近年来,AI、物联网、5G 及汽车电子等新兴产业不断发展,世界已从传统的计算时代加速迈入了人工智能时代。图像传感器作为先进的感知末梢,无处不在的伴随并改善着我们的生活。
在今年的全球CEO峰会上,豪威集团高级副总裁吴晓东先生为我们带来了“探索世界,感知无限”的精彩演讲。面向参会者展示了图像传感器技术在手机、汽车、安防、医疗等众多领域的实际应用,并分享了豪威集团在 CMOS 图像传感器及相关产品领域的研发情况和技术优势,同时深入解析了当前的市场现状及未来的发展趋势和技术挑战。
豪威集团CIS的主要应用市场
单只手机摄像头的配置量不断增加,目前后置摄像头个数已做到三摄,未来随着3D深度摄像、神经网络长波红外镜头等技术的发展,到2023年有望达到五摄。随着面部识别、眼动追踪等需求的增长,到2023年前置摄像头个数有可能达到4只。未来,单只手机摄像头个数有望突破10个。
车载领域的CIS应用包括: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。其中后视摄像(RVC)是销量主力军,呈稳定增长趋势,2016年全球销量为5100万台,2018年为6000万台,2019年达到6500万台。而FV/MV全球销量增长最为迅速,2016年为1000万台,2018年为3000万台,2019年销量达4000万台。预计未来几年FV/MV依旧保持高速增长,2021可达7500万台,直逼RVC全球销量。
在安防领域,目前监控摄像机的类型主要有:高清摄像机、宽动态范围摄像机和3D立体摄像机。高清摄像头中使用的图像传感器对分辨率的要求较高,在60帧/秒等高帧率下能够实现720P或1080P的清晰度;宽动态范围摄像机的芯片上集成宽动态范围摄像技术以及图像处理技术,能在极暗和极亮环境下拍摄;3D立体摄像级具有在动态光环境中保持追踪精度的能力,可与视频分析技术配合使用。
全球安防摄像机市场销量在2015年约28万件,其中监视摄像机约8万件,安保系统摄像机约20万个。预计到2021年安防摄像机市场销量约64万件,其中监视摄像机约22万件,年均复合增长率为18%,安保系统摄像机约42万个,年均复合增长率约13%。
在医疗影像领域,CCD传感器保持稳定增长。CMOS传感器凭借其小像素尺寸、高分辨率、降低噪声水平和暗电流以及低成本方面的优越性,在医疗影像领域得到越来越广泛的应用,未来市场看涨。全球医疗成像设备行业是一个350亿美元的巨大市场,预计2016-2022年复合年增长率5.5%。2016年,医疗传感器市场规模为3.5亿美元。预计2016-2022年复合增长率8.3%,到2022年将达6亿美元。
核心技术及产品
经过多年的自主研发和技术演进,豪威集团在CMOS图像传感器的电路设计、封装、数字图像处理和配套软件领域积累了雄厚的技术实力。作为CMOS图像传感器行业内最先将背照式(BSI)技术量产化的供应商之一,豪威于2013年又将Pure Cel和Pure Cel Plus技术付诸量产产品。针对手机市场对高像素、景深控制、光学变焦、生物特征识别等应用场景的需求,豪威的Pure Cel和RGB-Ir等核心技术为手机提供了高质量的静态图像采集和视频性能,即便在低光照的情况下也能保证较高的图像捕捉性能。搭载其高动态范围图像(HDR)技术的图像传感器能够有效的去除伪影,可实现极高对比度的场景还原。
今年上半年,豪威推出一款0.7um小像素,分辨率高达6,400万的图像传感器--OV64B。这款CIS可支持最高1,600万像素视频模式下的3重曝光交错式HDR,集成了四合一彩色滤光片阵列和片上硬件像素重组算法,能够提供6,400万像素优质实时拜耳输出,使高端主流智能手机设计师能设计出更为纤薄,并搭载6,400万像素高分辨率摄像头的手机。
