來更新一下彩色濾光膜、微透鏡及光學薄膜技術製程服務公司，采鈺(6789.TW)

台股感測器的供應鏈系統愈來愈完整。其中，感測器晶片設計有原相、昇佳、晶相光....。晶片製造和加工有台積電、采鈺。封裝有精材、同欣電。這邊就來更新一下彩色濾光膜、微透鏡及光學薄膜技術製程服務公司，采鈺。

采鈺，為無晶圓廠IC設計公司(Fabless)主要的彩色濾光膜，微透鏡與光學鍍膜供應商。公司主要晶圓代工產品的生產過程，是在前段晶圓廠完成晶圓上的電路生產後，再經過采鈺在晶圓上製作彩色濾光膜以及微透鏡，或是晶圓級的光學多層膜鍍膜。之後再送往下游廠商完成測試以及封裝的製程。采鈺的製程與晶圓代工廠製程相似，均須經過光阻塗布，曝光，顯影，蝕刻，鍍膜等主要製程模組，無塵室等級亦與晶圓代工廠相同，屬於半導體等級的精密製造生產。

采鈺的晶圓級彩色濾光膜與微透鏡市場主要產品為影像感測器，用於智慧型手機、汽車、監視器等市場。整合性晶圓級薄膜技術主要為 3D 光學感測元件、飛時測距感測器技術與環境光感測器。

(1)晶圓級彩色濾光膜與微透鏡技術，超穎透鏡技術

用於生產手機、車用、監控、醫療、ARVR及其他消費性電子產品之影像感測器。

(2)晶圓級光學薄膜技術

用於生產3D 感測元件、多通道環境光感測器、接近光感測器。

(3)整合性晶圓級彩色濾光膜與光學薄膜技術，超穎透鏡技術，表面浮雕光柵

用於生產屏下光學指紋感測器、3D 感測器、光感測器、 光學生物感測元件與 AR/VR 產品。

(4)低溫彩色濾光膜及微透鏡製程、影像感測器工程測試服務、晶圓級量子效率測試、晶圓級斜向入射光量測系統、光學模擬與設計、光罩設計服務、製程整合及光譜轉換效率分析

用於光達、光通訊、資料中心與高速運算等矽光子結構之微透鏡製程技術與製程設計包 (PDK)。

光學成像原理

照相的成像原理，是光從光學鏡頭聚焦在光學感測元件，如CMOS影像感測器。CMOS影像感測器主要作用是把收集到的光，轉變成電子信號。在光學感測元件後面則是ISP，ISP影像訊號處理器能夠將數位影像訊號處理後轉換成人類能看到的影像。整個成像的關鍵在於鏡頭，CMOS影像感測器，ISP，軟體演算法這4個環節，其中，價值最高的是CMOS影像感測器。至於ISP，通常已經被核心處理器晶片整合到內部。

產業概況

(1) 光學感測器產業之現況與發展

根據 TrendForce 估計，民國 112 年全球智慧型手機 CIS 出貨量從民國 111 年的 44.6 億個，減少至 43.18 億個，年減 3.2%。在全球智慧型手機市場持續面對通膨、中國大陸經濟前景不樂觀等，加上智慧型手機產品發展趨於成熟，使得市場成長動能疲軟。

展望民國 113 年，在手機市場溫和成長的狀況下，加上手機感光元件光學尺寸越來越大，對 12 吋晶圓的需求仍有顯著的成長。另外看好汽車的智慧化程度提升及市場應用擴大，對鏡頭的需求量陸續增加，預估 CIS 主要成長點將於車載應用。根據 TSR 的數據預測，民國 113 年全球 CIS 市場出貨數量將增至 66.24 億個，預計將恢復年成長至 5%。

a. 智慧型手機市場

根據 IDC 全球手機報告，民國 112 年全球智慧型手機市場出貨量年減 3.2%，至 11.7 億台，創下十年來最低年度銷量。受到韓系廠商退出一千三百萬畫素以下 CIS 規格產品的影響，晶圓廠商開始調整策略，不再單純追求市佔，而更專注於提升獲利水準。因此，自民國 112年底開始， 晶圓廠商開始陸續提出價格調整策略，以推動 CIS 價格逐步回升。

b. 車用感測器市場

除智慧型手機市場需求外，車用感測器更被視為是下一個高度成長的市場。

儘管消費性電子需求在民國 112 年持續疲弱，如今在ADAS逐步成為新車標準配備時，包括倒車影像、車側盲點警示、自動緊急煞車等功能，均推升車用影像感測器數量將大幅提升，同時也是保障行駛安全的必需條件，需求維持強勁，隨著各國家在政策上支持民國 124 年之後禁售燃 油車，電動車技術推進出現大躍進，汽車產業數位化加速亦帶動自駕車技術滲透率提升，使得車用 CIS的搭載率也快速成長。 

