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2024年11月2日

CMOS影像感測器公司,原相(3227.TW)

來簡單理解一下CMOS影像感測器公司,原相。


原相,專注各種感測技術的研發,產品包括影像感測晶片(CMOS Image Sensor)及其他感測晶片等,影像感測晶片主要應用在滑鼠、遊戲機、安全監控、車用、穿戴裝置、工控設備等。目前,原相是全球最大的光學滑鼠感測晶片供應商。


在標準型 CIS 方面,近年來原相推出的新產品在低功耗、HDR、Low light 等各方面表現優異,公司同時加強產品的差異化。在安全監控市場方面,原相推出的 BSI 4百萬畫素影像感測晶片也獲得知名國際品牌廠的採用。


在應用型 CIS 方面,原相在滑鼠晶片具有領導地位,為滑鼠市場最大的供應商,尤其高階電競滑鼠晶片獲得多家國際知名品牌廠的採用。除了滑鼠以外,原相的應用型影像感測產品也應用在遊戲機、智慧手錶、掃地機器人、無人機、辦公事務機器等,由於產品性質較特殊,市場上能提供類似產品的廠商較少。


除了上述的影像感測晶片產品之外,原相這幾年推出的 Global Shutter Image Sensor、RF/BT 晶片、電容觸控晶片、光學編碼器、遠紅外線感測器、距離感測器、低功耗智慧物件偵測、光學手指導航等新產品陸續導入包括消費性電子產品、車用及工控等市場, 出貨持續穩定成長中


以下為原相依照功能來區分的產品類別

(1)光學導航(Optical Navigation Sensors)

(a)光學滑鼠感測器(Optical Mouse Sensor)

過去20年來,引領滑鼠 IC 設計界的原相與數個世界頂尖的品牌商合作,推出多款滑鼠感測器。 


為優化各類應用,原相按照不同的使用者需求和設計焦點,打造了四種類別的滑鼠感測器,包含電競滑鼠、無線滑鼠、有線滑鼠和玻璃追蹤滑鼠。


(b)光學手指導航(Optical Finger Navigation)

在有限的界面上進行靈活的操控,是原相創造光學手指導航系列(Optical Finger Navigation / OFN) 的初衷。


當使用者在 OFN 產品的表面上移動手指,其內建的紅外光便會照亮手指表面,將圖樣反射至內建的光學 CMOS 影像感測器。任何被 CMOS 感測器偵測到的手指移位,都會透過演算法被轉換為雙軸數據及位移量。


原相的 OFN 系列透過 OFNavi™ 技術提供多款整合式的光學導航模組/感測器,每種均具有獨特的功能;例如可透過程式編輯的高 4000cpi 解析度、心率檢測、薄型化、日光消除模式和符合車規版本。透過將 OFN 的無限或 2/4/8 個方位的導航技術與電視遙控器、汽車娛樂系統、方向盤、筆記型電腦、醫療設備等相結合,使用者便能隨時享有便捷的操控體驗。


(c)光學追蹤感測器(Optical Tracking Sensor)

原相的光學追蹤感測器(Optical Tracking Sensor,簡稱OTS)擁有強大的表面檢測功能,迄今為止,OTS 技術已被廣泛應用在列印、數位旋鈕追蹤、智慧設備控制和機器人導航等感測領域,幫助改善其輸出結果。


考慮到不同應用具有相異的感測需求,原相將 OTS 產品細分為 4 個重點面向:高精度、高速、低功耗和更廣泛的表面適應能力。


例如,使用 OTS高精確度產品(PMJ9100S1、PAJ9100S2 和 PAT9102DM-T4QU)的印表機,可提供專業商務列印所需的精確紙張對齊功能(在 25mm 的移動距離內具有最低 ±0.015mm 的錯誤率);至於聚焦於高速性能的產品(PMT9101DM-T2QU和PAT9130EW-TKMT)不但可讓印表機達到 150ips 的速度,更能同時支援紙張的邊緣/材料/圖片相關檢測。 


原相的小尺寸低功耗產品(PAT9125EL-TKMT / TKIT和PAT9126JA-TKIT)只需要區區 0.5mA 的電流,便能提供高達 2000cpi 的解析度 – 是消費類應用產品的核心幫手。


