2022年CMOS市場需求趨勢及思特威技術領域布局研究報告（41頁）.pdf

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1、2022 年深度行業分析研究報告 目 錄 1 安防監控 CIS 龍頭，核心技術助力快速成長 . 3 1.1 立足安防監控 CIS，持續拓展產品布局 . 3 1.2 營收快速增長，盈利能力穩步提升 . 4 1.3 公司采取 AB 股結構，董事長為實際控制人 . 6 1.4 高度規范化研發流程，多樣化核心技術支持性能優勢 . 7 1.5 高管團隊經驗豐富，深耕行業多年 . 9 2 新興應用領域多點開花，CMOS 需求持續迸發 . 11 2.1 CMOS 技術推陳出新，市場規模不斷擴大 . 11 2.2 政府支持及技術升級驅動安防領域 CMOS 增長 . 16 2.3 新興商用市場廣闊，機器視覺 C

2、MOS 高速發展 . 19 2.4 汽車智能化浪潮勢不可擋，車載 CIS 蓄勢待發 . 22 2.5 多攝發展及 5G 替代助力手機 CIS 增長 . 24 3 深耕安防基本盤，技術積累助力多領域快速布局 . 27 3.1 深耕安防領域，自主研發成就安防 CMOS 龍頭 . 27 3.2 產品線齊全，機器視覺業務快速發展 . 30 3.3 技術積累雄厚，車載及手機 CIS 業務未來可期 . 32 3.4 客戶業務關系緊密，供應鏈合作穩定 . 34 4 募投分析 . 37 4.1 研發中心設備與系統建設項目 . 37 4.2 思特威（昆山）電子科技有限公司圖像傳感器芯片測試項目 . 38 4.3

3、 CMOS 圖像傳感器芯片升級及產業化項目 . 38 插圖目錄 . 45 表格目錄 . 46 插圖目錄 圖 1：思特威發展歷程 . 3 圖 2：思特威主要產品 . 4 圖 3：思特威營收及歸母凈利潤情況（億元） . 4 圖 4：思特威分產品營收情況（億元） . 5 圖 5：思特威分下游應用領域營收情況（百萬元） . 5 圖 6：思特威毛利率情況 . 6 圖 7：思特威分產品毛利率情況 . 6 圖 8：思特威費用情況（百萬元） . 6 圖 9：思特威費用率情況 . 6 圖 10：思特威實際控股情況 . 7 圖 11: 公司股權結構 . 7 圖 12: 思特威研發費用（億元） . 8 圖 13：截

4、至 2021 年 Q3 思特威人員分布情況 . 8 圖 14：截至 2021 年 Q3 思特威員工學歷構成 . 8 圖 15：CMOS 圖像傳感器示意圖 . 11 圖 16：CMOS 圖像傳感器組件示意圖 . 11 圖 17：CMOS 圖像傳感器原理示意圖 . 11 圖 18：FSI 及 BSI 原理 . 12 圖 19：CMOS 設計行業經營模式及供應鏈 . 13 圖 20：全球 CMOS 圖像傳感器出貨量（億顆） . 14 圖 21：全球 CMOS 圖像傳感器銷售額（億美元） . 14 圖 22：2020 年 CMOS 細分領域出貨量占比 . 14 圖 23：2025 年 CMOS 細分領

5、域預計出貨量占比 . 14 圖 24：2020 年 CMOS 細分領域銷售額占比 . 15 圖 25：2025 年 CMOS 細分領域預計銷售額占比 . 15 圖 26：2020 年 CMOS 主要廠商銷售金額占比 . 15 圖 27：2020 年 CMOS 主要廠商出貨量市占比 . 15 圖 28：中國視頻監控市場規模（億元） . 16 圖 29：中國安防行業產值情況（億元） . 16 圖 30：安防監控 CMOS 圖像傳感器分類 . 17 圖 31：安防監控 CMOS 圖像傳感器產業鏈 . 17 圖 32：2020 年安防 CMOS 主要廠商出貨量 . 18 圖 33：2020 年安防 C

6、MOS 主要廠商出貨量占比 . 18 圖 34：2020 年安防 CMOS 主要廠商銷售額 . 19 圖 35：2020 年安防 CMOS 主要廠商銷售額占比 . 19 圖 36：全球安防 CMOS 出貨量（億顆） . 19 圖 37：全球安防 CMOS 銷售額（億美元） . 19 圖 38：機器視覺 CMOS 應用場景 . 20 圖 39：全球機器視覺市場規模（億美元） . 21 圖 40：機器視覺行業上下游產業鏈. 21 圖 41：全球新興領域全局快門 CMOS 出貨量（億顆） . 22 圖 42：全球新興領域全局快門 CMOS 市場份額占比 . 22 圖 43：汽車電子領域 CMOS 圖

