據(jù)Yole統(tǒng)計(jì)，2020年全球CMOS圖像傳感器（CIS）市場(chǎng)規(guī)模為207億美元，出貨量為70.08億顆。跟其它半導(dǎo)體器件一樣，CIS也因?yàn)橐咔楹蜕a(chǎn)周期長，以及各種市場(chǎng)因素，而導(dǎo)致采購和供應(yīng)鏈緊張。Yole預(yù)計(jì)2021年將趨于平穩(wěn)，銷售額相比2020年略有增長（3.2%），將達(dá)到214億美元，出貨量將達(dá)到74.53億顆。這一預(yù)測(cè)已經(jīng)將CIS市場(chǎng)的關(guān)鍵因素考慮進(jìn)去了，包括華為的CIS庫存降低、芯片短缺的不確定性，以及疫情后的消費(fèi)者花費(fèi)等。

若將CIS出貨量按應(yīng)用市場(chǎng)細(xì)分，今年手機(jī)市場(chǎng)占比約為78.3%，計(jì)算機(jī)占12.9%，安防占4.3%，汽車占2.3%，消費(fèi)電子占1.7%。預(yù)計(jì)到2026年，CIS整體增長率約為7.5%，其中手機(jī)市場(chǎng)低于整體增長，而汽車和安防市場(chǎng)增長都超過10%，消費(fèi)電子和醫(yī)療市場(chǎng)增長最快，超過20%。

從CIS供應(yīng)商來看，在2020年207億美元的銷售額中，索尼占據(jù)40%，其次是三星占22%，第三是豪威占12%，第四是ST占6%，第五格科微占4%，第六安森美占4%，SK海力士占2%，思特威占1%。三家國產(chǎn)CIS廠商的營收占比合計(jì)為17%。

雖然索尼仍然是CIS龍頭老大，但其市場(chǎng)份額卻在降低，華為手機(jī)下滑和其它CIS廠商的競(jìng)爭(zhēng)是主要因素。第二位的三星因?yàn)橛袕脑O(shè)計(jì)、制造到終端設(shè)備的垂直整合優(yōu)勢(shì)，而在手機(jī)CIS市場(chǎng)贏得更多份額，其最新CIS傳感器也因?yàn)榕c小米手機(jī)合作而有顯著增長。

臺(tái)積電是CIS的主要代工廠，在晶圓產(chǎn)能緊張的情況下索尼可以保證足夠產(chǎn)能供應(yīng)，但像安森美等CIS廠商可能無法獲得足夠的產(chǎn)能。安森美雖然沒有出現(xiàn)嚴(yán)重短缺，但應(yīng)該可以在汽車和物流攝像頭市場(chǎng)表現(xiàn)更好。豪威和思特威等中國廠商早就開始分散晶圓代工，反而沒有受到太大影響。格科微還開始啟動(dòng)自己的晶圓生產(chǎn)線，以保證供應(yīng)鏈的安全。

長期來看，CIS將會(huì)跟半導(dǎo)體整體市場(chǎng)保持基本一致的增長。Yole預(yù)測(cè)，未來5年的增長率約為5.4%，到2026年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到284億美元。今年相對(duì)平穩(wěn)，但2022年將會(huì)有9%的增長。雖然手機(jī)市場(chǎng)增長不明顯，但汽車、安防和工業(yè)醫(yī)療等市場(chǎng)都有超過10% 的增長。

為了讓工程師朋友對(duì)全球和中國CMOS圖像傳感器市場(chǎng)及產(chǎn)品有更為完整的了解，ASPENCORE旗下《電子工程專輯》分析師團(tuán)隊(duì)分別從5大國際CIS廠商的產(chǎn)品系列中挑選5款CIS芯片，又從5家國產(chǎn)CIS廠商產(chǎn)品系列中挑選5款有代表性的CIS芯片。

