據一家研究所估計，2018年全球CMOS傳感器銷(xiāo)售額將達到137億美元，同比增長(cháng)10%;2017-2022年出貨量CAGR將達11.7%。至2022年，CMOS傳感器的全球銷(xiāo)售額將達到190億美金。

變“光”為“數”，圖像傳感器精密而關(guān)鍵

圖像傳感器是當今應用最普遍、重要性最高的傳感器之一。其主要采用感光單元陣列和輔助控制電路獲取對象景物的亮度和色彩信號，并通過(guò)復雜的信號處理和圖像處理技術(shù)輸出數字化的圖像信息。

圖像傳感器中的感光單元一般采用感光二極管(photodiode)實(shí)現光電信號的轉換。感光二極管在接受光線(xiàn)照射之后能夠產(chǎn)生電流信號，電流的強度與光照的強度成正比例關(guān)系。

終端應用爆發(fā)，CMOS傳感器5年CAGR10%以上

CMOS傳感器今年銷(xiāo)售額有望達到137億美金，同時(shí)其出貨量將繼續保持10%以上年均增速。

得益于車(chē)載應用、機器視覺(jué)、人臉識別與安防監控的快速發(fā)展，以及多攝像頭手機廣泛普及，CMOS圖像傳感器市場(chǎng)規模不斷擴大。

手機是CMOS傳感器的最大應用市場(chǎng)，汽車(chē)、安防等新應用領(lǐng)域高速成長(cháng)。

2017年手機用CMOS傳感器市場(chǎng)規模占整體應用市場(chǎng)的62%，達77.5億美元，預估2022年手機CMOS傳感器的市場(chǎng)營(yíng)收規模將可達86億美元。

而在未來(lái)幾年，汽車(chē)、安防監控、醫療、玩具/電玩與工業(yè)等將成為帶動(dòng)CMOS傳感器高速發(fā)展的主要動(dòng)力。

1)安防監控領(lǐng)域:安防監控離不開(kāi)視覺(jué)信息的獲取，必須依賴(lài)圖像傳感器，隨著(zhù)整個(gè)安防監控行業(yè)規模的不斷擴大，預估到2020年該領(lǐng)域CMOS圖像傳感器的市場(chǎng)規模將達到9.12億美元，占到行業(yè)市場(chǎng)份額的6%。

2)汽車(chē)電子領(lǐng)域:是圖像傳感器增長(cháng)最快的細分市場(chǎng)，近年來(lái)CMOS圖像傳感器已經(jīng)安裝在汽車(chē)倒車(chē)影像、防碰撞系統之內，而由于未來(lái)的新車(chē)將標配ADAS(高級駕駛輔助系統)，以及自動(dòng)駕駛技術(shù)的發(fā)展，汽車(chē)廠(chǎng)商將會(huì )為自家車(chē)輛產(chǎn)品導入更多攝像頭來(lái)獲取外界信息。

而每增加一個(gè)攝像頭，就需要增加一塊CMOS傳感器，所以車(chē)載應用將是CMOS圖像傳感器各主要應用市場(chǎng)中增速最快的方向。

3)醫療/科研領(lǐng)域:以往醫療和科研領(lǐng)域主要使用CCD傳感器，隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步，現今醫療和科研領(lǐng)域則在謀求使用成本更低效果更好的CMOS傳感器來(lái)替代大部分老舊產(chǎn)品，這一應用領(lǐng)域預計有34%年復合增長(cháng)率，2020年銷(xiāo)售額8.67億美元。

4)工業(yè)系統領(lǐng)域:隨著(zhù)機器視覺(jué)的發(fā)展，越來(lái)越多的工業(yè)生產(chǎn)線(xiàn)會(huì )引入圖像傳感器來(lái)提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量，預計該領(lǐng)域年復合增長(cháng)率18%，2020年銷(xiāo)售額8.97億美元。

場(chǎng)景升級提出新需求，CMOS傳感器加速演進(jìn)

在CMOS傳感器的應用場(chǎng)景不斷豐富、終端對性能的需求不斷加碼的背景下，CMOS傳感器正在加速技術(shù)迭代，各大廠(chǎng)商頻頻發(fā)布新的“黑科技”。

以成像質(zhì)量(尤其是弱光環(huán)境)、成像速度這兩大基本需求為例，業(yè)內已提出了豐富的解決方案:

1)弱光環(huán)境下的成像能力對手機、相機和行業(yè)應用圖像傳感器來(lái)說(shuō)都是一個(gè)很重要的能力，尤其是需要全天候運作的安防與車(chē)載圖像傳感器。

業(yè)界通用的解決方法就是提升傳感器面積和進(jìn)光量，加大單位像素面積。除了這種通法之外，還有使用BSI-CMOS(背照式CMOS圖像傳感器)和近紅外光技術(shù)兩種方法。

2)高速傳感器能更好的拍攝移動(dòng)中的物體，提供多幀降噪、慢動(dòng)作視頻拍攝和減少畫(huà)面失真等功能，對手機拍照、交通監控和汽車(chē)自動(dòng)駕駛領(lǐng)域有重要意義。

當相機、被攝對象之間存在高速相對位移時(shí)(如拍攝高爾夫球揮桿動(dòng)作、在行駛的車(chē)輛上拍攝路邊的燈桿等)，畫(huà)面會(huì )出現直線(xiàn)發(fā)生彎曲、圖像邊緣模糊、部分畫(huà)面曝光錯誤等問(wèn)題，這就是果凍效應。而果凍效應的根源就是感光元件無(wú)法做到快速采集全部像素，因此，高速傳感器應運而生。

針對果凍效應，目前業(yè)界給出兩種解決方案:一種是面對手機等消費類(lèi)電子領(lǐng)域推出的配備DRAM的三層堆棧式圖像傳感器，通過(guò)在傳感器上集成的DRAM直接儲存數據來(lái)完成高速攝影和拍照。

另一種是面對行業(yè)應用推出的全局快門(mén)傳感器，相比逐行曝光的傳統滾動(dòng)快門(mén)傳感器，全局快門(mén)能整個(gè)傳感器同時(shí)曝光來(lái)擷取不失真的運動(dòng)物體圖像，這對機器視覺(jué)和安防領(lǐng)域有重大意義。

除了對成像質(zhì)量和成像速度的要求外，還有在醫療領(lǐng)域需要的小型化;在汽車(chē)領(lǐng)域需要的高可靠性高靈敏度;物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域大范圍應用所需要的低成本等。在技術(shù)演進(jìn)和需求升級的共同推動(dòng)下，CMOS傳感器快速演進(jìn)。

注：本文轉載自網(wǎng)絡(luò )