CIS(CMOS Image Sensor, CMOS影像感測器)研究

[20240314] SONY為三星手機改移CIS生產基地於南韓，采鈺利多受惠於CIS大廠豪威、格科微

Sony與三星系統LSI在CIS領域競爭越趨激烈，SONY正在推動將CIS後段製程轉移到南韓的方案，準備把日本製造的CIS用晶圓引進南韓，並於南韓當地製造成個別的CIS晶片。

SONY把日本CIS後段製程轉移到南韓，很可能是因為為滿足三星手機快速在地化支援，SONY為能積極配合客戶需求，打算在南韓進行後段製程。由於三星手機同時採用三星系統LSI事業部及SONY生產的CIS。這將加劇三星與SONY間的CIS競爭，雖然這將為三星系統LSI事業部帶來不小壓力，但鑑於SONY在CIS市場佔據約51.6%市佔率，若SONY開始於南韓進行CIS後段製程，亦有望為南韓當地業者帶來正面效果。目前負責CIS事業的SONY子公司Sony Semiconductor Solutions，已與南韓半導體後段製程業者討論具體的合作方案，SONY向後段製程企業開出10級無塵室、晶圓重組服務等要求，而與SONY接洽的後段製程商包含LB Semicon、斗山Tesna、ALT、南韓日月光（ASE Korea）等。

此外，對台廠而言，AI智慧手機浪潮來襲，將搭載更高畫素規格，伴隨大陸強攻CIS國產化趨勢，在OPPO、vivo、小米等大陸非蘋品牌大廠助攻下，開始向供應鏈擴大拉貨。CIS大廠豪威、格科微開始大舉向台積電旗下光學封測廠采鈺下單，訂單能見度直達2024下半年，助攻采鈺擺脫去年營運低迷態勢。

采鈺在光學鍍膜及影像感測器等領域專攻晶圓級微結構光學元件封裝代工，透過半導體製程技術讓CIS製程的晶圓微結構與微型光學元件整合，讓光學元件能更加薄型化，成為手機、AR裝置等終端客戶指定供應商。

采鈺2024年元月合併營收6.66億元，為同期新高，年增26.9％。采鈺本季合併營收有望優於去年2023年Q4。未來看好采鈺不論Meta或Google等大廠都可望朝AR領域前進，且蘋果也已經開始啟動新一代頭戴裝置研發。

[20231130] CIS掌聲再起，同欣電成為最大贏家，另外精材、京元電將受惠

全球CMOS影像感測器（ CIS）二哥三星帶頭開出CIS漲價第一槍，漲價幅度高達25%至30%。台廠同欣電其CIS封測產能居IDM廠SONY、三星之後，居全球第三大。

同欣電與勝麗分別是手機、車用CIS封測的龍頭廠商。2020年併購專攻車用市場的勝麗之後，掌握全球車用CIS客戶，包括安森美、SONY、豪威等，其中，安森美為特斯拉主要供應商，讓同欣電間接切入特斯拉供應鏈。

同欣電目前四大產品線當中，仍以CIS為重，比重超過五成，其他為混和積體電路22%、陶瓷基板16%及射頻模組5%，在這波CIS大漲價浪潮當中，同欣電將成為大贏家。

另外，台積電轉投資的精材，主要專注於8吋CIS CSP（晶圓級尺寸封裝），旗下CIS應用結構中，以車用占比最高、達六成。

三星的漲價使台灣最大、全球第三大CIS封測廠同欣電具備產能與母公司國巨集團奧援優勢，通吃手機與車用等領域大單成為贏家。

[20230626]CIS的異質整合設計之眼球設計

晶片中傳統的訊號以電子傳送，但是這只是內部的訊號傳遞形式，也可從外界汲取資訊，譬如以「光」再轉成「電」訊號，CIS 為最好例子，其後引領半導體製程創造性的變革。傳統CIS架構與CMOS的建構過程相彷，先做把接收到的光轉成電訊號的光二極體（photo diode），這算某種類型的CMOS。

但是光進來後先要穿越正面幾層滿布金屬線的縫隙，以及晶片的中層結構，才能抵達對光敏感的光二極體。光的吸收效率很差。從工程設計的角度來看，光經微鏡頭、濾光片後應該先抵達光二極體，直接讓它吸收，轉化成電訊號，然後經金屬連線把信號送出去，這才是合理的設計。之所以會變成如此彆扭的結構，乃因半導體CMOS製程在演化過程中，就是將CMOS先置於底部，再將線路逐漸長上去的。