在表面追蹤的領域,原相了解服務型機器人會在不同地板表面行走的特性,對產品的成功至關重要,也因此原相開發了PAA5100JE-Q 和 PAA5101EW-M 產品,讓主體即使在移動的情況下,也能在各式各樣的表面下精準的報出位移量,包含地毯、花崗岩、瓷磚、地板和高光澤瓷磚等。


(d)光學編碼器

原相的增量式光學編碼器 (Optical Encoder) 係專為工業應用而設計,其高分辨率和低錯誤率的特性,使它能成為運動控制系統內理想的反饋裝置。 


原相編碼器以光學理論進行設計,將電機運動(旋轉或線性)轉換為二進制代碼,以提供位置或速度等資訊。當應用在閉環控制系統中,編碼器能與微控制器通信,並根據電動機的運動回報其速度和位置。信號的輸出則採用差分配對以加強信號,使系統能具有更好的抗噪能力。 


因其小巧的外型,原相編碼器 IC 也非常適合應用在小型電機系統上。


(2)CMOS Image Sensor影像感測器

(a)全域快門影像感測器(Global Shutter Image Sensor)

電腦視覺結合了視覺與機器學習技術,使機器能夠通過視覺來感知週遭的環境。一個具備機器學習能力的設備不但能透過光學感測來讀取輸入值,更能從週遭獲取資訊、進行分類,以便按照其所在環境進行合適的「反應」。這是便是人工智慧的初衷之一:透過訓練使機器能詮釋來自感測器的輸入值,以仿效人類的行為並執行任務。 


當使用邊緣運算 (EDGE Computing) 的人工智慧 (AI) 應用越來越多,對使用電池的裝置而言,擁有低功耗、深度學習 (deep learning) 能力的模組變得至關重要。同樣地,視覺感測器也正面臨電力上的限制。為了在這所謂的邊緣裝置 (edge device) 上,為下一波 always-on 感測器需求提供助力,光學感測器必須要能夠支援 always-on 影像感測。 


全域快門影像感測系列結合原相專有的動態偵測演算法及低功耗架構,能以目前市場上最低的功耗,提供卓越的影像品質,有效實現「始終在線」(always-on) 的功能。這些特性使其非常適用於各類以電池供電的系統或裝置上,包含AI 的應用。


此外其感測器內建的自動曝光控制 (AEC) 和自動增益控制 (AGC) 功能,能夠進一步減輕後續終端產品的設計與開發作業。此系列感測產品可與廣泛的消費電子、機器視覺和工業應用等領域的應用完美結合,包含增強現實(AR)、虛擬現實(VR)、人工智慧分類與辨識、避障、條碼掃描和工廠自動化等應用。


(b)PrimeSensorTM 影像感測器

原相的 PrimeSensorTM 影像感測 (Image Sensor) 系列為因應市場需求,提供了眾多高品質、寬動態範圍和低功耗的影像感測器。 這些產品累積自原相長期的經驗以及高品質的畫素設計能力,其中更不乏原相領先業界的低雜訊、低功耗、以及高速電路等核心技術。


(c)PrimeSensorTM 影像感測 SoC 晶片

原相的 PrimeSensorTM 影像感測單晶片系列 (Image Sensor SoC) 將影像感測器與後端處理器的功能進行整合, 包含 ISP, USB, Analog DAC, Encoder 等 。透過類比與數位設計的高度整合,原相得以提供市場各種小型化、客製化及高整合度的影像感測器需求,並協助加快客戶的開發流程。


(3)健康管理 & 熱能感測(Health Management and Thermal Sensing)

(a)健康管理心率感測器(Health Management PPG sensor)

原相健康管理產品線採用PPG(光電體積描記法)技術,是一組高度整合的模組,專為非侵入性健康管理應用而設計。與僅輸出心率偵測和心率變異性 (HRV) 等基本 PPG 讀數的傳統光電二極體偵測器不同,基於影像的 PPG 產品可以進一步解釋 PPG 訊號,以獲得更個人化的健康資訊。 


原相的 PPG 感測器產品提供強大的平台,有助於在可穿戴、可聽和可攜式裝置上實現廣泛的生理檢測功能。透過適當的系統開發,他們可以透過提供心率檢測值(包括符合文具、運動或 Wear OS 標準的等級)、壓力水平追蹤(透過 HRV)等資訊數據來實現與健康/健身相關的應用程式SDNN值) 、呼吸監測、心肺品質追蹤、睡眠相關呼吸評估、心律不整篩檢等。 


