国产CIS，进入2亿像素新时代

今年国产CIS厂商可谓是风光无限，前有后起之秀思特威科创板上市，后有*玩家豪威科技推出超小型2亿像素传感器。8月15日，豪威科技宣布推出像素大小仅为 0.56 µm的超小型2亿像素图像传感器OVB0A ，专为高端智能手机的后置（广角）主摄像头而设计。

据介绍，OVB0A采用豪威科技PureCel Plus‑S 堆叠芯片技术，能够在更小的 0.56 µm 像素尺寸中保持极高的分辨率，将 2 亿像素封装到 1/1.4 英寸的光学外形中。需要注意的是，这并不是豪威科技推出的*款2亿像素的CIS，早在今年年初CES 2022展会上，豪威科技就曾宣布推出0.61μm像素尺寸的2亿分辨率的图像传感器OVB0B。仅过了半年时间，豪威科技就再次实现像素尺寸的突破。

毫无疑问，接连两款高像素图像传感器的推出，在某种程度上意味着国产CIS开始向2亿像素时代迈进。

CIS，迈向2亿像素

CIS芯片是如何一步步走到今天的2亿像素？这个问题或许要从下游终端市场中去找答案，毕竟“有需求才有市场”，这是亘古不变的道理。手机作为*的 CIS 终端市场，市场研究机构Counterpoint预测，2022年全球CIS市场销售规模将达到219亿美元，其中手机市场预计将在 2022 年贡献整个市场总收入的 71.4%。

近些年，随着手机成为人们日常生活中不可或缺的一部分，功能越来越多，人们对它的要求也越来越高，手机上的摄像头也在人们所需的高画质、高像素、适应不同场景、能够自拍和视频通话、能拍的更远更广等一系列要求下，逐渐从原先的一个手机配件，发展成为手机厂商们的必争之地。

而CIS作为手机拍照系统的核心，决定了照片像素数的多少和图像效果的好坏，高端CIS可以显著提升照片质量，在消费者需求和终端厂商创新共振下，高端CIS迅速渗透。此外，对于CIS厂商来说，仅从产品效益来看，分辨率越高的CIS芯片，其价值也越高，

在市场和效益的双重驱动下，CIS芯片分辨率的内卷就此展开。一般来说，CIS 的分辨率等于CIS的面积除以单个像素点的面积，也就是与面积成正比，与单个像素点面积成反比。因此，想要提升CIS分辨率，只有两个方法，*是提升CIS 尺寸，*就是缩小每个像素的尺寸，这也是*旗舰机型摄像头配置追求的两大方向。随着CIS尺寸的增大和每个像素尺寸的缩小，手机后置主摄的分辨率也在不断变大，从开始的2M、5M、8M到 24M、32M、48M、64M，甚至到了如今的100M、200M。

那么，高像素到底能给手机拍照带来哪些优势？资深产业分析师黄烨锋曾在《小米1亿像素拍照手机是噱头吗？高像素技术探秘》一文中指出，最直观的就是高像素能够加强照片的解析力，光照充足的环境下让拍摄对象更清晰；同时，成像设备解析力加强*的价值在于，照片放大或者截取其中一部分之后，画面仍有较高的可用性；此外，同等尺寸的CIS，高像素和低像素相较，通过超采样可以实现更高的信噪比和画面更高的锐度。

但由于手机内部空间有限，一味提升CIS 尺寸显然不可取，研究机构TechInsights统计了近20年手机/小DC的图像传感器像素尺寸趋势，可以发现像素正变得越来越小。这也是豪威科技不满足于0.61μm像素尺寸的OVB0B，进而再次推出0.56 µm 像素尺寸的OVB0A的原因，虽然同样是2亿分辨率，但像素尺寸越小，意味着CIS尺寸也就越小，留给手机内部的空间也就越多。

图源：TechInsights

不过与工艺节点越小，性能越好的数字芯片不同，图像传感器发展不遵从摩尔定律，很多情况下，越小的工艺节点带来的性能表现却是愈糟糕。原因在于，像素是用来感光的，它收集的光子越多，拍照效果才会越好。换句话说，像素越小，则其感光能力越差。

因此在CIS像素内卷的过程中甚至还出现过“高像素无用论”，不过在知乎“为什么手机高像素被认为是无用的”的问题中，不少答题者指出高像素并非无用，他们表示，“底大一级压死人，至少在同样CMOS制造技术水平的前提下是*成立的。”况且从市场卖点来看，应该也没有人可以拒绝“2亿像素”所带来的吸引力，所以CIS芯片向2亿高像素迈进，可以说是必然的发展趋势。

巨头们的攻防战

当前，在智能手机用CIS市场中，日本索尼和韩国三星两家独大。市调机构Strategy Analytics报告显示，2021年全球智能手机图像传感器的市场营收为151亿美元，索尼以45%的收入份额居首，三星则占26%，位居其次。

图源：Strategy Analytics

其中，三星更是在高像素图像传感器领域一路狂奔在前。2019年，三星电子图像传感器直接从6400万像素“大跃进”至1.08亿像素，开创了业界*1亿像素图像传感器时代；2021年9月，三星电子则推出了全球*2亿像素移动图像传感器“ISO Cell HP1”，并在今年5月通过巨幅广告来展示2亿像素拥有*的解析力。

而到了今年6月，三星电子再次公开了像素尺寸仅为0．56μm的2亿像素图像传感器“ISO Cell HP3”。三星电子方面透露，与上一代0.64μm像素相比，ISO CELL HP3的像素尺寸缩小12%，在1/1.4英寸光学格式中包含2亿像素，这意味着ISOCELL HP3可以减少20%摄像头模组面积，使智能手机厂商可以确保其高端产品机身的轻薄，并计划ISO Cell HP3于今年内量产。

