科技猎CIS芯片正被中国芯片企业重塑
CIS芯片正被中国芯片企业重塑
市值观察
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中国芯片企业的逆袭。
图片来源@视觉中国
文 | 市值观察，作者 | 陈数旺，编辑 | 小市妹
人类天生就对视觉影像充满兴趣。
蛮荒时代，水边倒影成为人类最早的视觉影像，后来随着文明的发展，人们开始用画布来记录影像，尽管这样做效率低下。直到1839年法国人达盖尔发明了第一台照相机，人类才正式进入视觉影像时代。
最早的相机必须采用“交卷”作为成像载体，这种成像方式较为复杂，而且不能重复曝光，用起来十分麻烦。
1873年，科学家约瑟·美和伟洛比·史密夫在研究硒元素结晶体时发现，它在感光后会产生电流，由此电子影像技术开始成为业界的研究方向。经过多年的努力，数码相机终于应运而生，并逐渐取代了传统相机。
数码相机的成像原理与传统相机大相径庭：经过镜头光聚焦在图像传感器上，并由此转化为电信号记录在内存上，再通过电脑进行电光转化最终以影像呈现。
显而易见，数码相机成像的关键在于图像传感器上，正是得益于图像传感器的持续迭代，如今相机的效果才会如此出众。
回溯图像传感器的发展，历史上共出现过4代图像传感器。
最早是20世纪50年代出现的光学倍增管（简称PMT），随后很多美国企业开始开发光电及双极二极管阵列的成像技术，但这些技术都存在一定的缺陷，直至贝尔实验室发明了CCD图像传感器，才让业界有了较为统一的技术路线。
90年代中后期，一种新型基于CMOS电路的传感器（简称CIS芯片）开始商业化量产，由于具备更佳的性能，它也逐渐取代CCD成为新一代主流路线。
CIS芯片虽然体积不大，但却占到整个摄像头模组一半左右的价值。作为相机的核心关键，CIS芯片技术一直都在欧美企业的掌控之中。但随着智能手机市场出货量见顶，以及新能源汽车的崛起，市场对于CIS芯片的需求正在不断改变，这也给中国企业留下了机会。
一场来自于中国企业的产业革命，正在CIS芯片行业中酝酿。
暗流涌动
CIS芯片最初应用于摄影，但由于太过于小众，整体需求量很小。
直到智能手机的全面崛起，才让CIS芯片行业真正进入黄金期，如今智能手机已经成为CIS芯片最主要的应用场景。
据咨询公司Yole数据，2020年度CIS芯片在智能手机场景的市场规模达140.68亿美元，占全球CIS市场的67.8%，其他占比较高的场景分别为专业摄影、计算机、汽车和安防，市场占有率分别为3.8%、8.4%、6.9%和7.9%。
接近7成的全球CIS芯片市场占比，让智能手机成为各CIS芯片企业争夺的核心战场，谁拿下这一市场，谁就能成为全球龙头。
决定手机CIS芯片的参数很简单，那就是成像能力，像素高低也就成为衡量成像水平的关键。现阶段，主流机型的像素水平都能达到5000万像素以上，且像素有进一步增加的趋势。
目前，索尼和三星分别占据智能手机CIS芯片46%和29%的市场份额，二者合计占整个市场的75%，被韦尔股份收购的豪威科技占到整个市场约10%的份额。值得注意的是，这三家公司也是全球CIS芯片市场份额占比前三的公司，俨然一副得智能手机者得天下的样子。
尽管目前智能手机依然是CIS芯片的主要战场，但经过纵向分析，很容易发现全球CIS芯片的产业格局正在逐渐发生重构。
对比2019年和2020年的数据，智能手机与专业摄影的市场占有率大幅下降，降幅分别在1.5个百分点和1.3个百分点。取而代之的则是其他行业渗透率的提升，尤其是安防行业市场占有率提升达到惊人的1.7个百分点。
