得益于多摄手机的广泛普及和安防监控、智能车载摄像头和机器视觉的快速发展， CMOS 图像传感器的整体出货量及销售额随之不断扩大。根据 Frost&Sullivan 统计，自2016 年至 2020 年，全球 CMOS 图像传感器出货量从 41.4 亿颗快速增长至 77.2 亿颗，期间年复合增长率达到 16.9%。预计 2021 年至 2025 年，全球 CMOS 图像传感器的出货量将继续保持 8.5%的年复合增长率，2025 年预计可达 116.4 亿颗。

　　在摄像头模组中，图像传感器是灵魂部件，决定着摄像头的成像品质以及其他组件的结构和规格，CMOS图像传感器和 CCD 图像传感器是当前主流的两种图像传感器。其中 CCD 电荷耦合器件集成在单晶硅材料上，像素信号逐行逐列依次移动并在边缘出口位置依次放大，而CMOS 图像传感器则被集成在金属氧化物半导体材料上，每个像素点均带有信号放大器，像素信号可以直接扫描导出，即电信号是从 CMOS 晶体管开关阵列中直接读取的，而不需要像CCD那样逐行读取。

　　从上世纪 90 年代开始，CMOS 图像传感技术在业内得到重视并获得大量研发资源，CMOS图像传感器开始逐渐取代 CCD 图像传感器。如今，CMOS 图像传感器已占据了市场的绝对主导地位，基本实现对 CCD 图像传感器的取代，而 CCD 仅在卫星、医疗等专业领域继续使用。

　　CMOS 图像传感器芯片主要优势可归纳为以下三个层面：1）成本层面上，CMOS 图像传感器芯片一般采用适合大规模生产的标准流程工艺，在批量生产时单位成本远低于 CCD；2）尺寸层面上，CMOS 传感器能够将图像采集单元和信号处理单元集成到同一块基板上，体积得到大幅缩减，使之非常适用于移动设备和各类小型化设备；3）功耗层面上，CMOS 传感器相比于CCD 还保持着低功耗和低发热的优势。

　　主要可分为前照式结构（FSI）、背照式结构（BSI）。前照式结构为 CMOS 图像传感器的传统结构，即自上而下的五层结构，分别是透镜层、滤色片层、线路层、感光元件层和基板层。当光从正面入射，采用 FSI 结构的 CMOS 图像传感器需要光线经过线路层的开口，方可到达感光元件层然后进行光电转换。采用背照式结构的 CMOS 图像传感器将感光元件层的位置更换至线路层上方，感光层仅保留感光元件的部分逻辑电路。

　　根据 CMOS 图像传感器快门曝光方式不同，又可分为卷帘快门（RollingShutter）和全局快门（GlobalShutter）两大类：

　　（1）卷帘快门（RollingShutter）通过控制光敏元逐行或逐列进行曝光，扫描完成所有像素单元的曝光。卷帘快门在感光度以及低噪声成像上较全局快门有一定的优势，但需要一定的曝光时间，因此在近距离拍摄或被摄对象移动速度较快时易出现因晃动或被拍摄物体快速移动导致的图像模糊、斜坡图形（畸变）、尾影等有损拍摄质量的情况。卷帘快门更适用于远距离拍摄静止或移动速度较慢的对象。

　　（2）全局快门（GlobalShutter）可使全部光敏元像素点在同一时间接收光照。在此过程中，快门的收集电路切断器会在曝光结束时启动以中止曝光过程，曝光在一帧图像读出后才会重启。全局快门是高速摄影等应用场景下的最佳快门方式，但其相比于卷帘快门读出噪声较高。在越来越多的通过软件算法进行识别和判断的智能化新兴应用场景中，由于需要实时地进行精准的影像捕捉以及识别。

　　得益于多摄手机的广泛普及和安防监控、智能车载摄像头和机器视觉的快速发展，CMOS 图像传感器的整体出货量及销售额随之不断扩大。根据 Frost&Sullivan 统计，自2016 年至 2020 年，全球 CMOS 图像传感器出货量从 41.4 亿颗快速增长至 77.2 亿颗，期间年复合增长率达到 16.9%。

