【华西证券】CIS行业深度:需求复苏叠加技术创新,国产替代正当时.pdf

2024-04-11
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CIS行业概览


CIS定义与工作原理


CIS定义:CIS(CMOS image sensor)是互补金属氧化物半导体图像传感器,又名CMOS图像传感器,属于一种光学传感器,其功能 是将光信号转换为电信号,并通过读出电路转为数字化信号,广泛应用于视觉领域,是摄像头模组的核心元器件。


CIS工作原理:CIS工作流程主要分为以下三步:外界光照射像素阵列,产生光电效应,像素中的光敏二极管将阵列表面的光转换为 电信号;通过行选择电路和列选择电路对像素阵列进行扫描,实现图像的窗口提取功能,选取希望操作的像素,读取像素上的电信 号;将相应像素单元内的图像信号进行处理后,转换为数字图像信号输出。


供应端:CIS价格短期上扬,国产产能下半年增加


2023年上半年,受下游需求下降、CIS行业库存调整影响,晶圆厂产能利用率下降。但23年下半年伴随库存回归正常水位,华为手 机发布推动供应链备货,行业需求逐步好转;以台积电智能手机领域收入为例,智能手机领域需求自23年Q3开始出现企稳回暖信 号。


产能侧:伴随海外厂商8英寸BSI产能退出,24年国内12英寸CIS产能进入扩张期,满足增长需求与海外产能转移,譬如豪威已在12 英寸厂实现高端大像素产品量产。


价格端:根据群智咨询数据,24年上半年,因需求回暖及芯片厂战略调整,部分手机CIS产品开始涨价。据群智咨询预测,智能手 机主流CIS(13M及以上)价格环比下半年上涨约20%。而24年下半年大陆中高端CIS产能逐步增加后,CIS价格走势预计趋稳,国产 fabless厂商成本优势凸显。


CIS应用领域广泛,手机端占比最高


手机是CIS最广泛的下游应用领域。根据Yole数据,2022年手机约占CIS下游领域的63.32%。此外,汽车、电脑、安防监控等领域占 比分别为10.29%、9.26%、5.84%。


不同下游领域应用对CIS技术参数提出了不同的要求。由于5G时代手机用户对手机高清摄像的需求,智能手机像素最高可达100M, 对帧率等要求则较低;而安防、汽车、机器视觉等领域要求摄像机在苛刻环境或高速场景中工作,为了避免误判以及精准识别信 号,对感光度、帧率、极端温度条件工作性能、HDR与动态范围等参数的要求较高。


CIS行业未来发展趋势


趋势1:技术趋势向高像素小尺寸发展。智能手机对于模组大小较为严格的要求与消费者对高像素的追求导致像素尺寸呈现缩小的 趋势。同样分辨率下较小的像素尺寸可以缩小芯片尺寸与模组大小,进而降低成本;同时,较小的尺寸在同样的靶面容纳更多的像 素,能实现更高的分辨率。


趋势2:堆栈式芯片架构有望得到更广泛的运用。堆栈式芯片架构是在传统架构基础上的进一步升级,将原本在一片晶圆上的像素 矩阵和电路区域分别置于两片晶圆上,使得CIS的像素和电路可以进行独立设计和优化,例如电路设计可使用更先进的工艺制程, 从而提升电路性能;像素设计可以使用普通工艺制程,有效控制成本。目前,堆栈式芯片架构已广泛应用于高端消费类产品。


趋势3:因应用场景不同性能特征参数多样化。随着智能化时代到来,CIS识别的图像将被广泛运用于机器识别、安防检测等领 域,对感光度、功耗、HDR、视野、帧率、快速精准捕捉被拍摄目标能力等性能的要求将逐步提升。


趋势4:下游新兴需求的出现带来新的增长方向。近几年来,伴随汽车智能化的加速推进,作为汽车之眼的摄像头CIS需求增长迅 速;在新兴VR/AR/MR领域,根据Yole统计,每款设备平均使用的追踪摄像头数量呈现增加的趋势,近期推出高端MR和AR设备配备更 多摄像头和更先进的功能,如Meta Quest Pro具备的眼球追踪和Apple Vision Pro具备的3D功能。