根據群智咨詢 (Sigmaintell) 數據，預計民國 112 年全球車載 CIS 出貨量將達到 3.5 億顆，同比增長 9%; 其中前裝市場出貨量占比約 77%，達到 2.43 億顆，同比增長 31%。民國 113 年全球車載 CIS 出貨量將突破 4 億顆。

在影像畫素方面，由於自動駕駛等級由 L2 逐漸向 L5 演進，每輛車鏡頭顆數將從 5 顆增至 8~15 顆而畫素也隨之升級。根據群智咨詢 (Sigmaintell) 預測，隨著電動車的發展趨勢增加，民國 112 年畫素達到五百萬畫素以上的出貨量約爲 1900 萬顆左右，同比增長超過 170%，市場占比首次達到 5%。預計民國 111 年至民國 117 年間五百萬畫素以上像素，將達複合成長率 80%。

c. 影像監控市場

影像監控是 CIS 在安防產業主要應用領域，主要包括視訊監控、防盜警報、出入 控制、對講機等。 

由於近年來各國對安防建設的重視，加上物聯網技術日趨成熟，讓安防產業應用由智慧城市延伸至智慧家庭概念崛起，促使安防產業由公領域走向消費型市場。而智慧城市的發展，有趨向以運用影像資料導入AI影像辨識來提升城市治理效率的趨勢。如:可覆蓋2-4車道的人臉及車牌識別應用於智慧交通應用上、城市停車場卡口車牌識別，亦或以新冠肺炎疫情為例，驅動溫度感測、口罩偵測、人群分析等智慧影像解決方案的發展，進一步帶動影像監控攝影機汰換需求或增加辨識的解決方案。

智慧安防對成像性能提出了更高的要求，使得 CIS 主流畫素從幾十萬提升至數百萬，預計民國 112 年四百萬畫素以上網路攝影機出貨量將成長到 70％。

(2)終端電子產品之發展趨勢

在影像感測器方面，過去智慧型手機感光元件的光學尺寸多為 1/2.5 英吋，而近期越來越多手機主攝採用接近 1 英吋光學尺寸的感光元件，以吸收更充足的光線並增加信號量，改善影像品質。然感測面積越大，對 12 吋晶圓的需求量也比小面積的感測器增加 1~3 倍不等的需求。此外， 根據群智諮詢 (Sigmaintell) 的數據統計， 低端機型的主攝像頭規格正在逐步升級， 從原來的一千三百萬畫素等規格上升至五千萬畫素 ( ≤ 0.7um)，並且這一趨勢在民國 113 年有望繼續上升，預計五千萬畫素 ( ≤ 0.7um) 的需求量將超過 6 億顆， 同比增長約 57.8%。

影像監控市場從技術發展角度看，由於影像監控攝影機需要在可見光不足、曝曬高溫及其他各類的嚴苛環境條件下保持長時間正常工作，且需要具備清晰拍攝高速移動物體的能力，故安防 CIS 需要有較高的幀率、動態範圍、感光度，且需配備全域快門技術。

而汽車感測器比影像監控感測器需要滿足更嚴刻的條件，要求具備 120-140dB 的高動態範圍，能在 -40-105℃下正常運行，且需具備較好的夜視能力並解決交通信號燈識別、減少 LED 閃爍 (LED Flicker Mitigation；LFM) 和偽影等問題。此外， 隨著 ADAS 等級提升和智慧座艙大螢幕化趨勢對畫素有升級的需求，以機器視覺攝影機而言，更遠的探測距離是 ADAS 等級提升的必要條件。

駕駛人偵測感測器：由於車載顯示器呈現大螢幕化趨勢，目前用於倒車影像的後置相機主流解析度為 VGA，低像素在大尺寸顯示器會出現鋸齒感，因此大螢幕化趨勢將推動駕駛視覺攝影機的像素升級。

