在100dB 以上)，同時(shí)高端的車載 CMOS 圖像傳感器由于需要識(shí)別精準(zhǔn)紅綠燈信號(hào)，所以對(duì)于 LED 閃爍抑制技術(shù)要求非常嚴(yán)苛。除此之外，CMOS 圖像傳感器的幀率、量子效率、高溫工作性能以及全場(chǎng)景的適應(yīng)能力等也是重要參數(shù)。

　　用差異化打法滿足客戶所需

　　不同的應(yīng)用需求，也意味著企業(yè)在面向不同的細(xì)分市場(chǎng)時(shí)，在產(chǎn)品研發(fā)上需要進(jìn)行針對(duì)性的打法，這要求CIS企業(yè)必須保持持續(xù)的研發(fā)創(chuàng)新力度，根據(jù)最新技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)和市場(chǎng)需求持續(xù)進(jìn)行產(chǎn)品迭代，這也十分考驗(yàn)CIS企業(yè)的技術(shù)研發(fā)實(shí)力。

　　歐陽(yáng)堅(jiān)告訴a&s，只有堅(jiān)持以客戶需求為基點(diǎn)打造更契合客戶應(yīng)用特點(diǎn)的差異化產(chǎn)品，才能更好的提升客戶產(chǎn)品價(jià)值。因此，在面向不同的應(yīng)用領(lǐng)域時(shí)，思特威的技術(shù)戰(zhàn)略措施始終是圍繞著“想客戶所想，造客戶所需”這一理念。

　　順應(yīng)安防監(jiān)控全天候、全時(shí)段的應(yīng)用需求，思特威一直在積極打造高分辨率、超低照度夜視全彩系列產(chǎn)品。對(duì)于安防監(jiān)控所需要的關(guān)鍵技術(shù)有充分的積累，如 SFCPixel?專利技術(shù)、近紅外感度 NIR+技術(shù)、低照度下基于 FSI/BSI 工藝的夜視全彩技術(shù)、高溫場(chǎng)景下暗電流優(yōu)化技術(shù)等核心技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高感光度、寬動(dòng)態(tài)范圍、高溫環(huán)境下暗電流無(wú)顯著提升的產(chǎn)品特性。

　　在機(jī)器視覺(jué)領(lǐng)域，思特威也是國(guó)內(nèi)最早從事 GS 系列產(chǎn)品研發(fā)的 CIS 廠家之一，其獨(dú)特的 BSI 技術(shù)產(chǎn)品，配合三維堆棧等技術(shù)，已具備單幀 HDR 功能和超高的快門效率和感光性能。

　　在智能車載電子領(lǐng)域，思特威擁有卷簾快門架構(gòu)下的 HDR 像素設(shè)計(jì)(包括多重曝光 HDR 技術(shù)和 PixGain HDR 技術(shù))、ISP 片上集成二合一技術(shù)、LED 閃爍抑制技術(shù)等多項(xiàng)核心技術(shù)，可以有效實(shí)現(xiàn)感光度提升、寬動(dòng)態(tài)范圍、集成 ISP 功能的效果。

　　與此同時(shí)，思特威在智能手機(jī)市場(chǎng)也展開(kāi)了積極布局，隨著智能手機(jī)攝像頭逐漸向著多攝、高像素配置和多樣化拍攝需求發(fā)展，下游廠商對(duì) CMOS 圖像傳感器提出了更高的要求。據(jù)悉，思特威在智能手機(jī) CMOS 圖像傳感器領(lǐng)域已積累SFCPixel?專利技術(shù)、 PDAF 技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)。

　　CMOS 圖像傳感器的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

　　在人工智能、5G等技術(shù)的普及之下越來(lái)越多依托攝像頭做智能視覺(jué)輔助的應(yīng)用場(chǎng)景也在不斷開(kāi)拓出來(lái)，豐富了CMOS 圖像傳感器的下游應(yīng)用市場(chǎng)。伴隨著下游應(yīng)用市場(chǎng)的迅速發(fā)展，歐陽(yáng)堅(jiān)也對(duì)未來(lái)CMOS 圖像傳感器的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)做了一些趨勢(shì)展望。

