CMOS技术独霸！这些厂商不可不知

图像传感器可说是电子产品的眼睛，可为各种应用提供机器视觉，虽说这已不是新鲜的产品，但其相关技术仍在持续演进当中。

世界上第一块CCD图像传感器在1970年诞生于贝尔实验室，此后很长一段时间CCD主导着图像传感器市场。CMOS图像传感器从90年代开始获得业界重视并且得到大量人力物力进行研发，由于CMOS图像传感器具有性价比高、体积小、功耗低等特点，逐步扭转市场格局。目前市场上几乎已经呈现CMOS技术独霸的现象。

根据法国知名电子供应链市场研究机构Yole，发布的一份CMOS图像传感器行业报告。根据这份报告，为大家盘点一下这些排名靠前的图像传感器厂商。

12、PixelPlus

PixelPlus成立于2000年，是设计并生产CMOS图像传感器和相关Chipset产品的公司。公司极其低调，其目标是成为全球隐形冠军。

在2003年开发了Camera Phone用最小型VGA及130万像素图像传感器。并首次供应给韩国国内手机龙头企业。2005年，派视尔在业界首次开发了装有 AF（Auto Focus）功能的200万高像素CMOS图像传感器，成功地引领了整个市场。

2005年，PixelPlus成功在美国纳斯达克上市。运用图像传感器设计技术，着重在安防监控、汽车视频设备、医疗视频设备三大领域及其他领域开发出能够引领市场的高附加价值产品。

PixelPlus 历史

11、PixArt

原相科技股份有限公司， 成立于 1998 年，总部位于新竹，专注于 CMOS Imaging Sensor （CIS）、电容触控以及其他影像相关之感测应用的IC设计、研发、生产与销售。

其有丰富的类比IC设计、影像及色彩处理技术，以及一支优秀的技术研发团队。由于长期的专注于新技术与新应用的开发，目前原相科技已是全球CMOS影像感测器以及数位影像应用IC的领导厂商之一。

原相的影像感测器使用原相独特的影像感测技术，拥有低成本、低耗电、小尺寸以及卓越的影像品质的特性，这使得它非常适合目前的数位影像应用，包括了：数位相机、数位摄影机、PC camera、光学滑鼠、视讯会议系统、保全监视系统、PDA、行动电话、玩具、生物辨识系统、和其他众多的应用。

10、意法半导体

自创办以来，意法半导体的研发战略从来没有动摇过，近四分之一的员工在产品研发设计领域工作，2010年研发占总收入近23%。

其拥有丰富的芯片制造工艺，包括先进的CMOS逻辑、混合信号、模拟和功率制造工艺，意法半导体是开发下一代CMOS技术的国际半导体开发联盟（ISDA）的合作企业之一。

在手机摄像头领域是较早的公司之一，得益于在半导体行业中的雄厚实力，尤其是丰富的CMOS芯片设计制造经验和纵向完整的供应链，ST一直是这一市场的有力竞争者，也是苹果CMOS供应商。

2015年意法半导体营收为2亿美元，下跌23%，市场份额为2%。

意法半导体在大中华地区的授权分销商有：Mouser，Future，大联大，Avnet，Arrow，威雅利，益登科技等。

9、格科微

格科微电子有限公司创立于2003年，是一家专注CMOS图像传感器的设计开发和销售的公司。目前已成为中国领先的无晶圆厂图像传感器设计公司。

格科微电子的核心实力是创新设计能力、高效及灵活的制造工序以及和供货商（例如代工厂及封装厂）、CMOS摄像模块制造商、LCD模块制造商、终端设备制造商及设计公司等业界参与者建立关系。主要是低像素的产品，价格均比较便宜。

2004年，格科微推出中国首颗0.25微米工艺10万像素CMOS图像传感器。2004年3月，格科微完成35万像素VGA芯片设计并在中芯国际0.18um生产线投片。2005年初，格科微拿到PC图像传感器芯片的国内定单，并在当年卖出了1600万颗芯片，销售额达到500万美元，实现盈利。

这种业绩表现在当时的行业中很少见，因此格科微在2006年拿到华登国际和红杉资本的投资，并在这一年“四晶体管”工艺的像素技术研发成功，在此工艺基础上，格科微分别推出了名称为GC0307、GC0309、GC0308这三款芯片。