　　预计 2021 年至 2025 年，全球 CMOS 图像传感器的出货量将继续保持 8.5%的年复合增长率，2025 年预计可达 116.4 亿颗。根据 Frost&Sullivan 统计，与出货量增长趋势类似，全球 CMOS 图像传感器销售额从 2016 年的 94.1 亿美元快速增长至2020 年的 179.1 亿美元，期间年复合增长率为 17.5%。预计全球 CMOS 图像传感器销售额在2021 年至 2025 年间将保持 11.9%的年复合增长率，2025年全球销售额预计可达 330.0 亿美元。

　　由于 CMOS 图像传感器行业进入门槛较高，市场份额大都掌握在少数领先的企业手中。2020 年全球 CMOS 图像传感器出货量 77.2 亿颗，按销售额计市场规模为 179.1 亿元。按出货量排名，全球前十家 CMOS 图像传感器企业依次为格科微电子，索尼，三星，豪威，SK 海力士，思特威，意法半导体，安森美，松下及晶相光电，前十家 CMOS 图像传感器企业中有三家中国企业，分别是格科微电子、豪威、思特威，前十名的企业的市场份额合计达到94.6%，思特威排名第六。

　　按销售额排名，全球前十家 CMOS 图像传感器企业依次为索尼，三星，豪威，格科微电子，SK 海力士，安森美，意法半导体，松下，思特威及佳能，前十名的市场份额合计为 94.2%，思特威排名第九。

　　根据 Frost&Sullivan统计，2020年安防监控领域CMOS图像传感器总出货量为4.2亿颗，按销售额计的市场规模为 8.7 亿美元。该市场竞争激烈，市场份额大都掌握在少数领先的企业手中。按出货量排名，前五家安防监控领域 CMOS 图像传感器企业依次为思特威、豪威、索尼、晶相光电和安森美，前五名的市场份额合计为 98.1%，公司已 1.46 亿颗 CMOS 图像传感器出货，位列安防监控领域全球第一。

　　按销售额排名，全球前五家安防领域 CMOS 图像传感器企业依次为豪威、索尼、思特威、安森美和晶相光电。前五名的市场份额合计为 98.1%，思特威排名第三名。2020 年全球新兴领域全局快门 CMOS 图像传感器出货量为 6.0 千万颗。按出货量排名，前三家新兴领域全局快门 CMOS 图像传感器企业依次为思特威、豪威和索尼。前三名的市场份额合计为88.7%，思特威排名第一。

　　随着新能源智能汽车的普及、ADAS（高级自动驾驶辅助系统）技术提高及车载芯片算力提升，单车搭载摄像头数量快速上升。为了达到更优的图像识别功能，车载 CMOS 图像传感器的应用范围从过去通过前后置摄像头实现可视化倒车和行车记录仪等功能，扩展到如今通过单车高达 13 个摄像头以实现 360 度全景成像、路障检测、盲区监测、驾驶员监测系统、自动驾驶等功能。

　　此外，随着智能驾驶级别的提高，为提升测距精确度，车载摄像头又进一步向双目、三目等方向发展，而智能驾驶在避障技术方面的提升又推动了 3D 摄像机的使用。ADAS 系统包含行车记录、智能导航、全景影像、车道偏移警示等功能，叠加配套器件如行车记录仪等带动的需求。

　　各大汽车厂商预计也将会为了保持自家车辆产品的竞争力，导入更多摄像头来获取视频影像信息用以构建包括驾驶员监测系统、盲区检测、行人防碰撞、信号灯识别等多元化的车载智能视觉系统。CIS 覆盖车载摄像头的各种应用，包括后视摄像(RVC)、全方位视图系统(SVS)、摄像机监控系统（CMS）、ADAS（驾驶辅助系统）、 e-Mirror（电子后视镜）和DMS等车载系统。

　　车载摄像头主要的硬件结构包括光学镜头（其中包含光学镜片、滤光片、保护膜等）、图像传感器、图像信号处理器 ISP、串行器、连接器等器件。从成本结构看，图像传感器占比约 50%，是车载摄像头模组最主要的成本组成，常见的图像传感器可分为 CCD和CMOS，目前CMOS 是主流的车载传感器。

