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2023年11月29日

來更新一下光學感測晶片設計公司,昇佳電子(6732.TW)

來更新一下光學感測晶片設計公司,昇佳電子。


昇佳主要從事感測晶片(Sensor)之研究、設計、開發及銷售,產品主要為光學感測晶片(Optical Sensor)及加速度感測晶片(Accelerometer Sensor),其中光學感測晶片主要為環境光感測晶片(Ambient Light Sensor)及近接感測晶片(Proximity Sensor),而加速度感測晶片則屬微機電系統(Micro Electro Mechanical Systems, MEMS)之慣性感測元件(Inertial Measurement Units),產品終端主要應用智慧型手機、穿戴式裝置及其他消費性電子產品等領域。


昇佳主要產品-光學感測晶片及加速度感測晶片可執行智慧型手機及穿戴式裝置不可或缺之功能。運用光學感測晶片之環境光感測晶片,手機及穿戴式裝置可隨環境光變化調整螢幕亮度,除降低人眼的不適感外,亦可達到節電效果。


環境光 RGB 感測晶片用以偵測環境光強與環境色溫,達到自動調整螢幕或攝影亮度與色彩表現,使更貼近真實使用場景與環境;環境光源閃爍感測晶片應用於智慧型手機之前後攝影鏡頭,用以偵測環境光燈源或其他電子設備螢幕的閃爍頻率,進而消除拍照時的閃爍條紋。


光學感測晶片之近接感測晶片在使用者打電話時,自動關閉螢幕,以防止耳朵或臉碰觸螢幕而造成錯誤操作,通話中或者將手機置反放於桌上而自動關閉螢幕也可達到省電效果,或當使用者配戴 TWS 藍牙耳機時,偵測耳朵貼近或遠離則自動啟動或停止裝置。


加速度感測晶片則讓手機及穿戴式裝置可以執行計步、測速、螢幕畫面自動轉向或作為 GPS 定位導航系統於衛星訊號接收不良時互補性的方位推算。


公司產品主要有:

(1)光學感測晶片

A.環境光感測晶片(Ambient Light Sensor) B.環境光 RGB 感測晶片(Color Sensor) C.環境光源閃爍感測晶片(Flicker Detection Sensor) D.近接感測晶片(Proximity Sensor) E.長距近接感測晶片(Proximity Sensor)。

(2)微機電感測晶片

A.加速度感測晶片(Accelerometer Sensor) B.壓力感測晶片(Pressure Sensor)。

(3)電容感測晶片

A.電磁波特殊吸收率感測晶片(Specific Absorption Rate Sensor )B.電容觸控感測晶片(Capacitive Touch Sensor )。


產業概況

感測晶片因能接收外界環境物理、化學及光電等訊號,再轉為電訊號進行處理,故感測晶片成為與外界環境連結的重要元件,舉凡環境光、方位、重力、壓力、溫度、濕度或人臉辨識等,都是重要的感測晶片應用領域。感測元件的應用範圍非常廣泛,一般可分成家用、商用、車用、軍事用、工業用、醫療用等場域, 特別由於行動裝置的全面普及,進而帶動感測元件的爆發性成長,依 twimbit 的研究報告所預估,2023 年全球感測晶片市場規模將為 2,270 億美元,年成長 23%。 


依據研究機構 Research & Markets 2022 年 4 月之資料顯示,全球光學感測晶片市場規模將由 2022 年 25.8 億美元成長至 2027 年 42.5 億美元,年均複合成長率為 10.5%;全球加速度感測晶片市場規模將由 2022 年 46.7 億美元成長至 2027 年 60.5 億美元,年均複合成長率為 5.3%,該趨勢有助於昇佳拓展銷售市場機會。


(1)光學感測晶片

A.環境光感測晶片(Ambient Light Sensor) 

環境光感測是由光二極體(Photo Diode)等感光元件(Detector)感測射入的環境光源的可見光強度,透過放大器(Amplifier)將感光元件偵測到的信號放大,同時將電流訊號轉換成電壓訊號,再透過類比數位轉換器(Analog Digital Converter),將類比形式的連續訊號轉換為數位訊號,電子裝置的後級電路則可依據光源的強度以執行應對功能;進階環境光感測,除可感測環境光強度外,感光元件尚可感測環境光源中的紅光(R)、綠光(G)、藍光(B) 三色,並據以調整 OLED(Organic Light-Emitting Diode,以下簡稱 OLED)面板色溫或是輔助後攝像頭白平衡功能。