　　他認(rèn)為智能化時(shí)代對(duì)圖像傳感器提出諸多新的要求，隨著技術(shù)的發(fā)展，安防行業(yè)亦將進(jìn)入到更加智能化的時(shí)代，傳統(tǒng)監(jiān)控時(shí)代，圖像主要是給人的眼睛看，需要清晰度和色彩還原相關(guān)的技術(shù)演進(jìn)，而到智能化時(shí)代，圖像更多地將變成為機(jī)器視覺(jué)提供服務(wù)于后端識(shí)別及自動(dòng)運(yùn)算響應(yīng)的視頻影像基礎(chǔ)。圖像傳感器對(duì)于整個(gè)機(jī)器視覺(jué)的應(yīng)用非常關(guān)鍵，智能識(shí)別對(duì)于圖像傳感器的性能要求比傳統(tǒng)圖像傳感器要高很多，因此對(duì)傳感器技術(shù)提出更多的要求。性能提升要求主要體現(xiàn)在低噪下的高感光度、低功耗、復(fù)雜光照環(huán)境下的超高HDR、近紅外增強(qiáng)下的清晰視野、高幀率以及快速精準(zhǔn)捕捉被拍攝目標(biāo)的能力等方面。

　　對(duì)于CMOS 圖像傳感器產(chǎn)品迭代的主要方向，歐陽(yáng)堅(jiān)分析，CMOS 圖像傳感器的第一大發(fā)展方向是像素點(diǎn)數(shù)量不斷增加，像素尺寸不斷縮小，分辨率以及清晰度持續(xù)提升。隨著 H.265 編碼技術(shù)的普及、4K甚至更高分辨率視頻應(yīng)用逐漸上量，加之人臉識(shí)別和物體識(shí)別等智能視頻需求的興起，都意味著未來(lái)市場(chǎng)對(duì) CMOS 圖像傳感器能夠支持更高分辨率和更高幀率的輸出需求將越來(lái)越迫切。

　　第二大方向則是在提升分辨率的前提下，整合優(yōu)化 CMOS 圖像傳感器在不同場(chǎng)景下的整體成像的系統(tǒng)性能力將變得至關(guān)重要。如在安防監(jiān)控領(lǐng)域，傳感器設(shè)計(jì)廠商更需要具備整合優(yōu)化低照度夜視全彩、 HDR、低噪聲、寬畫幅成像等多項(xiàng)傳感器性能的技術(shù)能力，以貼合行業(yè)客戶未來(lái)更高的要求。

　　與此同時(shí)，他認(rèn)為堆棧式 CMOS 技術(shù)應(yīng)用將逐步鋪開(kāi)。這主要是因?yàn)槎褩Ｊ浇Y(jié)構(gòu)是背照式結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步發(fā)展，采用堆棧式結(jié)構(gòu)的 CMOS 圖像傳感器可在同尺寸規(guī)格下將像素層在感知單元中的面積占比從傳統(tǒng)方案中的近 60%提升到近 90%，圖像質(zhì)量大大優(yōu)化。同理，為達(dá)到同樣圖像質(zhì)量，堆棧式 CMOS 圖像傳感器相較于其他類別 CMOS 圖像傳感器所需要的芯片物理尺寸則可大幅下降。同時(shí)采用該種結(jié)構(gòu)的圖像傳感器還能集成如自動(dòng)對(duì)焦(AF)和光學(xué)防抖(OIS)等功能。

　　當(dāng)下，無(wú)論是安防、機(jī)器視覺(jué)或汽車電子領(lǐng)域，伴隨著AI視頻融合應(yīng)用的趨勢(shì)，嘗試將AI技術(shù)能力和CIS工藝技術(shù)結(jié)合也成為一種趨勢(shì)。歐陽(yáng)堅(jiān)對(duì)此也提到，CIS技術(shù)發(fā)展不僅要求解決關(guān)于光的技術(shù)難題，對(duì)信息篩選、信息傳輸層面也提出了更高的要求。目前業(yè)界推出了智能傳感器芯片平臺(tái)概念，將智能化算法程序集成在 CMOS 圖像傳感器上，使其成為云端計(jì)算和邊緣端計(jì)算的補(bǔ)充，由此提升整個(gè)視覺(jué)智能系統(tǒng)的效率和性能。