IMX 500/501是索尼發(fā)布的兩款具備AI處理功能的智能視覺傳感器，可在實(shí)現(xiàn)高速邊緣AI處理的同時(shí)只提取必要數(shù)據(jù)，從而減少使用云端服務(wù)時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸延遲，保證隱私安全，并降低功耗和通信成本。IMX 500是裸片，而501是封裝產(chǎn)品，這種圖像傳感器拓寬了AI攝像頭的研發(fā)空間，可廣泛應(yīng)用于零售和工業(yè)設(shè)備行業(yè)，并有助于構(gòu)建與云端連接的優(yōu)化系統(tǒng)。

該芯片采用背照式進(jìn)光，有效像素約為1230萬，可以捕捉廣闊視角的圖像信息。除了傳統(tǒng)的圖像傳感器操作電路外，其邏輯芯片還配備了索尼的DSP（數(shù)字信號(hào)處理器），專門用于AI信號(hào)處理，并可存儲(chǔ)AI模型。這種配置無需高性能處理器或外部存儲(chǔ)，使其成為邊緣AI系統(tǒng)的理想選擇。

IMX 500/501性能參數(shù)列表如下：

該芯片采集的信號(hào)通過ISP（圖像信號(hào)處理器）進(jìn)行處理，并在邏輯芯片的處理層進(jìn)行AI運(yùn)算，將提取的信息作為元數(shù)據(jù)輸出，可以減少需要處理的數(shù)據(jù)量。同時(shí)，不輸出圖像信息有助于降低安全風(fēng)險(xiǎn)和保證隱私安全。除了傳統(tǒng)圖像傳感器捕捉的圖像外，用戶還可以根據(jù)自己的需要和用途選擇數(shù)據(jù)輸出格式，包括ISP格式輸出圖像（YUV/RGB）和ROI（感興趣區(qū)域）特定區(qū)域提取圖像。

當(dāng)使用傳統(tǒng)的圖像傳感器錄制視頻時(shí)，需要發(fā)送每一幀的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行AI處理，導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸量大，難以實(shí)時(shí)呈現(xiàn)結(jié)果。這種傳感器產(chǎn)品在邏輯芯片上進(jìn)行ISP處理和高速AI運(yùn)行（MobileNet V1*1 3.1毫秒處理），在一個(gè)視頻幀內(nèi)完成整個(gè)過程。這種設(shè)計(jì)可以在錄制視頻的同時(shí)保證高精度、實(shí)時(shí)的目標(biāo)追蹤。

三星GN2

三星ISOCELL GN2 CMOS傳感器擁有5000萬像素，單個(gè)像素面積為1.4μm，大小為1.12英寸。它支持智能 ISO Pro、Dual Pixel Pro（雙像素增強(qiáng)）以及像素四合一（Tetracell）多項(xiàng)技術(shù)。如果用戶需要1億高像素輸出，GN2還能通過智能算法，輸出紅色、綠色、藍(lán)色像素三張不同的單幀圖像，然后把它們合成為一張1億像素照片。此外，GN2還支持Staggered HDR、8K視頻、4K120P視頻多項(xiàng)特性。

GN2傳感器面積達(dá)到了1/1.12英寸，已經(jīng)很接近1英寸大小，比索尼IMX 700（1/1.28英寸）還要大。它可支持像素四合一組成2.8um超大像素，從而吸收更多光線，拍攝出更明亮、更清晰的照片。

在對(duì)焦方面，ISOCELL GN2是三星首款支持Dual Pixel Pro(雙像素增強(qiáng))技術(shù)的傳感器，每個(gè)像素可以分為左右兩半，使用相位差自動(dòng)對(duì)焦。雙像素增強(qiáng)技術(shù)還可以跟四合一像素技術(shù)相結(jié)合，GN2也是首款同時(shí)支持2個(gè)技術(shù)的傳感器，無論任何場(chǎng)景下都可以快速對(duì)焦。

