世界图像,影像传感器市场2007年的出货量为10.95亿个,比上年增长19%,预期到2013年将增长到20亿个,年均增长率超过10%。而从出货值讲,自2006年登顶之后,在价格跌跌不休的情况下,有日渐趋缓之势。2007年市场规模为54.87亿美元,2011年将仅及46.63亿美元,平均每年以5%的速度缩小。
2006年图像,影像传感器市场出货额达到7.12亿美元,而2005年为5.72亿美元,增幅惊人。在这其中既包含CCD器件也包含CMOS器件,但从发展局势上看,CMOS影像传感器占有绝对优势,在数码相机、拍照手机以及新兴安防市场等领域,CMOS影像传感器日益成为市场宠儿。
图像传感器分CCD和CMOS两类。据预测,2007~2011年间CCD传感器出货量将从1.67亿个下降到1.44亿个,而同期CMOS则将从9.29亿个快速上升到15.68亿个,年均增长率达14%。同期出货值前者从24.36亿美元下降到10.86亿美元,跌幅过半;后者从30.51亿美元增加到35.77亿美元,年均增长率也不过4%(说明价格越来越便宜)。 CCD继续用于部分数码相机、数字摄像机和安全产品等,但数量已不见增长。数码相机至少是2000万像素级的产品,工业级超过5000万,依然向着高像素迈进,大约是四年翻一番,目前还看不到头,其中特别是小型机正是CCD用武之地。正在成长的移动电话是CMOS前进的动力,当前占其出货量的70%强,其他电视会议等用的Web摄像机以及车载应用两类市场年出货量也在亿个以上。移动电话市场按数量计将以15.6%的年率高速增长,预计2011年将大大超过15亿部。在数码相机市场,CMOS以单反相机为主,在小型机中CMOS也正在逐渐取代CCD。CMOS与CCD相比,价格便宜,因此在整个图像传器市场上,2006年两者出货值各占半壁江山,待到2009年CMOS将占市场的三分之二,2011年更将进一步提高到占77%。移动电话用CMOS也将走高像素化的道路,但想突破500万技术上还存有很大困难,当下摩托罗拉的新型移动电话中,有十分之一配置了130万像素的CMOS。 在图像传感器市场上,以金额计Sony公司居于首位,占有26%的份额,Micron和Sharp居次,各占13%,ST居四,占9%,第五是奥姆尼比兴,占8%。CMOS市场Micron抢得头筹,占25%,ST老二,占17%,随后依次为Omini Vision15.6%,Sharp12.2%,Sony5.9%。至今一直以经营CCD为主的Sony公司有很强的转向CMOS之势,这对要在市场上继读生存下去的公司而言,一定要仔仔细细斟酌。
2007年全球图像传感器市场销售收入下降是自从2001年半导体市场衰退以来的首次年度销售收入下降。在2007年,CCD和CMOS图像传感器的销售收入下降了7%,主要原因是拍照手机在2007年上半年修正产品积压以及机器影像制作系统和复印机、计算机外设中的光学扫描器等工业和办公设备应用需求疲软。
2007年市场形势动荡,导致顶级供应商的排名发生变动。OmniVision去年销售额增长34%,重新夺得头号CMOS图像传感器供应商的宝座,2006年降至第三位。美光(Micron)2007年从第一降至第二,意法半导体(ST)从第二降至第三。美光的CMOS图像传感器销售额下降26%,美光下降29%。
2007年CCD与CMOS图像传感器的总体销售额下降7%,主要是因为相机手机在上半年出现库存修正,加之产业与办公应用市场表现疲软,如制造系统中的机器视觉与复印机和电脑外设中的光学扫描仪。2007年图像传感器市场自2001年半导体产业衰退以来首次年度下滑。
2002-2007年,总体图像传感器市场销售额的复合年增长率是35%,得益于基于CMOS的相机手机和基于CCD的数码相机的爆炸性增长。2007-2012年,预计总体图像传感器销售额的复合年增长率为14%,到2012年达到132亿美元。
虽然2007年市场份额有所下降,但预计CMOS图像传感器未来几年将继续从CCD手中夺得更多的市场份额。ICInsights估计2008年CMOS将占图像总体传感器销售额的58%,2007和2004年分别是53%与46%。2012年,预计CMOS占总体图像传感器销售额的73%,占出货量的83%.
困难的市场条件改变了2007年CMOS图像传感器市场的主要厂商排名。OmniVision在2006年市场排名下降到第三名之后在2007年重新获得了市场排名第一的位置。美光科技在2007年从2006年的第一名下降到了第二名。意法半导体从第二名下降到了第三名。东芝排名第四位。索尼排名第五位。美光科技2007年的CMOS图像传感器销售下降了26%。意法半导体的销售收入下降了29%。
在2007年销售收入下降12%之后,CMOS图像传感器2008年的销售收入将达到44亿美元,比2007年增长19%。同时,CCD图像传感器2008年的销售收入预计将达到32亿美元,比2007年减少1%。CCD图像传感器2007年的销售收入是零增长。
In-Stat/MDR高级分析师Brian说,CCD传感器从数字相机爆炸性的增长中受益,数字相机在2002年到2003年间数量增加了一倍。其间,CMOS图像传感器获得增长的主要原因是由于摄像手机的快速增长。该类产品在2000年开始出现在市场,已成长为数码相机中最流行的产品种类。与CCD相比,CMOS传感器提供了更低的价格、更小的功耗以及在芯片上集成其他功能的能力。这些优势在摄像手机市场是很重要的。CMOS传感器在玩具相机、网络摄像机和双模式相机等市场也受到了欢迎。 CMOS图像传感器单位出货量在2005年将第一次超过CCD。直到2008年,CMOS图像传感器出货量将以大约7倍CCD的增长率增长.
