來源：遠川科技評論
某種意義上當(dāng)代手機的戰(zhàn)爭，已經(jīng)變成了拍照的戰(zhàn)爭。
從單攝到 4 攝，從 800 萬像素到 1 億像素，在沒有革命性變化的今天，夜里自拍還能自動美顏的拍照效果成了各個品牌差異化的主戰(zhàn)場。
這邊，華為、小米一眾手機企業(yè)打得熱火朝天，但根本上，手機拍照性能的好壞，手機廠商跑分與宣傳只是表面功夫，真正決定了一部手機拍照功能好壞的，是一個叫做圖像傳感器（CMOS）的芯片。
所謂圖像傳感器，可以將鏡頭捕捉的光信號，轉(zhuǎn)換成機器可以讀懂的數(shù)字信號。也就是把真實的世界，畫進芯片的世界。一般來說，傳感器面積越大，畫布面積就越大，能繪畫的細節(jié)就越多，其性能的好壞直接影響攝像質(zhì)量，相當(dāng)攝像頭的 " 眼睛 "。
這塊芯片體積不大，卻占整個攝像頭模組 52% 的成本價值，而攝像頭模組，又往往是一個手機之中，僅次于 SoC 芯片與屏幕之外，第三大成本來源。
目前，能生產(chǎn)這塊 " 畫布 " 的除了讓蘋果、華為、小米卷起來的索尼，還有三星和豪威（OmniVision），共計三大玩家。
而全球手機圖像傳感器的歷史，則可以概括為索尼與豪威的纏斗，三星坐收漁翁之利的總結(jié)。
過程當(dāng)中，技術(shù)的更迭與產(chǎn)能的變化，相繼將不同企業(yè)相繼推上王座；豪威也在這一期間，從美國企業(yè)成為中國公司，帶領(lǐng)中國的 CMOS 打響了另一場從無到有，沖擊王座的戰(zhàn)爭：
上世紀(jì) 70-90 年代，全球的圖像傳感器市場一度被日本壟斷長達 20 余年時間。
那一時期，全球的圖像傳感器產(chǎn)品主要以高像素、高生產(chǎn)制造難度的 CCD（電荷耦合器件圖像傳感器）器件為主流，索尼與松下正是其中佼佼者。
而憑借著在 CCD 與存儲領(lǐng)域的領(lǐng)先地位，日本也一度占據(jù)了全球超過半數(shù)的半導(dǎo)體生產(chǎn)，全球的前 10 大半導(dǎo)體公司中 , 日本也一度獨占 6 家。
而作為發(fā)明了 CCD 的美國人，自然不甘心市場旁落。日本稱霸 20 多年時間里，美國企業(yè)一直在尋找一種替代技術(shù)，既能夠做到 CCD 的高品質(zhì)成像，同時這種技術(shù)的生產(chǎn)難度與成本，還要低到美國企業(yè)足以將傳統(tǒng)的 CCD 挑落馬下。
1995 年，幾位來自中國的華人留學(xué)生在硅谷創(chuàng)辦的一家叫做豪威的企業(yè)，為美國帶來了希望。
這家年輕的企業(yè)，一直試圖將傳統(tǒng)的 CMOS 工藝（互補金屬氧化物半導(dǎo)體圖像傳感器），用在圖像傳感器中取代傳統(tǒng) CCD 的地位。
CCD 與 CMOS 區(qū)別
如果將兩種工藝進行直觀對比，在當(dāng)時的工藝條件下，CMOS 的成像質(zhì)量較 CCD 稍差，但卻可以做到功耗和成本的極大降低，更適合用在當(dāng)時方興未艾的消費電子市場。當(dāng)年豪威把產(chǎn)品參加業(yè)界著名的 Comdex 電腦展，被眾多臺灣客戶采購后，僅僅一個月就實現(xiàn)了量產(chǎn) [ 1 ] 。
也是自此，CMOS 技術(shù)逐漸成為圖像傳感器市場主流。風(fēng)光無兩的豪威開始駛向快車道，并于 2000 年成功納斯達克上市，2007 年切入蘋果手機，成為最早的蘋果產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)。
但 CMOS 的戰(zhàn)爭，才剛剛拉開大幕的一角。
2000 年豪威在納斯達克上市的同時，老法師索尼也終于放下了看家的 CCD 轉(zhuǎn)向 CMOS 市場。
