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引领两次CIS技术变革的索尼是如何成长的?

* 来源 : * 作者 : admin * 发表时间 : 2020-11-23
图像传感器分为 CCD 传感器、CIS 传感器两大类别,CCD主要应用于单反、工业场景。而CIS凭借体积小、成本低等优势活跃在手机、安防、汽车等场景。
现在已迎来了CIS行业的飞速发展的阶段,市调公司Yole的报告显示,2020年CIS行业规模将接近210亿美元,未来3年年复合增长率在9%左右。另外一家调查机构IC Insights的数据显示2018-2023年全球CIS出货量年复合增长率达到11.7%,2023年有望突破95亿颗。
索尼一直是CIS市场的“头号玩家”,2019年索尼继续保持着CIS领域的领先地位,以高达49.2%的市占率霸榜,超过第二名三星、第三名豪威之和。那么索尼在该领域是如何成长的?
引领两次CIS技术变革
在这里先理一下索尼的CIS产品主要节点:
2000年,开始发展CIS;
2006年6月,从熊本首次发货CIS;
2009年,开始开发背照式CIS;
2012年10月,开始发售两层堆叠CIS;
2017年2月,推出三层堆叠技术。
值得一提的是,索尼提出的背照式CIS和堆叠式CIS引领了两次CIS技术的变革。
索尼在推出背照式CIS之前,研发了名为“Exmor”的芯片,用于片上模拟到数字信号转换,即由传统的外置ADC(analog-to-digital converter,模数转换器)升级为内置ADC,优势在于支持在低频率下运行且能够有效减少噪声,并实现高速提取。另外,Exmor发出的是数字信号,抗干扰性更好。
IMX035是此系列推出的首款产品,应用于安防领域。随后,Exmor技术被索尼迅速推广到相机等电子领域。
在实现内置ADC后,索尼于2008年推出了采用背照式技术的Exmor R传感器,首款产品是IMX055CHL。不过让Exmor R传感器名声大噪的不是自家产品,而是苹果的iPhone 4s。该技术赋予了iPhone 4s出色的高感光度表现。
不过索尼并没有满足于现状,而是选择持续研发,很快就发现像素层在单个感知单元中的面积占比还可进一步提高。
索尼在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(硅通孔)封装技术将传感单元与逻辑控 制单元互连。
2017年,索尼在 ISSCC会议上发布了第一颗三层堆叠 CIS芯片。索尼将图像传感单元、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。
目前索尼的CIS产品已遍布智能手机、安防、汽车等领域,此前索尼称希望能在2020年进一步将CIS产能扩大至12万片/月,以此为基础估计索尼CIS产量 2017-2020年的复合增速约为 14%左右。
尤其在智能手机领域,索尼的CIS已成功打入苹果、小米、OPPO、vivo等厂商的供应链,市调机构Strategy Analytics发布的报告显示,2020年上半年,全球智能手机图像传感器市场总收入为63亿美元。其中,索尼以44%的营收份额占据市场第一的位置。