2021年中国车载CIS上下游产业链分析

来源：头豹研究院

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车载摄像头是自动驾驶必不可少的基础传感装置，是汽车实现预警、识别类ADAS功能的基础，同时座舱中开始应用车载摄像头监视驾驶员与乘员以提高安全性。图像传感器是摄像头的核心组成硬件，图像传感器可分为CIS与CCD，CIS影像采集速度更快，更适用于高速行驶的场景，因此车载摄像头多采用CIS芯片。车载CIS芯片与消费电子类CIS芯片所需技术不同，车载CIS对像素的要求不高，更追求稳定性与安全性。

CIS需求量呈现持续上升趋势，但芯片制造中所需的晶圆与封测出现结构性供需不平衡，晶圆和封测产能扩张无法与芯片需求量增长相匹配，供不应求引发晶圆与封测代工价格的上涨，CIS制造成本的上涨推动CIS价格持续提高。

CIS概述——CIS的定义与分类

CIS的功能是将光信号转换为电信号，并通过读出电路转为数字化信号，根据结构技术可将其分为前照式（FSI）、背照式（BSI）和堆栈式（Stacked）三种，堆栈式CIS是未来的主流方向

CIS概述——CIS工作原理

CIS由感光电路与信号转换电路组成，CIS将光信号转换为电信号，并通过读出电路转为数字化信号，CIS广泛应用于视觉领域，是摄像头的核心组成部分

CIS概述——CIS应用领域对比

CIS主要应用于消费电子、汽车、安防、医疗四大领域，其中手机CIS市场规模最大。汽车CIS技术壁垒较手机CIS高，更追求稳定性与安全性。

△CIS主要应用于消费电子、汽车、安防、医疗领域。其中消费电子占比最高，达到81.7%，CIS是消费电子领域摄像头模组的核心组成部件，智能手机、平板电脑、笔记电脑、数码相机至少配置一个摄像头，消费电子的高速发展驱动CIS市场规模增长。

△车载CIS作为车载摄像头的核心硬件，随着智能驾驶进入快速发展阶段，在CIS应用领域的占比将提升。CIS在安防领域应用于监控摄像头，根据CIS的性能可分为高清摄像机、宽动态范围摄像机以及3D立体摄像机。CIS还应用于医疗影像，如X-Ray、内窥镜、分子成像、超声成像及光学相干断层扫描。

△汽车在使用过程中会面临严苛的环境，温度范围要求极端苛刻，需要能够达到-40°C及105°C，且使用周期至少达到8-10年，因此相比手机CIS，车载CIS对安全性稳定性的要求更高。汽车CIS的动态范围要需超过120dB，通常在120dB-140dB，且对于低照度也有比较高的要求，车用CIS需夜间行驶时保证正常工作。

△手机与车载CIS的发展方向也不尽相同，手机CIS注重成像效果，追求小尺寸高像素，主摄摄像头以1,200万-5,000万为主；车载更注重探测与识别，对像素的要求不高，车载前视摄像头像素多为100万像素，行业中最高像素也仅达到800万，整体像素较低。

车载CIS产业链上游为CIS芯片制造行业，市场集中度高，其中CIS芯片厂商可分成Fabless、Fab-lite、IDM三种模式；中游为摄像头模组制造行业；下游为整车制造行业

车载CIS产业链——上游分析（1/2）

CIS是车载摄像头的核心部件，成本占比最高。由于制造CIS所需的晶圆供给不足，且价格呈持续上升趋势，CIS价格亦持续攀升。

△车载摄像头硬件构成成本中，CIS占比高达50%。CIS成本占比高的原因有以下两点：

一是CMOS芯片在摄像头硬件中属于技术壁垒最高，工艺最复杂的硬件，产品价值量最高，因此与其余硬件相比成本更高。

二是CIS硬件主要由晶圆、封测与彩色滤光片组成，以2018年豪威的成本结构为例，晶圆与封测两部分占CIS生产成本的91.8%。晶圆和封装测试一直面临产能紧缺问题，代工价格逐年上涨。

晶圆和封测价格的上涨造成CIS生产成本上涨从而导致CIS产品价格上涨。预计在晶圆代工与封装测试供需结构平衡后，CIS生产成本将回落，价格降低，CIS在摄像头成本中的占比将会有所下降。

