中国CIS兵团的崛起

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当下,中国半导体公司在CIS领域的全球市场份额已超过10%,可谓已率先实现了CIS国产化的初步替代。
本文来自格隆汇专栏:半导体行业观察,作者:L晨光

“从2020全年来看,整个CIS行业的收入同比增长7.3%。对于CIS玩家来说,2020 年的表现与2019 年不同,业内较小的玩家表现最好,豪威科技、思特威和SK海力士增长了约30%,而格科微同比增长达到了52%。相比之下,三星增长了13%,索尼没有增长。” Yole成像首席分析师Pierre Cambou分析CIS行业市场份额说道。

2020年CIS市场格局

以增幅最大的格科微为例,据Frost & Sullivan研究数据显示,以2020年出货量口径计算,格科微实现20.4亿颗CIS出货,占据了全球29.7%的市场份额,位居行业第一;以销售额口径统计,2020年,格科微CIS销售收入达到 58.6 亿元,全球排名第四,较2019年上升4名。同时,从IPO招股意向书中也看到,2020年格科微收入同比增长近75%。

能够看到,在复杂的国际贸易关系的影响,以及各下游终端的需求带动下,CIS作为中国半导体的优势领域之一,本土CIS厂商正在加速发展,有望迎来崛起的新机遇。

CIS是CMOS图像传感器(CMOS Image Sensor)的缩写,具有尺寸小、敏感度高、高度集成、功耗较低、成像速度快、成本较低等诸多优点,在3C电子、汽车摄像头、安防监控、机器视觉等领域应用广泛。CIS芯片是摄像头核心零部件,行业长期处于高景气度,随着下游行业快速发展壮大,全球CIS市场将长期处于高速成长的黄金时期。

根据Frost&Sullivan预测,预计到2024年,全球CIS出货量将超过90亿颗,销售额达到238.4亿美元。

全球CIS出货量及市场规模

从下游应用市场来看,CIS广泛应用于手机(73%、124.7亿美元)、汽车(10%、16.5亿美元)、安防(4%、6.6亿美元)、工业(1%)、医疗及其他(3%)等多领域的摄像头设备中。根据预测,随着自动驾驶技术的升级,智能汽车将需要搭载更多优质的摄像头,未来汽车摄像头的市场份额将会显著提高。

Yole成像首席分析师Pierre Cambou表示,直到2019年,移动设备的摄像头是CIS市场的主要增长来源。从2020年开始,尽管超过70%的营收仍有消费电子占据,但汽车、计算和安全市场应用的增长速度已经超过了移动设备,CIS市场局势开始发生变化。

原因不难判断,新冠疫情影响下,对笔记本电脑和平板电脑有了更高需求,加上感应摄像头(如3D和指纹)的引入,扭转了多年来计算市场下降的趋势;在汽车和安防领域,智能汽车、智能家居和智能建筑的发展给摄像头带来了高需求,带动CIS实现新的营收增长。


国产CIS迎来机遇


中美贸易战、禁运与封锁,是近年来国内半导体行业面临的一大挑战。在当前不稳定的国际贸易关系和复杂的科技发展趋势下,本土产业链企业开始“觉醒”,中兴事件与华为事件更是让半导体国产替代进入了高潮,产业本土化进程逐渐加速。

另一方面,芯片缺货是萦绕在行业面前的又一大挑战。笔者在前不久的一篇文章中分析了在芯片缺货现状下,国产MCU的新出路与破局的可能性,CIS或同样受用。

市场调研机构Omdia数据显示,500万及500万像素的中低端CIS严重短缺,三星从2020月12月起将CIS价格调涨40%,其他CIS供应商也存在涨价情况。导致本波CIS涨价的主因是八英寸晶圆代工产能吃紧,引发了晶片全面涨价潮。

实际上,从2019年开始,全球CIS芯片就已有缺货的迹象,索尼方面的IDM自有工厂模式的产能已经不能满足市场需求,随后索尼也开始把部分订单转交给台积电生产,表明全球CIS的需求依然旺盛。

有CIS产业人士指出:“高端CIS的12英寸晶圆从开始生产到制成芯片,至少需要12-14周的时间,后续还要与模组厂商进行整合,时间最快也需要4个月左右才能缓解产能问题。”这意味着当前芯片持续短缺的现状将持续一段时间,面对CIS市场的旺盛需求,本土CIS企业有机会迎来一波新的增长。