SK海力士A4C傳感器

SK海力士研發(fā)的A4C（All 4-Coupled）圖像傳感器在讀取色彩信息的同時(shí)，可利用每個(gè)像素的視差，提高圖像質(zhì)量和自動(dòng)對(duì)焦。A4C可以實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確的對(duì)焦檢測(cè)、高分辨率圖像，適合多種應(yīng)用場(chǎng)景。

A4C傳感器的自動(dòng)對(duì)焦功能基于這樣一種機(jī)制：如果來自物體的不同光線匯聚至一個(gè)焦點(diǎn)，則物體處于對(duì)焦?fàn)顟B(tài)；如果來自物體的不同光線未能匯聚至一個(gè)點(diǎn)，則物體處于失焦?fàn)顟B(tài)。與現(xiàn)有的PDAF技術(shù)相比，A4C傳感器能夠計(jì)算每個(gè)像素的視差。換言之，A4C傳感器具有很高的精度，在低于10 勒克斯（lux）的弱光環(huán)境下也可以確保10倍以上精度。與利用雙眼視差的PDAF技術(shù)不同，A4C傳感器利用的是微透鏡下方位于上下左右四角的四個(gè)像素的視差。因此，A4C傳感器擁有非常出色的對(duì)焦檢測(cè)性能，能夠準(zhǔn)確檢測(cè)水平或垂直方向的物體。

A4C傳感器的輸出圖像能以每個(gè)微透鏡下四個(gè)像素為一組的方式提高感光度，或通過將各個(gè)像素獨(dú)立輸出的方法來提高圖像分辨率（例如，A4C可以輸出5000萬像素分辨率的圖像或1250萬像素微透鏡分辨率的圖像）。如果傳感器將每個(gè)微透鏡下四個(gè)像素作為一組生成輸出圖像，圖像分辨率會(huì)降至單獨(dú)使用每個(gè)像素時(shí)的圖像分辨率的四分之一。但是，四個(gè)像素一組的方法可以將感光度提高四倍。因此，在夜間、弱光環(huán)境等光線不足的情況下，微透鏡分辨率（Micro lens resolution）傳感器的優(yōu)勢(shì)更為明顯。

除了精準(zhǔn)對(duì)焦檢測(cè)和捕捉高分辨率圖像外，A4C傳感器的優(yōu)勢(shì)還包括它可以應(yīng)用于一系列光場(chǎng)成像場(chǎng)景。光場(chǎng)成像是一種再現(xiàn)物體射線分布的技術(shù)，可以計(jì)算場(chǎng)景中的光線強(qiáng)度和光線源頭的精確方向，并將這些信息用于背景虛化（Bokeh）、再對(duì)焦（Refocus）和多視角（Multi-view）等計(jì)算機(jī)視覺應(yīng)用。

安森美AR0231AT

AR0231AT 是一款 1/2.7 英寸 CMOS 數(shù)字圖像傳感器，帶有1928Hx1208V有效像素陣列。它具有LED 閃爍抑制 (LFM)功能，可消除交通標(biāo)志和車輛 LED 照明中的高頻 LED 閃爍，讓交通標(biāo)志讀取算法能夠在所有照明條件下運(yùn)行。AR0231AT 使用最新的3.0微米背面照明 (BSI) 像素和安森美的DR-Pix技術(shù)，可提供雙重轉(zhuǎn)換增益，提高所有照明條件下的性能。它在線性、HDR 或 LFM 模式下捕捉圖像，可提供模式之間的幀到幀上下文切換。AR0231AT 還包含了支持 ASIL B 的功能。

• 高動(dòng)態(tài)范圍：在1928×1208和30 fps時(shí)具有4曝光HDR，或在1928×1208和40 fps時(shí)3曝光HDR；

• 數(shù)據(jù)接口：4?lane MIPI CSI?2, Parallel, 或4?lane High Speed Pixel Interface (HiSPi) Serial Interface (SLVS and HiVCM)；

• 具有靈活曝光比控制功能的高級(jí)HDR

• 可以選擇自動(dòng)或用戶控制黑色控制

• 幀到幀切換，支持多功能系統(tǒng)

