圖像感測器市場井噴廠商新品爭奪戰開打

三大廠商推出新品

2018年上海世界移動通信大會（MWCS）上，三星電子的系統LSI業務（「S.LSI」）展示了其創新的半導體技術，增強了設備體驗。圖像感測器ISOCELL和移動AP，Exynos等產品成為這次三星的核心展覽範圍。圖像感測器ISOCELL以其最新的高解析度攝影解決方案獲得了各大廠商的關注。據三星相關人士向記者透漏，ISOCELL系列旨在為需要超薄設計和高質量相機的設備提供解決方案。

在本次上海世界移動通信大會（MWCS）大會之前，索尼於今年2月份在美國舊金山舉行的國際固態電路會議（ISSCC）上展示了一門新技術：擁有146萬像素的背照式CMOS影像感測器。據索尼人員提供的材料，新開發的這款並行模數轉換器能將所有同時曝光的像素模擬信號立即轉換為並行的數字信號。根據現有數據，在全球ISP圖像感測器市場，2017年索尼取得了31.5%份額，而三星以30.3%的數據屈居第二。

在圖像感測器領域，除了索尼、三星，還有一家公司頗受業界人士關注，那就是豪威科技。今年4月份，豪威科技同樣推出新品，發布了圖像感測器家族中配備有突破性近紅外（NIR）技術的OS08A20。據記者了解，OS08A20是第一款結合Nyxel技術與豪威科技PureCel像素架構的800萬像素感測器，能夠在較弱的照明條件下，捕捉高清晰度的視頻和圖像。

「豪威科技最大的優勢是其較為低廉的價格，高性價比讓豪威科技在早期就吃下了圖像感測器的大部分市場。」拓墣產業研究院研究經理蔡卓卲說。

目前，圖像感測器市場基本處於索尼、三星、豪威科技三強分立的局面，三大廠商為了鞏固地位，陸續推出了實力強勁的新產品，並積極提升各自的產品性能，在圖像感測器領域內，打響了市場爭奪戰。

專家表示，目前圖像感測器主要利用飛行時間（ToF）技術和其他3D成像和距離測量技術實現新的三維感測能力。ToF通過測量光檢測發射光（通常是紅外激光器或LED）反彈回感測器所需的時間來確定和感知面部、手勢和其他事物的距離。CMOS技術已經發展到可以將ToF功能集成到小晶元模塊中，並且能集成到單個晶元的程度。

據索尼官方人士向記者透露，索尼最新的產品背照式CMOS影像感測器可有效減少因逐行讀取像素信號而引起的圖像失真（焦平面失真）問題。目前，市面上的CMOS影像感測器最大的問題便是失真問題，傳統的縱列A/D轉換方法中，逐行讀取由像素經光電轉換產生的模擬信號，這種方式容易產生讀取時延，從而導致圖像失真（焦平面失真）。

為了解決這個市場上普遍存在的問題，索尼在感測器中加配了其最新研發的低電流緊湊型A/D轉換器，其最大的作用便是將所有來自同時曝光的像素模擬信號並行轉換為數字信號，並將其暫時存儲在數字存儲器中。這種結構能減少讀取時延導致的焦平面失真，因而具備了全局快門功能。

相比於索尼在圖像失真方面的進步，三星此次推出的ISOCELL系列主要的亮點在於優秀的像素隔離能力，傳統的ISOCELL感測器是利用光電二極體上形成的金屬板來減少像素之間的干擾，但由於金屬會對入射光產生一定的反射或吸收，光損耗現象便會發生。

此次新產品，三星採用了富士膠片股份有限公司（Fujifilm）開發的創新材料取代了金屬板，從而最大程度地減少了光損耗和光反射。根據官方數據，ISOCELL Plus系列的感測器在色彩還原方面提升達15%。

「未來，圖像感測器會由於畫面像素的提升，受限於CIS的面積與感光二極體的大小。因此，在不增大CIS尺寸下廠商不太會往提高畫素的方向發展。而會向改善CIS效率（例如進光亮、光的消耗率等）方向推進。除此之外，也會強化CIS本身以外的部分，來達到強化整體影像品質的結果。例如索尼就在圖像感測器內加入DRAM，而一些廠商會向強化搭配的影像處理晶片等方向發展。」蔡卓卲說。

在這個巨大的市場中，對高解析度和改進夜視功能的監控攝像頭的需求越來越大，以準確地捕捉圖像細節，同時保持低功耗。

據悉，CMOS產業的持續高增長除了要歸功於監控攝像採用多鏡頭的解決方案外，還要感謝圖像感測器在智能駕駛、安防以及人工智慧等領域的應用。除此之外，在2017年的所有圖像感測器銷售中，CMOS感測器佔比高達89%，而這一數據在10年前還只有54%。

毋庸置疑，2018年的圖像感測器市場將迎來前所未有的高峰時期，CMOS圖像感測器供應商之間的競爭也正在升溫。索尼、三星、豪威科技、安森美半導體、意法半導體等公司已經推出並開發了3D圖像感測器。英飛凌還推出了採用ToF優化CMOS技術的3D產品，進入了圖像感測器領域。

「隨著影像應用與相機模組的需求越來越多，（圖像感測器）這塊市場會越來越大，而對性能的要求也會越來越高階。當然，市場利益也十分可觀。這會導致更多廠商投入圖像感測器的生產和開發，即使廠商無法成為技術領頭羊，但依舊能在龐大的市場中分到一杯羹。」蔡卓卲說。

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