2008年国际金融危机爆发，OV公司通过提高产品售价来扭转利润下滑的局面，然而格科微直接转向手机图像传感器领域研发，并在2008年推出成本低于竞争对手20%的新产品，当年销售了3500万颗芯片，获得了2000多万美元收入。那一年，格科在手机图像传感器市场的份额从国内第三变成第一，成为全球低端图像传感器最大的供应商。也正是这一场仗奠定格科微的江湖地位。

2012年格科微出了6亿颗芯片，全球的市场份额超过了25%，成了中国市场的老大。

格科微电子获2016十大大中华IC设计公司品牌

2015年格科微营收为2.75亿美元，下跌15%，市场份额为2.7%；

8、SK海力士

SK Hynix公司成立于1983年，SK海力士半导体（中国）有限公司成立于2005年。

SK海力士从2007年开始投身CMOS图像传感器业务，通过收购Siliconfle的剩余股份，成为一家IDM。在短期内提供800万像素的产品，具备了生产各种产品的生产线。

海力士可谓是CMOS领域的一匹大黑马，在非常短的时间内挤进全球CMOS图像传感器厂商排名前十位。得益于其对智能手机前置摄像头CMOS图像传感器的分辨率提升，SK海力士曾从格科微和OV的手中抢夺了大量业务订单。

据今年6月份的媒体报道，SK海力士为了加强CMOS影像传感器（CIS）的技术竞争力，从基础设计开始调整，其中一项是采用立体（3D）堆叠结构，借此改善影像画质。

另一方面，SK海力士准备在2017年底前完成相位差对焦技术研发，交由利川M10工厂量产1，300万像素CIS。M10工厂将使用12寸晶圆，与清州M8工厂8寸晶圆生产的一般CIS联合抢占市场。

2015年SK海力士营收为3.25亿美元，增长63%，市场份额为3.1%；

SK海力士在大中华区的授权分销商有：深圳升邦电子、超联科技集团，深扬电子（深圳）有限公司、深圳市南皇电子、深圳市东芯微电子、北京佳友信业通讯设备、深圳市宽荣华实业等。

7、松下

松下CMOS市场份额估计主要来自数码相机领域，其它领域涉足并不深。

根据媒体的最新报道，松下的新一代CMOS传感器开发取得突破性进展，能够在不损失分辨率前提下同时捕捉可见光与近红外光（NIR）。

现有的传感器虽然也可以同时捕捉可见光与近红外光（NIR），但他们都要牺牲掉每四个像素中的一个用于捕捉近红外光。因此图片都是有损的。而松下的最新款CMOS则是两层组成的，这意味着它可以切换可见光模式与可见光加近红外光模式。

另外，这款传感器可以让监控相机摄像头在白天以可见光模式工作，在天黑后则换位具备全像素的可见光加近红外光夜视模式。

2015年松下营收为3.36亿美元，增长38%，市场份额为3.3%；

6、东芝

已被索尼收购。

5、佳能

佳能的CMOS传感器其实一直备受争议，其更新的速度远远比不上索尼。

看到相机市场在近年持续萎缩，佳能正寻求更多相机以外的出路，希望让其感光元件技术，扩展至其他市场，包括无人驾驶汽车、机械人、工业机器等等。

感器后，光线经折射后到曲面各点距离相同，镜头就不需要使用额外的镜片来修正像场和光线入射角，镜头体积可更加娇小。

2016年，佳能终于也公布了自己的曲面传感器专利，采用磁力系统方式让传感器产生弯曲变形，从而提升边缘成像的解析力。

2015年佳能营收为4.04亿美元，下跌16%，市场份额为4%；

佳能在大中华区的授权分销商有：沈阳亿中、陕西鸿憬科技、北京枫润翔鹏科技等。

4、安森美半导体

安森美半导体在CMOS领域的实力主要源于它的三次并购。

2011年2月，安森美半导体以3140万美元完成收购赛普拉斯CMOS图像传感器业务部。

2014年4月，安森美半导体以9500万美元现金收购图像传感器设备制造商TRUESENSE Imaging。

2014年8月，安森美半导体签署以4亿美元收购汽车及工业市场领先的高性能CMOS图像传感器供应商Aptina Imaging。

收购Aptina大幅扩充了安森美半导体的图像传感器业务，建成公司在汽车及工业半导体市场快速增长的图像传感器领域的领先地位。

2015年安森美半导体营收为8.1亿美元，增长21%，市场份额为8%；

3、豪威科技

OmniVision成立于1995，专业开发高度集成CMOS影像技术。总部位于美国加利福尼亚州桑尼威尔——硅谷的中心。2000年7月在纳斯达上市。

公司的创始人是经验丰富的工业专家，该公司主要创始人多半出身于摩托罗拉。精通微处理器、微控制器、特殊功能逻辑、具有丰富的模拟电路、数/模混和电路设计经验。长期致力于为微电子影像应用设计和提供基于CMOS影像芯片的解决方案。