面对国外厂商产品涨价,以及缺货的问题,本土CIS厂商似乎正在迎来新的机遇,可以用高性价比产品打开或扩大市场,在本地客户或市场中获得更多经验和竞争力,后续也将有机会在全球进行业务的进一步扩展,有潜力成为现有全球CIS供应商的强大挑战者。


手机市场与汽车市场,中国CIS厂商的想象力


随着国内半导体企业的成长和中美贸易战的影响,国内包含CIS在内的半导体企业开始考虑国产替代的可能性和计划。目前 CIS 行业发展主要由智能手机和汽车应用推动,从抢占手机市场到未来汽车市场,本土CIS厂商或将加速崛起。

先看手机市场,从市场调研中能够看到,手机的拍照功能依旧是消费者在购买手机时最看重的性能之一,而拍照性能的高低与CIS芯片具有直接的关系。

市场分析机构Counterpoint Research表示,受益于手机摄像头的多摄与高像素的驱动,智能手机应用中CIS的销量在过去十年中增长了八倍,到2019年达到45亿颗。Counterpoint Research高级分析师Ethan Qi认为:“尽管新冠疫情的影响削弱了智能手机的出货,但是在多镜头摄像系统和3D感知趋势下,智能手机CIS的出货量将保持强劲增长。”

手机摄像头数量不断增加

同时,据Yole预测,2021年手机产量将恢复上升趋势,同比增长11.5%,这也将带动CIS数据上调。结合其他市场的增长,Yole认为,CIS行业至少应该在未来五年保持7.2%的复合年增长率。

可见,以智能手机为代表的消费电子作为CIS行业最大的应用领域,市场需求依旧旺盛。

从产业链角度看,根据前瞻产业研究院的统计,2019年,全球手机CIS出货量排名,索尼、三星、豪威科技(被韦尔股份收购)、格科微分列前四,其中索尼和三星合计占据了近60%的市场份额。

然而,通过IDM模式,凭借先进工艺取得领先地位的索尼和三星,正在逐渐被豪威科技和格科微等本土企业迎头赶上,差距越来越小;在基于行业更高像素化和小芯片的发展方面,豪威科技通过Fabless 模式反而更容易取得台积电等国际先进制程晶圆厂的代工,率先开展先进工艺制程产品的研发。

从出货量角度看,格科微、豪威科技已经占据较为领先地位。根据Frost&Sullivan数据,从2017至2020年,格科微的全球市场份额从18.3%增长至29.7%(以出货量口径计算),成为全球市场一大CIS供应商;得益于国产替代的过程,豪威科技CIS在智能手机(非苹果、非三星)的市场份额也达到20%,未来有望进一步提升。

结合半导体国产化的趋势以及中国庞大的消费市场,用于消费电子的CIS产品,给本土厂商带来了逆袭的机会。此外,由于消费产品的更新换代的速度较快,这也促使相关CIS厂商能够时刻保持警惕,本土企业更靠近国内客户,通过及时升级产品和服务能力,更好的满足客户和市场需求,增强自身竞争力。

再看汽车市场。近年来,随着汽车电动化、智能化、网联化的发展趋势,单车搭载的摄像头数量逐渐提升。目前,包括特斯拉、蔚来、长安汽车、北汽集团等车企都正在加速L4级别高等级自动驾驶车型量产。

根据中国广发证券预估,如果未来平均每辆汽车搭载6-7颗镜头,平均CIS单价按照10美金计算,单车价值约60-70美金,以全球每年汽车销量9000万辆来算,全球车用CIS潜在市场规模将达到54-63亿美金。 

然而,随着汽车产业的电气智能化程度越来越高,所需的摄像头数量也会呈现爆发的增长。蔚来最新发布的L4级别豪华车型ET7就搭载了11颗800万像素摄像头,再加上车内的摄像头数量,单车搭载CIS总数已达15颗左右。摄像头数量的不断增长正迅速催生着CIS市场的体量,车用CIS成为领域内增长速度最快的应用市场。

据IC insights预计,未来4年自动驾驶汽车出货量将保持高速增长,全球车载CIS市场2023 年将上升至32 亿美元,年复合增长率29.7%。汽车市场正成为仅次于手机的第二大CIS应用领域。

豪威科技和安森美半导体虽然在整体CIS份额上不如索尼和三星,但如果按照CIS的细分应用市场领域来看,索尼和三星强在消费电子市场,而豪威科技和安森美半导体则是在汽车和工业领域占据优势。按照统计,安森美在车规CIS市场上的市占率接近40%,豪威科技排名第二,占比22%。

