CMOS影像感測市場競爭 索尼結合台積電大戰三星
科技產業資訊室 (iKnow) - May 發表於 2021年6月1日
圖、2019到2025年CMOS相機模組市場預測
2020年以來，全球車用晶片荒，導致許多汽車大廠陸續面臨減產或停工威脅，其中車用晶片包括CMOS影像感測元件，都是汽車和電動車不可或缺的零件。
從市場的潛力來看，CMOS影像感測器CIS，目前主要應用在智慧型手機，未來看好在自動駕駛、智慧工廠、智慧家庭、娛樂、醫療等對於影像感測器的需求，都是未來CIS成長的重要市場。因此，未來幾年CIS兩大巨頭三星與索尼之間的競爭將會加劇，產業更會發展出不同的營運型態，台積電等其他晶圓代工廠商都將有機會從中獲得更多利益。
三星電子積極CMOS擴廠
三星電子(Samsung Electronics)於2020年將一座DRAM晶圓廠改為生產CMOS影像感測器CIS。如此一來，三星的CMOS 影像感測器產能將提升約20%。
三星感測器業務負責人Park Yong-in曾在2020年11月30日的投資論壇上表示，1.08億像素以上的CMOS影像感測器訂單正在增加，但產量有限，2021年將有一座DRAM晶圓廠改為CMOS影像感測器產線。市場人士估計，Park Yong-in提到的晶圓廠是位於京畿道華城的第13條產線，目前負責生產12英寸（300mm）晶圓的DRAM。
三星從2002年開始涉入CMOS影像感測器領域，利用在半導體製程技術而強化了影像感測器優勢。尤其，在COVID-19大流行期間，三星爭取到小米、OPPO、Vivo與摩托羅拉採用其影像感測器解決方案，這讓其在2020年上半年擴大市場佔有率。反之，索尼的影像感測器雖獲得許多美國消費性電子公司使用，但新產品延遲推出，以及市場銷售不佳，讓索尼在影像感測器市場佔有率不斷下跌。
目前，三星電子CMOS影像感測器每月的產能達10萬片。按銷售營收計算，年產值為42.6億美元。考慮到華城第13條產線的產能，以及產品代換初期良率的下降，預計2021年開始，三星CMOS影像感測器產量每月可達12萬至13萬片晶圓。若一切順利，三星能在2021年大幅縮小與索尼的差距（月產量13.7萬片晶圓）。根據市場調查公司Omdia，索尼是全球CMOS影像感測器市場的龍頭。
三星電子之所以決定擴大影像感測器產能，是因為市場對影像感測器的需求不斷提升。現在新的智慧手機一般都搭有三個鏡頭，高階機型甚至有四到五個鏡頭。鏡頭數量的增加帶動了對影像感測器的需求。
除了擴增產能之外，三星於2019年底在IEDM（International Electron Devices Meeting）2019大會上，對外公布正用於邏輯處理器生產的14奈米 FinFET製程，將導入到1.44億像素影像感測器的生產上。這比起現今採用28奈米製程生產CIS，的確帶來非常大的躍進盡，未來也可讓其在智慧型手機領域擴大與其他廠商的競爭差距。
這一趨勢預計將持續下去。市場調查公司TSR表示，預計智慧手機的平均像素數將從2020年的5900萬增加到2024年的1.12億。連帶的影像感測器需求將持續攀升。預計CMOS影像感測器市場將從2020年的197億美元成長到2024年的270億美元。
此外，自駕車和機器人市場的成長將帶動CMOS影像感測器。顧問諮詢公司KPMG預測，感測器（包括CMOS影像感測器）市場總規模將以每年12%的速度增長，從2020年的470億美元增長到2030年的1430億美元。
華為因美國出口禁令限制而深陷危機之際，三星更需要擴大其感測器業務。因此，華為採用索尼影像感測器在智慧手機市場的市佔不斷下降，反而助長小米採用三星影像感測器不斷擴大市佔率，三星電子急需擴大產能。2019年，三星電子研發出全球首款1.08億像素的CMOS影像感測器，並向小米供貨。
索尼結盟台積電代工以對抗三星擴大投資CMOS影像感測器
索尼顯然對三星的攻勢感到緊張。索尼正在投資1000億日元，擴建日本長崎縣的生產線。索尼近期表示，預計2025年，市場份額規將成長到60%。
近期，索尼採取的AI結合影像感測器的研發方向、推出DepthSense感測器讓相機能以3D模式觀看世界的產品策略，並且委由台積電代工製造，甚至決定在日本長崎投資1000億日幣興建新產線等方式都是為了這一市場崛起做出準備。
甚至，市場傳出日本政府主導下，希望台積電與Sony合資在日本熊本設立半導體製造廠 (鄰近索尼的圖像感測器廠)，並以40奈米至20奈米的製程為主，總投資金額將達1兆日圓（約92億美元）以上，預計由台積電主導權並負責製程技術，Sony則以土地、廠房為主。不過，此計畫尚未定案，端視日本政府提供補助金及優惠政策而定。(1142字；圖1)
參考資料：
【台積電前進日本】台積電與索尼投入1兆日圓合資設廠？ 以40奈米至20奈米製程為主。科技產業資訊室 (iKnow)，2021/5/26。
車用晶片短缺六大主因 迫使汽車製造商減產或停工。科技產業資訊室 (iKnow)，2021/1/15。
CMOS影像感測器新商機湧現 索尼市佔第一、三星緊追，其他廠商紛紛投入。科技產業資訊室 (iKnow)，2020/8/10。
Samsung to Produce Image Sensors by Converting DRAM Line. Business Korea, 2020/12/10.
索尼結盟台積電代工以對抗三星擴大投資CMOS影像感測器。科技產業資訊室 (iKnow)，2020/6/1。
Camera modules industry: after proliferation, Yole announces a diversification. Yole Développement, 2020/8/6.
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