與當(dāng)年獨霸 CCD 市場形成鮮明對比的是，轉(zhuǎn)型十年后，一直到 2010 年，索尼在 CMOS 市占也僅有 7%，而新秀豪威的市占率，卻已經(jīng)高達 50%。
誰也不曾想，變革發(fā)生的如此迅猛：2011 年 10 月，蘋果推出 iPhone4S。發(fā)布會前，有媒體爆料豪威不再 " 連莊 " 蘋果后置主攝，會被索尼代替。
那時，很多人都以為這只是個不知哪里傳出的 FakeNews，卻不曾想，在發(fā)布會的當(dāng)天，蘋果用實際行動證明了留言的真實性。最新款 iPhone4S，蘋果將大幅減少豪威的供貨占比，轉(zhuǎn)而扶持索尼，成為蘋果的 CMOS 一供。
不是蘋果始亂終棄，而是面對萬人空巷搶蘋果的需求暴漲，豪威的技術(shù)雖領(lǐng)先，產(chǎn)能卻早已跟不上蘋果的步伐。這背后涉及到了半導(dǎo)體生產(chǎn)的兩種經(jīng)典模式，IDM 與 Fabless。
1. 索尼采取 IDM 模式：即從生產(chǎn)制造、設(shè)計、封裝測試，全產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)自己一手包辦。這種模式優(yōu)勢是生產(chǎn)能力強，能全方位滿足客戶需求，但劣勢是企業(yè)資產(chǎn)重、投資成本巨大。
2. 豪威采取 Fabless 模式：企業(yè)只負(fù)責(zé)設(shè)計研發(fā)，但生產(chǎn)和封測環(huán)節(jié)外包給第三方完成。這種做法的優(yōu)勢是投資小，能減少生產(chǎn)環(huán)節(jié)的巨大資金和人力成本，可以集中資金進行技術(shù)升級，但劣勢是存在產(chǎn)能風(fēng)險。
擁有自建工廠的索尼，毫不掩飾對擴張的野心：2011 年，索尼一度在熊本和長崎研發(fā)中心投入 400 和 1000 億日元研發(fā) CMOS，以應(yīng)對市場需求的暴增。
反觀豪威，雖然輕資產(chǎn)運營，但面對突然間的需求暴漲，沒有自己晶圓廠的豪威，自然只能默默吃下啞巴虧，從一供滑落二供。
之后在 2013 年，又研發(fā)出比豪威更先進的堆疊式 CMOS，趁著豪威還未實現(xiàn)技術(shù)追趕，讓工人加班加點生產(chǎn)，進一步坐穩(wěn)了蘋果 CMOS 一供的大哥地位。
而豪威這邊，盡管從 2011 年蘋果推出 iPhone4S 和 iPhone5 后置攝像頭開始采用索尼 CMOS，但為保留情面，前置攝像頭也依然采用豪威方案。而索尼正式形成技術(shù) + 產(chǎn)能的雙次反攻之后，從 iPhone6 開始，所有型號的 iPhone，無論前后攝像頭，蘋果全部采用索尼 CMOS，豪威自此被徹底踢出果鏈。
2011 年后，豪威與索尼 CMOS 業(yè)績一上一下
產(chǎn)業(yè)模式造就索尼和豪威不同結(jié)局，2012 年后，豪威市占率從老大滑落到老三只有 11%，索尼完全承接豪威之前的高端市場客戶，市占率達到 40% 以上。而三星趁索尼和豪威纏斗時，則憑借著終端的支持，以及最新的 ISOCELL 技術(shù)，從兩大巨頭的地盤中，撕下了 20% 的市場份額。
到這里，CMOS 雙強鼎立的格局已定，好像也沒豪威啥事了，但故事還沒結(jié)束。
2013 年，豪威在高端市場打不過索尼，開始轉(zhuǎn)戰(zhàn)中國做中低端市場，到 2019 年還被中國半導(dǎo)體企業(yè)韋爾股份收購。按照打敗仗 - 被收購劇情發(fā)展，豪威大概率會步向衰落，但為什么豪威現(xiàn)在不僅沒死，甚至還有追趕索尼的可能？
