INDUSTRY
近年来，CMOS图像传感器（CMOS Image Sensor，简称CIS）行业发展如火如荼，相关标的在资本市场备受关注。据悉，华为已开始自研CIS。华为被制裁伊始，镜头供应商索尼便被迫中止了对华为图像传感器的出货。更是有消息透露，苹果也在自研CMOS领域取得了重要进展。
CIS到底是什么？为何两大巨头都在自研CIS？CIS市场有多大？产业链上又有哪些“头号玩家”呢？
本期文章将为您一一解答。
本篇看点
一、走进CMOS图像传感器
二、CMOS行业=黄金赛道？
一、走进CMOS图像传感器
到底什么是CMOS图像传感器？
01
CMOS图像传感器根据制造工艺的不同，可分为前照式CMOS和背照式CMOS。
传统CMOS都是前照式结构，如上图所示，其组成结构由上到下依次是：片上透镜、滤光片、金属排线（电路层）、光电二极管以及基板。
背照式结构的CMOS最早出现于2008年，其基本组成与传统CMOS一样，只是排布顺序不一样。如上图所示，由上到下依次是：片上透镜、滤光片、光电二极管以及基板、金属排线（电路层）。
传统的前照式结构下，光线经过微透镜和彩色滤光片后，会先从光电二极管前方的金属排线之间进入，再聚集在光电二极管上。这种结构就导致金属排线会阻挡和折射部分光线，光电二极管吸收和利用的光线会变少到70%甚至更少，甚至金属排线造成的反射还有可能会串扰旁边的像素，导致颜色失真。
为了解决前照式的缺点，背照式就此诞生了。背照式将金属排线放在光电二极管下方，因此光线几乎没有受到干扰就到达了光电二极管，极大地提升了光线利用率，最明显的改善就是提升了暗光下的成像质量。
CMOS图像传感器的前世今生
02
20世纪50年代，光学倍增管（Photo Multiplier Tube，简称PMT）出现。PMT是一种极其灵敏的光检测器，可探测电磁波谱紫外，可见和近红外范围内光源，提供与光强度成比例的电流输出，广泛应用于验血，医学成像，电影胶片扫描（电视电影），雷达干扰和高端图像扫描仪中。
1965年-1970年，IBM、Fairchild等企业开发出光电以及双极二极管阵列。
1970年，CCD图像传感器在Bell实验室发明，依靠其高量子效率、高灵敏度、低暗电流、高一致性、低噪音等性能，成为图像传感器市场的主导。
90年代末，CMOS图像传感器出现，使得“芯片相机”成为可能，相机小型化趋势明显，至此开始步入CMOS时代。
CMOS图像传感器发展历程
为何CCD逐步被CMOS取代?
03
图像传感器主要分为CCD图像传感器和CMOS图像传感器，两者都是利用感光二极管（photodiode）进行光与电的转换，将影像转换为数字信息，而其主要差异则在数字信号传送方式的不同。CCD将光生电荷从一个像素移动到另一个像素，并在输出节点将其转换为电压。CMOS在每个像素上使用多个晶体管，将每个像素内的电荷转换为电压，用类似内存电路的方式将信号输出。
CCD传感器电路图：电压转换必须在电荷传送到水平移位寄存器后
CMOS图像传感器究竟能干啥？
04
二、CMOS行业=黄金赛道？
CIS市场规模有多大？
01
数据来源：Yole、中商产业研究院整理
据贝哲斯咨询，2022年中国CMOS图像传感器行业市场规模为484.16亿元。预计到 2024 年国内 CMOS 图像传感器市场规模将达到 516.5 亿元。（数据来源：赛迪顾问、红塔证券）
谁是头号玩家？
02
从竞争格局来看，CMOS图像传感器市场属于垄断程度较高的市场。2022年前三大CMOS传感器企业占有72%的市场。索尼在行业中处于龙头地位，目前市占率为42%。其次是三星(19%)、韦尔股份(11%)。索尼的图像传感器主要应用在手机、相机、摄像等，三星的产品主要应用于自己的手机端，韦尔股份的图像传感器则侧重于安防和汽车。
产业政策助力CIS强劲发展
03
四、CMOS相机产业园企业布局
获取更多资讯，敬请点击关注：
长春光电信息产业园是聚焦光电信息产业链，打造专业化、特色化的高科技产业园区。园区是长春市首批“科技产业园”之一，作为重点工程入选“长春市光电信息产业星光培育三年行动计划”，是长春市“高层次光电人才、高端光电技术以及高科技企业”的集聚地。