憑藉原相在支援客戶開發週期方面的豐富知識和經驗,在整個感測器設計過程中,原相仔細考慮了現實生活中的各種操作場景。這就是為什麼原相的 PPG 感測器從硬體層面就具有高效的處理能力。


原相 PPG 產品中內建自動增益控制 (AGC)、自動曝光控制 (AEC)、自動 LED 控制、環境幹擾抑制、膚色覆蓋支撐和頭髮密度穩定等功能,可實現一致的效果生物感測覆蓋率。所有原相的 PPG 產品還具有一些共同的架構特徵,包括低功耗、小尺寸、自動調節機制和抗環境幹擾。不過,也可以參考光學機械設計,讓您能夠訓練自己的演算法以獲得完全的靈活性。


(b)遠紅外線感測器(Far Infrared Sensor)

原相的遠紅外線 (FIR) 感測技術主要偵測波長落在 5~15um 範圍內的遠紅外線熱輻射,透過演算法將能量換算為溫度,便能在不需觸及物體的情況下測量其溫度,適合廣泛應用在日常的溫度感測中。 


原相的 FIR 感測產品不僅能偵測熱輻射源,更可依照客戶的各類應用需求進行客製化溫度補償以提升準確度。其 SoC 晶片可將待測物體的溫度校正參數值寫入產品的記憶體內,應用時可直接讀取轉換成溫度,有利於簡化客戶的後續系統讀取流程。


(4)動態物體偵測(Object Motion Sensing)

(a)距離感測器(Distance Sensor)

原相的距離感測 (Distance Sensor) 模組可感知週遭物體的存在、建議該物體的種類(例如應用於掃地機器人時,可告知物體是否為懸崖、台階、牆壁、懸垂物、障礙物等),並回報與該物體相關的資訊,譬如其距離/深度、邊界和尺寸。 


單軸的距離感測模組內建 ASIC 控制器和雷射二極體,可藉由物體的反射獲取許多資訊。透過雷射二極體發射結構平面光源並收集其反射數據的變化,此高度集成的模組不但能即刻輸出原始的距離數據,更能立即以 ASIC 控制器進行驗算,以極低延遲的方式提供易於使用的物體資訊。 


憑藉其強大的偵測和運算能力,原相的距離感測模組可應用在多種情境中以提供不同類型的偵測服務。除了上述的掃地機器人應用,該模組也可安裝於各式各樣的裝置上,包括碎紙機(偵測封閉容器內的容量)、飲料機(監控液體高度)和電梯門的安全裝置(感測週遭的障礙物)。 


除此之外,原相也可根據客戶的需求客製多軸的距離感測模組。


(b)多目標追蹤(Multiple Objects Tracking Sensor)

原相的多目標追蹤 (Multiple Object Tracking,簡稱 MOT) 產品為高度整合的模組,內含一個光學透鏡、一個 850nm 的帶通濾波器、一個98x98像素的高品質 CMOS 影像感測器和一個影像處理器。該模組以先進的演算法開發而成,最多可追蹤 16個紅外光的動態目標,並且即時回報相關的數據以供後續使用。回報數據包含該目標物的 x 和 y 座標位移,以及其表面面積、亮度、半徑、範圍、邊界、長寬比和向量等資訊。 


原相提供兩款 MOT 感測模組以貼近客戶的應用需求 – PAJ7025R2 的感測範圍長達7 公尺,而 PAJ725R3 可提供高達 140 度的視角 (FOV)。兩種產品均支援可程式的曝光增益控制功能 (Programmable Exposure-Gain Control),並且採用全局快門掃描模式 (Global Shutter Scanning Mode) 以提供良好的即時 (real-time) 動態追蹤。除了可保持 200fps 的HFR,該模組的紅外線檢測機制更進一步增強不同環境光照條件下的追蹤精確度,確保無論在室內或室外,都可發揮百分之百的優異效能。


(c)手勢辨識(Gesture Recognition Sensor)

原相的手勢辨識系列專為汽車、商業、物聯網和遊戲等各種應用量身打造。透過提供符合 AEC-Q100 標準的模型以及支援單物體/多物體檢測的能力,原相繼續為精通技術的公眾提供準確、精確和可靠的手勢產品。 