未来市场与格局


CIS总体市场规模稳步提升,细分行业增速较快


CIS市场规模稳步提升,CAGR约5.1%。CIS作为摄像头模组核心组成部分,受益于汽车智能化、工业智能化等趋势,近年来应用领 域不断扩张,行业市场规模不断扩大,根据Yole预测,2028年CIS市场规模有望达到287.58亿美元,2022年至2028年CAGR为5.1%。


手机为最大应用市场,安防、汽车、航空航天等细分行业增速较快。伴随安防领域数字化提升,未来五年(2022-2028)安防CIS 年均复合增速达17.6%。汽车智能化趋势下,ADAS渗透率不断提高,汽车领域CIS有望保持较高增速,CAGR达8.8%。随着工业智能化 的发展,工业CIS市场规模逐步扩大,CAGR达8.2%。


行业集中度较高,索尼、三星、豪威为龙头厂商


CIS行业市场集中度较高,索尼、三星、豪威为龙头厂商。根据Yole数据统计,索尼作为全球CIS产业龙头,2022年市场份额达到 42%,三星和豪威则分别占据19%、11%的市场份额,CR3占据72%的市场份额。


细分下游市场来看,索尼的产品线布局较为完善,除去份额排名第一的智能手机领域,在汽车、安防、工业等领域的份额排名均为 前三,而三星凭借在智能手机市场的地位和品牌知名度,在智能手机市场占据第二大市场份额。豪威在安防领域布局较早,市场份 额领先,在手机、汽车等领域也占据一定市场份额。安森美深耕汽车电子领域,在汽车市场份额领先。


手机CIS:终端需求复苏,有望拉升CIS需求


智能手机终端需求有望触底回升,提振手机CIS需求。在供应链已放缓1.5年、库存逐渐消纳,全球手机库存趋向正常化,据IDC预 计,2023年全球手机出货量同比降幅收窄至4.40%,2024年手机出货量有望迎来反弹,实现正向增长,带动CIS出货量增长。此外, 中低端机型受益50MP产品国产化加速、中高端机型超广角和长焦等功能升级,智能手机CIS市场需求进一步扩大。


步入2023年下半年,手机需求温和复苏,CIS行业去库存接近尾声。截至3Q23,韦尔股份存货继2022年从第一季度104.7亿元至第 三季度141.14亿元的快速上升后,于2022年第四季度开始大幅下降,Q3已达到75.52亿元合理水位。格科微存货受益于公司采用的 逆周期采购方式,稳定在40亿元以下。思特威存货在2022年第三季度达到30.07亿元的高点,随后逐个季度下降,近几个季度稳定 在25亿元左右。


车载CIS:应用场景广泛,终端市场稳步增长


CIS在车身前视、后视、测试、环视以及舱内监控等场景应用广泛。车载CIS在稳定性和寿命要求高于消费品,需要通过严苛的车 规级认证,同时需要具备高感光能力、高动态范围等特性,使车载摄像头在黑暗或光线的剧烈变化的场景中捕捉高质量图像。


根据中汽协数据,随着市场需求逐步释放,2023年我国汽车市场向好态势超出预期,乘用车与新能源汽车销量分别达到2601.3万辆 与949.5万辆,实现10.6%与37.9%的较高增长。据中汽协表示,今年宏观经济持续回升向好有助于汽车行业的稳定增长,随着国家 促消费、稳增长政策的持续推进,促进新能源汽车产业高质量发展系列政策实施,将会进一步激发市场活力和消费潜能。


重点公司分析


韦尔股份:CIS行业龙头,中高端手机CIS打开市场


韦尔股份建立于2007年,持续深耕半导体产品设计与分销业务。2019年,公司通过收购全球前三大CIS供应商之一的豪威科技,跻 身国内外CIS设计企业第一梯队,形成图像传感器、触控与显示、模拟三大核心半导体产品设计业务体系。公司CIS芯片产品型号涵 盖了从8万到6400万像素等的各种规格,在消费电子、车载、医疗、无人机、安防监控和AR/VR等领域均具有完善的产品线布局,产 品种类与应用范围覆盖广泛。


截至2023年前三季度,公司实现营业收入150.81亿元(-1.96%),归母净利润3.68亿元(-82.86%)。单三季度业绩改善明显,收 入结构优化,公司实现营业收入62.23亿元,同比+44.35%,环比+37.58%;扣非归母净利润2.09亿元,同比+206.25%,环比 +306.9%。截至2023年上半年,公司主营收入中,图像传感器解决方案、触控与显示解决方案、模拟解决方案、半导体分销业务收 入占比分别为70%、8%、6%、16%,图像传感器下游收入来源日渐广泛,涵盖智能手机、电子汽车、安防监控、新兴市场、医疗、PC 等多领域。