在醫療產品方面，采鈺過去多為醫療成像等產品 ( 如：內視鏡 ) 供貨，近年來， 生物檢測技術追求非侵入以及微型化的趨勢，采鈺的光學技術可用於檢測生物反應中所標記的螢光物質波長、強度、衰減曲線等，來辨識多種待測物質的存在與否。 主要應用範圍為染色體產前檢查，癌症帶因分析，蛋白質序列檢測，或是傳染性疾病快篩等市場提供測試晶片。

由於精準醫療發展需求，促使生物檢測技術轉向個人化與去中心化。市場迫切需要微縮化的光學元件製程技術，得以將大型光學系統檢測儀器之光學機構，微縮整合於影像感測晶片上，以達到可攜型檢測裝置的可能， 並使單一檢測效率得以提升和普及，提供醫療單位快速方便的診斷依據。采鈺的彩色濾光膜與微透鏡的製程整合方案， 充份滿足這些光學微縮的需求，將於反應井陣列中的生物螢光，聚焦導入濾光元件後，經由感測晶片辨識解碼訊號。采鈺於民國 108 年優先布局並已取得醫療供應鏈 ISO13485 認證，目前與客戶持續開發產品中。

科技不斷進步之下，終端設備開始大量處理影像資訊，使得手機、汽車、AR 等應用的可拓展性變得越來越高，而從 2D 走向 3D 是未來感測器發展的一大趨勢。現今 3D 感測的技術包括：立體系統(Stereo Vision)、結構光(Structured Ligh) 與飛時測距(Time of Flight；ToF)，並以結構光和飛時測距為主流。結構光 3D 方案適用於對安全性要求高而測量距離較近的場景，例如人臉辨識及 AOI 檢測等， 而 ToF 方案則應用更寬廣距離，例如 3D 建模、遊戲、導航、自動駕駛、手勢捕捉及 AR 等各個領域。

采鈺近期開發出的 metasuface 超穎表面製程技術，在影像感測器、發射端微元件、AR/VR 所需要的微縮化元件都將 能以領先全球的晶圓級微光學製程技術， 在關鍵的晶圓級光學元件與感測器，扮演重要角色。

采鈺，是一家彩色濾光膜、微透鏡及光學薄膜技術製程服務公司，近1年ROE為2%，毛利率為17%，資產負債率為34%。2023年生產產品以微型光學元件(MOE)佔56%，影像感測器(CIS)佔42%。在應用方面以手機佔85%，車用佔10%，安全監控佔5%。銷售區域以亞洲佔85.5%，內銷佔13.6%，其它佔1%。公司研發費用佔營業收入比重為10%。客戶主要有Sony，OmniVision，onsemi......。跟采鈺有相似生產線的公司有Sony，Samsung， Toppan，DongBu.....等等。

競爭

a. 在彩色濾光膜與微透鏡製程方面 

目前光學影像感測市場除了索尼和三星為 IDM 生產模式外，其餘光學感測供應商多為 Fabless。近年來由於中美貿易影 響以及中國政府對晶片國產化提出補助政策，使得中國客戶不得不提出半導體在地生產計畫。然而以彩色濾光膜與微透鏡能生產像素 <1.0um 製程的代工廠，采鈺目前仍為全市場主要供應商，因此短期之內不受到影響。此外，手機高階感測器的發展朝新型態結構來改善光敏度 (sensitivity) 與花瓣狀耀光 (pental flare)，采鈺亦已有新結構的解決方案， 期能與市場做出區隔。

b. 在光學薄膜整合技術方面 

采鈺是目前主要可提供光學薄膜整合技術之供應商 (8 吋及 12 吋 )。不同於多家競爭對手的光學薄膜技術於現行的影像感測器，如：藍玻璃、紅外光截止濾光片以及紅外窄帶濾光片等鍍膜均非晶圓級， 采鈺之光學薄膜技術則能整合干涉式多層膜至晶圓級的黃光微影的製程中。利用干涉式多層膜能提供客製化光譜規格，將之與有機型 (organic type) 的彩色濾光膜進行製程整合至晶圓的結構上，使產品往薄型化發展，符合市場之需求。