但三星对于高像素的追求似乎远远不止于2亿像素，早在 2020 年，三星就讨论了如何生产600 MP相机传感器是其目标之一。而在去年9月，网络上又流传出了一张三星机密幻灯片，据了解，该幻灯片是三星*副总裁兼汽车传感器负责人 Haechang Lee 在去年SEMI组织的系统峰会上展示的576 MP 传感器计划，描绘了三星从 2000 年到 2021 年的传感器分辨率进展，从幻灯片也可以看出，三星预计在 2025 年实现人眼跳动的5亿像素传感器。

图源：notebookcheck

三星在高像素领域的激烈进攻给索尼也带来了不小的压力，但相比三星的风风火火，索尼在过亿像素领域却迟迟没有动作，其产品主流参数仍都在5000万像素，网络上《索尼为什么还不出1亿像素CIS？华为该着急了！》、《索尼为什么不出1亿像素》等相关文章不断。当然，索尼并不是没有推出过1亿像素CIS，早在2016年的时候，索尼就与飞思联手推出了1亿像素中画幅相机XF100MP,其中1亿像素CIS就是索尼生产的，但是这种单反或微单级别的CIS并不是手机这种小身板设备可以塞得下的，因而也不可同日而语。

不过在今年6月，“数码闲聊站”博主爆料称，索尼IMX8系一亿像素传感器已经在路上，定位是中款机搭载，IMX9系列还有超级大底。截止发稿前，这款一亿像素传感器仍只存在于爆料中，并未真实推出，但索尼的CIS新技术近两年却动态不断。

去年12月，索尼半导体解决方案宣布其已成功开发出全球*双层晶体管像素堆叠式 CIS 技术。新技术不仅使得独立优化光电二极管和像素晶体管架构成为了可能，从而使饱和信号量相较传统图像传感器增加约一倍，同时还能增加放大晶体管的尺寸，可以大幅降低在昏暗场景下的噪点问题。

图源：索尼

此外，关于移动成像技术的发展方向，索尼预计在未来几年内，静止图像的图像质量将超过单反相机的图像质量，2030 年静态图像的超级 HDR（高动态范围）和变焦功能、电影的高质量视频和 8K 的高速读取，以及如何拍好照片等方面的功能将也进化。索尼半导体解决方案总裁兼首席执行官 Terushi Shimizu表示，移动影像继续被定位为技术驱动力，是技术演进的主要预测领域，索尼将继续进行中长期开发。

总而言之，虽然索尼还未出手1亿像素的CIS，但是可以确信的是，三星强劲的攻势必然对索尼产生影响，相信在不远的未来，手机图像传感器市场上的竞争只会更加白热化，

国产CIS厂商正在崛起

从当下国内厂商来看，除了豪威，思特威、格科微、比亚迪半导体等其他本土厂商也在CIS细分领域取得了不小的成就。

其中，安防CIS龙头思特威，从2017年起连续四年稳居安防市场榜首，并在 2020 年实现 1.46 亿颗出货，位列全球*。从2020年起，思特威开始进入消费类应用领域，2021年开始投入车载领域全系列产品研发，导入市场。

目前，思特威针对汽车应用领域已经发布并量产了6款车规级的高性能CIS产品，与主流车厂已有深入合作，并展开了新一代的车载CIS产品的全面规划，覆盖包括车载影像类应用、ADAS应用以及舱内DMS及 OMS应用等。

而在智能手机领域，思特威则在今年3月推出了其首颗50MP超高分辨率1.0μm像素尺寸图像传感器新品SC550XS。据介绍，SC550XS采用先进的22nm HKMG Stack工艺制程，搭载SmartClarity-2成像技术，以及SFCPixel与PixGain HDR专利技术，拥有出色的成像性能。此外通过AllPix ADAF技术加持可实现100%全像素对焦，并配备了MIPI C-PHY 3.0Gsps高速数据传输接口。产品在夜视全彩成像、高动态范围以及低功耗性能上均可满足旗舰级智能手机主摄的需求。

格科微于2021年8月上市，其CMOS芯片覆盖8万—1300万像素，应用终端包括三星、小米、OPPO、vivo、传音、诺基亚等主流品牌商的终端机型。根据格科微此前财报消息可知，其1600万像素产品已通过手机品牌客户验证，2022年下半年有望取得客户订单；3200万及以上像素CMOS图像传感器则已迈入工程样片内部验证阶段。

而就在日前，格科微宣布已于近期发布全球*单芯片3200万像素CMOS图像传感器——GC32E1。据了解，相比于市场上同规格双片堆叠式3200万图像传感器，GC32E1面积仅增大约8%，消除了下层堆栈的逻辑芯片发热带来的像素热噪声，显著提高了晶圆面积利用率，并可兼容1/3.1英寸的摄像头模组尺寸，满足5G手机紧凑的ID设计需求。目前GC32E1已在首批品牌客户送测，预计2022年底投入量产。

此外，比亚迪半导体CMOS图像传感器，从手机消费电子、安防监控类产品入手，向车规级拓展。目前，比亚迪半导体已成功研发和量产8万像素、30万像素、高清960P、1080P、200万像素、500万像素、安防监控、线阵系列 CIS 产品。据比亚迪半导体去年年底官方消息，其旗下 BF30A2 CMOS 传感器自 2020 年 4 月推出以来销售量已遥遥*，广泛覆盖手机、智能穿戴、医疗设备等多元化领域，在穿戴市场份额达 85%。

写在最后

豪威科技超小型图像传感器的推出意味着国产CIS 2亿像素的*枪已打响，相信在不远的未来，本土CIS厂商也将陆陆续续向着2亿像素靠近，而他们的崛起也将扛起我们“芯”未来。