　　CIS 是车载摄像头的核心部件，市场规模与车载摄像头紧密相关。CIS 是车载摄像头的核心部件，在其硬件构成成本中占比高达 50%，故车载 CIS 市场将与车载摄像头紧密相关关，将受益于汽车智能化下 ADAS 渗透。根据 ICV《Globalintelligentdrivingforecast-2022》的报告，按照单颗单目摄像头配置一颗 CIS，双目摄像头计做 2 颗单目摄像头计算，三目同理，2021 年全球总计车载 CIS 配置量为 1.65 亿颗，2026 年预计将配置 3.7 亿颗。

　　规模方面，2021 全球车载 CIS 总价值为 38.1 亿美元，其中前装 CIS 必须符合车规级的产品性能要求，单价几乎为后装的一倍，2021 年总价值达到 31.4 亿美元，而后装 CIS 为 6.7 亿美元。预计至 2026 年，全球车载 CIS 市场规模将达到 90.7 亿美元，其中前装市场规模将达到82.8亿美元，后装市场规模为 7.9亿美元。

　　根据前瞻产业研究院数据显示，2019-2020 年后视摄像头与前视摄像头的市场渗透率分别高达 50%、30%，侧视摄像头及内置摄像头的市场渗透率相对较低，分别22%、7%，伴随自动驾驶算力提升，将需要更高分辨率的车载摄像头产品，CMOS 图感传感器需求将进一步提升。

　　各大汽车厂商为了保持自家车辆产品的竞争力，导入更多摄像头来获取视频影像信息用以构建包括驾驶员监测系统、盲区监测、行人防碰撞、信号灯识别等多元化的车载智能视觉系统。

　　目前部分智能汽车的摄像头可通过人脸识别完成身份认证解锁车辆及启动、人脸支付、座椅调节等功能。随着智能座舱的发展，车载摄像头还可通过人脸识别及手势识别，为车内驾驶员的偏好提供个性化服务,而造车新势力的出现，使得车载摄像头增加社交功能。

　　特斯拉、蔚来、理想、小鹏的 L2+级别自动驾驶汽车配备摄像头数量大都在 8 个以上，蔚来最新发布的 L4 级别豪华车型 ET7 搭载 11 颗 800 万像素摄像头,索尼概念电动车Vision-S 更是搭载了 18 个摄像头。此外，小鹏 G3、智己汽车等车型的车顶搭载着 360°全景摄像头，用户可通过手机和车内控制摄像头的升降和旋转以拍摄汽车行驶过程中的风景，并支持将内容转发至社交平台，这大大增加了 CMOS传感器的数量。

　　机器视觉指的是通过计算机、图像传感器及其他相关设备模拟人类视觉功能的技术，以赋予机器“看”和“认知”的能力。机器视觉技术是由人工智能、计算机科学、图像处理和模式识别等诸多领域合作完成的。其利用图像传感器搭配多角度光源以获取检测对象的图像，并通过计算机从图像中提取信息进行分析和处理，最终实现多场景下的识别、测量、定位和检测四大功能。

　　从目前市场使用场景来看，机器视觉领域内 CMOS 图像传感器的应用主要可分为传统上的工业机器视觉应用（主要包括产线检测、不良品筛检、条码识别、自动化流水线运作等），以及消费级机器视觉应用（如无人机、扫地机器人、AR/VR等）。

　　从市场发展趋势来看，根据 Frost&Sullivan 统计，全球新兴领域 CMOS 图像传感器市场自 2018 年实现行业技术突破后迅速扩张，全局快门 CMOS 图像传感器总出货量从 2018 年的 1100 万颗迅速增至 2020 年的 6000 万颗，过去三年间年均复合增长率高达132.7%。

　　随着AI 和 5G 技术的商用落地，这些 CMOS 图像传感器的新兴下游应用市场不断涌现，将为该市场发展注入了新活力。同时随着下游应用的更多样化，其设备搭载的摄像头数量也随之增加，因此全球新兴领域全局快门 CMOS 图像传感器市场规模预计将持续增长，总出货量 2025年将增至 3.92亿颗，未来五年间年均复合增长率为35.7%。