市場佔有率

晶圓級彩色濾光膜與微透鏡市場主要產品為影像感測器，用於智慧型手機、汽車、監視器等市場。以采鈺的客戶終端出貨市場調研資料來看，預估采鈺仍保持與過去相當的市佔率，在高畫素、小像素 (<0.7 微米 ) 的技術仍處於行業代工領先地位。

采鈺的整合性晶圓級薄膜技術主要為 3D 光學感測元件、飛時測距感測器技術與環境光感測器。3D 光學感測元件與飛時測距感測器技術鎖定於特定廠商，然環境光感測器，因近年來積極開發標準品市場，估計在環境光感測器市場取得超過五 成之市占率。

進入門檻高

CMOS 影像感測器產業屬高技術及高資本密集產業，其製造及技術需透過長時間經驗累積及龐大資本之投入始能達到經濟規模，並需針對客戶不同之產品應用需求，提供適合的光譜、圖像結構、顏色模式等客製化設計，且產品若要取得終端客戶(如：智慧型手機)之導入，尚需經歷較長時間之產品效能驗證， 故既有廠商多以策略聯盟或併購方式擴大實力，新競爭者進入之技術門檻高，且較難進入供應鏈及取得支撐其營運獲利之終端客戶，故對潛在之新競爭者形成不易進入障礙。

全球CMOS影像感測器市佔率

以Techlnsights簡單統計，2023年Sony影像感測器市佔率為58%，可以說是一家獨大。另外三星約佔20%以上，另外OmniVision約佔7%。

技術研發

影像感測器

在彩色濾光膜製程技術方面。近年來，客戶產品不論在車用、影像感測和智慧手機影像感測器產品皆往 12 吋開發，並持續追求感測效能的提升。采鈺在民國 112 年提出獨家光學結構設計 的彩色濾光膜結構能提升小像素光譜的 QE( 量子效率 ) 已量產，目前亦著手第二代產品開發中，預計民國 113 年下半年導入客戶進入量產。另開發出 Nano Light pillars，奈米微結構用於 CIS上，在 0.8um 上已驗證完成，送樣給主要客戶亦獲得好評，期能在手機與車用感測器上改善 QE( 量子效率 ) 與 sensitivity( 光敏度 ) 預計在今年開發完成。

晶圓級光學元件

a.在其他光學薄膜產品上，新開發多通道 (Multiple Channel) 光感測器鍍膜技術已經通過驗證，並在民國 110 年投入量產。此技術亦擴展至多個客戶中採用。在距離與 3D 感測技術上，采鈺提供微透鏡與窄帶濾光多層膜製程整合技術，同時提升光學效率與達成模組薄型化，已達成量產目標。

b.在表面浮雕光柵技術。AR/VR 被視為下世代的潛力產品， 采鈺開發的 SRG 表面浮雕光柵技術更是 ARVR 是否能成為消費級產品的關鍵之一，可在有限的基板面積與厚度條件，製作光路傳導結構。

c.在超穎表面技術，未來除了在既有的彩色濾光膜製程以及光學薄膜製程技術繼續精進外， 新技術研發重點將以 metasurface 超穎表面技術與生物感測晶片為下一階段市場布局。

成長性

CIS 影像感測器主要三大市場為手機市場，車用市場與影像監控市場。以 12’’ 晶圓需求來看，主要推升需要的動力來自於

( 一 ) 智慧手機影像感測器畫素升級與光學尺寸往大面積之趨勢。

( 二 ) 新能源車與 ADAS 滲透率也帶動汽車影像及感測器的需求呈現急速上升之趨勢。

未來具備高成長性的 AR/VR 市場，微型化光學感測器、光學元件以及光學顯示系統皆為核心硬體零組件。增加消費者 VR 體驗的沉浸感，眼球追蹤、 臉部追蹤、手勢追蹤和表情傳遞的感測器需求勢必大幅攀升。而 AR 眼鏡的光學系統由圖像源器件與顯示鏡面兩個主要配件構成，光波導是目前最佳的 AR 眼鏡方案，具有大視場和大眼動範圍的優勢。

風險

近年中國政府致力於半導體產業扶植，以打造產業鏈一條龍為目標，積極投入設備及廣納人才。在全球代工產能供給增加的情況下，與供應鏈地理位置的關係，可能會面臨與同業競爭壓力。