CMOS图像传感器应用前景广阔 本土企业应找准定位
据华强电子产业研究所的预测数据，2013年，智能手机摄像头不同像素间的比例为2M/3M∶5M∶8M以上=3∶5∶2。由此可以看出，500万像素的配置将占据市场大部分的比例。顺应这趋势，思比科微电子推出了国内首款500万像素CMOS图像传感器芯片SP5408。在前不久举办的2013松山湖IC创新高峰论坛上，思比科微电子董事长陈杰先生介绍了这一产品以及CMOS图像传感器当前发展的状况。
图像传感器应用广泛 手机和平板是当前主打市场
陈杰援引调研机构的数据称，未来10年，CMOS图像传感器将从2011年的60亿美元增长为330亿美元，其平均增长率为行业平均的3倍。目前，图像传感器广泛应用于拍照手机、数码相机、互动游戏、网络视频、监控、汽车电子、医疗电子、航空航天，尤其是物联网的核心器件。陈杰称，思比科微目前的重点应用市场在手机和平板消费类产品领域，下一步的目标市场是车载和监控领域，医疗电子这块当前也有和一些医疗设备厂商合作。
“手机市场，量很大，但利润很低，我们现在已经占有了一席之地。未来三年，这个市场的增长速度将非常快。”他说，去年，思比科微发布了三个新产品，每个产品的销量都超过了大概2000万片。另外，得益于中国智能机和平板电脑市场的爆发式增长，思比科微实现了从低端VGA向中档720P和200万像素提升，并且产品被国内大多数品牌客户所采用，年度的出货量超过了1.5亿片的规模。今年，思比科微再次将产品升级到了500万像素，推出了SP5408。据陈杰介绍，SP5408基于思比科微自主开发的高填充因子1.4um像素和增强行FSI工艺技术，灵敏度高、噪声低，另外，采用自主开发的第3代高性能、低功耗模拟信号处理电路，在减低噪声的同时也提高了性能。此款CMOS图像传感器针对中、低端智能机和平板电脑市场需求，并与高通、MTK、展讯等基带平台都展开了深度合作，可简化设计公司ISP的调试。据悉，这是国内首款500万像素的CMOS图像传感器芯片。
陈杰透露，在车载市场，2007年思比科微就已经做了一些核心技术的储备，只是当时这个市场的量还没起来，现在市场逐步成熟和发展起来，今年下半年将会进入该领域。在陈杰看来，汽车市场是新的市场机遇，“目前汽车用摄像头年平均增长率超过100%。2012年国内汽车销量2000万台，机动车拥有量破1亿台，而在一部车内大概要放十几个图像传感器。另外，一些车载装置，如行车记录仪、车载全景式监控影像系统等都会用到图像传感器。”
在监控领域，“平安工程”需要大量高性能摄像头，这无疑也给图像传感器提供了市场机会。但是，中国的监控市场，尤其是高端这块基本被国外企业垄断，本土企业要进入这一领域难度相对较大。不过，陈杰表示，思比科微现在也在开发1080P的高端监控。
“医疗电子市场也是非常值得期待的市场，内窥镜、胃镜、喉镜等医疗检查设备的量非常大。不过，我们并没有主动推相关产品。”陈杰透露，目前主要与一些国外的医疗设备公司合作，为他们设计图像传感器芯片。他告诉记者，用于医疗设备的图像传感器，由于产品不一样，尺寸也往往不一样，如胃镜一般2.8um，心脏手术用设备一般1.75um，再比如内窥镜，基本是微型，像素比较小，分辨率不一定高，几万到10万就够了。
实际上，不同的应用领域对CMOS图像传感器的要求也不一样。陈杰称，用于高端数码相机、监控、车载、空间观测等，图像传感器的像素尺寸一般大于5um，图像分辨率一般高于百万像素，要求高灵敏度、高动态、低噪声。这些领域的像素电路结构目前也从3T发展到4T、5T。用于手机、中低端数码相机等移动终端，图像传感器的像素尺寸接近1.4um，图像分辨率从30万像素到1200万像素，要求高灵敏度，低功耗、低噪声，像素电路结构主要采用3T/4T。
工艺只是平台 设计才是关键
目前，CMOS图像传感器的工艺主要有三种：FSI工艺、光导FSI工艺和BSI工艺。陈杰直言，思比科微推出的图像传感器，包括刚刚推出的500万像素的图像传感器SP5408采用的都是FSI工艺。不过，也有不少CMOS图像传感器提供商采用的是BSI工艺，二者究竟有什么不同？
“不管是BSI还是FSI，都只是一个平台，一个工具。从设计上来讲，BSI的感光利用率高，噪声更小，后期精度处理更容易。实际上，如果设计技术好，FSI和BSI工艺的差别并不大。”陈杰说，500万像素，去年属于比较高端的配置，今年则属于入门级的产品配置，在这种情况下，用FSI工艺比用BSI工艺要节省20-30%的成本。对此，陈杰还做了一个形象的比喻，他说，BIS是一把牛刀，杀牛的时候用大刀，杀鸡的时候就不一定用大刀，关键看拿来做什么用。在他看来，800万、1300万像素的图像传感器，用BSI工艺就有优势，而200万、500万像素的图像传感器，用FSI工艺就足够，而且成本更低。
陈杰透露，今年下半年，思比科微将推800万像素的图像传感器。至于是否会采用BSI工艺，将视情况而定。“明年800万像素可能变成入门级的产品配置，500万可能就像现在VGA200万档次，我们会根据情况再决定是否做BSI工艺。”
目前，CMOS图像传感器芯片设计有五大核心技术，包括光电转换单元设计技术，低噪声、低功耗模拟信号处理（ISP）技术，高性能片上图像处理技术，大动态范围电路（HDR）技术，降噪（NRD）技术。在陈杰看来，工艺只是个平台，设计才是关键。据了解，思比科微目前已经申请专利80多项，获得授权60多项。
设计上已与国外差距不大 本土企业当做好产品定位
微型化是CMOS图像传感器的发展趋势。目前，国外企业的产品的像素尺寸基本在1.75um-1.1um，像素在500万-1300万，本土企业现在大概做到1.4um。“去年是1.75um，我们希望明年做到1.1um。”陈杰说。
陈杰认为，在CMOS图像传感器的设计技术上，国内企业和国际大厂存在的差距已经不大了。“目前，大家都在同样的工艺平台上去开发设计，这个差距不到两代。”他举例说，比如台积电负责开发工艺，他的工艺对国内国外企业开放，大家都基于这个平台做设计，这样差别往往不大。但是，如果工艺由本土企业自己开发，差距还比较大。另外，在后期的图像处理方面，即ISP，国外企业有几十年的积累，本土企业尚处于追赶阶段。
目前，在监控、医疗、汽车电子等市场，国外企业占据了国内大部分的市场份额，本土CMOS图像传感器制造商想切入这些市场无疑有一定的难度。陈杰认为，关键是要做好产品定位。“基于1.4um的像素尺寸，本土企业应在成本、应用、性能方面做一个平衡。在国内做sensor的企业并不多，并且品牌效应并不明显，即使用最好的原材料做出最好的东西，但由于品牌效应不够，卖出的价格不一定好。本土企业要成为世界性的品牌还需要相当长的时间的积累。因此，本土企业一定要做好产品定位。”他说，“性价比是中国公司目前应该追求的东西。单纯追求最高品质不太现实，单纯追求最低成本也没有意义，高性价比当是我们努力和追求的目标。”