 8英寸晶圆主要应用于特色技术或差异化技术，因此车载所需的晶圆多为8英寸晶圆。8英寸晶圆需求端的激增与晶圆设备的短缺造成了结构性供需不平衡。晶圆供应商议价能力强，2020年间晶圆代工厂整体涨价幅度达到30%-40%。2021年4月，中芯国际、台积电、联创电子已宣布新一轮的涨价，平均涨幅在20%。

 8英寸晶圆代工厂产能利用率在2020年已达到接近饱和的状态，现有工厂产能在短期内难以得到大幅度提升，部分晶圆代工厂已开启扩产计划应对产能供给不足问题。三星将对旗下8英寸晶圆厂进行自动化投资以提高生产效率；华虹半导体计划对无锡生产厂进行二期扩建；中芯国际将增加3万片/月的产能。预计在2022年下半年可缓解晶圆产能短缺问题。

车载CIS产业链——上游分析（2/2）

晶圆与封测产业均面临产能短缺问题，相关产商均开始实施扩产计划，但短期内供需不平衡难以解决，代工涨价仍是主要趋势。

 晶圆制造行业市场集中度高，前五家企业产能占比合计高达87%。其中索尼占据第一，产能占比达34%，且索尼生产的晶圆全部自用；三星位居第二，三星的晶圆制造分为自用与代工两部分，同时三星计划逐步扩大晶圆代工业务，预计在2021年达到晶圆制造行业市占率25%；台积电、中芯国际、华力微电子均为晶圆代工企业，产能占比分别是17%、9%与5%。

 晶圆代工厂商与CMOS芯片设计厂商与建立紧密的合作关系。豪威的晶圆供应主要来源于台积电。2019年12月，索尼由于产能供给不足，也与台积电建立合作关系，将部分CIS订单交由台积电代工。

 前端晶圆制造产能大幅扩张，带动封测订单增长，产能短缺问题由晶圆制造传导至封装测试。且原本积压在IC设计厂或IDM厂的晶圆库存，开始大量释出至封测厂进行封装测试，增加封测企业产能负担。

 封测行业产能短期内难以快速扩张，供需关系较难达到平衡。封测厂的项目扩产计划实施周期均在3-5年，这意味着2023年后封测行业产能才能出现明显的提升。其次，封装测试机台也一直面临短缺问题，机台制造厂商产能有限，无法满足大规模的订购。

同时，封测厂商对待扩产态度较为谨慎，半导体市场变化快，高端测试机台价格昂贵，若贸然大规模采购测试机台，机台到货后供需结构发生变化，则对封测厂商造成大规模打击。

车载CIS产业链——中游分析

中游摄像头模组行业市场参与企业数量较多，市场竞争激烈，由于车载摄像头模组封装工艺更复杂，市场主要以海外企业为主导，中国企业市场占有率较低。

 光学镜头模组收入结构中，虽然手机镜头占比在2015年-2019年间持续下降，但仍是主要收入来源。监控镜头和车载镜头所占比例则持续增长，其中车载镜头贡献率增长幅度较大，由6%增长到18%。

 手机镜头市场已接近饱和，市场增长趋于平缓，车载镜头成为新的焦点。随着智能汽车的发展，车载摄像头单车所需数量也同步增长，L1/L2级别所需量为3颗，L3级别数量上升至6颗，L4/L5级别的智能汽车将搭载约11-15颗车载摄像头。这意味着车载摄像头的需求量将呈倍速增长。

 摄像头模组行业与上游CIS芯片制造行业相比，技术壁垒较低，市场参与者较多，市场集中度较为分散。由于车载摄像头模组相比手机摄像头模组对安全问题和稳定性要求较高，模组封装工艺更加复杂，在车载镜头模组领域中，海外企业占据着主要的市场份额，松下、法奥雷、富士通为行业龙头企业，共占据31%的市场份额。

 中国舜宇光学、丘钛科技为代表的摄像头模组企业已开始积极布局车载摄像头模组业务。2020年，中国车载摄像头模组出货量达4,400万个，已初步形成规模效应，后期生产成本将进一步下降，中国车载摄像头模组企业有望占据更多的市场份额。

