中秋國慶雙節假期期間,有接近華為人士爆料稱,華為正在自研全新的CMOS圖像傳感器,并且涉及從晶圓制造到芯片設計全流程。 此外,消息指出華為CMOS圖像傳感器將在部分工藝上有所創新,可以與主流被照式工藝(BSI)兼容。
▲來源:微博 該消息獲得多家知名科技媒體轉發,此前亦有多家媒體披露華為正在進行CMOS圖像傳感器相關技術儲備,但最終是否推出自己的圖像傳感器產品仍未可知。 作為中國科技巨頭,華為已布局多條傳感器賽道,包括激光雷達、光纖傳感器、毫米波雷達等領域,目前已推出光纖傳感產品OptiXsense EF3000、首款車規級高性能96線中長距激光雷達、首款毫米波AI超感傳感器、首款S-TAG運動傳感器等產品。 那么,華為在CMOS圖像傳感器領域的布局如何?華為真的會推出自己的圖像傳感器?國產圖像傳感器行業格局和水平如何?詳情見下文。 中秋國慶雙節限時福利大禮包!全網獨此一份100+G傳感器領域資料包限時領取,資料包獲取→《限時分享!最新整理100G傳感器資料合集,抓緊下載》。
開創先河,CMOS圖像傳感器,華為手機的重中之重!未來有華為牌CMOS sensor?
攝像頭和屏幕,長期以來是手機最重要的兩大賣點。而手機的拍照能力,一直以來是華為手機最引以為傲的亮點,并且華為開創了許多業界先河。
華為是最早推出雙攝像頭手機的廠商之一,并且在2018年,華為推出了全球首款三攝手機——華為P20 Pro。
華為 P20 Pro 是一款里程碑式的國產手機,除了三攝外,其攝像頭核心——CMOS圖像傳感器,由華為和索尼聯合研發——開創業界先河,擁有高達 1/1.7 英寸的 IMX600 傳感器,搭載了 AI 場景識別算法和手持超級夜景功能,并用一顆等效 80mm 焦距的長焦頭實現了當時領先行業的「3 倍光學、5 倍無損」變焦能力。
華為 P20 Pro實現了國產手機的真正雄起,承擔了華為沖擊高端市場的重任,從此華為手機“遙遙領先”,并持續蠶食蘋果和三星的高端手機市場份額。
此后,華為與索尼持續聯合研發CMOS圖像傳感器——開創了RYYB超感光傳感器等遙遙領先對手的技術,并形成了華為手機領先的拍照優勢。直到美國制裁之下,索尼一度斷供,華為與索尼的合作才終止。
拍照能力是華為手機重要賣點之一,不能獲得領先的CMOS圖像傳感器,華為在Mate 50上從攝像系統和模組進行優化——推出全新華為XMAGE 超光變影像系統和物理光圈十擋可調的攝像頭。
可以看到,華為對手機拍照能力的重視,以及對攝像頭核心——CMOS圖像傳感器的巨大投入和追求。
本次曝光的華為CMOS圖像傳感器技術兼容背照工藝(BSI),CMOS圖像傳感器技術演進路線從前照式(FSI)、背照式(BSI)到堆棧式,背照式技術成為中高端CMOS圖像傳感器主流技術。
就BSI技術而言,首先在晶圓的一側制作所有電路部分,然后將晶圓翻轉倒置,以便創建可以在背面收集光線的光學結構。這樣可以消除FSI中金屬線路造成的干擾,在同一大小像素的條件下光線通過的空間更大,從而可提高量子效率。
與前照式結構的CMOS圖像傳感器相比,它的靈敏度提高了大約一倍,同時也降低了噪聲。
▲來源:網絡
目前,華為涉及圖像傳感器方面的專利約有210項,多數為技術發明專利。華為在移動相機傳感器、像素排列、圖像構圖等圖像傳感器關鍵技術方面有十多年的經驗。華為還可以定制ISP,它一直在使用內部麒麟芯片。
因此,要造出一顆圖像傳感器芯片,對華為來說,或許技術難度并沒有那么大。
▲來源:天眼查
差點賣身摩托羅拉,在困境之中磨礪,被逼出來的華為,越來越強大,搞出了激光雷達、光纖傳感器……進軍多條產業賽道
在剛剛過去的2023華為全聯接大會上,孟晚舟介紹了華為的全面智能化(All Intelligence)戰略,這是未來10年華為發展的戰略方向——而過去的幾年是華為被制裁的“至暗時刻”。
All Intelligence戰略是華為10年大戰略的延續,2003年,華為提出All IP戰略,2013年,華為提出All Cloud戰略,華為充分研判了未來科技發展的趨勢,并制定了對應的企業發展戰略,從而取得了華為當前的成功。相關詳情參看《華為發布未來10年重要戰略》
而All IP戰略——第一個10年計劃發布的2003年,是華為另一個至暗時刻——差點以75億美元賣身摩托羅拉。
2003年,華為正處于一個困境之中。在無線業務上,華為連續遭遇戰略失誤,錯過了手機、小靈通、CDMA等市場機會。在GSM業務上,華為也面臨著歐洲設備廠商的低價競爭,只能在一些偏遠的農村進行布局。在國內市場上,華為被中興和UT斯達康分食了大部分份額。在海外市場上,華為還遭到了思科的專利訴訟,面臨著巨額賠償和市場封鎖的風險。
此時,任正非尋求將華為以75億美元賣給當時如日中天的通信設備巨頭摩托羅拉。當然,最終這筆交易泡湯了,在2004年初被摩托羅拉新任CEO愛德華·詹德否決。
賣身無果,華為決定背水一戰,在All IP戰略下,華為加大了通信技術的投入和研發,并最終在與思科、摩托羅拉、愛立信等全球通信巨頭的競爭中不落下風。
值得一提的是,芯片研發部分海思成立于2004年,為什么華為會在2004年成立海思?