　　机器视觉产业链上游为硬件+软件，其中硬件主要包含光源、镜头、工业相机、图像处理器、图像采集卡等重要机器视觉系统组成部件；软件部分包含图像处理软件及底层算法。机器视觉产业链中游为设备制造商和系统集成商。产业链下游是机器视觉应用领域，包含半导体、汽车、包装、医药、工业机器人、金属加工、交通等。机器视觉产品中，软硬件占总成本最多达 80%，其中硬件占比 45%，软件占比 35%，组装集成和维护分别占总成本的15%和5%。

　　工业相机作为机器视觉系统中重要组成部分，与民用相机不同，工业相机具有更高的图像稳定性、抗干扰能力和传输能力。目前市场上的工业相机产品主要类型有线D 相机、面阵相机和智能相机。智能相机集成图像采集、通信和处理等功能，是当下工业相机的发展趋势。据前瞻产业研究院的预计，全球工业相机市场将在 2020 年达到 7 亿美元， 2025 年增长到 12 亿美元。工业相机市场规模增长可以归因于制药以及食品和包装最终用途行业对工业相机不断上升的需求。亚太地区工业相机市场的增长是由于工业 4.0 日益普及以及对人工智能的需求。

　　安防摄像头是以安全防范视频监控为目的，将图像传感器靶面上从可见光到近红外光谱范围内的光图像转换为视频图像信号的采集装置，由于物联网（IOT）的出现，安防视频监控摄像头不再局限于机场、火车站、银行和办公楼等企业应用。

　　随着城市安防基础设施建设的完善和居民安全防范意识的增强，我国的安防产业市场持续扩大。我国安防行业市场规模从 2016年的 5400亿元增长至2019年的 7562亿元，年均复合增长率达 11.8%，预计2021年将达到 9452 亿元的市场规模。近年伴随国内经济下行的压力，安防成为少数较为景气的行业之一，有望快速增长。

　　包括芯片、光学镜头、图像传感器和其他零部件；中游环节为软硬件产品和系统集成；下游主要为具有地方资源且技术壁垒较低的安防工程建设商、渠道销售商、和运营服务商，随着行业集中度的不断加强，中游拥有技术、资源、规模优势的安防厂商不断抢占下游市场。

　　增长态势，未来有望保持可观增速。全球安防行业的发展一直以来都与经济与科技发展状况、国际反恐态势及居民安保意识密切相关。近五年来，安防视频监控在全球范围内的应用也逐步由发达国家向发展中国家延伸，整体规模因而保持着高速发展。而作为全球主要的应用市场，我国的安防视频监控系统在平安城市、智慧城市和雪亮工程等政府项目大力推动下，应用不断变广变深，有效地保障了社会整体平稳运行。

　　同时在近年中美贸易摩擦加剧的大环境下，我国本土安防产业链的显著优势、政府层面对国产半导体产业的大力扶持（包括利好政策、人才建设、资金扶持等）以及本土厂商在技术层面的不断成熟，都助推着我国及全球安防监控摄像头市场的快速扩张。

　　据华经产业研究院统计，2019 年全球安防摄像头出货量达 4 亿颗，预计 2021 年出货量将达到 8 亿颗左右。安防行业是一个万亿级的大市场，全球安防市场的主要厂家均在中国。近年来中国安防摄像头出货量持续稳定增长，2020 年出货量约为 4.1 亿颗，预计到 2025 年将突破 8 亿颗。随着智慧城市的发展以及新基建的推进，对于安防视频监控的需求不断提高，需求将进一步增长。

　　安防监控离不开视觉信息的获取，对图像传感器依赖较深，也是 CMOS 图像传感器市场增长较快的新兴行业领域之一。近五年来，安防视频监控在全球范围内的应用也逐步由发达国家向发展中国家延伸，整体规模保持着高速发展。国内市场，各级政府近年来对安防建设的重视已经让我国成为全球最大的安防视频监控产品制造地和全球最重要的安防监控市场之一，国内安防市场对包括 CMOS 图像传感器在内的安防监控产品的需求也由一线城市延伸至二、三线城市及农村地区。