车载CIS产业链下游市场应用——车载CIS分布图

车载CIS根据安装位置可分为前视、后视、内视、侧视四种，ADAS功能车型的车载摄像头数量分布通常为1个前视摄像头、1个后视摄像头、4个侧视摄像头、1个内视摄像头。

车载CIS产业链下游市场应用——车载摄像头分析（1/2）

四类车载摄像头中后视摄像头与前视摄像头的渗透率较高，原因为倒车影像和行车记录仪普及率高，侧视摄像头与内视摄像头的渗透率将随着L2/L3级自动驾驶普及而上升。

 特斯拉Autopilot2.0前视采用三目摄像头，兼顾了车辆前方的宽阔视角以及远距离物体精准探测。长焦摄像头，最大监测距离250米，能够清晰的拍摄到远距离物体，适用于高速行驶的交通场景；主视野摄像头覆盖大部分交通场景；广角摄像头能够拍摄到交通信号灯、行驶路径上的障碍物和距离较近的物体，适用于城市交通。

 后视为广角摄像头，安装在后尾箱上实现泊车辅助。环视摄像头共有四个广角镜头，分为侧方前视和侧方后视，前视与后视图像拼接可实现全景观察。

 中国车载摄像头渗透率不高，原因为截止至2021年4月，中国智能驾驶汽车制造以L1、L2为主，摄像头配置数量不高。但随着ADAS技术的成熟与推广，车载摄像头的需求量和渗透率将持续增长。

 车载摄像头中后视摄像头占比最高，后视摄像头有倒车影像的功能，倒车影像在传统汽车与智能汽车的普及率高，因此后视摄像头在车载摄像头出货量中的占比较高。行车记录仪在汽车中的普及率高，行车记录仪需搭配前视摄像头和流媒体后视镜，因此前视摄像头的出货量位居第二。侧视与内视摄像头仅用于智能驾驶汽车，所占比例较低。

车载CIS产业链下游市场应用——车载摄像头分析（2/2）

四类摄像头中前视摄像头价格最高，原因为前视摄像头附加功能最多，2017年-2019年前视摄像头装车量呈上升趋势，同时短期内前视摄像头以单目镜头为主

 前视摄像头的功能最多，集成前向碰撞预警、车道偏离预警、行人防碰撞预警、交通标示识别、车道保持辅助、自适应远光灯、自适应巡航控制一系列前向驾驶辅助功能。前视摄像头算法复杂，成本更高，前视摄像头成本构成中算法成本占据60%，远高于其余车载摄像头，因此前视摄像头是车载摄像头中价值量最高的一类摄像头。

 车载前视摄像头装车量呈逐年上升趋势。前向辅助系统是自动驾驶的核心组成部分，随着自动驾驶的推广，前向辅助系统渗透率得到提高，前视摄像头的装车量将继续上升。

单目摄像头发展较早，技术发展较为成熟，量产推广成本低；但由于单个摄像头定焦的局限性，焦距难以根据距离切换，存在无法兼顾测量的距离和范围的问题。双目、多目摄像头在一定程度上克服了单个摄像头的局限，基于多个摄像头的配合能够获得更广的覆盖范围和更精准的数据，但多个摄像头的硬件成本和以及相应的算法要求均较高，相应配套设施发展尚不完善，现阶段很难量产并推广。单目摄像头由于成本较低，且与毫米波雷达、超声雷达搭配已能满足L3以下需求，因此短期内单目摄像头仍然是车载摄像头的主流方案。

车载CIS产业链下游市场应用——汽车厂商车载摄像头配置图

自动驾驶系统在新能源汽车厂商中配置率高，新能源电动车新车型普遍在L2级自动驾驶及以上，车载摄像头搭载数量普遍为5-9个。

描述:新能源汽车厂商均开始布局自动驾驶，截止至2021年4月，大部分新能源汽车智能等级在L2级别，平均摄像头数量为8个。蔚来ET7是新能源汽车中智能驾驶等级最高的车型，摄像头数量达到12个，像素达800万。800万像素的自动驾驶摄像头，可检测到680米以外的车辆，220米以外的行人与260米以外的锥桶，最远探测距离是120万像素的3倍。

