CMOS图像传感器赛道广阔，市场规模稳定增长

引言：
受益于手机光学升级及自动驾驶加速落地，全球 CMOS 市场保持稳定增长。预计未来全球 CMOS 图像传感器市场仍将保持较高的增长率，至 2024 年全球出货量达到 91.1 亿颗，市场规模将达到 238.4 亿美元。随着汽车单车摄像头数量的上升，TSR预估全球车载摄像头总出货量将由 2018 年的 1.09 亿颗增加至 2021 年的 1.43 亿颗，年复合增长率为 7.02%。作为车载镜头的一部分，CIS的市场规模将会持续增加。根据 ICInsights数据预测，车载CIS市场至 2025 年将达到 51亿美元，CAGR达+33.8%。
来源：浙商证券研究所
1、
图像传感器：赛道广阔，市场规模稳定增长
图像传感器是利用感光单元阵列和辅助控制电路将光学信号转变为电学信号的一种常见传感器。图像传感器根据元件的不同可分为 CCD 和 CMOS 两大类。在 CMOS 应用前，CCD（电荷耦合器件）是市场上主要的图像传感器。

CCD 和 CMOS 的光电转换原理相同，但是信号读出方法有区别，CMOS 中每个像素传感单元有自己的放大器，可以被单独选址和读出，CCD 中所有像素传感单元感光生成的所有电荷需按列依次经过同一个放大器进行电压转变。

CMOS 技术升级成本降低后主导市场。早期，CCD 图像传感器因为其光照灵敏度高、噪音低等优点主宰市场，后来随着半导体技术的发展，CMOS 工艺的缺点被技术一一解决，逐渐主导了整个市场。相比于 CCD 图像传感器高功耗、高电压、弱抗辐射等缺点， CMOS 凭借着低功耗、低成本、高集成度等优点逐渐占据了消费市场。

CMOS 市场规模增长稳定，汽车电子蓄势待发
2019 年 CMOS 全球 184 亿美元市场，预计 2019-2024 年 CAGR 达 7.6%。根据Frost&Sullivan 统计，2012 年，全球 CMOS 图像传感器出货量为 21.9 亿颗，市场规模为 55.2 亿美元。至 2019 年，全球 CMOS 图像传感器市场出货量为 63.6 亿颗，市场规模达到 165.4 亿美元。

2012-2019 年 CAGR 分别为到 16.5%和 17.0%。得益于智能手机、汽车电子，IOT 等下游应用的驱动，预计未来全球 CMOS 图像传感器市场仍将保持较高的增长率，至 2024 年全球出货量达到 91.1 亿颗，市场规模将达到 238.4 亿美元， 2020-2024 年 CAGR 分别为 7.5%和 7.6%。

手机、汽车、安防领域的图像传感器芯片要求各不相同。根据 Frost&Sullivan 统计， 2019 年，全球智能手机及功能手机 CMOS 图像传感器销售额占据了全球 73.0%的市场份额，汽车，安防分别占 10%，4.1%。至 2024 年，占比分别为：68.8%，14.1%，3.6%，汽车电子正蓄势待发。手机、汽车、安防领域的图像传感器芯片要求各不相同：

1） 手机领域：追求高像素以及多功能化，像素从 200、800 万发展为目前的 4800万、6400 万，并且有进一步向上提升的趋势。功能上除了传统拍照，还有虚化、广角、长焦等差异化要求。

2） 安防领域：对夜视、红外等要求较高，产品分辨率目前基本在 200 万像素（1080P），后续有望进一步提升至 2K/4K。同等像素下单价普遍比手机产品更高。

3） 汽车领域：目前对像素要求不高，但追求极致可靠性与稳定性，并且车规级产品验证周期长达 2-3 年，一旦进入供应链则可以长期稳定供应。同等像素下汽车产品单价最高。

驱动力一：智能驾驶打开CIS 广阔成长空间
受益于ADAS、自动驾驶等趋势，汽车有望接力智能手机，为CIS成长贡献新动能。车载摄像头是ADAS 的重要组件，其中图像传感器芯片为核心。为完整实现智能驾驶功能，车身至少需要配置前视、环视、后视、侧视、内置摄像头，各部分还可能采用 2~3 个摄像头搭配使用。