该公司是最早也是最具规模的一家进入CMOS传感器应用在拍照手机厂商。2003年拍照手机刚开始应用时，CCD技术清一色的日本供应商，CMOS技术则主要是欧美厂商。其中OV公司产品最具影响力。全球三分之一的手机摄像头采用OV，在2011年之前，OV无疑是图像传感器市场的老大。

OV传感器本是苹果的“前女友”，用于iPhone主摄像头位置，自iPhone 4s开始变更供应商为索尼之后，OV位置调整到前置摄像头。随后手机业界也渐渐形成前置OV+后置索尼的模式。三星等厂商的崛起，OV市场份额出现了逐渐下降、日益式微。

2016年初，由中信资本、北京清芯华创投资管理有限公司和金石投资有限公司组成的财团，以19亿美元将豪威科技收购。交易完成后，豪威科技将从纳斯达克证券市场退市，成为北京豪威的下属公司。

OV产品在汽车上的应用

但从技术研发层面来看，豪威科技这些年来进行大量前瞻性的研发，比如在强光照射或者黑夜星光等极端光环境下的图像显示。人们对数字影像获取需求正在扩展之中，CIS在技术上的精进空间仍然很大。

2015年豪威科技营收为12.5亿美元，下跌9%，市场份额为12%；

豪威在大中华区的授权分销商有：普桦科技股份、深圳启赛电子等。

2、三星

早在10年前，三星就率先将数码相机的传感器和镜头移植到手机中，让手机也能拥有较高的像素和光学变焦能力，而自然而然成为手机图像传感器供应链中的成员。随着手机拍照功能的普及和智能

2014年，三星在遭遇智能手机销量严重下滑之后，开始更关注电子元器件的设计与生产。2015年为业界研发让画质和体积平衡得更加出色的BRITECELL相机传感器技术。在同像素的情况下，BRITECELL比此前的ISOCELL传感器薄了1mm，可以在保持单个像素为1.12um的情况下再进一步提高弱光成像水平，并拥有更快的相位对焦速度。

在多年的坚持之后，三星传感器无论在技术水平还是市场占有率上都“开花结果”。对老大索尼的市场也是虎视眈眈，2015年索尼CMOS缺货，三星有了可乘之机，抢走不少中国客户。

2015年三星营收为19.3亿美元，增长6%，市场份额为19%；

三星电子在大中华区的授权分销商有：深圳升邦电子、深圳市万瑞尔、爱施得、昆山锦腾贸易有限公司、成都欣诺通讯科技、深圳市科辉特电子等。

件市场绝对领导者

1、索尼

就目前而言，索尼依然是CMOS感光元件市场的绝对领导者。

不过，索尼曾在消费电子业务领域陷入挣扎，并付出了昂贵的代价。2015年，索尼根据增长前景、投资优先性对业务进行了重组，一分为三，将图像传感器列为作为最优先发展的业务。

早在2010年，索尼的图像传感器业务还默默无闻，市场份额仅为7%排行老六。在索尼把图像传感器作为其重振集团的主要业务后开始有了跨越式的发展。

2012年，索尼在图像传感器上实现了一次技术飞跃。索尼开发的系统能够将两颗芯片堆叠在一起，每颗芯片只有一小片指甲的大小。一颗芯片捕捉图像像素，另一颗则包含传感器的电路。两颗芯片的叠加有助于智能机制造商生产出比此前设备更薄的机型。之前，手机使用的图像传感器将两颗芯片放在同一个层面上。

因此2012年增长非常迅猛，份额达到了21.4%。而在2013年，索尼在中国市场大获成功，其中13M约有7成的占有率，8M也有约3成的份额。

目前，索尼在CMOS图像传感器上已拥有无可匹敌的技术实力，并在市场中独领风骚。

得益于索尼传感器极高的画质表现以及相对朴实的价格，纵观CMOS图像传感器份额最大的手机市场，索尼几乎垄断了所有中高端手机品牌。在iPhone 4S后，苹果就一直是索尼CMOS的大客户。就连能够自主生产感光元件，并且占了15%市场份额的三星，在部分设备上也采用了索尼的CMOS。