在2019年央視《面對面》節目采訪任正非的對話中,我們或許能找到答案:
董倩:2004年甚至更早的時候中美關系一切正常、國際供應鏈一切正常,為什么要預想假如這個世界不正常怎么辦?任正非:我們曾經準備用100億美金把這個公司賣給美國公司,賣給人家時合同也簽訂了,所有手續辦完了,兩個團隊買了花衣服,大家穿著花衣服去海灘上比賽跑步、比賽打乒乓球,這個星期美國董事發生變化,新董事長否決了收購,回來討論還賣不賣?我在我們公司是投降派、妥協派,什么事情都想讓一讓,少壯派激進派堅決不賣了,我就說十年之后和美國在山頭上遭遇,我們肯定拼不過他們刺刀,他們爬南坡時是帶著牛肉咖啡爬坡,我們帶著干糧爬坡,可能到山上不如人家,我們要有思想準備,就準備了備胎計劃。有人說5G將來會不會分裂成兩種標準?我認為不會的。因為人類好不容易統一了一個標準,為共同的全球云社會服務,兩種標準就是兩朵云,很難交融。
制裁之后,手機終端業務受挫,華為加速進軍新能源汽車、智慧城市等領域。
在2019年9月,華為發布了首款光纖傳感產品OptiXsense EF3000;2020年12月,華為正式發布車規級高性能激光雷達產品——96線中長距激光雷達;2022年3月,在2022華為全屋智能及全場景新品春季發布會上,華為發布了首款毫米波AI超感傳感器……
并在2023年9月提出全面智能化(All Intelligence)戰略,分為三個環節,包括讓“所有對象可聯接”、“讓所有應用可模型”、“讓所有決策可計算”。
索尼、三星等巨頭覬覦,華為投資,需求龐大的圖像傳感器,國產廠商格局如何?
CMOS圖像傳感器(CIS,CMOS image sensor)是所有傳感器賽道中,市場份額排名前列的傳感器種類,在中國智能傳感器市場中占比26.5%,僅次于MEMS傳感器。
▲來源:頭豹研究院
據市場咨詢機構Yole 2023年最新的《CMOS 圖像傳感器行業現狀》報告顯示,2022年全球CMOS圖像傳感器市場為213億美元(約合1555億人民幣),預計將在2028年達到288億美元,2022年至2028年的復合年增長率(CAGR)為5.1%。
▲來源:Yole
CMOS圖像傳感器應用廣泛,不僅在智能手機、安防監控和汽車領域 3 大領域得到重用,在工業和醫療這兩個領域也開始得到重用,尤其是隨著人形機器人、自動駕駛、智能座艙、AI等新技術興起,對視覺感知的需求日益龐大。
智能手機需要攝像功能多樣化,汽車領域需要高可靠性和高靈敏度、監控領域需要無光環境清晰度、醫療領域需要小型化和低功耗、工業控制領域需要動態高速傳感器、物聯網大范圍應用需要低成本。
這條龐大且重要的圖像傳感器賽道,獲得了三星、索尼等電子業巨頭的青睞,投入海量資源研發最先進的CMOS圖像傳感器,在全球市場中,索尼以42%的市場份額獨占鰲頭,三星則以19%次之,而我國韋爾股份旗下豪威科技(Omnivision)以11%位列第三,索尼、三星、豪威三家多年來占據全球CMOS圖像傳感器市場前三。
此外,我國圖像傳感器廠商格科微(Galaxycore)和思特威(Smartsens)分別以4%和2%的市場份額進入全球主要圖像傳感器廠商行列。
▲來源:Yole
韋爾股份(豪威科技)、格科微、思特威即是代表中國圖像傳感器實力的TOP3企業。
此外,值得一提的是,2020年8月思特威獲得華為哈勃資金的投資,并于2022年5月在科創板上市,思特威是中國安防監控 CIS 龍頭企業,安防監控 CIS 芯片出貨量全球第一。而華為海思在2019年及以前,在安防IPC SoC芯片市場占據全球70%以上市場份額(IPC SoC集成有CPU、ISP、視頻編碼模塊等)。
雖然中國在圖像傳感器領域,擁有韋爾股份、格科微、思特威等優秀企業,但高端圖像傳感器市場,仍被索尼、三星牢牢占據,而在汽車、醫療等領域,意法半導體、安森美、SK海力士等巨頭實力不容忽視,全球圖像傳感器市場競爭激烈,國產圖像傳感器廠商在技術及市場份額上仍面臨許多挑戰。
結語
對于華為這樣的科技巨頭來說,在CMOS圖像傳感器領域有相關技術儲備,是正常的戰略部署——尤其是早就有“備胎計劃”的華為。
本次曝光之所以會引起廣泛討論,一方面是對華為技術實力的認可,另一方面也預示著網民對CMOS圖像傳感器等高科技領域國產替代的渴望。
那么,未來華為會推出自己的圖像傳感器嗎?讓我們拭目以待。
審核編輯 黃宇
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