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手機(jī)攝像模組產(chǎn)業(yè)鏈

2016-10-15 09:46:10 瀏覽次數(shù)：
1.手機(jī)相機(jī)模組的組成。
攝像頭的成像過(guò)程就是將光信號(hào)數(shù)字化的過(guò)程。光線首先通過(guò)鏡頭，到達(dá)感光元件可能是CCD，或者是CMOS，兩者的作用都是將光線轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，然后數(shù)字信號(hào)被傳送到一個(gè)專門(mén)的外理器(DSP)，進(jìn)行圖像信號(hào)增強(qiáng)以及壓縮優(yōu)化后再傳輸?shù)绞謾C(jī)或者其它存儲(chǔ)設(shè)備上，那么由此可以看到其中的每一個(gè)設(shè)備都對(duì)攝像頭的整體性能有影響。
手機(jī)相機(jī)模組主要由鏡頭(lens)，傳感器(sensor)，后端圖像處理芯片(Backend IC)，軟板(FPC)四個(gè)部分組成。決定一個(gè)攝像頭好壞的最重要的因素關(guān)鍵部件就是：鏡頭(LENS)、圖像傳感器(SENSOR)和數(shù)字信號(hào)處理芯片(DSP)。相機(jī)手機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)為：光學(xué)設(shè)計(jì)技術(shù)，非球面鏡制作技術(shù)，光學(xué)鍍膜技術(shù)等。
(1).鏡頭
其中鏡頭是相機(jī)的靈魂，鏡頭對(duì)成像的效果起著很重要的作用，其中鏡片又有玻璃的和塑膠的兩種，玻璃的價(jià)格比較貴，透光和成像效果要好的多，但是塑膠的比較抗震性比較好。
高像素的手機(jī)鏡頭將由玻璃取代塑膠的。鏡頭是指由不同的透鏡經(jīng)系統(tǒng)組合而成的整體。由于透鏡的折射作用，景物光線通過(guò)鏡頭，在焦平面上形成清晰的影像，并使CMOS或CCD感光器記錄景物的影像，用于消除紅外光線對(duì)CCD/CMOS成像的影響。
紅外截止濾光片是利用精密光學(xué)鍍膜技術(shù)在光學(xué)基片上交替鍍上高低折射率的光學(xué)膜，實(shí)現(xiàn)可見(jiàn)光區(qū)(400630nm)高透，近紅外(700-1100nm)截止的光學(xué)濾光片，主要應(yīng)用于可拍照手機(jī)攝像頭、電腦內(nèi)置攝像頭、汽車(chē)攝像頭等。
鏡頭廠家主要集中在臺(tái)灣、日本和韓國(guó)，鏡頭這種光學(xué)技術(shù)含量最高的產(chǎn)業(yè)具備非常高的產(chǎn)業(yè)門(mén)檻，極少有新企業(yè)進(jìn)入此領(lǐng)域，臺(tái)灣企業(yè)更是成本優(yōu)勢(shì)明顯，2005年市場(chǎng)占有率接近57%，2006年超過(guò)65%。
臺(tái)灣主要有4家生產(chǎn)相機(jī)手機(jī)的鏡頭，分別是玉晶、大立光、亞光、普立爾，玉晶全球市場(chǎng)占有率達(dá)23%，大立光占25%，亞光和普立爾分別占5%和4%。
目前隨著手機(jī)相機(jī)像素的提升，使用玻璃鏡頭的廠家原來(lái)越多，那些只擁有塑料鏡頭技術(shù)的廠家則明顯衰退。如Enplas，銷(xiāo)售額下降了60億日元，利潤(rùn)從84.5億日元降低到37億日元。降低幅度非常大。而200萬(wàn)像素手機(jī)相機(jī)鏡頭市場(chǎng)中主要以玻璃鏡頭廠家占優(yōu)，光學(xué)大廠富士精機(jī)、柯尼卡美能達(dá)、大立光三者幾乎壟斷了市場(chǎng)。
(2).傳感器
影像傳感器是拍照手機(jī)的核心模塊，拍照手機(jī)的激增帶動(dòng)了影像傳感器市場(chǎng)的飛漲。