 部分传统车企也推出具备自动驾驶功能的车型，但燃油车类自动驾驶汽车总体数量低于新能源汽车。

车载CIS市场规模与汽车产量与单车车载摄像头搭载数量紧密相关，随着中国汽车市场的回暖与自动驾驶渗透率的提升，中国车载CIS预计在2025年达到107.9亿元，未来五年的复合增长率达25.8%。

 车载CIS数量与车载摄像头数量相关联，一个车载摄像头需要一枚CIS芯片。车载摄像头总体数量为汽车产量与单车搭载的摄像头数量的乘积。

 2021年中国汽车总销量预计达2,630万辆，同比增长4%左右，未来五年汽车市场也将会稳定增长。但考虑到汽车市场已趋于饱和，预计2022年后增长放缓，增长率为3%。

 单车摄像头搭载数量随着ADAS与自动驾驶渗透率上升而增加， 2025年L4/L5车型是否可以推出还未可知，此处暂不考虑。中国政府颁布的《智能网联汽车技术路线图2.0》称2025年L2/L3级自动驾驶渗透率将达到50%，L2/L3平均摄像头数量约为9个，同时假设L1级渗透率为46%，则2025年平均单车搭载摄像头数量为5.4个。

 车载CIS价格在短期内呈增长趋势，原因为以下两点。车载CIS随着ADAS与自动驾驶的进步将向高性能发展，车载摄像头像素需达到800万以上，且要求高光敏度，与清晰夜视效果，技术要求的提升将带动车载CIS价格上涨。晶圆和封测行业产能短缺推动晶圆与封测的“涨价潮”，车载CIS硬件成本上升也将带来车载CIS价格的增长。

 高性能车载CIS实现大规模生产且晶圆与封测产能短缺问题解决后，车载CIS价格将有所下降。预计在2020年-2022年车载CIS价格每年上涨12%，2023开始放缓，2024-2025年价格下降。

中国车载CIS行业驱动因素——汽车安全技术与ADAS驱动

辅助驾驶功能可有效地减少行车过程中安全事故的发生，同时可降低交通事故死亡率，社会对交通事故的关注推动辅助驾驶功能的发展，从而带动车载CIS的发展

汽车安全技术驱动车载CIS发展

90%以上的车祸事故是由疲劳驾驶、酒后驾驶等人为因素造成，引入自动驾驶系统可有效地降低人为因素导致的车祸事故率。

ADAS的快速发展驱动车载CIS发展

ADAS系统的核心为视觉系统，摄像头为ADAS视觉系统的基础，ADAS系统渗透率的提高将带动车载摄像头出货量的提升，从而推进车载CIS行业的快速发展。

2019年，ADAS部分配置的新车搭载率已达到50%以上，且中国消费者对自动驾驶的接受度高，这意味着ADAS新车搭载率有较高的上升空间。同时， ADAS系统的技术发展将会增加对车载摄像头的需求，截止至2021年，ADAS系统需搭配至少6个车载摄像头，单车所需车载摄像头数量将在未来提升至15以上。

自动驾驶普及程度及技术的提升将驱动车载CIS高速发展。

中国车载CIS行业相关政策分析——国家政策利好行业发展

中国政府陆续出台多个政策推广辅助驾驶系统的应用，并规定严格的车辆安全技术要求，强制“两危一客”车辆安装车载摄像头以保证车辆安全。

中国车载CIS行业发展趋势——高像素与高性能趋势

车载CIS向高像素发展，在保证安全性与稳定性的基础上，高清像素和清晰成像效果成为新的追求点，技术方面全局快门和RCCB列阵应用率将上升。

 车载CIS在2015年以前主要应用于倒车影像与行车记录仪，对像素的要求不高，更追求符合车规级的安全性与稳定性，像素在30万-72万之间。2015年后，随着自动驾驶技术的兴起，ADAS系统推动车载摄像头的数量与功能提升。

 车载摄像头已被分为前视、后视、侧视、环视与内视摄像头，功能更加全面，需要进行道路监测与识别，对像素的要求更高，2015年特斯拉Model3车载摄像头的像素提高到120万像素。2020年后，车载摄像头的像素得到更大幅的提升，蔚来ET7摄像头达到800万像素。

