图像传感器行业报告：CIS进入48M时代（35页）

行业报告下载 2019年08月27日 07:37 管理员

图像传感器分为 CCD 传感器、CIS 传感器两大类别，CCD 传感器主要应用于单反相机、工业应用等场景。CIS 传感器由于体积更小、成本更低等优势广泛的应用于手机、汽车、安防、医疗等场景。 CIS 芯片作为摄像头产品的核心芯片，决定着摄像头的成像品质。CIS 芯片通过将光信号转化为电信号以捕捉图像信息。一般，摄像头产品分为三大核心部件，即 CIS 芯片、光学镜头、音圈马达。其中 CIS 芯片是摄像头产品价值量占比最大的关键零部件，根据 TrendForce 的统计，CIS 芯片在手机摄像模组中的价值占比约为 5 成。

CIS 行业的第一次技术变革为 BSI 背照式方案替代 FSI 前照式方案。在传统的 FSI 前照式 CIS 方案中，光线射入后依次经过片上透镜、彩色滤光片、金属线路、光电二极管，光线被光电二极管接收并转换为电信号。由于金属线路会对光线产生影响，最后被光电二极管吸收的光不到 80%，在低光照场景中拍照效果明显不及 BSI 方案。在 BSI 背照式方案中，金属线路与光电二极管位置调换，光线依次经过片上透镜、彩色滤光片、光电二极管，消除了金属线路对进光通路的干扰，受光量和受光效率会显著提升。 2009 年是 BSI CIS 量产元年，Sony 和豪威先后发布并量产了 BSI 摄像头传感器产品，标志着 BSI 方案开启大规模商业化应用。得益于显著的性能优势，BSI 替代 FSI 的趋势不可阻挡，BSI 渗透率从 2009 年的 1.9%快速上升至 2015 年的 70%。

CIS 芯片技术的第二次变革在于堆叠技术方案替代背照式方案。堆叠技术方案将像素感知单元与逻辑控制单元从水平放置改为垂直堆叠，图像感知单元占芯片面积的比例大幅提升。堆叠式技术方案的发展趋势是由2层芯片堆叠向多层芯片堆叠方向发展。2 层堆叠方案将像素模块晶圆与数字电路处理晶圆堆叠。3 层堆叠方案则将像素模块晶圆、DRAM 存储晶圆及数字电路处理晶圆堆叠。堆叠技术的应用提升了 CMOS image sensor 的高速拍摄能力，相比传统的图像传感器处理速度提升 4 倍。技术变革的推动者是 Sony，Sony 在 2012 年发布了第一颗双层堆叠 CIS 芯片，产品命名为“EXMOR RS”，将图像传感单元和逻辑控制单元分别做在 2 片晶圆上，并通过 TSV 的技术将传感单元与逻辑控制单元互连。在 2017 年，Sony 在 ISSCC 会议上发布了第一颗三层堆叠 CIS 芯片。Sony 将图像传感单元、逻辑控制单元（ISP 芯片）、DRAM 芯片堆叠在一起。这款 CIS 芯片实现了 1930 万像素，单颗像素面积高达 1.22x1.22um，并在片上集成了 1Gb DRAM 存储器。这款 CIS 芯片能够拍摄 120fps 的高帧率图像，并能提供 960fps 的 FHD 超级慢动作回放。

从国内华米 OV 四大手机品牌厂商来看，48M 和三摄是各家厂商打造品牌差异化的核心着力点。小米是 48M 的忠实拥趸，在千元机价格段机型红米 Note7 引入 48M 摄像头配置。整体来看，小米在红米 Note7、红米 K20、小米 9 等机型上配置了 48M 产品。华为则已经在 2000 元价格段机型引入 48M 摄像头配置。Nova 5i pro 的后摄配置采用 4800 万像素+800 万像素超广角+200 万像素微距 +200 万像素景深镜头组合，前摄配置采用 3200 万像素摄像头。

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