如果未来智能手机的市场占有率继续下降，而其他市场行业的市场占有率继续提升，那么决定全球CIS芯片格局的因素就将变化。
潜移默化之间，全球CIS芯片格局已经暗流涌动。
下一个爆点
智能手机CIS芯片渗透率的下降其实早有预兆。
在此之前，智能手机带来的增长主要受益于双重逻辑。其一，智能手机渗透率的持续提升；其二则是单机摄像头数量的增加。
从2011年至2017年，全球智能手机出货量都始终处于持续增长的趋势，不断垒高的出货量是推动CIS芯片增长的第一驱动力。
虽然全球智能手机出货量从2018年开始退坡，但CIS芯片的市场规模依然处于扩张之中，究其原因就在于单个手机摄像头数量的增加。
正如前文所述，手机相机的根本诉求在于追求更清晰的画质，要想在尺寸极为有限的手机上获得高质量的相片，其难度可想而知。
在单个摄像头用尽所有力气依然无法让消费者满意的时候，那么增加摄像头的数量就是最好的办法，最早提出双摄构想的是当年的“黑科技”品牌HTC。
单摄与双摄最大的不同在于变焦能力。
不同于利用光学原理的物理变焦，数码变焦主要通过软件算法来调节大小，再通过插值计算，最后形成的图像往往有损，噪点较多。
通过采用双摄技术，利用两个定焦镜头物理焦距的区别，实现变焦效果，再通过两者计算的结合降低图片的噪点和损伤，从而提升相片的清晰度。
理论上讲，数码摄像头数量越多，手机拍摄的相片就会越加清晰，因此智能手机摄像头由双摄转向多摄可能也仅仅是一个时间问题。
正是基于这样的原因，在智能手机达到天花板后，手机CIS芯片的市场规模也依然在增长。手机CIS芯片市场占有率的下降并非因为自身市场规模的萎缩，而是增长速度已经没有其他赛道那样快了。
除渗透率大幅提升的安防行业外，新能源汽车的崛起也有望带动CIS芯片迎来新的增长。新能源汽车与当初的智能手机很像，都是对于传统产品的一次全面强势迭代，因此我们认为新能源汽车对于CIS芯片的需求也很可能复制智能手机的逻辑。
即新能源汽车出货量和单辆汽车摄像头数量双重增长的逻辑。
目前，全球新能源汽车正处于爆发期，工信部最新公布的数据显示，中国新能源汽车销售完成352.1万辆，同比增长1.6倍，连续7年位居全球第一。而这仅是全球新能源汽车崛起的缩影，市场一致预期认为，新能源汽车有望在未来两年延续当下的增长。
新能源汽车较传统燃油车更加数字化，因此会添加更多的机器视觉和显示技术设备。在智能手机市场逐渐饱和的当下，新能源汽车有望成为CIS芯片未来最核心的增长点。
此外，随着新能源汽车逐渐走向智能化，对于摄像头数量的需求也将更多。如L1级别的自动驾驶仅需搭载1颗摄像头；L2级别的自动驾驶需要达到5颗左右的摄像头，也是现阶段大多数车企的自动驾驶等级；至L5级别汽车对于摄像头的需求量可能将提升至20颗以上。这就犹如智能手机从单摄到多摄的过渡。
如果新能源汽车最终接替智能手机成为CIS芯片的核心增长驱动力，那么在汽车领域布局较深的企业或将因此受益。
中国企业崛起良机
汽车对于摄像头的需求与手机大不相同，这或将成为中国企业崛起的突破口。
与智能手机相比，车载摄像头并不过分追求成像质量，而是更加专注于运行的稳定性、帧率和可靠性。很多时候，车载摄像头需要在高温、强光等极端环境下工作，同时使用寿命也明显长于智能手机，因此安全性和稳定性是车载CIS芯片企业首先需要考虑的问题。
车载CIS芯片市场中，安森美以62%的市场占有率稳坐绝对龙头，对于车载摄像头布局较早的豪威科技也能获得约20%的市场份额，反观CIS芯片市场规模前两位的索尼和三星，在车载市场规模占有率极低。