無獨有偶，大部分的生物的眼睛也有如此因演化過程產生的工程謬誤。人類眼睛的盲點就是在光敏細胞的演化過程中，視神經先長到視網模前，這個演化的遺跡殘留到以後更複雜的眼球結構之中，視神經阻擋視網膜對光線的部分吸收，以致於接近視界的中心點兩側都有對影像無感的盲點。

CIS如此彆扭結構，其解決的方法為從晶片背面著手：光的進入孔道微鏡頭、濾光片從比較接近光二極體（視網膜）的方向進來，此為晶圓的背面，在光二極體處轉化成電信號後再由上層的金屬線路（視神經）送出去處理。這樣的結構不會讓光被金屬連線阻擋干擾，結構較合理。如此的CIS結構叫背面照明（BI；Back-side Illumination），而老一代的CIS則叫前面照明（FI：Front-side Illumination）。

光是一種訊號，比之於建築中的線路屬於弱電系統，現在晶片中的部分弱電線路也地下化，像是光纖或電纜。CIS的結構本來就由多種效能的晶片功能模組拼湊起來，至少包括像素陣列（pixel arrays）、類比線路（Analog to Digital Converters；ADC）、邏輯線路（Image Signal Processors；ISP）等組成，而這些模組在半導體製程看來就是異質（heterogeneous）。因此在異質整合（heterogeneous integration）的年代開始後，CIS的結構創新引領許多矽房地產變革的生發[4]。除此之外，CIS產業以SONY為業界主要領先者，觀察其以相機、音樂的背景實力發展，台灣目前沒有此種優勢。

[20230221]台灣CIS業者是否有產業規劃佈局
台灣國內是否有針對CIS做整體規劃呢?目前觀察國內最大的陶瓷基板供應商同欣電正逐步往CIS封裝發展前進，後續正看好車用市場對於CIS的大量需求[2]。因為現階段美國、歐盟、中國大陸等國家政策強力支持2035年之前禁售燃油車，因此，電動車技術與需求出現大躍進，加上各國交通安規的推動，ADAS被列為新款汽車標配，帶動車用CIS快速成長。

目前CIS晶片仍以SONY、豪威(2019年被中資韋爾所併購)、三星等晶片商為主，龍頭Sony以24.4億美元銷售額，市佔率高達51.6%。台灣若真正要發展CIS產業，不能只有在封裝上面布局，一定要在最前頭Design發展，這樣才有機會發展高利基的CIS產業。觀察目前所屬台廠的CIS IC Desgin公司為原相、晶相光等廠商。其中，晶相光為全球監控攝影機領域當中，CIS第三大供應商，市佔率高達16%，最大客戶就是全球安控龍頭海康威視，佔營收超過3成，合作關係相當緊密[3]。

[20220610]中國IC設計界韋爾半導體

除海思、紫光展銳外，中國IC設計界新星又出來一顆，是韋爾半導體，而且還一舉衝破世界排名，到達第九名!

整個中國IC界來看，晶圓代工領域已有中芯國際、華虹等躋身全球前十強，封測更有長電科技 、通富微電、天水華天等名列前十大。假以時日，肯定是越來越突出，台灣有幾十年的時間優勢，可是要小心這同文同種的吸睛效應，畢竟台灣多屬產業都已經日落化了!

另外值得一提聯發科，聯發科由第四名，被超微AMD併購賽靈思而被彎道超車，假使聯發科當初把慧榮買起來就不至於如此了，可惜了!

Key

• CIS三大設計商：Sony、三星、豪威(2019年被中資韋爾所併購)
• 台廠CIS封裝：同欣電、精材、京元電、采鈺
• 同欣電CIS封測產能居IDM廠之後，居全球第三大
• 全球前三大CIS封測廠：SONY、三星、同欣電(母公司國巨)
• SONY正在推動將CIS後段製程轉移到南韓的方案，SONY接洽的後段製程商包含LB Semicon、斗山Tesna、ALT、南韓日月光（ASE Korea）等
• Sony市佔率高達51.6%(24.4億美元)
• 現階段美國、歐盟、中國大陸等國家政策強力支持2035年之前禁售燃油車

 Reference

[4][20230619]晶片的房地產開發—以及晶圓背面的利用
[3][20190101]CIS需求爆發台廠激昂

https://www.moneydj.com/focus/Article/CIS%E9%9C%80%E6%B1%82%E7%88%86%E7%99%BC%20%20%E5%8F%B0%E5%BB%A0%E6%BF%80%E6%98%82-637197022107741012

