北京時(shí)間9月8日凌晨1點(diǎn)，蘋果秋季新品發(fā)布會(huì)在線上召開，帶來了全新的iPhone 14 系列手機(jī)，以及 Apple Watch 系列手表、AirPods Pro 2 耳機(jī)等新品。

蘋果此次發(fā)布的 iPhone 14 系列新品，砍掉了原有的mini機(jī)型，新增了Plus機(jī)型，依然保持了四款機(jī)型：iPhone 14、iPhone 14 Plus、iPhone 14 Pro和iPhone 14 Pro Max。其中，前兩款機(jī)型保留了沿用多年的劉海屏設(shè)計(jì)，iPhone 14 Pro/Pro Max版則首次將“劉海屏”設(shè)計(jì)改為了全新的“藥丸屏”設(shè)計(jì)，并且iPhone 14 Pro/Pro Max 還用上了最新的 A16 仿生芯片，并且首次將沿用了多年的1200萬像素主攝升級(jí)到了4800萬像素主攝。

iPhone14 系列手機(jī)定于9月23日正式發(fā)售，其配備 4800 萬像素的主攝像頭可是蘋果自 iPhone6S 以來，首次對(duì)攝像頭像素進(jìn)行升級(jí)。從 2015 年發(fā)售的 iPhone 6S，一直到去年發(fā)售的 iPhone13，蘋果一直保持雷打不動(dòng)的 1200萬 像素“祖?zhèn)髋渲谩?。這次 iPhone14 突然把像素提高到 4800 萬，手機(jī)攝像頭要開始加速內(nèi)卷了。

這些年，智能手機(jī)雖有折疊屏的出現(xiàn)，但還沒一直在探索，未達(dá)到年產(chǎn)千萬部的拐點(diǎn)。那么，各手機(jī)廠商的性能比拼最后都落在了拍照上。決定手機(jī)拍照質(zhì)量的有三個(gè)主要部件：圖像傳感器、鏡頭組、影像系統(tǒng)。其中，圖像傳感器最為重要。

圖像傳感器的江湖

傳感器（transducer/sensor）是一種檢測(cè)裝置，測(cè)量外界的感知變化，將感知到的非電學(xué)信號(hào)按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，最終完成物理信號(hào)到電信號(hào)的信息變換，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。而圖像傳感器是用感光元件把光信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，再把電信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)，傳送給圖像處理器。這個(gè)轉(zhuǎn)化過程直接決定了最后的成像質(zhì)量，所以非常重要。

從成本占比上看，圖像傳感器占了整個(gè)攝影模塊一半以上成本；而整個(gè)攝影模塊在手機(jī)當(dāng)中，又是僅次于系統(tǒng)芯片和屏幕的第三大成本。也就是說，誰家的圖像傳感器質(zhì)量更高、成本更低，誰就可以在智能手機(jī)內(nèi)卷大戰(zhàn)中占得重要先機(jī)。

手機(jī)廠商的戰(zhàn)爭(zhēng)在于拍照質(zhì)量，拍照質(zhì)量的戰(zhàn)爭(zhēng)在于圖像傳感器，那么，圖像傳感器的江湖由誰在把控呢？眾所周知，智能手機(jī)廠商隨著各項(xiàng)專利技術(shù)、銷量的聚合已形成品牌集中多年，而上游的圖像傳感器市場(chǎng)也高度集中，索尼、三星和豪威科技這三家頭部圖像傳感器公司占了全球超過80%的市場(chǎng)份額。2021年它們各自的市場(chǎng)份額是：索尼45%、三星26%、豪威11%。最近十多年來，這三家在圖像傳感器市場(chǎng)明爭(zhēng)暗斗、勢(shì)力此消彼長(zhǎng)，上演了一場(chǎng)精彩的三國(guó)殺。