• 支持?jǐn)U散頻譜輸入時(shí)鐘

• 支持多相機(jī)同步

• 多CFA選項(xiàng)

AR0231AT適用于汽車和ADAS應(yīng)用，比如1080p30視頻終端、高動(dòng)態(tài)范圍成像儀，以及ADAS + Viewing Fusion等。

ST VG5761

這種車規(guī)級(jí)全局快門傳感器分辨率為2.3Mp，3.2μm像素，采用IM2BGA封裝，具有HDR和超低噪聲功能，在近紅外（NIR）場(chǎng)景中可以最小化交叉干擾。VG5761傳感器適合高性能計(jì)算機(jī)視覺應(yīng)用。

其功能特性如下：

• 獲得AEC-Q100二級(jí)汽車認(rèn)證；

• 高動(dòng)態(tài)范圍（高達(dá)98dB線性）和高密度電荷存儲(chǔ)；

• 3.2 μm 像素 GS-HDR、單色、可見光和紅外光譜

• 光學(xué)格式：75 fps 下1.6 MP (1464 x1104) ，1/3”光學(xué)格式和微鏡頭；60fps 下2.3 MP (1944 x1204) ，1/2.5 英寸光學(xué)格式帶微鏡頭；

• 即使在近紅外（完美的像素封裝）下仍具有非常高的MTF；

• 帶數(shù)字 CDS 的低噪聲11位ADC；

• 從 RAW8 到 RAW16 分辨率的線性或壓縮輸出；

• 輸出接口：Mipi CSI-2 (4 x 0.8 Gbps)、并行12位(100 MHz)、相機(jī)控制接口（CCI）；

• 支持機(jī)器視覺應(yīng)用；

• 像素內(nèi) HDR 和背景底色模式，具有靈活的頻閃照明控制；

• 多達(dá) 4 個(gè) LED 控制輸出，與傳感器集成周期同步；

• 4 幀上下文可編程序列；

• 主/從外部幀啟動(dòng)控制；

• 嵌入式 16 位視頻處理管道，具有像素缺陷校正、高動(dòng)態(tài)范圍 (HDR) 合并與重影消除以及動(dòng)態(tài)可編程壓縮；

• 鏡像/翻轉(zhuǎn)/裁剪；

• 支持 2 和 4 二次采樣；

• 支持按 2 和按 4 分箱；

• 集成雙溫度傳感器；

• 工作結(jié)溫為 -40 °C 至 125 °C；

• 采用符合汽車標(biāo)準(zhǔn)的 IM2BGA 塑料封裝；

• 用于可見光和紅外應(yīng)用的大光譜鏡片，帶有雙增透膜；

• 支持ASIL B，例如CPU 冗余、嵌入式完全自檢、內(nèi)存和寄存器 ECC、安全管理器和電壓監(jiān)控；

• 單色微透鏡（針對(duì) 20 °C 和 0 °C 優(yōu)化的最大 CRA）

Top 5國產(chǎn)CMOS圖像傳感器

豪威OV60A

作為全球首款0.61微米像素高分辨率CMOS圖像傳感器，OV60A提供6000萬像素分辨率，像素尺寸僅為0.61微米，在同類產(chǎn)品中是最小的。OV60A采用1/2.8英寸光學(xué)格式，長寬比配置為4:3或16:9。OV60A上的四合一彩色濾光片陣列使用近像素合并功能以四倍的靈敏度輸出高達(dá)1500萬像素的圖像，為預(yù)覽和原生4K視頻提供相當(dāng)于1.22微米的等效性能，并具有電子圖像穩(wěn)定（EIS）所需的額外像素。這款傳感器還支持用于“常開”感測(cè)的低功耗模式，與手機(jī)的人工智能功能配合使用時(shí)，可以節(jié)省寶貴的電池壽命。