這與 CMOS 圖像傳感器的性質(zhì)有關(guān)。CMOS 是一個特殊的產(chǎn)品，大家都知道，傳統(tǒng)的數(shù)字芯片例如 CPU、GPU 靠先進的制程為王，而例如射頻、電源管理芯片等模擬芯片則更依賴于老師傅的經(jīng)驗積累。但 CMOS 偏偏是一個 " 雙頭鷹 "：它是模擬和數(shù)字電路的集成。
在模擬這一側(cè)，它要感知光的細微變化，把光信號變成電信號。但單個像素是微米級別的大小，因此模擬芯片并不要求特別先進的制程。
但同時，CMOS 還需要將電信號還得轉(zhuǎn)換成手機 SoC 能讀懂的數(shù)字信號，這一部分是由后半部分的集成在 CMOS 上的數(shù)字芯片部分實現(xiàn)。
由于成像的關(guān)鍵在于前半部分，而手機像素的最佳數(shù)量也長期停在 1200 萬像素，因此索尼自己運營工廠不但能輕松搞定，還能積累大量行業(yè)經(jīng)驗，無論是成本還是技術(shù)，都能占優(yōu)。
直到最近幾年，以三星為首的傳感器廠商，祭出了 " 小像素 " 的技術(shù)路線，追求更小的像素大小，以及更高的像素目睹，以性價比路線抄到了索尼的后路。
在這一趨勢下，三星和豪威，先后將像素做到了 0.8 微米以下，讓同樣尺寸的傳感器，像素數(shù)量驟然上升，以前只能做到 2000 萬、或者 4000 萬的傳感器，一下拉到了 4800 萬，甚至 6400 萬、一億的像素，這一下帶給了消費者滿滿的滿足感：3000 塊買的手機，只看參數(shù)的話，比蘋果的像素還能高出幾倍。
（即使是索尼，也利用小像素在 CMOS 面積不變的情況下，增加了像素）
這就讓索尼陷入了兩難，跟吧，自己一直在用老設(shè)備練工藝，做小像素就得換先進制程的新設(shè)備，自己的不少經(jīng)驗就被抹掉了，不跟吧，主打新價比的手機市場就開始被蠶食。
而對于豪威，則利用臺積電的先進工藝，快速的切入了對小像素有龐大需求的 3000 元以下市場，開始打破索尼的銅墻鐵壁。
一邊是技術(shù)路線的演進，另一方面 CMOS 乃至整個半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的格局也正在發(fā)生變化。比如，臺積電的誕生，使半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)有了垂直專業(yè)分工可能，10 年前索尼的 IDM 模式具備優(yōu)勢，但隨著臺積電在產(chǎn)能和工藝水平日益靠前，索尼的工廠已經(jīng)開始追不上臺積電。
于是，臺積電成為豪威和索尼發(fā)展分水嶺，可分兩個時間段分析：
1. 2010 年時期：CMOS 主要比拼產(chǎn)能和設(shè)計技術(shù)，這一階段，豪威采取 Fabless 模式，把生產(chǎn)交給臺積電。索尼采取 IDM 模式，那時索尼工廠的 CMOS 代工水平比臺積電更強，在設(shè)計方面，索尼 CMOS 產(chǎn)品也比豪威先進，所以這個時期索尼完全碾壓豪威。
2. 2020 年時期：這一階段，臺積電的不僅在晶圓的產(chǎn)能和工藝上成為全行業(yè)第一，還擁有小像素所需的 40-28nm 的 CMOS 工藝。
由于芯片需求旺盛，這兩年索尼開始無法滿足客戶產(chǎn)能需求，而且自有 55nm 工藝性能逐漸達到瓶頸，索尼的自建工藝生產(chǎn)壁壘開始削弱。所以在 2019 年底，索尼首度外放高端芯片訂單給臺積電補充產(chǎn)能，還能導(dǎo)入臺積電 28nm 制程。
換言之，在 CMOS 生產(chǎn)環(huán)節(jié)，豪威跟索尼開始站在同一起跑線，這為豪威追趕索尼提供了可能性。而且，沒落已久的豪威，也在 2019 年遇到一個新的機遇 :：來自大陸的韋爾集團這一年以 153 億資金將豪威收入囊中。韋爾收購豪威后大力投入研發(fā)，在 2019、2020 年分別突破 4800、6400 萬像素技術(shù)，在技術(shù)方面逐漸追上索尼的三星，豪威有了重回第一梯隊希望。