簡(jiǎn)版圖像傳感器的商戰(zhàn)史

從上世紀(jì)70年代圖像傳感器誕生至今，可以梳理出圖像傳感器共大戰(zhàn)四大回合。

第一回合，豪威掀翻索尼

在1970至1990年代，圖像傳感器一直是日本廠商的天下，龍頭廠商是索尼和松下。當(dāng)時(shí)圖像傳感器的主流技術(shù)叫 CCD。CCD 的全稱是 Charge-coupled Device（電荷耦合元件），它是一種能夠把光學(xué)影像轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的半導(dǎo)體器件，這個(gè)轉(zhuǎn)化由?CCD 感光片完成，感光片上植入了很多排列整齊的微小光敏物質(zhì) —— 像素（Pixel）。一塊CCD上包含的像素?cái)?shù)越多，其提供的畫面分辨率也就越高?！?/p>

美國(guó)人一直想挑戰(zhàn)日本廠商在圖像傳感器領(lǐng)域的壟斷地位，但一直沒找到突破口。直到1995年，幾個(gè)華人留學(xué)生在硅谷創(chuàng)辦了豪威科技，他們用一種叫CMOS的新工藝取代了CCD工藝。下表對(duì) CCD 技術(shù)和 CMOS 技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單比較：

CMOS 圖像傳感器（CIS，CMOS Image Sensor）是將光子轉(zhuǎn)換為電子進(jìn)行數(shù)字處理，把圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的芯片，主要用于在數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼閉路電視攝像機(jī)和數(shù)碼攝像機(jī)中的創(chuàng)建圖像，是數(shù)碼攝像頭的關(guān)鍵部件。

CMOS 圖像傳感器的成像質(zhì)量相比 CCD 工藝稍微差一點(diǎn)，但成本和制造難度大幅降低。在上世紀(jì)90年代，正值個(gè)人消費(fèi)電子興起，這種更廉價(jià)、更易量產(chǎn)的CMOS 工藝一下子就打開了市場(chǎng)，成為圖像傳感器的主流技術(shù)。

豪威科技依靠先進(jìn)的 CMOS 工藝，在 2007 年成功入選蘋果供應(yīng)鏈，成為最早的“果鏈”企業(yè)。蘋果供應(yīng)商的催化效應(yīng)，使 CMOS 技術(shù)趨勢(shì)日趨明朗，到2010年，豪威占據(jù) CMOS 圖像傳感器市場(chǎng)50%的份額，盡管索尼也快速轉(zhuǎn)向 CMOS 工藝，但還是比豪威慢了半拍，僅僅分到7%。

第二回合，索尼反殺豪威

正當(dāng)豪威意氣風(fēng)發(fā)的時(shí)候，蘋果為保證供應(yīng)鏈的穩(wěn)定性，在 2011 年推出的 iPhone4S 中，將圖像傳感器的第一供應(yīng)商換成索尼，豪威遭大幅砍單。索尼的 IDM 優(yōu)勢(shì)為自己背書，自行設(shè)計(jì)，在自有晶圓廠生產(chǎn)；而豪威是 Fabless 廠商，只從事設(shè)計(jì)，生產(chǎn)外包給代工廠。從供貨穩(wěn)定性上說，顯然是索尼更可靠。

拿下蘋果大單后，為了進(jìn)一步坐穩(wěn)蘋果“第一供應(yīng)商”的地位，索尼進(jìn)一步投入 1000 多億日元進(jìn)行 CMOS 工藝研發(fā)，終于在2013年，比豪威更先進(jìn)的堆疊式CMOS工藝問世，反殺豪威。2014 年蘋果推出 iPhone 6 時(shí)，全部型號(hào)的攝像頭都采用索尼，豪威被徹底踢出蘋果供應(yīng)鏈。失去“果鏈”企業(yè)身份，豪威在圖像傳感器領(lǐng)域的市場(chǎng)份額從巔峰時(shí)的50%暴跌到不足10%。

第三回合，三星劍走偏鋒

三星依靠自有應(yīng)用市場(chǎng)發(fā)展 CMOS圖像傳感器技術(shù)，在索尼和豪威纏斗的時(shí)候趁勢(shì)崛起，吃下了百分之十幾的市場(chǎng)份額。但初期由于技術(shù)落后索尼太多，無法沖擊高端，只能去搶占中低端市場(chǎng)。即便在三星自身的旗艦機(jī)型，還得采用索尼的傳感器。