7、像傳感器應用 . 22 圖 44：全球汽車電子 CMOS 出貨量（億顆） . 24 圖 45：全球汽車電子 CMOS 銷售額（億美元） . 24 圖 46：智能手機出貨量（億臺） . 25 圖 47：智能手機攝像頭發展歷史 . 26 圖 48：全球智能手機 CMOS 出貨量（億顆） . 26 圖 49：全球智能手機 CMOS 銷售額（億美元） . 26 圖 50：SFCPixel技術示意圖 . 28 圖 51：高溫場景下暗電流優化技術效果對比 . 28 圖 52：超低照度下基于 BSI 工藝的星光級夜視全彩技術效果對比 . 29 圖 53：SC830AI 成像效果 . 29 圖 54：基于 B

8、SI 工藝的全局快門圖像傳感器成像效果對比 . 31 圖 55：全局快門架構下的 HDR 像素設計成像效果對比 . 31 圖 56：LED 閃爍抑制技術成像效果對比 . 33 圖 57：思特威 2020 年前五大客戶占比 . 35 圖 58：思特威 2021 年 1-9 月前五大客戶占比 . 35 圖 59：思特威上游供應商 . 36 表格目錄 盈利預測與財務指標 . 1 表 1：思特威核心技術情況 . 9 表 2：CMOS 圖像傳感器的主要參數指標 . 12 表 3：CMOS 圖像傳感器所需性能指標 . 18 表 4：自動駕駛等級及標準 . 23 表 5：汽車 CIS 面臨的要求和挑戰 .

9、24 表 6：手機像素及對應應用場景 . 25 表 7：思特威安防領域核心技術專利 . 27 表 8：SC830AI 采取的技術及產品效果. 29 表 9：思特威部分安防 CMOS 產品 . 30 表 10：思特威部分機器視覺 CMOS 產品 . 32 表 11：思特威部分車載 CMOS 產品 . 33 表 12：SC550XS 采取的技術及產品效果 . 34 表 13：思特威部分消費 CIS 產品 . 34 表 14：募投項目情況（億元） . 37 表 15：募投使用主體及方式 . 37 表 16：研發中心設備與系統建設項目投資概算（百萬元） . 38 表 17：思特威（昆山）電子科技有限公

10、司圖像傳感器芯片測試項目（萬元）. 38 表 18：CMOS 圖像傳感器芯片升級及產業化項目（百萬元） . 39 表 19：思特威分業務銷售收入預測. 41 表 20：費用率預測 . 41 表 21：可比公司估值對比 . 42 公司財務報表數據預測匯總 . 44 mNsNpOoNxPqNsQtQuNsQoPaQbP9PsQpPmOmOiNqQqNlOtRqQ8OnNuNvPsPnQwMtOrQ 1 安防監控 CIS 龍頭，核心技術助力快速成長 1.1 立足安防監控 CIS，持續拓展產品布局 思特威成立于 2017 年，是一家從事 CMOS 圖像傳感器芯片產品研發、設計和銷售的高新技術企業。公司

11、擁有覆蓋高中低端的各類像素水平的 CMOS 產品，目前已廣泛應用于安防、機器視覺領域，并在汽車電子、手機領域逐漸發力。 公司為安防監控 CMOS 圖像傳感器龍頭。公司自 2017 年成立以來始終在安防領域 CIS 出貨量排名前列，并在 2020 年實現 1.46 億顆出貨，位列全球第一。公司在安防監控領域起步于低端產品，目前中高端產品已成為主要產品，滿足行業各種細分場景、應用需求。 公司在 2018 年進軍機器視覺應用領域。在新興機器視覺領域全局快門產品中，2020 年公司出貨量達到 2500 萬顆，位居行業前列。在機器視覺領域，公司憑借創新型的背照式結構全局快門技術，在無人機、掃地機器人、智

12、能翻譯筆、人臉識別設備、智能家居等領域取得領先的地位，并已進一步推出應用于智慧交通的高分辨率全局快門產品，可用于道路、車輛、行人的監測與識別，打破了該領域幾乎由索尼獨供的格局，實現國產化替代。 圖 1：思特威發展歷程 資料來源：思特威官網，民生證券研究院 公司的產品分為三個系列：FSI-RS 系列主要應用于中低端安防及汽車電子領域；BSI-RS 系列主要應用于高端安防、車載和智能手機領域；GS 系列則專注于機器視覺領域。BSI-RS 和 GS 系列的高端產品在性能上可以與索尼的高端產品對標，推動了相關行業的產品性能升級與迭代，為國產化替代提供有力的產品支持。 圖 2：思特威主要產品 資料來源：