根据豪威科技股东大会的交流,豪威科技在汽车CIS方面保持着70-80%的市场增速,未来也将会和安森美半导体、索尼共同争夺市场份额,汽车摄像头可以说是每年都在翻倍,5年内再造一个豪威科技显然只是时间问题。国内可以看到理想汽车主要应用了豪威科技的CMOS芯片摄像头。

未来,整个汽车领域将朝着更加智能化的方向发展,我国作为新能源汽车推进最快的市场,正推动着汽车智能化和车用CIS市场的进程,有望给本土CIS厂商带来新的突破口。

综合来看,我国手机、汽车产业链完善,手机厂商在全球市场中的份额占比持续提高,国产汽车竞争力也在不断提升。同时,伴随着5G、AI浪潮的到来,这场变革或许会促生其他领域对CIS产品的需求有所改变,这改变也许会影响某些细分CIS市场再次发生变化。在此背景下,国内CIS企业需抓住机遇,依靠产品和产业链优势进一步扩大市场份额。


CIS行业或生变局


在全球市场中,CIS厂商主要有索尼、三星、豪威科技、安森美半导体、格科微、SK海力士、思特威等,国内企业与国外企业并存。

从CIS供应链来看,目前CIS产业主要分为以下几种模式:

IDM模式:设计生产一体化,可以更好的把控供应链,及时对市场需求进行反应,主要厂商为索尼以及三星;

Fabless模式:产业链内进行分工,由设计厂如豪威科技、格科微进行设计工作,然后交由晶圆代工厂台积电、中芯国际等进行代工,最后由封测厂晶方科技进行CIS的封测;

Fab-lite模式:如安森美半导体、意法半导体等,自身负责设计及销售,其中有部分晶圆交由代工厂代工。格科微正在从Fabless向Fab-lite模式转型。

从市场份额来看,目前索尼和三星仍然是全球主要CIS的供应商,据IHS Markit数据显示,目前索尼以50.1%的市占率占据绝对霸主地位,三星以20.5%位居第二。索尼和三星两大巨头基本拿下了超过70%的市场份额。

智能手机作为CIS的主要应用领域,索尼和三星牢牢把握着CIS里面的智能手机市场部分。据Strategy analytics数据,2020年CIS在手机市场收入规模前三名分别为索尼、三星和豪威科技,三者合计占比超过80%,行业份额进一步向龙头收缩。

随后是汽车市场,主要是车联网、智能汽车、自动驾驶等应用的逐步普及,车载摄像头的需求逐步爆发。根据TSR数据,目前在全球范围内,车载图像传感器市场的供应商主要有安森美半导体、豪威科技、索尼、三星、东芝、比亚迪半导体等。

回顾产业发展历程,国内CIS行业起步较晚,原因在于CIS属于大规模批量生产的半导体产业,具有显著的规模效应,需要CIS供应商前期基础研发的大量投入作为研发基础,导致了行业准入壁垒较高。

以目前竞争格局看,国外主要掌控着高端产品的供货,国内玩家从低端产品开始切入,经过多年的追赶差距正在不断的缩小,未来国产替代方式主要就是以产品升级为方向。

在此轮智能汽车带来的市场机遇及国产化趋势下,国产CIS厂商正在崛起,有望进一步争取到更多的市场份额。某种程度上,索尼、三星、安森美半导体等国外巨头将成为本土CIS厂商崛起中的“受害者”,承担着中国这一最大应用市场逐渐缩减的损失。


写在最后


分析机构Yole曾断言,中国或有希望首先在CIS领域实现自主可控。

这一观点,从Gartner提供的数据图中也能得到佐证:

中国半导体公司全球市场份额超过10%的预计时间表

当下,中国半导体公司在CIS领域的全球市场份额已超过10%,可谓已率先实现了CIS国产化的初步替代。

在未来几年,半导体短缺问题可能仍会主导全球经济格局。同样,美国对华为禁令或许是目前看到的库存羊群效应的罪魁祸首,至少需要几年时间才能使当前产能热潮的泡沫破灭。

回想其他半导体领域,如存储器或微处理器,都经历过这种行业周期的轮转。而反观CIS行业,一直处于需求旺盛状态,且不断扩展新的应用领域。在此背景下,在新的市场机遇和国产替代趋势中,期待中国CIS“兵团”能够实现新突破,迎来新局面。

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