單物體手勢辨識 

原相的每個單物體手勢辨識產品都採用高度整合的立方體模組,其中包含手勢感測器、LED 光源、鏡頭和內建演算法。單物件模組可以辨識手勢何時開始,追蹤其運動,在手勢之間插入中斷訊號,並連續結束要由高級演算法分析的每個已完成的手勢。 


單目標手勢辨識模組的最大操作距離為30厘米,支援複雜手勢(手勢模式)或單手指運動(遊標模式)的偵測和讀取,為客戶的進一步開發提供靈活性。 


多物體手勢辨識 

PixArt 的多物體手勢辨識Package結合了多物體感測器和獨立 ISP SoC,並提供完整的演算法支持,為輕鬆的最終產品開發提供了整體解決方案。這款功能強大且符合 AEC-Q100 標準(汽車級)的 SoC 解決方案包含內建演算法和處理器,使其能夠辨識大量預先定義的手部動作、檢測複雜的多指手勢並輸出即時偵測資料關於物體的位置、大小和亮度。


(d)光學動態追蹤(Optical Motion Tracking Sensor)

光學運動追蹤 (OMT) 系列旨在檢測 80 毫米到無限遠的寬工作範圍內的物體運動。借助 OMT 感測器連續的 x 和 y 運動報告,最適合用於無人機穩定,以抵消不必要的運動的影響,從而實現無人機穩定性。 OMT 也被用於機器人應用中的遠場位置追蹤。 


幾乎所有無人機上都配備的傳統陀螺儀感測器可以根據物體的加速度提供出色的運動偵測。它們能夠根據物體飛行速度或傾斜角度的變化來報告運動狀態。然而,當無人機在恆速下經歷因強風或引擎異常而產生的微小偏移時,其陀螺儀感測器可能無法辨識相對運動——此時無人機穩定OMT感測器將增加價值,因為它能夠檢測恆定的微小運動速度。 


原相的 OMT 產品利用核心影像感測器技術來連續捕捉、辨識和報告物體的相對 x 和 y 位置及其最精細的細節。OMT 產品採用低功耗架構設計,消耗低至 6mA 的電流,但提供高達 126 fps 的報告速率,以實現最終的精度和即時回應能力。原相OMT 產品 PAW3903E1 具有世界上最小的外形尺寸,不僅有利於進一步的機械設計,而且可以顯著減輕重量關鍵應用(例如無人機)中的物體。除了產品可偵測 9 lux或以上光線的卓越低光性能外,原相的 OMT 系列還致力於隨時隨地提供世界上最好的穩定機制。


(e)環境光源 & 物體接近感測(Ambient Light and Proximity Sensor)

原相的接近感測產品旨在融入所有電子系統,以提供可靠的接近感測服務。這些接近感測器採用降噪演算法來增強性能,靈敏度很高,可以對周圍的變化做出快速響應。 


PixArt 的接近感測器以極低的電流運行,外形尺寸小,並且具有強大的內建功能 - 因此非常適合電池供電的設備和可穿戴應用。


(5)RF 射頻連線

(a)RF 2.4GHz 技術

原相的2.4GHz射頻(RF)晶片具有業界少見的高整合性。不同於一般至多整合 RF 和微處理器(MCU)功能於單一矽die,原相的2.4GHz RF 晶片系列可將 RF、MCU與原相的滑鼠感測技術進行高度整合於單一矽die上,旨在提供客戶已完成三者間優化的系統晶片,進而大幅縮短客戶產品的韌硬體開發流程。


(b)BLE 藍牙低功耗技術(Bluetooth Low Energy)

原相的藍牙系列不但符合國際的低功耗藍牙規格,更從根本的產品設計上也為客戶進行諸多考量。 


原相為了讓客戶有更充足的快閃記憶體使用空間, 故將藍牙協議多以硬體電路和唯讀記憶體來實現, 僅需使用少量的快閃記憶體資源。因此絕大多數的快閃記憶體空間皆可供客戶進行韌體行為開發。 


經過多年的淬煉,原相的藍牙晶片均經過完善的相容性測試與優化,確保連結不同的藍牙 host 時,皆能通行無阻。且為了滿足低功耗藍芽多樣的應用需求, 原相也會持續推出具有不同資源大小的藍牙產品, 讓客戶可依據需求挑選性價比最佳的晶片。


(6)低功耗智慧物件偵測(Low-Power Intelligent Processor)