小米在十周年发布会上推出的小米10至尊纪念版搭载超动态微光主摄像头,采用的图像传感器就是豪威的OV48C。该图像传感器的光学规格为1/1.32英寸,感光性能出众,基于豪威PureCel Plus晶片堆叠技术,可以为智能手机提供高质量的静态图像采集和视频性能。此外,它支持DCG HDR功能,可同时提供4800万像素分辨率、1.2微米像素尺寸。
豪威研发的Camera Cube Chip技术将晶圆级光学器件与CMOS图形传感器创新性的结合起来,不但具有图像传感、处理和单芯片输出的全部功能,而且在充分保障低光敏感度的同时还提供了适用于医疗市场的超小型传感器,在内窥镜应用中表现突出。
吴晓东说道:“豪威的一次性内窥镜处于绝对领先的地位。全球80%的市场份额是由OV提供的,今年有几个客户联手大批量购买一次性的内窥镜,应用在呼吸镜、喉镜等产品上,以应对全球的冠状病毒疫情。“
据TSR统计,全球内窥镜市场的增长十分可观,2018-2023年的增长率高达30%,预计今年出货量超过1000万个,其中医疗和工业用内窥镜占据主导份额。
豪威集团品牌定位
豪威集团是以豪威科技(OmniVision)、韦尔半导体(Will Semiconductor)和思比科(Superpix)三大品牌组成的,依托遍布亚洲、美洲和欧洲的研发中心及业务网络,为消费电子、汽车、工业控制、安防和医疗等行业客户提供完整的成像、显示及模拟集成电路解决方案。整合之后的豪威集团现已成为中国最大的独立上市IC设计公司。
豪威科技致力于CMOS图像传感器及相关周边产品,是影像系统解决方案的创新技术领导者。其主要产品包括 CMOS 图像传感器、微型影像模组封装(CameraCubeChip)、硅基液晶投影显示(LCOS)、动态视觉传感器,以及针对特定应用的ASIC芯片等,广泛应用于消费电子和工业应用领域,包括智能手机、平板电脑、笔记本电脑、网络摄像头、安全监控设备、数码相机、汽车和医疗成像等。
豪威不断加强技术研发的投入,并变现到产品上来,以此良性循环,保证高质量的产品,它是世界上最成功的无晶圆(fabless)模式厂商,这在图像传感器这一个设计和制造工艺高度结合的芯片细分市场中更加难得。
吴晓东说道:”豪威在今年第一季度、第二季度、第三季度都是远远地超过去年的业务水平。第一季度达到了42%的增长,第二季度达到38%,第三季度又是40%多的增长。前三个季度远远地超过了预定的目标,展望第四季度也会很可观。所以豪威今年的业绩,预估比去年有40%到50%之间的增长。“
客户群庞大,新兴市场处于领先地位
豪威是台积电的供应商,同时也是苹果,Oppo和小米的主要供应商。它是仅次于索尼和三星的全球第三大CMOS图像传感器制造商。不过从发展速度来看,消费电子(手机,平板,电脑)等的CIS市场是三足鼎立的状态,但未来高速爆发要寄望于安防、汽车等新兴市场。上述新兴市场中,豪威和索尼是明显领先的两家。
下图显示了豪威的生态布局状况,其中,在国内车厂(奔驰、宝马、奥迪、通用)以及笔记本电脑(联想、惠普)等领域豪威都占据60%以上的份额。
基于对市场的深入洞察和对技术的不断创新,豪威集团在全球图像传感器市场始终保持着领先地位。目前,其旗下数字成像解决方案已广泛应用于消费电子和工业应用领域,尤其在安防、医疗、笔记本电脑、新兴应用等细分市场更有着优异表现。
今后,得益于消费电子、半导体和汽车等领域的快速发展,中国在全球电子产业中的地位将变得越来越重要。豪威集团作为影像系统解决方案的创新技术领导者,也将借助此次全球 CEO 峰会的契机,与业内人士共享产品成果及愿景,为我国电子产业发展提供更多助力。
责编:Yvonne Geng