這種競(jìng)合模式的結(jié)束是在2019年，三星劍走偏鋒，推出1億像素傳感器，成功引爆市場(chǎng)關(guān)注。不了解技術(shù)的消費(fèi)者可能會(huì)認(rèn)為，蘋果用的索尼傳感器才1200萬像素，而三星直接搞出了1億像素，這成像質(zhì)量豈不是提高將近10倍？

其實(shí)不能這么簡(jiǎn)單對(duì)比。圖像傳感器最重要的是尺寸，尺寸越大、進(jìn)光量就越多，成像質(zhì)量就越好。如果尺寸不變，只是把同樣的面積切割為更小的像素點(diǎn)，它們之間反而會(huì)相互影響，產(chǎn)生更多的熱噪。因此，離開傳感器尺寸單獨(dú)談像素，“不科學(xué)”。

三星這波操作雖有噱頭的成分，但“殺手級(jí)”的性價(jià)比，誰不心動(dòng)？2000元的手機(jī)，像素參數(shù)竟然比蘋果還牛得多。2019年，索尼的市場(chǎng)份額是48%，三星是18%，相差30個(gè)百分點(diǎn)；到2021年，差距已經(jīng)縮小到了23個(gè)百分點(diǎn)；今年上半年，差距只剩16個(gè)百分點(diǎn)。三星正步步為營(yíng)，緊逼索尼。

第四回合，豪威觸底反彈

高端市場(chǎng)有索尼霸占，中低端市場(chǎng)有三星搶食，雙雄擠壓下，豪威竟然沒有死且在觸底反彈。怎么回事？這位沒落的硅谷新貴，在2018年被中國(guó)半導(dǎo)體公司韋爾股份收購(gòu)，變成了一家中國(guó)企業(yè)。當(dāng)時(shí)國(guó)產(chǎn)手機(jī)的普遍配置是，向后的主攝像頭用索尼或者三星傳感器，而向前的副攝像頭用其他像素更低的傳感器。韋爾股份買入豪威，就是想主攻副攝像頭市場(chǎng)。

意料之外的是，2018年中美貿(mào)易摩擦開始，中國(guó)手機(jī)芯片的國(guó)產(chǎn)替代開始加速。作為備胎的豪威傳感器，不僅承擔(dān)更重要的任務(wù)，也夠爭(zhēng)氣，在技術(shù)上奮起直追，用兩年時(shí)間拉近了與索尼、三星的差距。到2020年，華為和OPPO都開始大量采購(gòu)豪威傳感器，小米10的高端旗艦機(jī)更是主副攝像頭全部換成豪威，豪威在國(guó)產(chǎn)手機(jī)攝像頭中逐漸由備胎轉(zhuǎn)正，并且正在重新擠進(jìn)高端市場(chǎng)。

順便提一句，在圖像傳感器市場(chǎng)排名第四的企業(yè)，叫格科微。這是一家土生土長(zhǎng)的中國(guó)企業(yè)，主攻1300萬像素以下的低端市場(chǎng)。單從數(shù)量上說，目前格科微傳感器的出貨量已經(jīng)是全球第一，一個(gè)月能賣出1億片。

CMOS圖像傳感器還有哪些主流應(yīng)用

CMOS 圖像傳感器的感光能力強(qiáng)、圖像信號(hào)處理速度快的優(yōu)勢(shì)，在消費(fèi)電子、汽車電子等領(lǐng)域形成多元化應(yīng)用基礎(chǔ)，且市場(chǎng)滲透率不斷提高。隨著智能手機(jī)攝像頭的升級(jí)，以及汽車市場(chǎng)的高速增長(zhǎng)，全球 CMOS 圖像傳感器市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)走高。2021 年全市 CMOS 圖像傳感器銷售額為 213 億 美元，同比增長(zhǎng) 2.89%；預(yù)計(jì) 2025 年全球 CMOS 圖像傳感器市場(chǎng)規(guī)模為 290 億美元。

最大的應(yīng)用領(lǐng)域 — 智能手機(jī)