13、思特威招股說明書，民生證券研究院 1.2 營收快速增長，盈利能力穩步提升 從營收來看，公司 2018-2021 年分別實現營收 3.25 億元、6.79 億元、15.27 億元和 26.89 億元，四年復合增長率 102.26%。公司成立以來營收快速增長，主要由于公司技術積累雄厚，產品富有競爭力，安防領域往高端升級的同時加速布局其他領域，把握住了下游市場蓬勃發展的機遇。 盈利方面，公司 2018-2021 年歸母凈利潤分別為-1.66 億元、-2.42 億元，1.21 億元和 3.98 億元， 。公司在初期虧損的主要原因是屬于市場導入期，收入規模較小且研發投入大（包括早期高額的股權激勵費用）

14、。隨公司經營規模不斷擴大，且 2020 年下游需求快速增長，2020 年開始扭虧為盈，2021 年歸母凈利潤同比大增 228.93%。 圖 3：思特威營收及歸母凈利潤情況（億元） 資料來源：思特威招股說明書，民生證券研究院 -50510152025302018201920202021營收歸母凈利潤 分業務結構來看，FSI-RS 系列 2021 年實現營收 11.62 億元,營收占比由2018 年的 87.45%下降到 43.2%；BSI-RS 系列 2021 年實現營收 10.77 億元，營收占比由 2018 年的 10.99%提升至 40.05%；GS 系列實現營收 4.51 億元，營收占比

15、由 2018 年的 1.56%提升至 16.75%。由于 BSI-RS 系列主要應用于高端安防，GS 系列主要應用于高端機器視覺領域，該業務結構變化體現了思特威產品高端攀升效果顯著，機器視覺領域布局顯露成效。 分下游應用領域來看，安防監控仍是公司最主要的下游應用市場，但隨著機器視覺、汽車電子和智能手機業務的增長，營收占比逐年降低。2021 年前三季度，公司在安防監控領域實現收入 14.88 億元，營收占比 72.82%；在機器視覺領域實現收入 3.2 億元，營收占比 15.65%；在汽車電子領域實現收入 0.7 億元，營收占比 3.45%；在智能手機領域實現收入 1.65 億元，營收占比 8.

16、08%。 圖 4：思特威分產品營收情況（億元） 圖 5：思特威分下游應用領域營收情況（百萬元） 資料來源：思特威招股說明書，民生證券研究院 資料來源：思特威招股說明書，民生證券研究院 毛利率方面，隨著產品結構的升級以及良品率提高帶來的單位成本下降，公司 2018-2021 年毛利率分別為 12.73%、18.14%、20.88%和 29.12%，呈顯著上升趨勢。 分產品來看，FSI-RS 系列毛利率由 2018 年的 12.61%波動增長至 2021 年Q1-Q3 的 23.12%，其中 2021 年 Q1-Q3 增長較快，相比 2020 年增加10.81pct，主要由于 2020 年與新晶圓

17、廠合作的前期單位成本較高，而 2021 年公司通過產品優化降低了 FSI-RS 新產品的單位成本。BSI-RS 系列毛利率由2018 年的 19.65%增長至 2021 年 Q1-Q3 的 34.69%，其中 2020 年增長較快，同比增加 11.63pct，主要由于： （1）公司高端產品線具有技術優勢和較強市場競爭力，BSI-RS 系列產品結構升級； （2）技術工藝提升使得產品單位成本下降。GS 系列 2018 年毛利率為-29.09%，2019 年扭虧為盈，2021 年 Q1-Q3 達到35.08%，主要由于該產品技術含量高，早期產品驗證階段單位成本高，技術工藝成熟帶動了單位成本下降。 0

18、1020302018201920202021FSI-RS 系列BSI-RS 系列GS 系列050010001500200025002018201920202021Q1-Q3安防監控機器視覺汽車電子智能手機 圖 6：思特威毛利率情況 圖 7：思特威分產品毛利率情況 資料來源：思特威招股說明書，民生證券研究院 資料來源：思特威招股說明書，民生證券研究院 費用率方面，銷售費用率波動下滑，2018-2021 年公司銷售費用分別為0.24 億元、1.13 億元、0.37 億元和 0.45 億元，其中 2019 年銷售費用率為16.77%，同比上升 9.49pct，主要原因是 2019 年末對部分尚未達到