性能參數(shù)如下：

• 自動(dòng)黑電平矯正（ABLC）

• 可編程控制用于幀率、鏡像和反轉(zhuǎn)、分箱、裁剪和視窗

• 支持動(dòng)態(tài)DPC

• 輸出格式支持：正常模式10位RGB RAW、ULP模式8位RGB RAW

• 支持水平和垂直二次采樣

• 支持環(huán)境光感應(yīng)（ALS）模式

• 支持超低功耗（ULP）模式

• 多達(dá)4路MIPI D-PHY TX接口，速度高達(dá)3.0 Gbps/路

• 2/3三重C-PHY接口，速度高達(dá)3.0 Gbps/trio

• 標(biāo)準(zhǔn)串行SCCB接口

• HDR支持：交錯(cuò)HDR 2/3曝光時(shí)間

為了提高分辨率，同時(shí)降低像素尺寸和光學(xué)格式，OV60A采用豪威科技的PureCel?Plus-S晶片堆疊技術(shù)。與上一代0.7微米像素相比，新的0.61微米像素面積減少了24％，但是量子效率（QE）更高，串?dāng)_和角響應(yīng)更好。OV60A能夠以60幀/秒的速度輸出具有EIS分辨率的1500萬像素或4K/2K視頻，并支持交錯(cuò)式HDR定時(shí)，以實(shí)現(xiàn)高動(dòng)態(tài)范圍視頻?！俺ｉ_”的低功率模式包括用于喚醒的環(huán)境光感測(cè)模式以及低功率流模式。這款傳感器還支持雙I/O電壓軌（1.8V和1.2V）以及CPHY接口。

OV60A適用于智能手機(jī)、PC多媒體和視頻會(huì)議等。

思特威SC132GS

SC132GS采用思特威SmartGS技術(shù)，具有130萬BSI像素以及 2.7μm*2.7μm的光學(xué)尺寸，它擁有120fps高幀率，支持多種接口（MIPI/LVDS），采用COB/Fan-out封裝形式，感光度可達(dá)7000mV/Lux·s。

• 出色的快門效率（>99.99%）

• 支持單幀HDR

• 近紅外環(huán)境下?lián)碛谐吒卸?QE@940nm>40%)

• 120fps 高幀率

• 基于BSI Stacked工藝的全局快門技術(shù)

SC132GS搭載了單幀HDR技術(shù)，并結(jié)合改進(jìn)的PRNU性能和拐點(diǎn)偏差校準(zhǔn)功能，確保圖像傳感器在復(fù)雜的應(yīng)用（運(yùn)動(dòng)）與光照?qǐng)鼍跋聦?duì)于圖像信息的精準(zhǔn)捕捉，并在同類已有產(chǎn)品中擁有最高的QE性能數(shù)據(jù)。通過多種領(lǐng)先的技術(shù)優(yōu)勢(shì)結(jié)合，SC132GS在縮小像素尺寸和降低功耗的同時(shí)大幅優(yōu)化了快門效率及感光度，減少漏光和噪聲，并解決了包括“果凍效應(yīng)”在內(nèi)的諸多機(jī)器視覺成像問題。

SC132GS可為智能終端及時(shí)提供無形變、無偽影的高清可識(shí)別影像，為系統(tǒng)進(jìn)行精確判斷提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，目前在已應(yīng)用于消費(fèi)級(jí)人臉識(shí)別、無人機(jī)避障識(shí)別、智能翻譯筆以及掃地機(jī)器人等智能終端。

格科微GC2053

格科微安防和車載高清感光芯片GC2053是一顆感光區(qū)為1/2.9英寸的全高清規(guī)格CMOS圖像傳感器，單個(gè)像素達(dá)到2.8*2.8微米，可通過DVP或MIPI接口實(shí)現(xiàn)30幀每秒的穩(wěn)定輸出。