環境光感測晶片目前已廣泛的應用在智慧型行動裝置、穿戴式裝置、物聯網、安防監控或汽車產業上,在智慧型行動裝置以及穿戴式裝置上,環境光感測晶片可隨環境光變化調整螢幕亮度,除降低人眼的不適感外,亦可達到節電效果;在物聯網應用上,路燈採用環境光感測晶片便可自動偵測陽光,隨天色明暗自動調整亮度,或應用在太陽能電廠上,使太陽能板隨太陽方位轉動精確轉向能量收集效率高之角度;在安防監控的應用上,監視攝影機則可採用環境光感測晶片感測環境週遭光線,光線不足時則增強補充光源及輔助偵測;在汽車產業上,則是自動啟閉頭燈或調整儀錶板亮度等。


B.近接感測晶片(Proximity Sensor) 

近接感測晶片包含一個發光元件(Emitter)及一個感光元件,透過發光元件對感測物體發射光訊號,部份訊號反射回來後,以感光元件擷取與處理反射回來之光訊號,再透過放大器及類比數位轉換器將信號放大及轉換為數位訊號,由後級電路依據演算法得知物體與感測晶片間的距離,以便應用於各種不同的近接感測用途,其中發光元件以可發射出高於人眼可見的紅外光波 長(700nm以下)之850/940/1300nm發光二極體(LED)或850/940nm雷射二極體(VCSEL)為主。 


近接感測晶片目前已普遍的應用在智慧型手機及穿戴式裝置上,在使用者打電話時,智慧型手機接近頭部就會自動關閉螢幕,以防止耳朵或臉碰觸螢幕而造成錯誤操作,通話中或者將手機置反放於桌上而自動關閉螢幕也可達到省電效果,或當使用者配戴真無線藍牙耳機(TWS)時,偵測耳朵貼近或遠離則自動啟動或停止裝置。 


(2)微機電感測晶片 

A.加速度感測晶片(Accelerometer Sensor) 

加速度感測晶片是微機電系統中的一種慣性感測元件,微機電系統是一種智慧型微小化系統,利用半導體製程技術製作微小的機械、光學或電子元件,再整合成單一的系統並製作在矽晶片上,主要用來執行感測、處理或致動功能。慣性感測元件的作用是用來感測物體的運動,包括加速度感測晶片和陀螺儀(主要感測角速度,提供相對角度向量力道)。加速度感測晶片是透過檢測施加在一至三個維度/軸向的作用力來間接測量加速度,目前主要透過電容式、壓電效應或其他技術來實現,測量單一維度/軸向的加速度感測晶片又稱為重力感測晶片。 


加速度感測晶片最初主要應用於太空和國防工業中,隨著成本和尺寸的降低,現在已廣泛應用於汽車產業和消費性電子市場。在汽車產業中,加速度感測晶片主要用於衝撞感測以啟動安全氣囊,或與陀螺儀共同作用,於 GPS 定位導航系統在衛星訊號接收不良時互補性的方位推算。在消費性電子市場上,被用於實現智慧型行動裝置及穿戴式裝置之計步、測速、螢幕畫面自動轉向或裝置墜落時保護硬碟等功能,或於遊戲控制應用上,利用加速度感測晶片動態感測功能使玩家可操控遊戲中的動作。 


B.壓力感測晶片 (Pressure Sensor) 

壓力感測晶片利用微機電壓力感測器晶片與訊號處理晶片採用堆疊式封裝,實現高精度的數位化壓力感測。透過微機電加工技術製作的壓力感應膜,可以偵測氣壓的變化,當感應薄膜上的微機電壓力感測元件產生電阻變化時,訊號處理晶片可以進行放大、濾波、數位化以及補償溫度漂移量, 從而實現高精度的壓力感測。 