19、行權條件的期權進行了加速行權，一次性產生較大金額的股份支付。管理費用率呈下降趨勢，2018-2021 年公司管理費用分別為 0.81 億元、1.32 億元、0.42 億元和 0.55 億元，管理費用率分別為 24.89%、19.39%、2.78%和 2.05%，2018 年及 2019年股權激勵金額較大導致管理費用較高。財務費用率維持相對穩定，2018-2021年公司財務費用分別為 2.53 萬元、147.00 萬元、-1,363.41 萬元和-1366.97 萬元。 圖 8：思特威費用情況（百萬元） 圖 9：思特威費用率情況 資料來源：思特威招股說明書，民生證券研究院 資料來源：思特威招股說

20、明書，民生證券研究院 1.3 公司采取 AB 股結構，董事長為實際控制人 思特威股份在首次公開發行前由具有特別表決權的 A 類股份及普通股份 B 類股份構成，董事長徐辰持有的股份為 A 類股份，其余股東持有的股份為 B 類股份。徐辰直接持有公司 15.23%的股份，系公司控股股東、實際控制人；莫要武持有-60%-50%-40%-30%-20%-10%0%10%20%30%40%2018201920202021毛利率歸母凈利率-40%-30%-20%-10%0%10%20%30%40%2018201920202021Q1-Q3FSI-RS 系列BSI-RS 系列GS 系列-50050100150

21、2002503002018201920202021銷售費用管理費用財務費用-5%0%5%10%15%20%25%30%2018201920202021銷售費用率管理費用率財務費用率 6.66%的股份，為其一致行動人。徐辰自行及通過一致行動人莫要武控制的公司表決權比例為 51.46%。其余股東方面，國家集成電路基金二期為思特威第二大股東，持股比例為 8.21%，具有國資背景。Forebright Smart Eyes 及 Brizan Holdings 為公司第三和第四大股東，持股比例分別為 7.87%和 7.74%，具有外資背景。 圖 10：思特威實際控股情況 資料來源：思特威招股說明書，民生

22、證券研究院 思特威及其子公司、參股公司的股權結構如下： 圖 11: 公司股權結構 資料來源：思特威招股說明書，民生證券研究院 1.4 高度規范化研發流程，多樣化核心技術支持性能優勢 思特威高度重視研發投入。2018-2021 年公司研發費用分別為 0.93 億元、 1.22 億元、1.08 億元和 2.05 億元。研發費用率分別為 28.76%、18%、7.1%、7.62%，2018 及 2019 年的股權激勵費用較高，分別為 0.46 億元和 0.61 億元，造成公司前期研發費用率較高。 圖 12: 思特威研發費用（億元） 資料來源：思特威招股說明書，民生證券研究院 重視科研人才助力產品創新

23、，核心技術人員穩定。截至 2021 年 9 月 30 日，公司員工總數為 674 人，其中研發人員 266 人，占員工比重 39.47%。公司員工中 25.82%擁有本科學位，25.96%擁有碩士及以上學位，研發人員中 148 名擁有碩士以上學歷，占研發人員總數的 55.64%。 公司共有核心技術人員三人，分別為徐辰、馬偉劍和莫要武。其中，徐辰是公司創始人，在 CMOS 圖像傳感器領域擁有二十多年的研究及工作經驗，負責把控公司整體的研發和技術方向，是公司技術路線的設計者和領頭人；莫要武是公司副總經理，直接負責公司設計研發部，是公司主要技術標準的起草者；馬偉劍是公司副總經理，并直接負責公司的量產

24、研發部，是公司產品產業化相關技術研發的帶頭人。三人均為公司高管，自公司成立以來一直于公司任職。 圖 13：截至 2021 年 Q3 思特威人員分布情況 圖 14：截至 2021 年 Q3 思特威員工學歷構成 資料來源：思特威招股說明書，民生證券研究院 資料來源：思特威招股說明書，民生證券研究院 通過多年在 CMOS 圖像傳感器行業深耕，公司積累了 SFCPixel新型像素布局等 12 項核心技術，覆蓋工藝研發、像素設計和電路設計以及算法優化等多個方面，核心技術均為自主研發并取得知識產權保護。截至 2021 年 9 月 30 日，0%5%10%15%20%25%30%35%00.511.522.