如果从整个CIS芯片市场规模看，安森美的市场份额可能只有约5%，甚至智能手机市场的份额可以忽略，但这却无法阻止它在车载CIS芯片领域的成功。由此可见，车载摄像头领域几乎并不需要智能手机上积累的经验。
实际上，车载CIS芯片的尺寸不能太小，因为要保证传感器在极端情况下工作的稳定性，而过于关注像素则会大幅太高成本，目前车载摄像头几乎都是800万像素以下的产品。
但不注重成像并不代表车载摄像头技术含量低，恰恰相反，由于过于极端的工作条件，反而让其技术门槛比手机CIS芯片更高。手机摄像头坏了可能只会影响拍照，而汽车摄像头坏了则可能引发事故，这决定了双方技术聚焦的差异。
技术需求的差异实则给中国企业提供了机会，在拼像素的手机市场，包括韦尔股份收购的豪威在内，实则都难以与索尼和三星完全正面交锋，因此对于像素要求不那么高的车载CIS芯片市场，反而可能是中国企业的破局所在。
所有中国企业中机会最大的就是韦尔股份，其在2017年收购了豪威科技，后者曾是CIS芯片的绝对巨头，一度坐拥整个CIS市场一半以上的市场份额，稳压索尼、三星。
豪威的衰败是从iPhone 4S开始，当时豪威在与索尼的苹果供应商竞争中败下阵来，最终iPhone 4S大热，而索尼也借此与iPhone深度绑定，从而持续拉大与豪威之间的差距。
虽然在高像素市场，豪威渐渐被索尼和三星压制，但在安防和汽车市场，豪威依然是颇具竞争力的玩家。这一方面得益于早期对于车载市场的积极布局，另一方面也在于并入韦尔股份后公司整体的价值协同。
豪威科技早在2002年就开始布局智能手机业务，2007年推出首款汽车HDR-SOC传感器，2013年推出CMOS图像传感器，至今已经持续迭代8年时间，而索尼则在2016年才开始进入车载市场，三星更是近两年才开始布局。
在更注重安全性的汽车芯片市场，无疑豪威科技的先发优势明显。
另一方面，韦尔股份以CIS芯片为核心，加速对于汽车模拟、射频、功率芯片的布局，初步形成“显示触控驱动+屏下指纹+外围模拟+射频+功率”的平台雏形。尤其是在顺利整合新思TDDI业务与吉迪思后，韦尔股份的平台属性已经逐渐凸显。
不断加深对于汽车芯片的布局，这实则是韦尔股份为即将到来的车载CIS大时代的准备。
除韦尔股份外，去年8月在科创板上市的格科微也开始布局车载市场。
格科微是一家完全依靠自主研发实现技术突破的国产企业，公司创始人赵立新出身自大名鼎鼎的“清华EE85班”，与韦尔股份创始人虞仁荣、长江存储董事长赵伟国是同学。
虽然在市场份额上，格科微未进前三，但据Frost＆Sullivan数据，按出货量口径统计，2020年格科微出货20.4亿颗CIS芯片，位居全球第一。
格科微的产品聚焦中低端市场，所以市场规模不及已经稳稳占据高端市场的龙头，但如果公司转型车载CIS顺利，那么对于像素要求不高的车载CIS芯片则有望成为格科微的上佳选择，只不过目前一切仍处于发展初期。
非上市公司方面，思特威是安防CIS芯片的全球第一，同时已经在三年前开始切入车载CIS市场，并取得阶段性成果。
在深圳安防展上，思特威联合创始人兼COO马伟剑表示，公司的车载产品在2021年取得显著突破，6颗车用芯片实现流片。此外，公司800万像素的ADAS产品也已经在研发中。
4月28日，思特威启动招股，近期就将登陆科创板。
新能源汽车犹如一阵东风，有望带动车载CIS芯片成为未来十年行业玩家争夺的新战场，在车载领域布局较少的索尼甚至亲自下场造车。这场战争既是对于传统CIS芯片格局的一次颠覆，也是中国CIS芯片企业的破局良机。
蠢蠢欲动的中国企业，将掀起车载CIS芯片的滔天巨浪。
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