壓力感測晶片廣泛應用於智慧型行動裝置和穿戴式裝置,能夠實現多種功能,例如高度量測、氣壓量測、上下樓梯運動狀態追蹤、爬坡速率檢測、 天氣預報、水深量測和飛行定高控制等。此外,目前的壓力感測晶片符合美國 FCC E911 Z 軸定位精度法規指令要求,可以實現高精度的定位功能。 


(3)電容感測晶片 

A.電磁波特殊吸收率感測晶片(Specific Absorption Rate Sensor ) 

當今的智慧手機與平板電腦對於使用者而言已成為不可或缺的生活工 具,隨著通訊科技的日益進步,人們對於電磁波對人體的影響特別關注。因此,FCC、CE、NCC 等通訊委員會已經制定了明確的電磁波輻射能量大小測試規範(生物體單位質量對電磁波能量比吸收率,即 SAR 值)。為了遵守各國的通訊法規,現今的手機裡都搭載了電磁波特殊吸收率感測晶片(SAR Sensor),可以識別無生命物體和靠近人體的物體,並通過調節發射功率和輻射場型來調節波束方向,使電磁波發射波束遠離人體方向,以符合法規要求。目前,只有美國和歐洲市場的法規強制要求手機搭載 SAR Sensor,隨著各國通訊法規的完善,其應用範圍和普及率將逐漸提高,未來搭載 SAR Sensor 的手機和穿戴設備的潛在市場仍然非常廣闊。

昇佳,是一家光學感測晶片設計公司,近3年ROE為18%,34%,43%。毛利率為39%,46%,40%。資產負債率為21%,29,27%。銷售區域以外銷佔53%,內銷佔47%。以2022年為例,公司銷售銷售光學感測佔88%,微機電 MEMS佔12%。


昇佳專注光學感測晶片之質量及應用廣度提升,高感度螢幕下應用之環境光及近接感測晶片持續獲手機品牌客戶高階機種採用,站穩高階手機光學感測晶片之主要供應商,產品平均售價大幅提高;推出薄型手錶等穿戴式裝置搭載之環境光感測晶片,擴大光學感測晶片於手機螢幕外之其他應用,於智慧手錶領域搶攻市佔率,推升產品出貨量。加速度感測晶片則導入手機品牌廠商使用,逐步擴大於智慧型手機應用之出貨數量。


競爭

(1)光學感測晶片 

昇佳主要競爭對手為國外大廠艾邁斯歐司朗(ams-OSRAM AG),國內則有凌耀科技及光寶科技等競爭廠家。 


(2)微機電感測晶片 

目前全球微機電慣性感測晶片領導廠商多為國際大廠,加速度感測晶片領導廠商為德商博世(Bosch Sensortec GmbH)、瑞商義法半導體(STMicroelectronics N.V.),昇佳於此領域市佔逐年提升中,後續具成長空間。 


(3)電容感測晶片 

台灣過去在觸控 IC 與電容感測控制 IC 上有許多的投資,但是在低雜訊、 高動態操作區間、低功耗的SAR Sensor 尚未有著墨。目前主要是以美商Semtech 的產品提供給新一代多頻帶手機的應用,近期中國廠商也積極搶進布局此一產品,隨著上述所提及的各國電磁波能量規範法規進一步完備,智慧型手機必須搭載此類電容感測晶片,未來市場將更具成長空間。


市場佔有率

目前全球主要手機品牌廠商(Samsung、Apple、小米、OPPO、 VIVO、華為及榮耀),除了 Apple 之外,皆為昇佳之銷售客戶。長期與手機領導廠商建立了產品協同開發與設計之合作模式,掌握未來產品研發方向及功能需求,提供符合需求的客製化產品設計。


昇佳光學感測晶片產品終端應用主要為智慧型手機,加速度感測晶片則為消費性產品依產業研究報告所預估之 2022 年度全球智慧型手機及昇佳電子光學感測晶片實際出貨量計算,昇佳光學感測晶片全球市佔率約 30%,加速度感測晶片市佔率則尚屬微小。