 L4、L5车型对车载摄像头像素的要求将会更高，传统汽车后视镜存在视觉盲点，摄像头广角大，可解决盲点问题，将代替汽车后视镜。如果车载摄像头完全代替后视镜，摄像头像素需达到800万以上。

技术趋势:

CIS有两种快门方式，卷帘快门和全局快门。卷帘快门通过对每列像素使用A/D来提高读取速度，整个传感器阵列必须转换为一排A/D，导致每行读出之间的时间延迟小，对高速运动的物体会产生明显的变形。全局快门下，所有像素点同时收集光线，并同时曝光，改善高度运动对象时的变形问题。

安防摄像头拍摄高速移动物体时需要获取清晰稳定的图像，因此安防级CIS芯片都具备全局快门技术，在消费电子和车载CIS中普及率并不高。

车载CIS在L1阶段仅用于倒车影像与行车记录，并无拍摄运动对象的需求。自动驾驶技术的发展催生车载摄像头拍照需求，内视摄像头的座舱监视功能在发生事故时需拍摄并录像座舱内情况，在此处车载CIS也需要应用全局快门技术。

车载CIS市场中市场参与者较少，竞争格局属于寡头垄断市场，安森美占据龙头地位，市场占有率高达60%，豪威在未来有赶超趋势。

 安森美是车载CIS行业的龙头企业，市场占有率达到60%，在车载CIS行业占据压倒性地位。安森美的市场地位得益于三次战略收购。2011年，安森美收购赛普拉斯CMOS图像传感器业务部。2014年4月，安森美收购图像传感器设备制造商Truesense Imaging。

2014年8月，安森美收购Aptina Imaging，通过三次收购安森美在图像传感器方面积累超过2,000项的成像专利、多类传感器产品和完整的供应链。Truesense Imaging拥有赖拜耳博士发明的拜耳列阵，拜耳列阵作为彩色图像传感器设计的基础，给安森美提供强大的技术支持。

Aptina则是全球摄像机单芯片、首款汽车专用CMOS图像传感器的制造商。但随着豪威科技成像技术的创新和索尼三星等老牌CIS厂商的进入，安森美在汽车CIS的市场份额逐渐被蚕食。

 豪威在车载CIS市场排名第二，且在2018-2019年间市场份额上升9%。豪威市场份额上升原因有以下两点：豪威2004年进入车载CIS市场，历史积累深厚，产品线齐全，旗下汽车CIS产品覆盖30万-830万像素，可满足市场现有需求；豪威拥有稀缺性技术专利，空间域曝光技术可解决高HDR和LFM问题，具有技术竞争优势。基于豪威的原始积累与技术创新，豪威未来在车载CIS市场可与安森美平分秋色。

 索尼和三星作为CIS领域的龙头企业，更专注于手机CIS市场，索尼于2015年正式进入车载CIS市场，三星于2021年计划进军车载CIS市场，索尼和三星进入时间较晚，市场份额占比小，但作为手机CIS的龙头厂商，CIS技术工艺高，进入汽车市场有一定的技术优势，未来会对安森美和豪威造成威胁。

中国车载CIS行业上市公司——韦尔股份（1/2）

韦尔股份收购豪威科技后一跃成为中国车载CIS行业的龙头企业，

 韦尔股份在传感器解决方案中的技术数量多，涉及像素技术、HDR技术、CameraCubeChip™、 LCOS与EVS。其中像素技术与HDR技术帮助其在车载CIS领域获得优势地位。

 Nyxel®技术通过增加硅片厚度、隔离硅片内的像素来降低串扰，提高传感器对于近红外光谱的灵敏度。运用Nyxel技术，传感器可捕获更清晰明亮的图像，实现准确的眼部跟踪和手势控制，在DMS中监测驾驶员的注意力分散和疲劳驾驶；NIR（近红外）敏感度显著提升，夜视功能增强，ADAS 环视系统可远距离捕捉明亮图像。