如特斯拉 Autopilot1.0时只需采用前置和后置两个摄像头，而到特斯拉Autopilot2.0时就已经搭配“正常摄像头+长焦摄像头+广角摄像头”，单车摄像头达到8个（传统汽车 1-2个）。未来，随着辅助驾驶和智能驾驶渗透率的提升，车载摄像头数量有望进一步提升至15-20 个，市场将迎来快速成长期。

车载产品单价较高，预计未来5年复合增速超20%。车载场景相对于手机场景，在像素方面要求相对较低，但是对于产品的稳定性、可靠性、耐热性、使用寿命等要求非常高。因此车载摄像头芯片具有测试周期长、更新频率慢等特征。同像素级别的车用 CIS单价高于手机CIS。

同时，随着汽车单车摄像头数量的上升，TSR预估全球车载摄像头总出货量将由 2018 年的 1.09 亿颗增加至 2021 年的 1.43 亿颗，年复合增长率为 7.02%。作为车载镜头的一部分，CIS的市场规模将会持续增加。根据 ICInsights数据预测，车载CIS市场至 2025 年将达到 51亿美元，CAGR达+33.8%。

驱动力二：智能手机多摄渗透增加+单镜头价值量提升
智能手机多摄渗透率持续增加。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%。多摄趋势有望为手机 CIS 市场带来主要发展动能。

摄像头像素逐渐提高。像素高低是决定成像质量优劣的关键因素，高像素摄像头通常承担智能手机中主摄像头的功能，决定了手机拍照成像的清晰度与真实度。目前，主流智能手机品牌旗舰机型的主摄像头像素水平已达到 4,800 万至 6,400 万，甚至部分机型已采用了 1 亿像素的摄像头，终端用户对于更强拍照性能的追求推动了 CMOS 图像传感器向着更高像素的方向不断发展。

高像素摄像头占比逐渐提高。根据 Frost&Sullivan 统计，2012 年，200 万及以下像素摄像头、500 万至 1,300 万像素摄像头、1,300 万以上像素摄像头的出货量市场份额分别为 66.7%、33.3%和 0.0%；

2019 年则变化为 28.4%、49.7%和 21.9%，整体像素水平较 2012年显著提升；预计至 2024 年，高像素摄像头市场占有率将进一步增加，上述市场份额将分别达到 26.0%、41.7%和 32.3%。未来，手机摄像头像素将有望持续提升。

感光面积不断增加。增大 CMOS图像传感器尺寸是提升感光性能最直接的方法，近年来华为、苹果等厂商纷纷向索尼定制大尺寸 CIS以提升手机摄像头的感光性能，推动 CIS由中尺寸大尺寸发展，三星、OPPO、Vivo 等厂商也纷纷跟进大像面策略，但大尺寸 CIS也为手机内部空间、制造厂产能带来一定挑战。

摄像头功能多样化。此外近年来，包括 3D Sensing、眼动追踪、长波红外镜头在内的新型摄像头陆续推出，丰富了手机摄像头市场的产品线。此外，眼动追踪、长波红外镜头等功能的问世使得提供相应定制化算法的 CIS开拓了更为广阔的市场空间。

驱动力三：安防迈入高清时代，对 CIS 产品需求提高
安防摄像头对于人脸识别和车牌识别的需求不断提升，对于夜间低照度环境下拍摄画面和高速移动物体成像的清晰度要求也逐渐提高。生物特征认证、低照性能和动态成像方面需求提高，驱动安防级 CIS 芯片技术提升。

安防领域摄像头目前 1080P 已经成为主流，逐步向 2K／4K 发展，人脸识别及物体识别的需求兴起，高分辨率成为发展的必然趋势。CCD 凭借全局曝光、高速物体不变形以及可以采用 Flash 补光等特性在安防监控图像传感器领域获得大量应用。

但随着 CIS 技术的发展，其效果相较 CCD 更为出色且成本更低，因此在普通安防摄像机应用领域基本实现了对 CCD 的替代。根据 Yole 的数据，安防 CIS 芯片用量在 2016 年为 1 亿颗，到 2022 年预计将增长至 3.2 亿颗以上，复合增速达 21％。

2、
显示驱动芯片：多品类布局，构建综合图像芯片平台
显示驱动芯片是显示屏成像系统的重要组成部分之一。其主要功能是对显示屏的成像进行控制。全球显示驱动芯片市场规模保持着与显示面板市场同步增长的态势，且增长速度高于显示面板市场。面板驱动芯片根据面板种类不同而分为 LCD 和 OLED 驱动芯片，其中 LCD 占据面板市场主流。根据 Frost&Sullivan 统计，2019 年全球显示驱动芯片出货 156.0 亿颗，2024 年预计达到 218.3 亿颗，年均复合增长率为 7.0%。