目前来看无论是苹果、三星、还是华为、OPPO等等品牌的机器无一例外的选用了索尼图像传感器。

今年2月份，索尼又推出了一款划时代的传感器产品——全球首款三层堆叠式CMOS传感器。

此外，在2015年底索尼以1.55亿美元收购东芝的图像传感器业务。此次收购包含工厂、设备以及相关员工。收购后，东芝的图像传感器业务将全部整合于索尼半导体子公司下掌管运营。

索尼的图像传感器业务在近年来可谓是快速膨胀，一方面高端相机纷纷采用索尼的传感器，另一方面大量的智能手机也采用索尼的传感器作为其拍照系统的解决方案。

而如今索尼的实力又得到了进一步增强，现在说索尼是图像传感器行业的巨头真的是毫不夸张了。未来使用东芝传感器的相机/手机厂商该如何做出改变，索尼又会借此如何在图像传感器领域继续发展，我们也拭目以待。

2015年索尼营收为36.45亿美元，增长31%，市场份额为35%；

索尼在大中华区的授权分销商有：深圳市科辉特电子、宏展数码、广州市码尼电子科技、广州市麦盛能源科技、深圳市博的电子科技、深圳市赛特美安防电子等。

结语

来自英国市场研究公司Smithers Apex的一份最新报告显示，未来，CMOS图像传感器将在医疗与生命科学、娱乐、体育以及机载和地面无人机等领域发挥重要功能。

无人机需要CMOS图像传感器

到2022年，机器视觉应用中使用的图像传感器的数量，显示出了高达12.3％的复合年增长率，相比之下，销售额的复合年增长率为6.9%。销量和销售额的增长率差别，主要是由图像传感器平均单价的下跌导致的。预计到2022年，图像传感器价格的下降，将导致市场总体规模的小幅下降，而出货量的增加并不能弥补价格的下跌。

价格压力和降低生产成本，将是近期内图像传感器OEM厂商所面临的最大挑战。

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简介：
《数码相机中的图像传感器和信号处理》以大众所熟悉的数码单反相机的发展历史为出发点，阐述了相机中的镜头、感光器件和图像处理电路等硬件的结构及原理，详细介绍了图像处理算法以及相机成像质量评价的相关基础知识，是一本不可多得的、相对全面的图像传感技术领域专著。《数码相机中的图像传感器和信号处理》原作者中村淳及合作者均是图像传感领域的资深从业者，相信他们的经验将为国内相关领域的从业者提供很好的借鉴。

作者简介：

作者：（日本）中村淳（Junichi Nakamura） 译者：徐江涛 高静 聂凯明 
Junichi Nakamura，于1979年和1981年在东京工业大学分别获得电子工程的学士和硕士学位，于2000年在东京大学获电子工程博士学位。1981年加入了Olympus公司。1993年9月至1996年10月，作为杰出访问学者在加州理工学院的美国宇航局喷气推进实验室工作。2000年，加入Photobit公司，领导了若干定制传感器研发。从2001年11月开始在Micron Japan工作。担任1995年、1999年和2005年IEEE的Charge—Coupled Devices and Advanced Image Sensors专题讨论会的技术程序主席，并且在2002年和2003年担任IEDM的Detectors，Sensors and Djsplays小组委员会的成员。IEEE的高级成员，Institute of Image Information and Television Engineers of Japan的会员。 
徐江涛，分别于2001年、2004年和2007年在天津大学获得微电子技术本科和微电子学与固体电子学硕士、博士学位，目前为天津大学副教授。主要研究领域为CMOS图像传感器和图像信号处理芯片。承担多项国家科技重大专项、国家自然科学基金等项目，成功研制名款CMOS图像传感器芯片。

 

目录

第1章数码相机概览 
1.1什么是数码相机 
1.2数码相机的历史 
1.2.1早期概念 
1.2.2索尼Mavica 
1.2.3静态视频相机 
1.2.4静态视频系统为什么会失败 
1.2.5数码相机的黎明 
1.2.6卡西欧QV—10 
1.2.7像素数量之战 
1.3数码相机的类型 
1.3.1傻瓜式相机 
1.3.2单反相机 
1.3.3数码后背 
1.3.4玩具相机 
1.3.5可拍照手机 
1.4数码相机的基本结构

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