　　从市场发展趋势来看，全球安防监控 CIS 市场一直呈现快速增长态势，未来有望保持可观增速。根据 Frost&Sullivan 统计，2020 年，安防监控领域 CMOS 图像传感器的出货量和销售额分别为 4.2 亿颗和 8.7 亿美元，分别占比 5.4%和 4.9%；随着未来安防监控行业整体市场规模的不断扩大，预计 2025 年出货量和销售额将分别达到 8.0 亿颗和 20.1 亿美元，市场份额占比将分别上升至 6.9%和 6.1%，预期年复合增长率将达到 13.75%和18.23%。

　　根据 Frost&Sullivan 统计，全球智能手机后置双摄及多摄（三摄及以上）的渗透率呈现持续上升趋势。后置双摄智能手机自 2015 年初具规模以来，于 2018 年渗透率达到高峰，占据 40.0%的份额。此后，后置三摄及以上的多摄智能手机逐渐成为市场主流，预计至2024 年，后置双摄及多摄智能手机渗透率合计将达到 98.0%。

　　与此同时，平均单部智能手机所搭载的摄像头数量也在逐年上升，自 2015 年的 2.0 颗上升至 2019 年 3.4 颗，年均复合增长率达到 14.3%，此后预计将以年均 7.3%的增长率上升至 2024 年的 4.9 颗。智能手机摄像头搭载数量的增加直接带动了 CMOS 图像传感器市场需求的上升，在智能手机市场进入存量时代后，多摄趋势为 CMOS 图像传感器市场注入了强大的发展动能，使其有望实现显著高于手机市场的增长速率。

　　车载领域，公司积极顺应市场需求进行快速研发和产业化布局，已实现智能车载系列化产品，应用场景涵盖智能车载前装和后装的应用，产品层面从倒车后视、360 度环视、前视、 ADAS、车内监控和驾驶员疲劳检测实现全系列覆盖，能够适应不同的应用场景和技术需求。

　　同时，公司积极推动车载前装高端产品的研发和市场导入，实现产品从中低端到高端全面布局。公司 2021 年到 9 月车载产品收入占总收入的 3.45%，其中低端产品占车载端收入的91.09%，主要应用于行车记录仪等后装摄像头等。

　　公司在智能车载电子领域市场拓展的优势主要有具备自主可控的性能优势、市场响应度高两方面，公司具备自主可控的性能优势。公司是少数拥有自主知识产权、能提供车规级芯片的国内厂商，可以为客户提供自主可控的国产化产品。此外，在安防领域和机器视觉领域的技术积累下，公司智能车载电子产品在夜视性能、高动态范围、LED 闪烁抑制等性能指标具备优势。

　　公司推出的车载 LED 闪烁抑制（LFS）专利技术，通过多次曝光、片内多帧合成同时借助四元像素技术的加持，可有效抑制 LED 闪烁抑制功能，同时可提供高达 120dB 以上的 HDR，减小视频影像因 LED 信号灯频闪造成的错误判断，并能够实现日间车内场景和车外场景两种剧烈光线反差下的明暗细节呈现，得以更好地满足智慧交通与车载应用场景中对不断变化的复杂光线的适应性需求，有效提升覆盖 LED 交通信号灯的应用场景下，包括智能车载摄像头、智慧交通摄像头等后端准确识别 LED交通信号的准确度和识别率。

　　研发中心设备与系统建设项目，本项目拟建设研发中心，搭建公司的车用 CMOS 图像传感器研发平台，以打造公司新一代的车规级产品线。立足智能车载电子对 ADAS（高级自动驾驶辅助系统）领域的功能要求，本项目围绕环境感知领域，重点结合视觉感知技术，研发具备高性能、低功耗、低噪声、120 万像素的车规级视觉感知芯片，重点突破 LED 频闪抑制、HDR 成像等技术，以满足智能驾驶环视、前/后视、变道辅助、车道偏离警告和驾驶员监测系统等功能应用，为了推动公司产品的持续升级，进一步抢占新兴市场，通过加大研发投入以保持技术领先是公司业务发展的必由之路。公司加大车用 CMOS 图像传感器芯片的研发投入，形成工艺技术能力储备，为未来业务发展提供有力支撑。

