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2013年我国传感器市场状况研究探讨

  随着视频监控行业对图像的要求朝着高品质、高帧率、高动态、低照度的方向迈进,以CCD传感器为载体的高清摄像机在成本、分辨率等压力下很难突破以上的技术瓶颈,使得CMOS传感器技术的发展得以填补这一空间,从而越来越成为安防行业高清视频图像、高成像速度应用的主流图像传感器技术。近来,图像传感器市场再现增长,传感器应用再次凸显监控领域。

  图像传感器市场再现增长

  10年以前拍照手机盛行,加上便携笔记本电脑和个人电脑监视器配置嵌入式数码相机,促使CMOS图像传感器销售获得巨大增长,2006年登顶,达45亿美元。但随后产品市场走向成熟,制造商激增,图像传感器特别是用于拍照手机的产品供过于求而陷入困境,增速不稳,起伏不定,直至2011年才重新走上增长的道路。

  当年即比2010年(45亿美元)大幅增长了29%而达58亿美元,市调公司ICInsights最近预测,2012年将续增8%,达63亿美元,并在配置照相机的移动设备,诸如触摸屏智能手机、平板电脑以及汽车、医疗设备和安全网络设备等的嵌入式数字图像应用的新一波牵引下,预期到2016年CMOS图像传感器市场将年年增长,届时将达108.8亿美元,2011~2016年5年间的年均增长率高达13.4%,相比于2006~2011年间的5%不可同日而语。

  到2016年以前,拍照手机尽管增速放缓,但仍是图像传感器的最大应用产品,届时将独占半壁江山,占全体市场的50%,其间增速最快的则是汽车用图像传感器,2016年销售值可达18亿美元,占全体市场的17%,独立数码相机和摄像机应用的CMOS传感器因其不断取代耦合器件图像传感器而特具增长潜力,相反,改进后的拍照手机的市场规模却将相应减少。

  5年前当传感器市场成长停滞时,若干制造商曾决定关门或出售他们的业务,但在新应用驱动新的增长后,竞争加剧,供应厂商又一次出现增多。现在世界最大的厂商依次是Omnivision,三星,Sony,ST,东芝,Aptina等,不管是自生产还是请人代工,大多已在应用300mm晶圆。

  图像传感器渐成监控主流技术

  在目前的监控用高清摄像机产品中,以130万和200万像素为主,且200万及以下像素的产品在传感器方面以CCD、CMOS平分秋色,200万像素以上的产品则主要以CMOS为主,但总体而言,高清摄像机在低照度、宽动态方面的表现仍有待提高。

  CMOS传感器技术的主要优势是:价格低廉,制造工艺简单,功耗低。同时,经过近几年的发展,CMOS传感器在成像晶元技术以及成像工艺上取得了长足的进步。其中,成像晶元技术从早期3T技术,经历4T、5T、6T、7T,一直到最新的8T技术,使得CMOS的成像技术逐步走向成熟应用,这一技术的应用在很大程度上规避了CMOS的缺点,而优点也得到了很大的增强。此外,CMOS Sensor技术在行业应用方面也取得了很好的适应性(如ITS/安防的高速抓拍、Anti-Blooming、Anti-Smear等等)。而CMOS Sensor的半导体工艺使低成本、高清晰度、大画面的成像效果成为可能。

  目前,市场上专业供应安防监控用CMOS传感器芯片的供应厂商包括:索尼、Aptina,以及台湾凌云光电子等。今年四月,CMOS成像解决方案提供商Aptina宣布推出AR0130CS图像传感器,这款1/3英寸的光学格式高清(720p/60fps)传感器可通过其3.75微米的近红外(NIR)探测像素提供主流监控摄像机一流的弱光(0Lux)性能。在此之前,Aptina还推出了宽动态范围(WDR)COMS解决方案,如AR0331SR(1080p/60fps)和MT9M034(720p/60fps),以及标准动态范围的AR0330CS(1080p/60fps)。

  另外,值得注意的是,松下最近也推出了面向便携式数码相机和网络摄像机产品的1/3.061340万像素SmartFSI图像传感器MN34130PL,该传感器预计于今年12月开始量产。这款新型MOS图像传感器成功地在小尺寸像素(1.121.12m)上使用了大而深的高感光度光电二极管形成技术,像素面积缩小了71%,信噪比比现有产品提高了3.2倍,即使在暗处也可明亮如实地再现拍摄物体颜色。

  关键技术不容忽视

  高清网络摄像机通常区分规格根据决议,如常见的百万像素高清网络摄像机,即1280x720高清分辨率,1.3像素(1280x960),2百万像素(19201080全高清),3.2(2048x1536像素)和即使是5百万像素,8像素和10像素摄像头。此外,在实际应用中,根据不同环境的需求,对产品特性的要求也相差很多,所以除了分类与分辨率,人们也把他们的主要特点的基础上,如WDR摄像机,低照度摄像机,智能视频分析摄像机等。

  作为一种相机,高清网络摄像机必须的关键技术,如传感器。传感器,光信号转换成电信号的前端,是关键技术,将图像质量的影响。该传感器在高清网络摄像机,应用的具体要求,例如,为了满足数据处理能力的高清图像,满足高清大幅面图像需要大靶面需要量大,带来的成本压力和技术的高清摄像头传感器技术的挑战。

  有两种类型:传感器CCD和CMOS。一般出现在模拟摄像机,CCD,但在高清时代,很难。对于1080p的产品,他们几乎都使用CMOS。因为大多数高清摄像机采用CMOS是非常简单的CMOS已经在大量数据处理的绝对优势,与CCD实现高清增加很多成本,而且,CMOS技术的提高,近几年的跨越式发展。早期的有限的问题如低照度和WDR已经解决了。CMOS固有的成本优势使其占据高清网络摄像机领域的主流地位。

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