CMOS、CCD一决雌雄
CMOS影像传感器技术演进速度远远快于CCD技术。CCD技术的像素从5.2微米演进至1.7微米耗时12年之久,而CMOS技术完成这一变化则只用了3年时间。随着CMOS影像传感器技术的快速发展,CCD技术在市场中所占比重日益下降。 目前只有既生产数码相机、监视器等终端产品又生产CCD芯片的纵向集成厂商还在支持CCD技术,这一部分市场也仅仅卡在 500万像素~800万像素市场中,其他大部分市场已经被CMOS技术所取代。据说,CMOS技术将最终取代CCD技术,在未来4~5年内,CCD市场将不断下滑,预计在10年后CCD市场份额将仅剩10%左右。
几年前,人们还在讨论CCD和CMOS影像传感器哪一个会占上风。但是去年,CMOS影像传感器单元在市场上销售的数量已经超过了CCD。CMOS影像传感器在低端市场(例如玩具相机和PC摄像头)完全打败了CCD。在最近一年中,因为更好的像素设计和半导体工艺技术,CMOS影像传感器的质量继续提升,它开始主导手机相机市场。CCD在过去的30多年中已经是成熟技术,提高的空间非常小。因为独特的工艺,CCD的制造成本很难与和CMOS兼容的CMOS影像传感器竞争。因为高的操作电压(大于10 伏),CCD的功耗很高,这使它难以做成便携式的。因为历史的原因,CCD技术在日本非常成熟,95%的CCD都出自日本。然而,CMOS影像传感器却不同。任何具有技术能力的半导体公司都能够制造CMOS影像传感器,所以低廉的成本使它很快就在PC摄像头和手机摄像头中普遍被采用。那些日本的CCD制造商例如SONY等现在正快速追赶CMOS影像传感器的研发和制造。CMOS影像传感器在高质量的图像应用方面(例如DSC数码相机)赶上CCD应该只是时间问题。 照相功能已经成为时尚手机的标准配置,这也是CMOS影像传感器最大的阵地之一。目前国内手机市场摄像头超过300万像素的手机价格昂贵难以普及,但受限因素却并不是源于CMOS影像传感器部分,而是受限于镜头价格。
业内人士指出,300万像素是手机照相的重要分水岭,镜头像素达到300万以上时,对于消费者和供应商都不再是可有可无的功能,将作为手机中重要功能存在,而此时手机的变焦、定焦等方面都需要在手机整体设计中统一考虑。 手机是最近几年全球增长最快的市场之一。配备了拍照功能的手机随之同样快速增长。一年前,在韩国和日本,超过80%的手机已经拥有照相功能,而且分辨率越来越高,例如130万像素或者200万像素等。而在中国则进程较慢,只有相对较低比例的手机配备了低端摄像头(30万像素,也叫VGA分辨率)。但是,现在随着成本的降低,中国将会有越来越多的手机配备高分辨率的图像传感器摄像头。未来几年,市场还将以更高的增长率继续成长直到接近饱和。3G甚至4G的采用会进一步推动市场的成长。
正如在手机上的应用,CMOS影像传感器正快速进入安防摄像市场,因为昏暗中的高温图像质量不断提高以及新设计赋予的强大功能。安防摄像头市场可能不会像手机市场增长那样快,但是由于成本持续下降,应该会看到安防摄像头越来越广泛的应用。作为曾经被CCD摄像头和昂贵的系统支配的市场,CMOS技术应该会使安防系统的成本下降到越来越多的家庭能够采用。 除了手机、数码相机、安防等市场,其他如医疗市场也有机会。 目前在美光产品结构上已经发生很大变化,DRAM产品虽然出货数量没有减少,但只占总量的50%左右,多数由新建的12英寸晶圆厂生产。2005年美光CMOS影像传感器市场占有率为36%,目前已经超过40%。其中,手机市场40%以上,电脑摄像头60%,一次性医疗胶囊摄像头 95%,另外工厂自动化、电脑特技以及撞车分析等高速应用市场45%。
影像传感器的工艺技术特殊,长期以来全球CCD影像传感器市场几乎完全掌握在日本大厂如SONY、Sharp、Sanyo、Matsushita与Fuji等手上,且由于高阶数字相机及数字摄录像机等商品亦以日商为主,故在上游零件及下游应用产品皆由日商主导下,其它国家业者要切入CCD影像传感器市场难度极高。但CMOS影像传感器则是使用一般标准工艺,进入的技术及资金门坎较低,且市场成长潜力大,故市场参与者也较多,目前全球最大CMOS影像传感器供货商为安捷伦(Agilent),其它大厂有美光(Micron,系于2002年并购Photobit后,成为CMOS影像传感器重要厂商之一)、豪威(OmniVision)、海力士(Hynix)等。