從下游應(yīng)用領(lǐng)域來看，目前 CMOS?圖像傳感器最大市場(chǎng)為手機(jī)攝像頭。一方面，智能手機(jī)的高分辨率需求及多攝模式配置率的不斷提升，為?CMOS 圖像傳感器的市場(chǎng)增長(zhǎng)提供了有力的需求支撐。另一方面，由于手機(jī)替代效應(yīng)沖擊，應(yīng)用于數(shù)碼影像設(shè)備的?CMOS 圖像傳感器需求下行，但未來＂多攝＋3D＂鏡頭配置將成為智能手機(jī)的主流解決方案，推動(dòng)攝像頭模組核心組件 CMOS 圖像傳感器的市場(chǎng)需求將進(jìn)一步釋放。

快速成長(zhǎng)的應(yīng)用市場(chǎng) — 智能駕駛

在汽車電子領(lǐng)域， CMOS 圖像傳感器已經(jīng)大規(guī)模地被安裝在智能車載行車記錄儀、前視及倒車影像、360°環(huán)視影像、防碰撞系統(tǒng)之內(nèi)。而隨著汽車電動(dòng)化的趨勢(shì)及自動(dòng)駕駛技術(shù)的發(fā)展，更多的新車將標(biāo)配 ADAS（高級(jí)自動(dòng)駕駛輔助系統(tǒng)），單車平均搭載 CMOS 圖像傳感器數(shù)量也在顯著增加。

汽車市場(chǎng)是 CMOS 圖像傳感器增長(zhǎng)最快的市場(chǎng)，也是廠商爭(zhēng)相布局發(fā)展的市場(chǎng)。目前，車載 CMOS 圖像傳感器用量增長(zhǎng)的主要?jiǎng)恿碜杂谧詣?dòng)駕駛輔助系統(tǒng)，汽車輔助駕駛功能的升級(jí)，車輛需要的位置定位精確度增加，單車平均搭載 CMOS 圖像傳感器數(shù)量增加明顯。L1/L2 級(jí)別自動(dòng)駕駛的 CMOS 圖像傳感器數(shù)目為 6 個(gè)，而 L3、L4、L5 可分別達(dá) 13/29/32 個(gè)。當(dāng)前，汽車生產(chǎn)商多把智能駕駛輔助作為主要發(fā)展方向，因此 L3、L4、L5 的滲透率也在逐步提升，預(yù)計(jì)到 2030 年，L3 級(jí)別以上自動(dòng)駕駛滲透率將達(dá)將達(dá) 30%。

穩(wěn)定增長(zhǎng)的市場(chǎng) — 安防監(jiān)控

安防監(jiān)控離不開視覺信息的獲取，對(duì)圖像傳感器依賴較深，也是 CMOS 圖像傳感器市場(chǎng)增長(zhǎng)較快的新興行業(yè)領(lǐng)域之一。近五年來，安防視頻監(jiān)控在全球范圍內(nèi)的應(yīng)用也逐步由發(fā)達(dá)國(guó)家向發(fā)展中國(guó)家延伸，整體規(guī)模保持著高速發(fā)展。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，各級(jí)政府近年來對(duì)安防建設(shè)的重視已經(jīng)讓我國(guó)成為全球最大的安防視頻監(jiān)控產(chǎn)品制造地和全球最重要的安防監(jiān)控市場(chǎng)之一，國(guó)內(nèi)安防市場(chǎng)對(duì)包括 CMOS 圖像傳感器在內(nèi)的安防監(jiān)控產(chǎn)品的需求也由一線城市延伸至二、三線城市及農(nóng)村地區(qū)。從技術(shù)角度看，閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)過去經(jīng)歷了錄像帶錄像機(jī)（VCR）和數(shù)字視頻錄像機(jī)（DVR）等時(shí)代，最終邁入到如今的網(wǎng)絡(luò)視頻錄像機(jī)（NVR） 階段。在此過程中，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的復(fù)雜度逐步提高，對(duì) CMOS 圖像傳感器性能的要求也在不斷升級(jí)，對(duì)于 CMOS 圖像傳感器在低照度光線環(huán)境成像、 HDR、高清/超高清成像、智能識(shí)別等成像性能方面提出了更高的要求。?