隨著人工智慧 (AI) 的普及,即使從感測器的角度來看,人工智慧技術也正努力融入地更小的 IoT 裝置中。在感測器上執行 AI 運算可帶來許多好處,包括節省頻寬、節省運算成本、節省用電、更快的反應速度以及加強資訊安全。


原相的 LIOD (Low-power Intelligent Object Detection / 低功耗智慧物件偵測) 技術,便是設計讓產品可在極低電耗的情況下,提供偵測功能。 原相的 LIOD 產品係由超低功耗的 CMOS 影像感測器和超低功耗的影像處理晶片組成。該感測器可同時進行物體偵測及移動偵測,故可使用在如人臉偵測、人體偵測等各項應用上,並回報其位置。 


LIOD 感測器的主要優點如下: 1. 以小於 100μW 的耗電量提供移動偵測功能,使其適用於 always-on 的裝置上 2. 整合硬體內建的深度學習功能,可大量節省主機端的運算成本 3. 可即時提供可用資訊,例如物體的位置、尺寸等,且不需輸出大量影像數據以節省頻寬。


(7)電容觸控(Capacity Touch)

電容式觸控技術的部分相關專利和IP已從Avago轉讓,並於2012年被原相收購,旨在提供高度直覺和互動的觸控輸入介面。從筆記型電腦觸控板到先進的觸控遙控器/遊戲手柄,再到現在的觸控滑鼠和TOK(鍵盤觸控)混合解決方案。


原相的CFN產品以其精細的追蹤能力、低延遲/高報告率、低功耗而聞名,最重要的是,能夠抵禦不良的現實生活情況。事實上,原相已經融入了各種設計支援和行為輔助功能,例如防水、DPR(動態防手掌誤觸)、超高靈敏度(適用於厚度達 3 毫米的覆蓋物)和出色的抗噪性。 


為了滿足Windows免驅需求,原相CFN解決方案完全相容於Windows PTP,並支援HID-I2C、SMBUS和PS2等多種介面。為了進一步適應客戶的創新設計概念,原相還提供高度可客製化的型號,例如弧形蓋、空心和非矩形感測器。


(8)客製化 ASICs 服務(Integrated chip design service/Customized ASIC services)

原相提供 ASICs 客製化設計服務,也可依照客戶需求提供如測試軟體、校正軟體及參數設定軟體等電腦軟體設計服務。


以下為原相依照應用來區分的產品類別:

(1)電腦及週邊產品

(a)高階滑鼠:電競滑鼠,無線滑鼠,有線滑鼠,玻璃表面追蹤滑鼠,觸控滑鼠。

(b)觸控板 & 追蹤導航板:使用於筆記型或平板電腦上的電容觸控板,與鍵盤結合的電容式觸控板。

(c)觸摸鍵盤:於手機或鍵盤上使用觸摸鍵盤功能。

(d)RF射頻連線:無線滑鼠傳輸器,無線鍵盤傳輸器,無線接收器 (Dongle),資料傳輸/透傳。


(2)智慧居家、辦公室和教學

(a)影像應用:AIoT 極低功耗智慧偵測,智慧家電,玩具相機。

(b)人機互動輸入裝置:互動式放射控制器,智慧恆溫控制器,透過手勢來控制的智慧家居系統,遙控器上的觸控板/導航板,簡報筆上的觸控板,紅外線子母追蹤器。

(c)互動式白板和投影機:互動式白板系統,透過手勢來控制的互動式投影機。

(d)智慧裝置:智慧玩具,玩具無人機。


(3)穿戴 & 聽戴式裝置

(a)個人健康監控與管理:光學 PPG 心率感測器,ECG 心電感測器。

(b)物體距離警示 & 環境光源感測:物體距離警示 & 環境光源感測。

(c)智慧輸入技術:用於智慧手錶和穿戴式設備的精密數位旋鈕,智慧眼鏡。


(4)電競控制器

(a)實境系統:實境遊戲控制器,以手勢控制的實境電玩系統。

(b)電玩遙控器:遊戲手把上的內建觸控板。

(c)電競滑鼠:電競滑鼠。


(5)車用電子

(a)車用感測系統:停車輔助系統,行車紀錄器,智慧後照鏡。

(b)車用資訊娛樂系統:透過手勢來控制車內的資訊娛樂系統 & 智慧後照鏡,方向盤上的導航板。


(6)安全監控攝影 & 相機

(a)監控錄影:監控攝影機 (CCTV),高畫質監控攝影機 (HD-CCTV),物聯網 & 使用電池供電的無線攝影機,網路監控攝影機 (IP Cameras),智慧門鈴,嬰兒 & 寵物監視器。

