影像市场风云起 CMOS将取代CCD

http://www.sina.com.cn 2006年09月07日 14:04 中国电子报

　　-本报记者孙文博

　　2006年图像传感器市场出货额将达到7.12亿美元，而2005年为5.72亿美元，增幅惊人。在这其中既包含CCD器件也包含CMOS器件，但从发展局势上看，CMOS影像传感器占有绝对优势，在数码相机、拍照手机以及新兴安防市场等领域，CMOS影像传感器日益成为市场宠儿。

　　CMOS、CCD一决雌雄

　　CMOS影像传感器技术演进速度远远快于CCD技术。CCD技术的像素从5.2微米演进至1.7微米耗时12年之久，而CMOS技术完成这一变化则只用了3年时间。随着CMOS影像传感器技术的快速发展，CCD技术在市场中所占比重日益下降。

　　美光影像集团新市场开发总监Paul Gallagher指出，2006年预计图像传感器市场交货总额为7.12亿美元，总体市场份额中CCD出货量从40%减少到30%左右。随着500万以上像素CMOS影像传感器的推出，CMOS产品已经引起日本相机厂商的关注。

　　Paul Gallagher进一步指出，目前只有既生产

数码相机、监视器等终端产品又生产CCD芯片的纵向集成厂商还在支持CCD技术，这一部分市场也仅仅卡在500万像素～800万像素市场中，其他大部分市场已经被CMOS技术所取代。Paul Gallagher断言，CMOS技术将最终取代CCD技术，在未来4～5年内，CCD市场将不断下滑，预计在10年后CCD市场份额将仅剩10%左右。

　　中芯国际研发部副处长杨建平指出，几年前，人们还在讨论CCD和CMOS影像传感器哪一个会占上风。但是去年，CMOS影像传感器单元在市场上销售的数量已经超过了CCD。CMOS影像传感器在低端市场(例如玩具相机和PC摄像头)完全打败了CCD。在最近一年中，因为更好的像素设计和

半导体工艺技术，CMOS影像传感器的质量继续提升，它开始主导手机相机市场。CCD在过去的30多年中已经是成熟技术，提高的空间非常小。因为独特的工艺，CCD的制造成本很难与和CMOS兼容的CMOS影像传感器竞争。因为高的操作电压(大于10伏)，CCD的功耗很高，这使它难以做成便携式的。因为历史的原因，CCD技术在日本非常成熟，95%的CCD都出自日本。然而，CMOS影像传感器却不同。任何具有技术能力的半导体公司都能够制造CMOS影像传感器，所以低廉的成本使它很快就在PC摄像头和手机摄像头中普遍被采用。那些日本的CCD制造商例如SONY等现在正快速追赶CMOS影像传感器的研发和制造。CMOS影像传感器在高质量的图像应用方面(例如DSC数码相机)赶上CCD应该只是时间问题。

　　镜头掣肘拍照手机CMOS应用

　　照相功能已经成为时尚手机的标准配置，这也是CMOS影像传感器最大的阵地之一。目前国内手机市场摄像头超过300万像素的手机价格昂贵难以普及，但受限因素却并不是源于CMOS影像传感器部分，而是受限于镜头价格。业内人士指出，300万像素是手机照相的重要分水岭，镜头像素达到300万以上时，对于消费者和供应商都不再是可有可无的功能，将作为手机中重要功能存在，而此时手机的变焦、定焦等方面都需要在手机整体设计中统一考虑。

　　摩托罗拉(中国)新产品资源开发高级经理赵桐表示，目前已经开始有300万像素以上的摄像头应用在手机中，与之相适应的CMOS传感器则已经有供应商能够量产，其他包括多媒体芯片等变化不大，唯有薄型镜头尚成问题。目前的塑料镜头已经难以适应这样的要求，需要采用非球面玻璃的新技术，这样的技术在全球尚属前沿科技价格昂贵，无法适应手机整机制造的采购成本要求。

　　Paul Gallagher指出，在手机摄像头市场中，镜头的确是一个重要的限制因素。在手机市场中，镜头和CMOS影像传感器在尺寸和清晰度方面需要做一定的取舍。镜头领域一直是美光公司关注的重点，这是决定成像分辨率和CMOS影像传感器需要达到精度的重要指标。目前美光已经有多款手机产品是与镜头厂商共同合作开发的。

　　Paul Gallagher表示，目前CMOS影像传感器制造商都在尽力提高传感器技术，尽量提高芯片纠正镜头反映图像差异的能力。例如在芯片中加入镜头阴影补偿等方面的技术，以解决成像周边亮度不高的问题等。

　　杨建平分析，手机是最近几年全球增长最快的市场之一。配备了拍照功能的手机随之同样快速增长。一年前，在韩国和日本，超过80%的手机已经拥有照相功能，而且分辨率越来越高，例如130万像素或者200万像素等。而在中国则进程较慢，只有相对较低比例的手机配备了低端摄像头(30万像素，也叫VGA分辨率)。但是，现在随着成本的降低，中国将会有越来越多的手机配备高分辨率的图像传感器摄像头。未来几年，市场还将以更高的增长率继续成长直到接近饱和。3G甚至4G的采用会进一步推动市场的成长。

　　安防领域成为新贵

　　安防市场成为CMOS影像传感器的新应用领域。传统的中央控制电视安全系统成本较高，多用在大公司中或者用于公共安全。但是CMOS图像传感器安全系统能够结合无线通信和互联网技术，且其价格将会越来越为家庭所能接受，将很快为家庭所采用。安防领域成为CMOS影像传感器市场的下一个新贵。

　　从系统上来看，闭路电视监控系统标准本身就限制了自身的发展，从清晰度和成本两方面都不具有优势。有业内人士预言，闭路电视监控市场将会逐步萎缩，并最终被网络型产品所替代。

　　Paul Gallagher指出，以目前安防市场所采用闭路电视的方式而言，大部分的成本并不是设备成本，而是花费在布局布线中。但是，随着网络的日益普及，将监控摄像头与网络相结合可不用再次布线，通过有线、无线网络实现安防摄像头的连接。同时，由于数字压缩技术和数字存储技术的快速发展，安防系统的成本也在下降。

　　Paul Gallagher预计，未来个人安防市场将是目前市场的五倍，约4000万台左右，并能以年10%左右的速度增长，随着有线、无线网络的部署日益完善，以及相应软件的完善，在2-3年内CMOS技术将会快速发展。

　　杨建平指出，正如在手机上的应用，CMOS影像传感器正快速进入安防摄像市场，因为昏暗中的高温图像质量不断提高以及新设计赋予的强大功能。安防摄像头市场可能不会像手机市场增长那样快，但是由于成本持续下降，应该会看到安防摄像头越来越广泛的应用。作为曾经被CCD摄像头和昂贵的系统支配的市场，CMOS技术应该会使安防系统的成本下降到越来越多的家庭能够采用。

　　除了手机、数码相机、安防等市场，其他如医疗市场也有机会。Paul Gallagher表示，目前在美光产品结构上已经发生很大变化，DRAM产品虽然出货数量没有减少，但只占总量的50%左右，多数由新建的12英寸晶圆厂生产。2005年美光CMOS影像传感器市场占有率为36%，目前已经超过40%。其中，手机市场40%以上，电脑摄像头60%，一次性医疗胶囊摄像头95%，另外工厂自动化、电脑特技以及撞车分析等高速应用市场45%。