但這些都要建立在一個前提上，一向在中國做中低端產(chǎn)品的豪威，如今再做高端產(chǎn)品還會有人用嗎？這才是問題的關(guān)鍵。
很快，豪威就迎來那個 " 有人用 " 的重大機遇。
2019 年 5 月，美國政府把華為列入實體清單，并且禁止英特爾、高通等企業(yè)對華為供貨。華為啟動 " 備胎計劃 "，開始有意識培養(yǎng)國產(chǎn)企業(yè)，加速供應(yīng)商引入國產(chǎn)替代化。
據(jù)日本調(diào)查機構(gòu) FomalhautTechno Solutions 對華為在 2019 年 9 月推出的 Mate30 手機拆解分析，美國禁令后的四個月時間，按照金額計算，中國國產(chǎn)零部件使用率已經(jīng)從 25% 大幅上升到 42%，美國產(chǎn)零部件則從 11% 下降到 1%。
豪威承接住這輪國產(chǎn)替代機遇。野村東方國際證券曾分析，2020 年，韋爾股份（豪威）3200、4800 萬像素產(chǎn)品被華為和 OPPO 大量采購。同一年，小米 10 至尊紀(jì)念版高端旗艦機推出，后置主攝搭載豪威 OV48C 產(chǎn)品，豪威開始從副攝回到旗艦機主攝地位，從備胎逐步轉(zhuǎn)正。
把握住時代風(fēng)口的，還有格科微和圣邦股份。格科微主攻國內(nèi)中低端 CMOS 市場，2010 年，國產(chǎn)手機崛起，格科微作為小米、OPPO、vivo 和傳音的供貨商得到飛速發(fā)展。格科微也沒有缺席這波國產(chǎn)替代紅利，比如小米 10 青春版的后置副攝就引入格科微 GC02M1 產(chǎn)品。
從數(shù)量上來講，格科微的出貨量非常大，甚至超過了索尼，一個月就能賣出超過 1 億片。但由于單價太低，在以銷售金額計算市場的統(tǒng)計圖上，有時會被歸到 "Others" 一欄，可見在圖片傳感器領(lǐng)域，技術(shù)領(lǐng)先帶來的高單價是壓倒性優(yōu)勢。
但格科微也試圖做出改變。2020 年 7 月，格科微申請科創(chuàng)板上市募資 69.6 億元，這筆錢主要做兩件事：興建 12 英寸集成電路項目加強產(chǎn)能、研發(fā)更高端 CMOS 產(chǎn)品。格科微能不能從低端轉(zhuǎn)向高端不好說，但承接這波國產(chǎn)替代機遇已經(jīng)有所準(zhǔn)備。
還有做電源管理芯片的圣邦股份，它的 LED 驅(qū)動器、運算放大器、開鎖馬達驅(qū)動等大量產(chǎn)品應(yīng)用在手機電子、汽車和醫(yī)療領(lǐng)域，產(chǎn)品不僅全部自主研發(fā)，性能還比肩外國同行，國產(chǎn)替代空間非常大。
正因為華為引發(fā)這波國產(chǎn)替代浪潮，使眾多國內(nèi)企業(yè)得以進入高端市場。單靠企業(yè)自身技術(shù)研發(fā)趕追外國廠商，基本很難進入高端市場。
國內(nèi)電子企業(yè)的發(fā)展路徑，大多從低端做起，再往高端轉(zhuǎn)型。只是這種企業(yè)自己意愿想出來的成長路徑，成功的案例并不多。
要實現(xiàn)低轉(zhuǎn)高，背靠國內(nèi)高端企業(yè)給予的時代機遇是相對可行選擇，豪威、格科微、圣邦股份都是樣本。但我們必須清醒認(rèn)識到，當(dāng)機遇來臨時，企業(yè)自身是否具備抓住機遇的核心能力？打鐵還需自身硬是一切發(fā)展關(guān)鍵。
隨著越來越多中國品牌誕生，電子產(chǎn)業(yè)會發(fā)展得更強，長期投入練好基本功，國產(chǎn)企業(yè)才可能更好走上從分工鏈轉(zhuǎn)換價值鏈道路。