[2][20230221]同欣電 衝刺車用CIS

同欣電是國內最大陶瓷基板供應商，產品業務分為高頻無線通訊模組、混合積體電路、陶瓷基板及影像感測等四大區塊，觀察2022年各產品線和應用面，影像產品、混合模組與射頻模組，營收成長6-13%不等，抵銷陶瓷基板營收衰退20%的影響，而四項業務在去年的營收占比分別為54%、19%、5%與20%。

進一步來看，去年汽車應用相關營收年增21%至70億元，比重由2021年的42%攀升至50%。車用CIS封裝營收躍升34%，貢獻影像產品與整體營收的60%與33%，惟智慧型手機與工業應用相關營收各衰退23%與14%，主要受到CIS晶圓重組與一般照明用陶瓷基板需求疲弱。

現階段消費性電子需求持續疲弱，但美國、歐盟、中國大陸等國家政策強力支持2035年之前禁售燃油車，電動車技術出現大躍進，電動車、自駕車長期趨勢正向確立，加上各國交通安規的推動，ADAS被列為新款汽車標配，帶動車用CIS將出現三級跳的快速成長。

業界引用研調機構的數據，預期到2025年，車用CIS複合年增長率將逾三成，遠高於手機CIS，支撐台系車用CIS封測廠的中長期營運動能。同欣電積極強化車用布局，2023年車用CIS封裝營收持續成長，法人估有望達雙位數的增長，對智慧型手機、一般照明與醫療相關應用的營收，則持審慎看法。

[1][2022-06-10] 警訊 IC設計業紅潮勢力擴大
經濟日報／ 記者鐘惠玲／台北報導

大陸半導體能量再擴大。研調機構集邦科技公布今年首季全球前十大IC設計業者營收排行，大陸IC設計龍頭韋爾半導體（Will Semiconductor）首度進榜，名列第九，意味紅潮在IC設計業的勢力逐步進逼台廠。台灣則有聯發科（2454）、聯詠、瑞昱等三家入列。


韋爾總部位於上海，近年透過併購快速擴大營運規模，以2019年收購台積電大客戶、當時全球第三大CMOS影像感測器（CIS）供應商豪威（OmniVision）最知名。集邦統計，韋爾半導體設計及銷售收入約占總營收85.1%，主要產品為CMOS影像感測器、顯示驅動晶片、類比晶片等，首季營收7.4億美元，排名第九。

大陸傾官方之力扶植半導體產業，近年逐步獲得成效，晶圓代工領域已有中芯國際、華虹等躋身全球前十強，封測更有長電科技 、通富微電、天水華天等名列前十大。

在整個半導體產業鏈中，陸廠先前獨缺在IC設計業取得前十大地位，如今韋爾首度入列前十大IC設計廠，意味紅色供應鏈在全球半導體產業當中，從最上游IC設計到下游封測都已取得一定地位，也打破過往全球前十大IC設計廠多是美國、台灣廠商為主的狀況。不過，就產業細目來看，台灣藉由台積電、日月光，分別在晶圓代工、封測穩居龍頭地位。

集邦科技統計，今年首季全球前十大IC設計業者營收共計394.3億美元，年增44%，高通、輝達與博通蟬聯前三名。超微因併購賽靈思，超車聯發科、躍居第四。

集邦表示，高通首季營收95.5億美元，年增52%，穩居全球第一。輝達受益GPU在資料中心的擴大應用，營收占比超越遊戲應用，總營收79億美元，年成長53%。

博通在半導體解決方案的收入頗豐，包括網路晶片、寬頻通訊晶片、儲存與橋接晶片業務保持穩定銷售表現，首季營收達61.1億美元，年成長26%。

超微在賽靈思加入後，營收達58.9億美元，年增71%。即使不計賽靈思營收，因企業端、嵌入式暨半客製化部門銷售勁揚，超微本身營收也是創歷史新高的53.3億美元。

台廠方面，以聯發科排名第五，表現最佳，聯詠、瑞昱也進榜。聯發科天璣系列處理器出貨放量，加上產品組合優化有成，首季營收達50.1億美元，年成長32%。聯詠首季營收為12.8億美元，年增38%，排名第七。瑞昱首季營收10.4億美元，年成長27%，維持第八名。

其他排名方面，邁威爾（Marvell）居第六，首季營收14.1億美元，年增72%，增幅為前十大廠之最。思睿邏輯總部位於美國德州，有音訊、混合訊號兩大產品線，今年首季營收達4.9億美元，年成長達67%，位居第十。