產品發展趨勢

(1)光學感測晶片

手機發展趨勢從原先功能性手機(Feature Phone),僅附加收聽音樂及簡易照相等其他功能,然而隨著手機開始搭載上網功能後,民眾已經可以隨時隨地藉由智慧型手機瀏覽網頁、上網購物、下載音樂及電影等,逐步實現行動上網的理想,而隨著個人通訊應用領域逐漸擴展,加上智慧型手機(Smart phone)多用於瀏覽網頁和其他影音娛樂需求,因此智慧型手機的螢幕尺寸開始朝向大尺寸方向前進,有鑑於手機螢幕有逐漸加大趨勢和消費者對手機影音需求的逐漸提升,因此對於手機面板顯示技術也就要求越來越高,逐漸朝向高畫質、高鮮豔度及低耗能等方面提升。


近年來品牌廠商為有效提升消費者的購買意願,持續提高手機產品的規格,產品持續朝向大尺寸、高解析度的方向發展,為有效提升使用者對於大尺寸螢幕的需求,縮減邊框的 18:9 全屏幕手機應運而生,可提供更大的顯示區域,並擁有具差異化的外觀設計,可有效吸引消費者的目光, 使得全螢幕設計逐步成為手機市場主流,帶動配置於 LCD 或 OLED 手機面板與機殼間之狹縫或屏下之環境光感測晶片及近接感測晶片需求。另依國外研究機構 OMDIA 於 2022 年 Q4 估計,OLED 面板在智慧型手機的佔比將從 2022 年 的 41%成長到 2027 年的 48%(詳見圖二),躍升為旗艦、高階及主流手機機種的主要面板技術。


OLED 面板可以藉由環境光色彩資訊,調整螢幕色溫,提高閱讀舒適性; 在後攝鏡頭應用上,透過色彩感知環境色溫,可以準確還原拍照場景光源狀態,輔助鏡頭做到更好的白平衡,進一步推升高階環境光 RGB 感測晶片需求另因應螢幕下應用需求,傳統 850/940nm 發光源會影響 OLED 顯示,造成螢幕白點;為避免此干擾,會改採用短波段紅外光源(SWIR)以及接收器件,消除對顯示影響,技術上需要進一步提升接收感度以因應越來越低的螢幕穿透率,同時要結合顯示時序進一步提升 OLED 顯示發光對環境光感測的干擾。


(2)微機電感測晶片

未來發展趨勢將開發更低功耗、更低雜訊和更高可靠性的加速度感測晶片,以延長手持裝置的待機時間。隨著精度要求不斷提高,加速度感測晶片必須降低雜訊,以提供更準確的姿態偵測信息;同時高可靠性的元件也是產品在高低溫、跌落等環境下能抵抗衝擊的重要保障,此外在某些特殊應用中,內建記憶體和計步演算法等趨勢也逐漸崛起。近年隨著 TWS 耳機的普及,蘋果的 AirPods 採用加速度感測晶片檢測聲音,以提高語音辨識和消除周圍環境的噪聲,也是未來新的發展應用。 


智慧手機中慣性測量感測器的比重不斷增加,包括加速度感測和陀螺儀感測晶片,可應用於高級 GPS 導航、智慧手錶、穿戴式裝置和智慧手機中(例如運動追踪、步數計、跌倒檢測、導航),家用電器中的移動控制(例如掃地機器人和真空吸塵器、洗衣機中的傾斜檢測和防盜檢測),無人機中的飛行穩定性控制以及醫療保健應用中的跌倒檢測和運動監測。 


近年來氣壓計在許多行業中的應用也越來越普遍,其中包括手機、消費性產品、穿戴式手錶及無人機等。氣壓計可通過測量氣壓變化,幫助使用者了解當地的天氣狀況和海拔高度等信息,也可用於定位和導航等功能。例如,在 E911 規定中,手機需要具備能夠傳輸位置信息的功能,而氣壓計的應用可以提供更精確的位置信息,幫助求援人員更快地找到需要救援的人。此外氣壓計還可以應用於穿戴式手錶,幫助使用者監測健康狀況和運動量,而應用於無人機中則幫助其穩定飛行和實現高度控制等功能。


(3)電容感測晶片 

近年來隨著智慧手機與可穿戴無線電設備等產品相繼興起,大眾特別的關注電磁波對人體的影響,使得智慧感測的電磁波特殊吸收率感測晶片(SAR Sensor)需求日益增加,5G 手機更是需要透過 SAR Sensor 來調整輻射場型與波束方向以得到最佳品質傳輸。

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