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CMOS影像感測市場競爭 索尼結合台積電大戰三星

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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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