台系厂商主导，大陆厂商替代空间大
在中国显示驱动芯片市场上，矽创电子、奇景光电等中国台湾企业凭借多年以来的技术积累，成为了市场的领导者，主导着显示驱动芯片市场的技术发展与应用。

根据Frost&Sullivan 统计，2019 年度，中国市场出货量排名前五的 LCD 驱动芯片供应商中，中国台湾企业占据了四席，分别为矽创电子、奇景光电、天钰科技和奕力科技，合计市场占有率达 38.5%。其中，公司作为唯一一家跻身中国市场前五的大陆供应商，以 4.2 亿颗的出货量位列市场第二，在中国市场占有率达到 9.6%。

韩日企业退出面板行业，国内厂商迎来绝佳机遇。根据 Frost&Sullivan 数据，2019年我国 LCD/OLED 面板产量分别占据全球 37.2%/9.5%的市场份额，预计 2024 年LCD/OLED 市场份额达到 44.2%/23.7%。我们认为随着韩国厂商的如期退出，中国大陆LCD面板厂商正在获得更多话语权，本土面板驱动 IC供应商也将有望获取更多市场份额。

3、
CMOS 行业市场集中度高，国产替代空间大
从全球图像传感器市场看，国内企业在低端产品份额领先，国外企业则占领高端市场。2020 年按照出货量占比来看，格科微出货量占比 30%，索尼出货量占比 23%，三星和豪威分别占比 18%和 14%。但从销售额口径来看，索尼，三星，豪威，格科微分列前四名，占比分别为：39.1%，23.8%，11.3%及 4.7%。主要原因为国外厂商索尼，三星产品大多为高像素产品，平均价值量更高。而国内厂商在用处更广的低像素产品占据更多份额。

细分应用领域各有千秋。由于各细分领域对产品要求有一定差异，因此竞争格局也存在一定差异。手机图像传感器市场中，索尼、三星、豪威，格科微位居前列。车载 CIS市场中，前三甲是安森美、豪威和索尼，其中安森美一家独大，豪威紧随其后。安防电子 CSI 市场中，前三甲是豪威、思特微、索尼。

4、
Fabless 转向Fab-lite，实现关键生产环节自主可控
CIS 主流厂商大多采用 IDM 模式。CIS 制造产业链主要细分为设计、代工和封装测试三个环节，最后由模组厂采购组装，整合入摄像头模组再出售给下游应用厂商。由于CIS 芯片的像素层的设计工艺类似于模拟芯片，对制造工艺的要求较高，所以索尼、三星等龙头企业均采用 IDM 模式，而豪威、格科微等中国企业多采用 Fabless 模式。

代工方面，台积电、华力微、中芯国际、力晶、海力士等代工厂为全球 CIS 晶圆主要供应商;封测方面，中国台湾的精材、胜丽、同欣电等厂商，国内晶方科技、华天科技等是主要的封测厂商;模组制造端中国厂商走在世界前列，舜宇、欧菲光、丘钛等企业已成为全球龙头。

生产 500 万像素以上产品需采用 BSI 工艺
CMOS 有两种结构，前照式 FSI（Front side illumination）和背照式 BSI（Back side illumination）。传统的 FSI 工艺下，光线射入后会依次穿过透镜、彩色滤波片、金属线路及光电二极管，由于金属层对光线的干扰作用，导致受光效率偏低；

而 BSI 工艺下，金属层与光电二极管位置进行了调换，从而消除了金属层对光通路的干扰，进光量与受光效率得以明显提升，该优势在高阶产品中尤为明显。鉴于市场对拍照体验的要求不断提高，像素持续升级，BSI 工艺将逐渐成为市场主流方案，市场份额不断提升。目前 500 万像素以上的 CMOS 大多采用 BSI 工艺。

生产 BSI 晶圆通常需要前后两大工序，前道工序首先在半导体硅片的基础上进行晶圆涂膜、光刻显影、离子注入等工序，制成标准 CIS 逻辑电路晶圆；后道工序在前道工序的基础上再进行晶圆键合、晶圆减薄等 BSI 晶圆特有的工序。加工完成后的 BSI 晶圆再经过封装、测试等工序后即为 BSI 图像传感器。BSI 前道工序供应充足，后道工序产能紧张。