其實(shí)安防和車載等領(lǐng)域的攝像頭應(yīng)用與手機(jī)端有很大的區(qū)別。很多監(jiān)控?cái)z像頭會(huì)安裝在室外的環(huán)境，汽車也會(huì)長期遭受烈日暴曬。因此，圖像傳感器的工作溫度經(jīng)常會(huì)超過60℃，甚至更高。此外，監(jiān)控和汽車運(yùn)行的場(chǎng)景很多時(shí)候都發(fā)生在夜晚，那就對(duì)圖像傳感器在暗態(tài)下的性能表現(xiàn)也提出了很高的要求。如何去控制或解決在以上應(yīng)用環(huán)境中產(chǎn)生的噪聲、黑點(diǎn)、感光以及穩(wěn)定性方面的問題，改善傳感器成像質(zhì)量，提升消費(fèi)者使用體驗(yàn)，成為一款安防或車載產(chǎn)品能否成功的關(guān)鍵點(diǎn)。

從2018年開始，格科微對(duì)非手機(jī)領(lǐng)域產(chǎn)品的戰(zhàn)略投入持續(xù)加大，配備獨(dú)立的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，應(yīng)用其先進(jìn)的像素工藝和電路設(shè)計(jì)工藝成功開發(fā)了一系列高性能產(chǎn)品。在高溫場(chǎng)景下，格科微產(chǎn)品通過降低Si界面缺陷, 抑制熱電子的捕獲與釋放, 從而達(dá)到降低暗電流與熱噪的效果（暗電流降低15%, 熱噪降低10%）。在低照環(huán)境下，GC2053產(chǎn)品采用暗信號(hào)讀出增強(qiáng)技術(shù)，可以保證光生電子的全部讀出, 從而降低黑點(diǎn)與暗信號(hào)非均勻度（DSNU）。實(shí)測(cè)表明，DSNU 降低了20%。

長光辰芯GMAX32152

長春長光辰芯光電技術(shù)有限公司最新推出的GMAX32152是一款1.52億像素分辨率、全局快門CMOS芯片。GMAX32152是該公司GMAX系列像素分辨率最高的一款產(chǎn)品，也是目前市場(chǎng)上已知的分辨率最高的全局快門CMOS芯片。

GMAX32152與長光辰芯已經(jīng)發(fā)布的GMAX32103（103 MP）采用相同的像素平臺(tái)，其滿阱容量可以達(dá)到9.3ke-，噪聲水平為4e-，使得其動(dòng)態(tài)范圍可達(dá)67.3dB。該芯片采用38對(duì)sub-LVDS進(jìn)行數(shù)據(jù)輸出，單通道速率為960 MHz，總數(shù)據(jù)率高達(dá)36.48Gbps ，采用12bit ADC，最高幀頻達(dá)16幀/秒，同時(shí)支持通道合并功能可靈活適配在多種工業(yè)相機(jī)接口。

GMAX32152采用183針μPGA陶瓷封裝，外形尺寸為68.2mm x 52mm，其封裝背部留有較大空白空間，以方便相機(jī)進(jìn)行散熱設(shè)計(jì)。

銳芯微BG0808

銳芯微BG0808 是一款1/2.7英寸、2M BSI超低照度圖像傳感器，有效像素為1928H x 1088V。它采用3uBSI像素，擁有極佳的感光靈敏度和信噪比，同時(shí)還支持2幀Stagger HDR曝光方式。它可實(shí)現(xiàn)高動(dòng)態(tài)范圍，最高支持60fps高幀率，同時(shí)支持單幀和多幀的曝光觸發(fā)；MIPI/DVP圖像輸出接口經(jīng)過特別的優(yōu)化，芯片面積和功耗大大提升了費(fèi)效比；高溫度工作范圍，完美適應(yīng)苛刻的工作環(huán)境。

其功能特性如下：

• 3um*3um 高靈敏度BSI pixel

• 單幀和多幀的觸發(fā)曝光操作

• 支持最多2-lane MIPI接口

• 自動(dòng)黑電平矯正

• 最高60fps@full frame

• ADC量化精度最高12bits

BG0808適用于高端監(jiān)控、行車記錄儀和網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)等。