CCD與CMOS傳感器是當(dāng)前用于數(shù)碼拍照功能的兩種主流影像傳感器。與CCD技術(shù)相比，CMOS是后起之秀。隨著數(shù)碼攝像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)及拍照手機(jī)等高、中、低端影像產(chǎn)品種類的不斷豐富，一度由CCD獨(dú)霸相機(jī)傳感器市場(chǎng)的局面發(fā)生了改變，CMOS傳感器后來(lái)居上。
憑借成本低、體積小等優(yōu)勢(shì)，當(dāng)前拍照手機(jī)模塊以CMOS傳感器為主導(dǎo)，而在高端數(shù)碼相機(jī)領(lǐng)域，CCD傳感器以高像素見(jiàn)長(zhǎng)。在高端領(lǐng)域，CMOS傳感器的掃描速度較慢，400萬(wàn)像素以上相機(jī)設(shè)計(jì)需要加上快門(mén)，增加整體系統(tǒng)設(shè)計(jì)成本，因而在高像素應(yīng)用上反而受到限制。未來(lái)CMOS傳感器的發(fā)展策略在于如何定位，也就是如何在高端和CCD相比有獨(dú)到之處。
CCD傳感器模塊日本廠商主導(dǎo)、CMOS傳感器模組美國(guó)、韓國(guó)廠商主導(dǎo)。全球CCD模組市場(chǎng)有超過(guò)90%的市場(chǎng)份額由日本廠商壟斷而且多用于數(shù)碼相機(jī)和日本本土的相機(jī)手機(jī)。以索尼、松下、夏普為市場(chǎng)的龍頭，當(dāng)前超過(guò)200萬(wàn)象素的模組多采用CCD傳感器。
CMOS傳感器模組由美商O(píng)mni Vision、Agilent(安捷倫)、Micron(美光科技)為龍頭，韓國(guó)三星、現(xiàn)代、臺(tái)灣原相、銳相為中堅(jiān)，掌握著全球CMOS傳感器模組市場(chǎng)，用于相機(jī)手機(jī)的CMOS模組多低于200萬(wàn)象素。
目前做CMOS Sensor的廠家有：Omni Vision、Agilent、Micron、意法半導(dǎo)體、Hynix (現(xiàn)代)、Pixart、東芝、索尼、三星LSI、臺(tái)灣銳相、臺(tái)灣原相、臺(tái)灣泰視、臺(tái)灣宜霖、臺(tái)灣敦南、TransChip、Conexant。其中每個(gè)廠家的發(fā)展趨勢(shì)和使用情況又都不同，比如Hynix的30萬(wàn)像素的Senor在大陸市場(chǎng)占有率很高，但是130萬(wàn)的推出時(shí)間很晚，跟不上其他廠家的進(jìn)度。CCD廠家基本上是清一色的日本廠家，具體有：索尼、松下、夏普、三洋、東芝、三菱電機(jī)、富士、京瓷及LG Innotek等廠商，其中在手機(jī)攝像頭方面三洋和索尼做的比較好。
(3).后端圖像處理芯片(Backend IC)
數(shù)字信號(hào)處理芯片DSP是攝像頭中最重要的組成部分了，它的作用是：將感光芯片獲取的數(shù)據(jù)及時(shí)快速地傳到電腦中并刷新感光芯片，因此控制芯片的好壞，直接決定畫(huà)面品質(zhì)(比如色彩飽和度、清晰度)與流暢度。
后端處理芯片美商主導(dǎo)跟手機(jī)基帶芯片類似，專用于信息處理的模組后端芯片由美商TI、高通、卓然主導(dǎo)，瑞薩，意法半導(dǎo)體，中星微電子為市場(chǎng)中間，凌陽(yáng)、松瀚、華邦、兆宏、華晶等也比較活躍，以上廠商占據(jù)了超過(guò)65%的全球后端處理芯片市場(chǎng)份額。目前大致生產(chǎn)圖像處理芯片的廠家有：TI、高通、瑞薩、中星微電子、意法半導(dǎo)體、Zoran、凌陽(yáng)、松翰、華邦、Nvidia、英特爾。
(4).連接裝置方面
Finger厚度較薄、成本低，然而易損傷折斷、接觸不良及安裝可靠度較低等方面的不足。
Connector優(yōu)點(diǎn)是快速插拔容易、可靠度高，缺點(diǎn)是制程較繁雜、元件成本高、厚度較高。