格科微：国内领先的图像传感器及显示驱动芯片设计企业
公司自成立起专注于 CMOS 图像传感器和显示驱动芯片的研发设计。公司目前主要提供 QVGA（8 万像素）至 1,300 万像素的 CMOS 图像传感器和分辨率介于 QQVGA 到FHD 之间的 LCD 驱动芯片，产品主要应用于手机领域，同时广泛应用于包括平板电脑、笔记本电脑、可穿戴设备、移动支付、汽车电子等在内的消费电子和工业应用领域。

目前主要采用 Fabless 经营模式，未来还将通过自建部分 12 英寸 BSI 晶圆后道产线、12 英寸晶圆制造中试线、部分 OCF 制造及背磨切割产线的方式，实现向 Fab-Lite 模式的转变。

现阶段采取fabless 模式，未来将向Fab-Lite 模式转型
公司现阶段采用 Fabless 模式，未来将向 Fab-Lite 模式转型。公司目前已经建立了COM 封装产线和部分测试产线，未来将募投 12 英寸 CIS 芯片 BSI 后段研发与产业化项目，经营模式将由 Fabless 模式转变为 Fab-Lite 模式。

部分 BSI 图像传感器产品的生产将从直接采购 BSI 晶圆转变为先采购标准 CIS 逻辑电路晶圆，再自主进行晶圆键合、晶圆减薄等 BSI 晶圆特殊加工工序。经营模式的转变能够有力保障公司 12 英寸 BSI 晶圆的产能供应，在自有产线上完成特色工艺研发后，公司将以较低的研发成本快速导入上游供应链并进行量产。

公司拥有独特工艺，以高性价比占据低像素市场
低像素产品占据绝对优势。公司 CIS 产品主要规格为 2M 和 5M，2020 年营收占比分别为 45.8%及 26.3%。其中 2M/5M 产品的市占率 2020 年均超过 80%。公司在低像素市场中逐步由 5MP 及以下向 8MP-13MP 产品演进，并工艺端也在积极寻求市场上稳定充裕BSI 产能，逐步打开高像素领域的市场空间。

公司 CIS 产品凭借高性价比优势，营收逐年提升。独特的技术工艺路线，帮助公司建立成本优势。公司创始人赵立新曾在新加坡Chartered Semiconductor Manufacturing 及 ESS Technology International 工作，工艺经验丰富，使得公司不仅在设计环节具有极强竞争力，在制造工艺与封装环节也有自己的knowhow。
公司凭借特有的技术工艺路线，在低像素市场往往能够提供高性价比的方案，导致竞争对手在低毛利率的状态下无法长期支撑稳定经营，逐步退出，获取更高的市占率。

公司成本优势主要体现在:
1) 公司产品生产所需的光罩层数较少，能够大幅度削减成本。公司不拘泥于晶圆代工厂标准化制造工艺，独创了 N 型衬底技术、低光高灵敏度像素技术、低噪声像素技术等一系列优化的 Pixel 工艺设计，在产品制造效率、性价比等方面独具优势。
2) 电路研发方面采用三层金属设计。与竞争对手 4-5 层的金属设计不同，公司产品采用三层金属设计，能够对于芯片面积更为缩小，因此更具性价比。
3) 独创特色 COM 封装工艺。公司的 COM 封装工艺相较 COB 封装工艺显著降低了模组加工和运输过程中引入的颗粒污染，在保证光学性能的前提下提升了芯片封装及模组生产的效率及良率，大幅降低了模组的生产成本。

供应链稳定，覆盖国内外主流客户。公司供应链及客户资源丰富。代工厂方面：公司目前代工厂为三星及中芯国际，并积极与国内华虹及粤芯等优质代工厂展开合作，未来产能有保障。

客户方面：公司在全球范围内积累了丰富的终端客户资源，并与舜宇光学、欧菲光、丘钛科技、立景、盛泰光学等多家行业领先的摄像头及显示模组厂商形成了长期稳定的合作关系，其产品广泛应用于三星、小米、OPPO、vivo、传音、诺基亚、联想、HP、TCL、小天才等多家主流终端品牌产品。