(b)消費性相機:運動攝影機,全景攝影機,USB 網路攝影機。

(c)實驗室器材:顯微鏡。


(7)商業用品 & 其它

(a)縫紉機與絎縫機:縫紉機與絎縫機。

(b)人體皮膚的追蹤:人體皮膚的追蹤。

(c)手機應用:迷你導航板,於手機鍵盤上使用觸控板功能,手勢控制指令,環境光源感測。


(8)自主導航

(a)機器人:機器人路徑規劃與定位。

(b)無人機:無人機穩定機制。

(c)倉儲 & 商用機器人:高效且經濟的高速路徑規劃與地圖繪製方案。


(9)工業自動化

(a)動態控制及閉環系統:動態控制及閉環系統。

(b)光學編碼器的整合與封裝:光學編碼器的整合與封裝。

(c)製造工業的物件表面追蹤技術:製造工業的物件表面追蹤技術。

(d)印表機高效輔助功能:高速/高精準列印輔助功能。


CMOS影像感測器

半導體產品主要包含積體電路(IC)、分離式元件(Discrete)、感測元件(Sensor)及光電元件(Optoelectronics)等四大類。


CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor,互補式金屬氧化物半導體)乃是一種積體電路的設計製程,可以在矽質晶圓模板上製造出 NMOS(n-type MOSFET)和PMOS(p-type MOSFET)的基本元件,由於 NMOS與PMOS在物理特性上為互補性,因此被稱為CMOS。


一般的製程上,可用來製作電腦電子的靜態隨機存取記憶體、微控制器、微處理器與其他數位邏輯電路系統、以及比較特別的技術特性,使它可以用於光學儀器上。 互補式金屬氧化物半導體具有只有在電晶體需要切換啟動與關閉時才需消耗能量的優點,因此非常節省電力且發熱量少,製程上也是最基礎而最常用的半導體元件。


CMOS 影像感測器由於具備有體積小、耗電量低、價格便宜及與整合度高等競爭優勢,因此十分適合於行動電話、玩具影像感測的市場需求。


CIS之相關技術層次包含了半導體元件技術、製程、感測器單元架構、類比訊號處理電路單元、數位 Readout Timing 電路單元、晶片控制介面(I2C)。


影像感測原理

CIS主要由四個構成,分別為:微透鏡(micro lens),彩色濾光膜(color filter),畫素設計(pixel design)和光電二極體(photo diode)。影像感測元件的功能,是藉由微透鏡聚光以提升光強度,並經由彩色濾光膜形成紅(R),綠(G),藍(B)三原色,再由二極體將RGB轉換為數位訊號。 


微透鏡及彩色濾光膜屬於光學元件;而畫素設計和光電二極體屬於電子元件,其底層有金屬連線層,當光電二極體接收到RGB訊號後,會將其轉換為數位訊號,最後利用影像訊號處理器(ISP)形成影像。

影像感測器製程

CIS 晶片屬特殊製程,依據不同規格或終端應用來區分生產線,可分為客製化與標準品製程。以目前高階手機相機模組而言,多半採用客製化製程、材料與製程整合及光譜轉換效率分析。客製化製程對產品更有特殊要求,對於晶圓的光學設計與製程的缺陷、製程的改進,更需要前後段供應鏈的齊力合作與互相配合。


CMOS影像感測器製程為,光學設計廠商會依工程需求委託進行光學設計模擬,後交由晶圓製造商代工電路相關製程,完成後再經過彩色濾光膜及微透鏡等光學結構製程,最後,交由後段進行封裝和測試。若為 IDM 廠商,則所有流程皆為自家生產完成。

CIS應用類別

CIS 市場可依產品的特性大致區分成標準型及應用型 CIS 二大類別標準型 CIS 主要應用在智慧型手機、車用電子、安全監控、消費性電子產品及電腦等市場,產品的性質較接近、市場規模大、競爭較為激烈,主要的競爭者包括 Sony、三星、 OmniVision、SK Hynix、On Semiconductor 等。


