中秋國(guó)慶雙節(jié)假期期間,有接近華為人士爆料稱(chēng),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(shè)計(jì)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(chuàng)新,可以與主流被照式工藝(BSI)兼容。
▲來(lái)源:微博 該消息獲得多家知名科技媒體轉(zhuǎn)發(fā),此前亦有多家媒體披露華為正在進(jìn)行CMOS圖像傳感器相關(guān)技術(shù)儲(chǔ)備,但最終是否推出自己的圖像傳感器產(chǎn)品仍未可知。 作為中國(guó)科技巨頭,華為已布局多條傳感器賽道,包括激光雷達(dá)、光纖傳感器、毫米波雷達(dá)等領(lǐng)域,目前已推出光纖傳感產(chǎn)品OptiXsense EF3000、首款車(chē)規(guī)級(jí)高性能96線中長(zhǎng)距激光雷達(dá)、首款毫米波AI超感傳感器、首款S-TAG運(yùn)動(dòng)傳感器等產(chǎn)品。 那么,華為在CMOS圖像傳感器領(lǐng)域的布局如何?華為真的會(huì)推出自己的圖像傳感器?國(guó)產(chǎn)圖像傳感器行業(yè)格局和水平如何?詳情見(jiàn)下文。 中秋國(guó)慶雙節(jié)限時(shí)福利大禮包!全網(wǎng)獨(dú)此一份100+G傳感器領(lǐng)域資料包限時(shí)領(lǐng)取,資料包獲取→《限時(shí)分享!最新整理100G傳感器資料合集,抓緊下載》。
開(kāi)創(chuàng)先河,CMOS圖像傳感器,華為手機(jī)的重中之重!未來(lái)有華為牌CMOS sensor?
攝像頭和屏幕,長(zhǎng)期以來(lái)是手機(jī)最重要的兩大賣(mài)點(diǎn)。而手機(jī)的拍照能力,一直以來(lái)是華為手機(jī)最引以為傲的亮點(diǎn),并且華為開(kāi)創(chuàng)了許多業(yè)界先河。
華為是最早推出雙攝像頭手機(jī)的廠商之一,并且在2018年,華為推出了全球首款三攝手機(jī)——華為P20 Pro。
華為 P20 Pro 是一款里程碑式的國(guó)產(chǎn)手機(jī),除了三攝外,其攝像頭核心——CMOS圖像傳感器,由華為和索尼聯(lián)合研發(fā)——開(kāi)創(chuàng)業(yè)界先河,擁有高達(dá) 1/1.7 英寸的 IMX600 傳感器,搭載了 AI 場(chǎng)景識(shí)別算法和手持超級(jí)夜景功能,并用一顆等效 80mm 焦距的長(zhǎng)焦頭實(shí)現(xiàn)了當(dāng)時(shí)領(lǐng)先行業(yè)的「3 倍光學(xué)、5 倍無(wú)損」變焦能力。
華為 P20 Pro實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)手機(jī)的真正雄起,承擔(dān)了華為沖擊高端市場(chǎng)的重任,從此華為手機(jī)“遙遙領(lǐng)先”,并持續(xù)蠶食蘋(píng)果和三星的高端手機(jī)市場(chǎng)份額。
此后,華為與索尼持續(xù)聯(lián)合研發(fā)CMOS圖像傳感器——開(kāi)創(chuàng)了RYYB超感光傳感器等遙遙領(lǐng)先對(duì)手的技術(shù),并形成了華為手機(jī)領(lǐng)先的拍照優(yōu)勢(shì)。直到美國(guó)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(jī)重要賣(mài)點(diǎn)之一,不能獲得領(lǐng)先的CMOS圖像傳感器,華為在Mate 50上從攝像系統(tǒng)和模組進(jìn)行優(yōu)化——推出全新華為XMAGE 超光變影像系統(tǒng)和物理光圈十擋可調(diào)的攝像頭。
可以看到,華為對(duì)手機(jī)拍照能力的重視,以及對(duì)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(shù)兼容背照工藝(BSI),CMOS圖像傳感器技術(shù)演進(jìn)路線從前照式(FSI)、背照式(BSI)到堆棧式,背照式技術(shù)成為中高端CMOS圖像傳感器主流技術(shù)。