 PureCel®Plus像素技术通过提高传感器灵敏度和全井容量提升低光性能，降低颜色串扰完成色彩再现；RGB-Ir技术的先进红外灵敏度可以进行脸部和手势识别。

 韦尔股份拥有优质的客源。豪威科技在奔驰、宝马、奥迪等品牌汽车搭载率居行业首位，豪威科技被韦尔股份收购后已与中国汽车厂商建立紧密的合作关系，理想ONE使用的车载CIS均来自于韦尔股份。

 韦尔股份布局全面。韦尔股份产品线齐全，截止2021年4月，韦尔股份共有33款汽车CIS产品，传感器像素覆盖30万 -830万，可满足现有市场上的汽车配置需求。车载CIS已有高清化发展趋势，高像素车载摄像头将是未来汽车配置需求。预计2025年后，ADAS配置的车载摄像头均为800万像素以上，韦尔股份已提前布局高像素车载CIS市场。

 韦尔股份在车载CIS行业拥有技术优势，韦尔股份拥有的空间域技术可以解决高HDR和LED灯闪烁抑制这两个实现自动驾驶急需解决的问题，竞争对手安森美缺少空间域曝光技术的历史积累，三星则缺少汽车CIS的积累。

 韦尔股份研发实力雄厚。截止2021年4月，韦尔股份专利及专利申请超过3,600个，研发人员数量为1,476人。

中国车载CIS封测行业上市公司——晶方科技（1/2）

晶方科技拥有先进封装技术，主攻高端封装，毛利率远高于同行业竞争对手，且晶方科技注重产品研发，在研发方面投入力度大。

晶方科技自创中道TSV工艺量产线，实现TSV封装技术规模化生产，形成成本与技术优势，巩固TSV行业龙头地位。晶方科技将借助扩产计划进一步扩大市场额

晶方科技与优质客户建立稳定的合作关系。晶方科技的客户包括豪威科技、索尼、格科微、比亚迪、海力士、思特威、汇顶科技等传感器领域的知名企业。2008年，豪威科技成为晶方科技第一大客户；2010年晶方科技通过ISO认证后，与索尼建立长期合作关系，负责为索尼提供CIS封装。晶方科技通过与CIS龙头企业建立合作关系提升企业业内知名度。

晶方科技专注于传感器封测技术，拥有WLCSP、TSV等先进封装技术，产品路线为高端封装，因此公司毛利率远高于同行业水平。晶方科技技术积累长达12年，并在2018年实现FANOUT技术的创新，晶方科技已成为领先的覆盖

 晶方科技建设出中国首条300毫米“中道”TSV规模化量产生产线，并结合晶圆级封装、倒装和嵌入技术，实现2.5D/3D先进封装技术。通过中道TSV工艺量产线，晶方科技实现TSV封装技术在汽车电子领域的量产，巩固晶方科技在TSV行业的龙头地位。

 TSV工艺量产线的推出实现了TSV的量产化与规模化，使得晶方科技TSV工艺成本下降。成本优势和技术优势让晶方科技营业收入大增，毛利率也呈线性上升趋势，晶方科技2020年封装营业收入达10.7亿元，同比增长103.4%，毛利率则达到49.5%，同比增长33%。

中国车载摄像头行业上市公司——舜宇光学科技（1/2）

舜宇光学科技主营产品为光学零部件、光电产品及光学仪器三类。舜宇光学科技车载镜头出货量全球第一且逐年增长，行业龙头地位牢固。

舜宇光学科技车载镜头出货量总体呈上升趋势， 2020年第四季度车载镜头出货量达1,913.8万件，同比增长36%。2020年第一季度和第二季度受疫情影响，汽车产量下降，车载镜头需求量随之下降而导致舜宇光学科技出货量下降。

2018年之前，舜宇光学科技在车载摄像头领域主攻车载镜头制造。车载摄像头硬件成本构成中，摄像头模组占比高于镜头占比，相比镜头制造，摄像头模组技术要求更高，利润空间更大。舜宇光学科技2018年正式开展车载摄像头业务，舜宇光学科技在手机摄像头模组有丰富经验，有利于抢占车载市场的份额。

舜宇光学拥有国家级企业技术中心和博士后工作站，高科技人才储备丰富，研发实力雄厚。舜宇光学科技已研发出连续变焦手机镜头、8P高像素手机镜头、自由曲面手机镜头、毫米级超微距手机镜头、200万像素玻塑混合前视车载镜头。