在應用型 CIS 方面,由於強調的重點在於利用CIS 所擷取的影像依市場的需求提供不同的應用是一個小量多樣的市場, 競爭情況相對較標準型CIS緩和許多,未來隨著5G、AIOT、AI視覺應用的發展,相信這類型產品的應用範圍將會愈來愈廣,除了滑鼠、遊戲機之外,觸角逐漸往物聯網、 車用電子、工業自動化、醫療等方面發展,應用在手機、電腦、遊戲機、AR/VR、 汽車、家電、事務機器、生產設備、安全監控、穿戴裝置等各式的產品上,應用相當多元,預期市場將會持續成長。


產業概況

CMOS Image Sesor(CIS)的主要應用市場包括智慧型手機、車用(Automotive)、安全監控(Survellience)、消費性電子產品、工業應用(Industrial)、電腦、醫療及其他的應用市場等,其中以智慧型手機為CIS 最大的應用領域,約佔70%的市場規模,解析度持續提升到數千萬畫素,在車用及安全監控上的應用也持續增加。


根據市調機構的統計,2023年影像感測器市場銷售額規模同比略有增長,達到了140億美元。預估 2022 年~2028 年複合成長率約 5.1%,2028 年 CIS 市場規模預估將成長至 288 億美元,其中以車用、安全監控及工業等市場的成長潛力較佳。


原相,是一家CMOS影像感測器公司,近5年ROE為8%,11%,17%,18%,13%。毛利率為58%,54%,57%,58%,58%。資產負債率為19%,19%,25%,25%,23%。以2023年為例,公司營收以CMOS 影像感測元配件佔營收97.40%,其他佔2.6%。以2024年Q2為例,公司應用以滑鼠佔營收63%,遊戲佔營收9%,其它(安全監控,車用,智慧家電,健康,工業)佔28%。銷售區域以出口佔95.20%,台灣佔4.8%。最大兩個客戶為羅技(Logitech)佔公司營收36.11%,任天堂(Nintendo)佔12.09%。原相投入之研發費用佔營收比例為30.95%。


競爭

CIS 產業的競爭情形因產品、市場的不同而有很大的差異,在標準型 CIS 方面,有來自日本、韓國、美國、台灣及中國等地的廠商,例如 Sony、三星、 OmniVision、On Semiconductor、SK Hynix、Galaxycore、Smartsens 等,儘管近年來智慧型手機多鏡頭應用、安全監控、車用等帶動 CIS 需求大幅增加,但由於產品特性接近標準型產品,且競爭者多,因此競爭較為激烈。


在應用型 CIS 的產品方面,競爭的情況則依不同的應用產品、市場而有所不同,由於應用型 CIS 屬於利基型市場,產品特性差異較大,競爭者較為有限,加上專利保護等因素,因此, 競爭情形相對較標準型 CIS 緩和許多。


發展趨勢

隨著人工智慧技術的發展,我們看到愈來愈多產品導入 AI (Artifical Intelligence)技術,以提升產品的價值與差異化,CIS 也逐漸看到智慧化技術的導入。


成長性

(1)汽車領域

隨著電動車高速成長,112 年全球電動車銷量超過 1,200 萬輛,113 年預計達 1,400 萬輛,114 年更將接近 2,200 輛的水準,電動車滲透率將達 25%以上。同時,智慧化及自動化的發展,未來每輛車安裝的影像感測器平均顆數將從 111 年的 2.6 顆,提升至 114 年的 3.6 顆。


除了前後景、環景影像外,安全測距、車道置中、主動停車,預防碰撞、車道偏移警告外,駕駛監控、手勢控制疲勞駕駛預警系統,行人及自行車示警監控等,也將大量使用影像感測器。當汽車進入 Level-3 以上的自駕領域時,各式的感知組件以及感知融合技術的應用,將帶動影像感測器的快速成長。 


(2)3D 測距及取像

除了提供 2D 影像的傳統影像感測器之外,近年來具備 3D 測距及 3D 取像的影像感測器技術亦蓬勃發展,目前主要應用為手機上的相機快速自動對焦、人臉辨識輔助、手勢控制等,長期有利用 3D 建模來提供客製化產品生產及銷售服務輔助。 


在安全監控,在汽車、機器人及無人機等用途上,利用 3D 影像來建立即時的外在環境立體結構來進行自動導航及障礙物規避以快速發展。

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