就BSI技術(shù)而言,首先在晶圓的一側(cè)制作所有電路部分,然后將晶圓翻轉(zhuǎn)倒置,以便創(chuàng)建可以在背面收集光線的光學(xué)結(jié)構(gòu)。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(guò)的空間更大,從而可提高量子效率。
與前照式結(jié)構(gòu)的CMOS圖像傳感器相比,它的靈敏度提高了大約一倍,同時(shí)也降低了噪聲。
▲來(lái)源:網(wǎng)絡(luò)
目前,華為涉及圖像傳感器方面的專(zhuān)利約有210項(xiàng),多數(shù)為技術(shù)發(fā)明專(zhuān)利。華為在移動(dòng)相機(jī)傳感器、像素排列、圖像構(gòu)圖等圖像傳感器關(guān)鍵技術(shù)方面有十多年的經(jīng)驗(yàn)。華為還可以定制ISP,它一直在使用內(nèi)部麒麟芯片。
因此,要造出一顆圖像傳感器芯片,對(duì)華為來(lái)說(shuō),或許技術(shù)難度并沒(méi)有那么大。
▲來(lái)源:天眼查
差點(diǎn)賣(mài)身摩托羅拉,在困境之中磨礪,被逼出來(lái)的華為,越來(lái)越強(qiáng)大,搞出了激光雷達(dá)、光纖傳感器……進(jìn)軍多條產(chǎn)業(yè)賽道
在剛剛過(guò)去的2023華為全聯(lián)接大會(huì)上,孟晚舟介紹了華為的全面智能化(All Intelligence)戰(zhàn)略,這是未來(lái)10年華為發(fā)展的戰(zhàn)略方向——而過(guò)去的幾年是華為被制裁的“至暗時(shí)刻”。
All Intelligence戰(zhàn)略是華為10年大戰(zhàn)略的延續(xù),2003年,華為提出All IP戰(zhàn)略,2013年,華為提出All Cloud戰(zhàn)略,華為充分研判了未來(lái)科技發(fā)展的趨勢(shì),并制定了對(duì)應(yīng)的企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略,從而取得了華為當(dāng)前的成功。相關(guān)詳情參看《華為發(fā)布未來(lái)10年重要戰(zhàn)略》
而All IP戰(zhàn)略——第一個(gè)10年計(jì)劃發(fā)布的2003年,是華為另一個(gè)至暗時(shí)刻——差點(diǎn)以75億美元賣(mài)身摩托羅拉。
2003年,華為正處于一個(gè)困境之中。在無(wú)線業(yè)務(wù)上,華為連續(xù)遭遇戰(zhàn)略失誤,錯(cuò)過(guò)了手機(jī)、小靈通、CDMA等市場(chǎng)機(jī)會(huì)。在GSM業(yè)務(wù)上,華為也面臨著歐洲設(shè)備廠商的低價(jià)競(jìng)爭(zhēng),只能在一些偏遠(yuǎn)的農(nóng)村進(jìn)行布局。在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上,華為被中興和UT斯達(dá)康分食了大部分份額。在海外市場(chǎng)上,華為還遭到了思科的專(zhuān)利訴訟,面臨著巨額賠償和市場(chǎng)封鎖的風(fēng)險(xiǎn)。
此時(shí),任正非尋求將華為以75億美元賣(mài)給當(dāng)時(shí)如日中天的通信設(shè)備巨頭摩托羅拉。當(dāng)然,最終這筆交易泡湯了,在2004年初被摩托羅拉新任CEO愛(ài)德華·詹德否決。
賣(mài)身無(wú)果,華為決定背水一戰(zhàn),在All IP戰(zhàn)略下,華為加大了通信技術(shù)的投入和研發(fā),并最終在與思科、摩托羅拉、愛(ài)立信等全球通信巨頭的競(jìng)爭(zhēng)中不落下風(fēng)。
值得一提的是,芯片研發(fā)部分海思成立于2004年,為什么華為會(huì)在2004年成立海思?