产品线逐步由高性价比向高性能转变。作为国内领先的 CIS 供应商，公司在巩固自身性价比优势的前提下，加大研发投入，逐步切入 16MP 及以上的高像素市场，从智能手机辅摄进入至主摄赛道。目前，公司 1,600 万像素 CMOS 图像传感器已进入工程样片阶段，3,200 万及以上像素 CMOS 图像传感器已进入工程样片内部评估阶段。我们认为公司未来有望凭借在低像素产品积累的技术及客户优势，逐渐切入高像素产品，公司 CMOS产品营收有望继续增长。

以LCD 驱动芯片为主，积极布局全品类显示驱动芯片
公司显示驱动芯片营收逐年提升。公司生产的 LCD 驱动芯片支持的分辨率介于QQVGA 到 FHD 之间，主要用于中小尺寸 LCD 面板。2017~2020 年，公司显示驱动芯片业务收入分别为 3.5 亿元，4.3 亿元，4.9 亿元与 5.9 亿元，CAGR 达+13.8%。

公司显示驱动芯片成本具有优势。公司的显示驱动芯片产品采用了自主研发的无外部元器件设计、图像压缩算法等一系列核心技术，能够显著减少显示屏模组所用的外部元器件数量，缩小芯片面积，性价比优势突出。同时，发行人独创的 COF-Like 设计以更低的成本实现了帧率和屏占比的同步提升。2017~2020 年，毛利率分别为 23%，25%，28%及 29%。

公司的 CMOS 图像传感器业务与显示驱动芯片业务相辅相成。第一，两类产品同属于图像输入与输出产品领域，在研发设计过程中能够相互借鉴，共用部分通用模块，将精准图像采集与高效图像输出相结合，为客户提供最优质的解决方案。第二，两类产品的下游客户群体有一定程度的重叠，公司有能力实现双产品同步推广，有利于客户资源的协同开发。

第三，两类产品的供应链结构相近，公司能够进行整体性的采购规划，两条产品线共享晶圆制造、封装测试的产能资源，增强公司在产业链中的议价能力。目前，发行人正在积极进行 TDDI 芯片、AMOLED 驱动芯片等产品的研发与相关技术储备，未来将实现产品线的进一步拓展。

考虑到前道工序生产的 CIS 逻辑电路晶圆产能供应较为充足，因此公司募投后道工艺，后道工序将由自有产线完成，实现对CIS 特殊工艺关键生产步骤的自主可控。项目投资总额 684,502.91 万元，建设期为 2 年，拟采用募集资金投资 637,619.88 万元。项目建成后公司将拥有月产 20,000 片 BSI 晶圆的产能。项目投产后，部分 BSI 图像传感器产品的生产将从直接采购 BSI 晶圆转变为先采购标准 CIS 逻辑电路晶圆，再自主进行晶圆键合、晶圆减薄等 BSI 晶圆特殊加工工序。

此外公司还计划建设 12 英寸晶圆制造中试线、部分 OCF 制造及背磨切割产线等产线，实现从 Fabless 模式向 Fab-Lite 模式的转变。我们认为，产线完成后，一方面公司可以保障 12 寸产能的稳定供应，同时能够进一步复用自身在工艺和封测端的技术优势来达到成本的有效降低。另一方面可有效缩短公司在高阶产品上工艺端的研发时间，提升公司的研发效率，快速响应市场需求。

（1）**假设
图像传感器**：从目前主流品牌发布机型来看，多摄趋势下辅摄广泛采用 1-3 颗2MP-8MP 的中低阶像素产品，使得公司覆盖的 2/5/8MP 产品出货量快速增长，假设未来价格保持稳定:
1) 2M/5M:根据 Frost&Sullivan 数据，格科微 2MP/5MP 产品 2020 年全球市占率达到 80%以上。预计 2021-2023 年，2MP/5MP 产品市场规模分别为：12/12/11.5亿 颗及 6/5.8/5.3 亿颗，假设格科微市占率将保持在 80%以上。

2) 8M/13M:受制于 BSI 产能限制，公此前 8M 产品出货量较少。而 2021 之后，公司将和新代工厂合作，解决产能问题，同时公司自建 BSI 产线，也将一定程度缓解产能问题。8M 产品预计成为今明两年放量最大的产品。同时 13M 和 8M产品技术相似，我们认为公司也将从明年开始逐渐起量。预计 2021-2023 年， 8MP/13MP 产品市场规模分别为：15.8/16/16.5 亿颗及 7/7/7 亿颗。