　　CMOS 图像传感器芯片升级及产业化项目，本项目针对高端数模混合图像传感器芯片领域应用需求，完成数模混合图像传感器芯片的背照式工艺、全局快门新技术等方面的研发，突破全局快门、高动态范围成像等方面的技术难点，在光线微弱的超低照度条件下呈现全彩图像，在清晰度、信噪比、读取噪声、快门效率等方面进一步提升，各项指标达到先进水平，推动公司产品的持续升级、抢占新兴市场，通过加大研发投入以保持技术领先是公司业务发展的必由之路。公司加大安防与机器视觉 CMOS 图像传感器芯片的研发投入，形成新工艺技术能力和生产收入，为公司发展提供有力的支撑。本项目将促进新产品的研发及老产品的升级迭代，加强客户的产品满意度，实现国产化替代。

　　FSI-RS 系列产品：采用 FSI 工艺和像素技术的卷帘快门产品，运用公司自研的SFCPixel®专利技术、低照度下基于 FSI 工艺的微光级夜视全彩技术、高温场景下暗电流优化技术等核心技术，具备低照度下优质的成像性能，具有较高的感光度、信噪比、以及较低的噪声及暗电流，被广泛应用于光照环境相对稳定、被拍摄物体运动速度相对较慢的场景，用于例如安防监控摄像头、全景摄像头、智能家居摄像头、智能车载行车记录仪、视频会议系统摄像头等终端产品。我们预计 2022-2024 年公司 FSI-RS 系列产品增速分别-5%/30%/20%，随着公司规模效应进一步显现，我们预计未来三年公司 FSI-RS 系列产品的毛利率分别为 21%/22%/21%。

　　BSI-RS 系列产品：采用 BSI 工艺和像素技术的卷帘快门产品。由于采用 BSI 结构可以大幅减少光线入射时受到的遮挡和反射，该系列产品的成像感光度及品质优于同规格的FSI-RS 产品。公司在 BSI-RS 系列产品中运用了 SFCPixel®专利技术、近红外感度 NIR+技术、超低照度下基于 BSI 工艺的星光级夜视全彩技术，使得该系列产品具备超低照度下出色的成像性能，具有感光度和量子效率更高、感光角度更广、像素串扰更低、成像品质更高的优点。

　　BSI-RS 系列产品主要运用于光照条件相对复杂、对监控画面质量要求较高的场景，用于例如高端安防监控系统、智能车载环视及后视摄像头、手机、平板电脑、智能可穿戴设备等终端产品。我们预计公司 2022-2024 年 BSI-RS 系列产品营收增速分别为 0%/50%/60%我们预计未来三年公司该类产品毛利率分别为32%/33%/33%。

　　GS 系列产品：采用全局快门的 CMOS 图像传感器。由于用全局曝光取代了逐行曝光，该系列产品的单帧成像速度优于卷帘快门，拍摄高速移动的物体时能还原其真实的影像效果，使得后续的图像处理不受图像畸变的干扰。

　　有别于行业传统使用 FSI 结构作为全局曝光的技术路线，公司取得了关键技术的突破，推出了 BSI 结构的全局快门 CMOS 图像传感器芯片，同时应用了高速低噪声多行列并行和移位读出技术、全局快门架构下的 HDR 像素设计技术和高温场景下暗电流优化技术等核心技术，针对不同应用领域提供多种规格参数的产品，可应用于无人机、扫地机器人、工业相机、人脸识别摄像头、驾驶员监测摄像头、ETC 卡口摄像头、智能交通违章监摄等终端产品中。

　　智车行家，专注于智能网联汽车行业智慧共享互动交流平台，组建了10+行业交流群，定期放送线上专题直播。

　　群内包括国内40+车载激光雷达企业负责人，100+主机厂模块工程师，涵盖企业总经理，研发总监，主任工程师，高校教授专家等，集合激光雷达关联产业链行业精英。欢迎进流。

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