在智能手机领域,据counterpoint统计,公司2022年占据全球手机CIS市场份额的近7%,位居行业第三。23年下半年,在华为 Mate60系列、小米14系列热销背景下,消费电子市场逐步复苏,公司库存水平持续下降,截至23Q3存货已降至75.52亿元,较22年 底的123.56亿元降低38.9%。2022年公司推出OV50H和OV50E图像传感器,应用于旗舰和中高端智能手机摄像,产品线进一步丰富; 伴随公司高阶图像传感新品推出与产品成本下降,公司产品结构继续优化,整体盈利能力将稳步提升。


智能驾驶下游需求景气,汽车CIS收入占比提升。公司先进紧凑的汽车 CIS 解决方案覆盖了广泛的汽车应用,包括 ADAS、驾驶室 内部监控、电子后视镜、仪表盘摄像头、后视和全景影像等。此前8MP ADAS产品于19年推出,近几年加快客户导入,汽车业务成长 快速。2022年公司CIS业务来源于汽车市场的收入提升至36.33亿元,同比增长56.55%;截至2023年上半年,汽车CIS占CIS业务的整 体收入占比为30.63%。据公开投资者关系纪要,公司汽车CIS正在爬坡和上量的过程中,公司预计在24年的部分地区汽车CIS的销售 量表现更加显著,市场份额预计也将继续提升。


思特威:深耕安防CIS多年,汽车与手机新领域放量


思特威电子科技股份有限公司成立于2017年,自成立起便专注于安防监控领域的视觉成像技术与CIS产品开发,在安防领域市占率 持续占优。凭借技术创新和安防业务经验,公司迅速布局多领域CIS业务,于2020年向汽车电子领域扩张版图,同时凭借多年来在 CIS行业的积累实现低端手机CIS的首次营收贡献。


2022年,受宏观环境影响,公司安防CIS收入有所下降,但凭借着公司高效的研发效率以及对下游应用客户的快速拓展与紧密结 合,公司在消费电子和汽车电子的两个新领域取得了良好的市场反馈和客户认可,营业额较上年度均大幅增长。


2023年公司业绩快报显示,公司实现营业收入28.57亿元,同比增长15.08%,业绩扭亏为盈,归母净利润为1371万元。截至23年上 半年,公司消费电子与汽车电子收入占比分别提升至29.45%、10.03%。为公司目标形成“智慧安防+消费电子+汽车电子”三足鼎立 的业务格局,寻求打开第二极增长曲线打下良好的基础。


深耕安防领域,凭借产品出色的获得下游客户认可。公司已推出100-1300万像素的多场景、高中低端全覆盖的产品矩阵。目前安 防头部厂商持续布局大模型智能化领域,公司发力高端安防,打造Pro Series全性能升级系列、AI Series高阶成像系列、SL Series 超星光级系列等满足安防客户潜在需求。在机器视觉领域,公司已发布8颗专业级CIS产品,不断扩大产品矩阵,应用于工 业检测、导航等领域。


消费电子领域市占率持续提升,加速开拓第二增长曲线。截至23年上半年,消费电子收入占比已提升至29.45%。公司智能手机CIS 产品覆盖8MP到50MP,根据公司公告与官网信息,目前公司已推出4款50MP以上高阶产品,包括SC580XS、SC550XS、SC520XS和 SC5000CS;SC550XS主打高端旗舰主摄,已量产出货,SC520XS已进入小规模量产阶段。未来伴随公司在手机领域推出更多新品,有 望加快高端CIS国产化。


智能化带动汽车电子需求,车载CIS业务发展迅猛。公司自2021年开始投入大量研发资源,根据公司投资者关系纪要,目前公司的 车载CIS产品已经在比亚迪、一汽、上汽、东风日产、长城、韩国双龙、开沃、零跑、岚图等客户处量产。22年公司发布800万像素 车规级新品SC850AT,满足智能汽车高安全性、高可靠性要求,目前处于送样测试阶段。


报告节选:


(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)


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