在2019年央視《面對(duì)面》節(jié)目采訪任正非的對(duì)話中,我們或許能找到答案:
董倩:2004年甚至更早的時(shí)候中美關(guān)系一切正常、國(guó)際供應(yīng)鏈一切正常,為什么要預(yù)想假如這個(gè)世界不正常怎么辦?任正非:我們?cè)?jīng)準(zhǔn)備用100億美金把這個(gè)公司賣(mài)給美國(guó)公司,賣(mài)給人家時(shí)合同也簽訂了,所有手續(xù)辦完了,兩個(gè)團(tuán)隊(duì)買(mǎi)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(gè)星期美國(guó)董事發(fā)生變化,新董事長(zhǎng)否決了收購(gòu),回來(lái)討論還賣(mài)不賣(mài)?我在我們公司是投降派、妥協(xié)派,什么事情都想讓一讓?zhuān)賶雅杉みM(jìn)派堅(jiān)決不賣(mài)了,我就說(shuō)十年之后和美國(guó)在山頭上遭遇,我們肯定拼不過(guò)他們刺刀,他們爬南坡時(shí)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(zhǔn)備,就準(zhǔn)備了備胎計(jì)劃。有人說(shuō)5G將來(lái)會(huì)不會(huì)分裂成兩種標(biāo)準(zhǔn)?我認(rèn)為不會(huì)的。因?yàn)槿祟?lèi)好不容易統(tǒng)一了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),為共同的全球云社會(huì)服務(wù),兩種標(biāo)準(zhǔn)就是兩朵云,很難交融。
制裁之后,手機(jī)終端業(yè)務(wù)受挫,華為加速進(jìn)軍新能源汽車(chē)、智慧城市等領(lǐng)域。
在2019年9月,華為發(fā)布了首款光纖傳感產(chǎn)品OptiXsense EF3000;2020年12月,華為正式發(fā)布車(chē)規(guī)級(jí)高性能激光雷達(dá)產(chǎn)品——96線中長(zhǎng)距激光雷達(dá);2022年3月,在2022華為全屋智能及全場(chǎng)景新品春季發(fā)布會(huì)上,華為發(fā)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(zhàn)略,分為三個(gè)環(huán)節(jié),包括讓“所有對(duì)象可聯(lián)接”、“讓所有應(yīng)用可模型”、“讓所有決策可計(jì)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(guó)產(chǎn)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(chǎng)份額排名前列的傳感器種類(lèi),在中國(guó)智能傳感器市場(chǎng)中占比26.5%,僅次于MEMS傳感器。
▲來(lái)源:頭豹研究院
據(jù)市場(chǎng)咨詢機(jī)構(gòu)Yole 2023年最新的《CMOS 圖像傳感器行業(yè)現(xiàn)狀》報(bào)告顯示,2022年全球CMOS圖像傳感器市場(chǎng)為213億美元(約合1555億人民幣),預(yù)計(jì)將在2028年達(dá)到288億美元,2022年至2028年的復(fù)合年增長(zhǎng)率(CAGR)為5.1%。
▲來(lái)源:Yole
CMOS圖像傳感器應(yīng)用廣泛,不僅在智能手機(jī)、安防監(jiān)控和汽車(chē)領(lǐng)域 3 大領(lǐng)域得到重用,在工業(yè)和醫(yī)療這兩個(gè)領(lǐng)域也開(kāi)始得到重用,尤其是隨著人形機(jī)器人、自動(dòng)駕駛、智能座艙、AI等新技術(shù)興起,對(duì)視覺(jué)感知的需求日益龐大。
智能手機(jī)需要攝像功能多樣化,汽車(chē)領(lǐng)域需要高可靠性和高靈敏度、監(jiān)控領(lǐng)域需要無(wú)光環(huán)境清晰度、醫(yī)療領(lǐng)域需要小型化和低功耗、工業(yè)控制領(lǐng)域需要?jiǎng)討B(tài)高速傳感器、物聯(lián)網(wǎng)大范圍應(yīng)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(yè)巨頭的青睞,投入海量資源研發(fā)最先進(jìn)的CMOS圖像傳感器,在全球市場(chǎng)中,索尼以42%的市場(chǎng)份額獨(dú)占鰲頭,三星則以19%次之,而我國(guó)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(lái)占據(jù)全球CMOS圖像傳感器市場(chǎng)前三。
此外,我國(guó)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(chǎng)份額進(jìn)入全球主要圖像傳感器廠商行列。
▲來(lái)源:Yole
韋爾股份(豪威科技)、格科微、思特威即是代表中國(guó)圖像傳感器實(shí)力的TOP3企業(yè)。
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(chuàng)板上市,思特威是中國(guó)安防監(jiān)控 CIS 龍頭企業(yè),安防監(jiān)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(chǎng)占據(jù)全球70%以上市場(chǎng)份額(IPC SoC集成有CPU、ISP、視頻編碼模塊等)。
雖然中國(guó)在圖像傳感器領(lǐng)域,擁有韋爾股份、格科微、思特威等優(yōu)秀企業(yè),但高端圖像傳感器市場(chǎng),仍被索尼、三星牢牢占據(jù),而在汽車(chē)、醫(yī)療等領(lǐng)域,意法半導(dǎo)體、安森美、SK海力士等巨頭實(shí)力不容忽視,全球圖像傳感器市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈,國(guó)產(chǎn)圖像傳感器廠商在技術(shù)及市場(chǎng)份額上仍面臨許多挑戰(zhàn)。
結(jié)語(yǔ)
對(duì)于華為這樣的科技巨頭來(lái)說(shuō),在CMOS圖像傳感器領(lǐng)域有相關(guān)技術(shù)儲(chǔ)備,是正常的戰(zhàn)略部署——尤其是早就有“備胎計(jì)劃”的華為。
本次曝光之所以會(huì)引起廣泛討論,一方面是對(duì)華為技術(shù)實(shí)力的認(rèn)可,另一方面也預(yù)示著網(wǎng)民對(duì)CMOS圖像傳感器等高科技領(lǐng)域國(guó)產(chǎn)替代的渴望。
那么,未來(lái)華為會(huì)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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