CMOS 图像传感器主导多种应用，提供巨大市场机遇

作者：Aptina公司 Venkat Puntambekar, Dave Amey, Narayan Purohit

在过去十年里，CMOS图像传感器技术经过连续改进和不断提高，已经使其从主要服务于低端市场转移到一些要求最苛刻的高性能应用。伴随着这种趋势，CMOS图像传感器已经开始主导图像传感器市场，并为原始设备制造商（OEM）实现差异化提供了很多机会。

市场分析公司TSR估算，在2010年5月，CMOS图像传感器已经在高端数字单反（DSLR）和无反光镜数码相机领域占据90％以上的市场份额。同样，视频共享网站YouTube在2011年发布的数据表明，通过基于CMOS图像传感器的移动设备占据了绝大多数的视频上传，尤其是高清（HD）视频。如果从整个行业中各个细分市场的出货量总数方面考虑，CMOS无疑已经是成像的技术赢家。

相对于传统的电荷耦合器件（CCD）图像传感器，CMOS图像传感器有如下几个明显的优势，包括可制造性、低功耗、易于集成、低成本，以及最近出现的高品质图像质量。总而言之，这些内在优势已促使OEM开发更具有竞争力、能更好地服务最终用户的成像系统。

本文将讨论CMOS图像传感器技术的发展趋势和在四个市场领域的创新，包括移动电话、汽车、监控以及数码相机（DSC）。在每一个市场领域，这些CMOS技术进步已达到或超过了该领域的市场要求，CMOS的优势已使OEM能够改进成型的相机产品。

CMOS图像传感器驱动移动设备市场增长和产品差异化

在移动领域，CMOS图像传感器已经从低端手机市场走向完全的市场支配地位。CMOS图像传感器现在已经是所有具备相机功能的移动设备的当然之选，例如，智能手机和平板电脑。这些移动设备正变得无处不在，也代表了移动设备市场最重要的增长领域。

今年3月，全球首要的市场分析公司IDC预计，全球智能手机市场出货量在2011年增长约49.2％，达到约4.52亿部。IDC还预测，全球智能手机市场出货量将在2015年达到9.257亿部。与上述分析类似，Infinite Research的研究报告显示，在2011年1月，平板电脑的销售量将以56％或更高的复合年增长率增长，根据目前的估计，出货量将从去年的约1610万部增长到2015年的1.47亿部以上。

既然市场有如此大的增长潜力，人们可能会认为OEM一定有很多机会来差异化他们的产品，从而提高他们的利润。但有趣的是，事实可能并非如此。移动设备领域两个发展趋势可能使该市场出现更大程度的同质化。

首先，许多新开发的智能手机和平板电脑将使用谷歌的Android操作系统。优秀的Android操作系统在大多数情况下都是免费的，这去掉了与开发智能手机和平板电脑相关的很大一部分负担。因此，那些以前由于软件开发障碍而被拒之门外的OEM将能够和世界上几乎所有的其他移动设备制造商在市场上同台竞争。总体上说，虽然这对于新兴市场和相对较小的OEM有好处，使他们更具竞争力，但也意味着消费者开始认为来自一个厂家基于Android的平板电脑或智能手机与来自其他厂家的产品没有多大区别。

其次，正像Arete Research分析师Richard Kramer预测，低成本的智能手机将具有更高的增长速度。这些物料成本约为150美元或更少的手机可能会进一步加剧移动产品的同质化。

那些希望获得在市场上获得竞争优势，并希望使自己产品区分于竞争对手的手机OEM要实现这样的目标，不能从操作系统或者成本的角度来达到。OEM应力求为消费者提供差异化的特性和功能，如高性能500万像素到800万像素的摄像头，或者能够以相对较高的帧率捕获高清视频的能力。

对于移动设备OEM来说，已经成为移动设备首选并且是最佳选择的CMOS图像传感器可能是获得更高利润和赢利的关键。

有明显的例证表明，智能手机的相机对于消费者非常重要，相机性能对消费者最终从哪个商家购买产品可能有很强的影响力。例如，在2010年7月，Pew Research的一份研究报告显示，76％的受访成年人使用手机的相机。相比之下，72％的受访者发送短信，38％的受访者用手机访问互联网。同一项调查发现，34％的人使用他们的手机录制视频。最近，2011年3月的一个GSMArena Camera Phone（照相手机）使用报告显示，98％的受访手机用户都以一定的频率使用他们的照相手机。

在这个细分市场，照相机及其所引发的各种应用，如视频通话或实景增强（augmented reality）等等，可能会成为区分于其他不具特色Android手机的一个关键不同点和对照。

在500万像素到800万像素范围内CMOS图像传感器技术的进步，将更有助于这种差异化。从图1的例子可以看出，Aptina公司采用A-PIX技术，以提高量子效率，并降低在CMOS图像传感器上产生的串扰。这种像素技术采用如导光体、深光电二极管和65nm工艺等先进技术，来改善像素性能以及整体图像质量。通过使用经过验证的半导体制造工艺技术，具备A- Pix技术的CMOS图像传感器能够提供在性能和成本等方面的优势，使它们成为智能手机和平板电脑应用的绝佳选择。


图1 在30lux条件下，用Aptina公司A-Pix技术800万像素，1.4μm像素图像传感器拍摄的图片