近年來，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、安防監(jiān)控、機器視覺、汽車電子等 CMOS 圖像傳感器終端應用的下游賽道發(fā)展迅速。

　　根據(jù)Frost&Sullivan 數(shù)據(jù)統(tǒng)計，從下游應用來看，2021年CMOS圖像傳感器市場的主要應用領(lǐng)域為手機(73%)，其次為汽車(10%)及安防(4.1%)領(lǐng)域。得益于下游應用市場本身的快速發(fā)展，各大行業(yè)領(lǐng)域 CMOS 圖像傳感器的市場需求量也在逐年攀升，一起帶動整個CMOS 圖像傳感器市場的穩(wěn)定增長。

　　一方面CMOS 圖像傳感器的整體出貨量及銷售額隨之不斷擴大。根據(jù)Frost&Sullivan 統(tǒng)計，自2016年至 2020 年，全球 CMOS圖像傳感器出貨量從 41.4 億顆快速增長至 77.2 億顆，期間年復合增長率達到 16.9%。預計 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%的年復合增長率，2025 年預計可達 116.4 億顆。

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

　　▲思特威副總經(jīng)理歐陽堅

　　近期，a&s特別邀請了國內(nèi)安防CMOS圖像傳感器市場領(lǐng)軍企業(yè)思特威副總經(jīng)理歐陽堅先生進行了主題專訪，通過歐陽堅對行業(yè)市場的分析觀察，幫助產(chǎn)業(yè)從業(yè)者進一步了解智能化浪潮下，不同細分應用領(lǐng)域在CMOS圖像傳感器產(chǎn)品上的需求變化以及未來幾年CMOS圖像傳感器的技術(shù)演進趨勢。

　　場景不同 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，除了手機這一最大的細分應用市場外，安防監(jiān)控、機器視覺及汽車電子已經(jīng)成為CMOS圖像傳感器需求增長最強勁的三大應用市場，

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

　　據(jù)歐陽堅反饋，安防監(jiān)控、機器視覺及汽車電子領(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：安防攝像機需要在可見光不足、暴曬高溫以及其他各類的苛刻環(huán)境條件下保持長時間正常工作，除常規(guī)參數(shù)達到基本要求外，其最重要的技術(shù)參數(shù)包括信噪比、 HDR 和量子效率，同時對耗電量、極端溫度條件工作性能等也有較高的要求。

　　機器視覺：機器視覺應用場景比較豐富，對性能參數(shù)要求的維度差異也比較大。如高速應用場景對快門速度要求很高，需要圖像傳感器具有很高的幀率以避免高速場景下的誤判導致事故發(fā)生。

　　汽車電子：汽車電子應用領(lǐng)域內(nèi)，由于隧道場景對 CMOS 圖像傳感器的動態(tài)范圍要求極高(一般在100dB 以上)，同時高端的車載 CMOS 圖像傳感器由于需要識別精準紅綠燈信號，所以對于 LED 閃爍抑制技術(shù)要求非常嚴苛。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景的適應能力等也是重要參數(shù)。

　　用差異化打法滿足客戶所需

　　不同的應用需求，也意味著企業(yè)在面向不同的細分市場時，在產(chǎn)品研發(fā)上需要進行針對性的打法，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)展趨勢和市場需求持續(xù)進行產(chǎn)品迭代，這也十分考驗CIS企業(yè)的技術(shù)研發(fā)實力。

　　歐陽堅告訴a&s，只有堅持以客戶需求為基點打造更契合客戶應用特點的差異化產(chǎn)品，才能更好的提升客戶產(chǎn)品價值。因此，在面向不同的應用領(lǐng)域時，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。

　　順應安防監(jiān)控全天候、全時段的應用需求，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)、高溫場景下暗電流優(yōu)化技術(shù)等核心技術(shù)，實現(xiàn)高感光度、寬動態(tài)范圍、高溫環(huán)境下暗電流無顯著提升的產(chǎn)品特性。

　　在機器視覺領(lǐng)域，思特威也是國內(nèi)最早從事 GS 系列產(chǎn)品研發(fā)的 CIS 廠家之一，其獨特的 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 像素設計(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)等多項核心技術(shù)，可以有效實現(xiàn)感光度提升、寬動態(tài)范圍、集成 ISP 功能的效果。

　　與此同時，思特威在智能手機市場也展開了積極布局，隨著智能手機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 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 CMOS 圖像傳感器領(lǐng)域已積累SFCPixel?專利技術(shù)、 PDAF 技術(shù)等先進技術(shù)。

　　CMOS 圖像傳感器的技術(shù)發(fā)展趨勢

　　在人工智能、5G等技術(shù)的普及之下越來越多依托攝像頭做智能視覺輔助的應用場景也在不斷開拓出來，豐富了CMOS 圖像傳感器的下游應用市場。伴隨著下游應用市場的迅速發(fā)展，歐陽堅也對未來CMOS 圖像傳感器的技術(shù)發(fā)展趨勢做了一些趨勢展望。

　　他認為智能化時代對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)亦將進入到更加智能化的時代，傳統(tǒng)監(jiān)控時代，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，而到智能化時代，圖像更多地將變成為機器視覺提供服務于后端識別及自動運算響應的視頻影像基礎。圖像傳感器對于整個機器視覺的應用非常關(guān)鍵，智能識別對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、復雜光照環(huán)境下的超高HDR、近紅外增強下的清晰視野、高幀率以及快速精準捕捉被拍攝目標的能力等方面。

　　對于CMOS 圖像傳感器產(chǎn)品迭代的主要方向，歐陽堅分析，CMOS 圖像傳感器的第一大發(fā)展方向是像素點數(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用逐漸上量，加之人臉識別和物體識別等智能視頻需求的興起，都意味著未來市場對 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，傳感器設計廠商更需要具備整合優(yōu)化低照度夜視全彩、 HDR、低噪聲、寬畫幅成像等多項傳感器性能的技術(shù)能力，以貼合行業(yè)客戶未來更高的要求。

　　與此同時，他認為堆棧式 CMOS 技術(shù)應用將逐步鋪開。這主要是因為堆棧式結(jié)構(gòu)是背照式結(jié)構(gòu)的進一步發(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。同時采用該種結(jié)構(gòu)的圖像傳感器還能集成如自動對焦(AF)和光學防抖(OIS)等功能。

　　當下，無論是安防、機器視覺或汽車電子領(lǐng)域，伴隨著AI視頻融合應用的趨勢，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。歐陽堅對此也提到，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，使其成為云端計算和邊緣端計算的補充，由此提升整個視覺智能系統(tǒng)的效率和性能。