軟板輕薄，可彎折成型，缺點(diǎn)是成本高、可靠度較低；硬板堅(jiān)固、制程容易、通用COB與CSP，缺點(diǎn)是厚度較高、成型限制。軟板生產(chǎn)由日本、韓國(guó)、臺(tái)灣及中國(guó)大陸分割。
日商有Mektron、Smitomo、Fujikura、Nitto等；美商有M-Flex、Parlox、Sheldahl、Adflex等。自1998年以來(lái)日本的撓性板產(chǎn)值一直穩(wěn)居全球第一，但近年來(lái)徘徊不前；歐洲的FPC產(chǎn)值越來(lái)越小，一直在走下坡路。而韓國(guó)、中國(guó)大陸和中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)的FPC則處于高速發(fā)展?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)在很多日本、美國(guó)、臺(tái)灣公司都在中國(guó)建廠，世界最大的撓性板公司日本Nippon mektron在珠海，日本第二大公司Fujikura在上海，Sony chemical在蘇州，Nitto Denko，Sumitoto Denko，Cosmo Electronics在深圳；美國(guó)Parlex在上海，MFlex在蘇州，Word circuits在上海；韓國(guó)埃姆西特炯通電子株式會(huì)社(GTS)日前也在沈陽(yáng)投資興建FPC生產(chǎn)基地；臺(tái)灣雅新在東莞、蘇州，嘉義在廣州，嘉聯(lián)益(百稼)在昆山，耀郡在華東，欣業(yè)(同泰)在昆山，佳通在蘇州，統(tǒng)嘉在華東。臺(tái)灣撓性板的龍頭企業(yè)華通、楠鋅從2004年開(kāi)始亦會(huì)投入FPC項(xiàng)目。臺(tái)灣FPC的大廠幾乎都在國(guó)內(nèi)建立了工廠。另外，國(guó)內(nèi)多間著名的剛性PCB企業(yè)，也在改建、新建FPC工廠，包括長(zhǎng)沙的維用長(zhǎng)城(新加坡MES公司)、深圳景旺、福建福強(qiáng)、天津普林、耐電等。
2.相機(jī)模組組裝工藝
影像模塊的封裝格式有COB(Chip On Board)和CSP(Chip Scale Package)兩種。CSP封裝的優(yōu)點(diǎn)在于封裝段由前段制程完成，CSP由于有玻璃覆蓋，對(duì)潔凈度要求較低、良率也較佳、制程設(shè)備成本較低、制程時(shí)間短，面臨的挑戰(zhàn)是光線穿透率不佳、價(jià)格較貴、高度Z Height較高、背光穿透鬼影現(xiàn)象。COB的優(yōu)勢(shì)包括封裝成本相對(duì)較低、高度Z Height較低，缺點(diǎn)是對(duì)潔凈度要求較高、需改善制程以提升良率、制程設(shè)備成本較高、制程時(shí)間長(zhǎng)。
COB制程憑借具有影像質(zhì)量較佳及模塊高度較低之優(yōu)勢(shì)，再加上品牌大廠逐漸要求模塊廠商需以COB制程組裝出貨，未來(lái)COB制程將成為手機(jī)攝像頭模塊制程發(fā)展的一種趨勢(shì)。目前中國(guó)大陸相關(guān)模組廠商幾乎都是CSP制程組裝出貨，而外資及臺(tái)灣眾多廠商已積極投入COB生產(chǎn)制程。
但是對(duì)于整個(gè)相機(jī)模組的成本來(lái)說(shuō)是差不多的，CSP只是把部分工序交給了芯片廠商做，但是Sensor的價(jià)格相對(duì)來(lái)說(shuō)就提高了。COB制成對(duì)于模組廠的要求比CSP要高的多，不僅是成本方面的，管理和質(zhì)量方面要求也比較高。目前一條COB封裝線的成本在100萬(wàn)美元作用，至于CSP只要普通的SMT線就能完成了。在產(chǎn)品的良品率方面，CSP良品率能達(dá)到95%以上，COB能達(dá)到85%以上。
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