經(jīng)過一段創(chuàng)紀(jì)錄的增長之后，CMOS圖像傳感器市場開始面臨一些新的和不可預(yù)見的挑戰(zhàn)。

CMOS圖像傳感器可在智能手機(jī)和其他產(chǎn)品中提供相機(jī)功能，但現(xiàn)在它們在晶圓廠中面臨縮放和制造問題。此外，與所有芯片產(chǎn)品一樣，在新冠狀病毒爆發(fā)期間，圖像傳感器的增長速度也有所放緩。

智能手機(jī)集成了比以往更多的CMOS圖像傳感器，從而在系統(tǒng)中啟用了高分辨率，功能豐富的相機(jī)。例如，三星的新型5G智能手機(jī)由五個(gè)攝像頭組成，包括一個(gè)基于108兆像素（MP）圖像傳感器的后置廣角攝像頭。在小晶粒尺寸上，這相當(dāng)于超過1億像素。根據(jù)Tech Insights的說法，用于自拍照的前置攝像頭集成了48MP圖像傳感器，該傳感器基于世界上最小的像素間距0.7μm。

圖像傳感器結(jié)合了許多微小的光敏像素，而像素間距是從一個(gè)像素的中心到另一個(gè)像素的中心的距離，以μm為單位。雖然并非所有手機(jī)都配備有最先進(jìn)的圖像傳感器，但是很明顯，消費(fèi)者要求更多的成像功能。

UMC公司市場營銷技術(shù)總監(jiān)David Hideo Uriu表示：“隨著更高帶寬的數(shù)據(jù)性能，從3G到4G再到現(xiàn)在的5G，對高質(zhì)量攝像機(jī)的需求也在增長。這種趨勢下，加上對更高像素?cái)?shù)和更高分辨率的需求，推動了CMOS圖像傳感器的繁榮。除了這些趨勢外，手機(jī)ID / NIR光譜中的生物識別ID，3D傳感和增強(qiáng)的人類視覺應(yīng)用領(lǐng)域也越來越突出?！?

盡管如此，圖像傳感器供應(yīng)商仍面臨一些挑戰(zhàn)。多年來，他們一直在努力降低像素間距，以在圖像傳感器中封裝更多像素，從而提高了設(shè)備的分辨率。但是，隨著間距接近光的波長，像素縮放變得越來越困難。

OmniVision工藝工程副總裁Lindsay Grant表示，像素研發(fā)團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在必須找到新方法，以避免靈敏度降低和傳感器中的串?dāng)_降低。

另一方面，還有一種趨勢是保持手機(jī)中較大的像素大小，并引入較小像素的最佳改進(jìn)以提高圖像質(zhì)量。這些趨勢滿足了客戶對更大，更好的相機(jī)的需求，從而導(dǎo)致更多的傳感器具有更大的裸片尺寸。

目前，圖像傳感器供應(yīng)商已經(jīng)找到了解決某些挑戰(zhàn)的方法。包括：

新工藝：高k膜和其他fab技術(shù)已經(jīng)開始推動像素縮放。

模具堆疊和互連：將不同的功能放在兩個(gè)模具上并堆疊它們并不是什么新鮮事，但是新的互連方案是有意思的，例如像素間連接，正在研發(fā)中。

1、圖像傳感器的市場動態(tài)

圖像傳感器主要有兩種類型，CMOS圖像傳感器和電荷耦合器件（CCD）。CCD是電流驅(qū)動的設(shè)備，存在于數(shù)碼相機(jī)和各種高端產(chǎn)品中。CMOS圖像傳感器（互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體）則有所不同，它的每個(gè)像素都有一個(gè)光電二極管和一個(gè)CMOS晶體管開關(guān)，從而可以分別放大像素信號。針對各種應(yīng)用，CMOS圖像傳感器具有不同的格式，幀速率，像素大小和分辨率。

圖像傳感器具有全局或滾動快門。例如，OmniVision的新型64MP圖像傳感器具有1 / 1.7英寸格式的0.8μm像素大小。該傳感器具有靜態(tài)圖像捕獲和4K視頻性能，具有2型，2×2微透鏡相位檢測自動對焦功能，可提高自動對焦精度。輸出格式包括64MP，每秒15幀（fps）。

供應(yīng)商分為兩個(gè)陣營：無晶圓廠和IDM。IDM擁有自己的晶圓廠，而無晶圓廠公司則使用代工廠。無論哪種情況，賣方都在晶片上制造圖像傳感器管芯，將其切割并組裝成封裝。

根據(jù)YoleDéveloppement的說法，大約65％的圖像傳感器是在300毫米晶圓廠生產(chǎn)的?！?200mm對于各種安全，醫(yī)療和汽車CMOS圖像傳感器產(chǎn)品仍然至關(guān)重要，”Lam Research戰(zhàn)略市場營銷總經(jīng)理David Haynes說。

如今，索尼已成為CMOS圖像傳感器的最大供應(yīng)商，其次是三星和OmniVision。根據(jù)IC Insights，其他供應(yīng)商包括夏普，安森美，意法半導(dǎo)體，GalaxyCore，SK Hynix，松下和佳能。

根據(jù)IC Insights的數(shù)據(jù)，2019年圖像傳感器銷售額達(dá)到184億美元，比2018年增長30％。“在2020年，我們預(yù)測CMOS圖像傳感器的銷售額將下降3％，至178億美元，由于在Covid-19病毒健康危機(jī)中手機(jī)和其他系統(tǒng)對傳感器的需求下降，使銷售連續(xù)刷新紀(jì)錄，” IC Insights的分析師Rob Lineback。

根據(jù)Yole的說法，在另一種更樂觀的預(yù)測中，CMOS圖像傳感器市場在2019年增長了25％。據(jù)該公司稱，到2020年，市場預(yù)計(jì)將放緩并增長7％。最大的推動力是智能手機(jī)。根據(jù)Yole的數(shù)據(jù)，2018年，每部手機(jī)有2.5個(gè)攝像頭。“在2019年，每個(gè)智能手機(jī)的攝像機(jī)數(shù)量已躍升至2.8個(gè)。我們看到，到2020年，每部智能手機(jī)將配備三臺攝像機(jī)?！?Yole光電與傳感部門主管Guillaume Girardin說。

每個(gè)手機(jī)配置都不一樣。例如，Apple的iPhone 11 Pro集成了12MP三攝技術(shù)（寬，超寬和遠(yuǎn)攝）。同時(shí)，三星的5G手機(jī)具有五個(gè)攝像頭，包括四個(gè)后置攝像頭和一個(gè)前置攝像頭。一臺相機(jī)配有飛行時(shí)間傳感器，用于手勢和3D對象識別。