25、52018201920202021研發費用（億元）研發費用率管理人員10%生產人員41%銷售人員10%研發人員39%碩士及以上26%本科26%大專及以下48% 公司擁有主要專利 114 項，其中中國境內授權專利 65 項、境外授權專利 49 項、軟件著作權 7 項、集成電路布圖設計 32 項。公司在 2021 年被中國半導體投資聯盟評為“年度 IC 獨角獸企業” 。 表 1：思特威核心技術情況 名稱 介紹 SFCPixel專利技術 自主研發了 SFCPixel專利技術，即基于 SFC（源跟隨器中置）架構的 1x1,1x2 及 2x2 共享像素結構，通過獨創性地將源跟隨器中置來大幅提升轉換增益、

26、提升感光度并降低讀取噪聲。 近紅外感度 NIR+技術 通過金屬反射結構以及深溝道隔離技術的優化進行紅外感度增強。 低照度下基于 FSI 工藝的微光級夜視全彩技術 通過自主優化的 FSI 設計架構，減薄像素上方金屬走線層次厚度，能夠大幅提升量子效率減少串擾，提升感光度。采用雙相關采樣和行噪聲消除技術，有效降低固定噪聲及電源噪聲干擾；優化像素陣列中鉗位電路，優化像素內走線耦合干擾。 超低照度下基于 BSI 工藝的星光 級夜視全彩技術 基于背照式工藝，除搭載（1）中的相關技術來實現高轉換增益及高量子效率提升感光度外，通過優化量子效率、讀取噪聲、串擾等技術提供夜間全彩圖像?？蓪崿F雙像素轉換增益模式，在

27、提供更優的低照度夜視成像效果的同時，也大幅增加白天光線充足環境下的動態范圍。 基于背照式工藝的全局快門技術 基于多行列并行架構，在降低畫面固定噪聲的同時，提升讀取效率，大幅降低最短曝光，適應更大動態范圍；通過寄生漏電調整，優化快門效率，從而實現高幀率視頻輸出；同時基于該架構，提出了改進的移位讀出技術，進一步提升了讀出速度。在堆棧工藝基礎上實現全局快門的技術。 高溫場景下暗電流優化技術 通過優化像素布局、像素內電場設計、工藝制程等手段，大幅降低像素內缺陷與金屬污染，降低暗電流并優化像素間隔離的技術，大幅降低圖像噪聲。優化圖像傳感器在不同溫度下畫面亮度校準的穩定性和暗電流的均勻性。通過數字校準算法

28、，結合傳感器溫度特性，對高溫圖像均勻性進行優化。 卷簾快門架構下的 HDR 像素設計 通過多種轉換增益技術實現高動態范圍。PixGain HDR技術即雙像素轉換增益 HDR 技術、多重曝光、分段曝光 HDR 技術、四元像素組合讀出提升動態范圍。 LED 閃爍抑制技術 通過多次曝光、片內多幀合成同時借助四元像素技術,可有效抑制 LED 閃爍抑制功能，有效提升包括車載、智慧交通應用后端準確識別 LED 交通信號的準確度和識別率。 ISP 片上集成二合一技術 片內即可對 RAW 圖數據進行優化處理并輸出優質的 YUV 422 格式視頻影像。在減小車載 SoC 中心運算負荷的同時加快處理速度，強化汽車

29、圖像處理效能，提升行車安全性，通過高階圖像算法，去除壞點/噪聲，提升畫面信噪比。 全局快門架構下的 HDR 像素設計 量子效率指某一特定波長下單位時間內產生的平均光電子數與入射光子數之比，體現了 CMOS 圖像傳感器的光轉換為電子的能力。量子效率越高，光電轉換能力越強，感光度越高，成像也越明亮。 系統化升級的圖 像傳感器測試平 臺 采用先進的測試分選機，多色溫多光譜的測試光源，精準的溫控模塊，構建更佳的測試環境，同時通過自研升級的圖像測試算法，實現更精準高效的判斷，加上并行測試程序架構，以及 2.5G 的高速圖像采集系統，有效提升測試準確性，大幅提升測試效率。 AI 智能傳感器平臺 結合了先進

30、的堆棧式架構以及“混合鍵合”(Hybrid Bonding)技術，可以在圖像傳感器上集成智能算法，能有效地提高關鍵區域（如人臉或車牌）的分辨率，降低延時，并擁有高幀率及超低功耗。 資料來源：思特威招股說明書，民生證券研究院 1.5 高管團隊經驗豐富，深耕行業多年 徐辰，美國國籍，無其他境外永久居留權，本科畢業于清華大學電子工程系，香港科技大學博士學歷。曾擔任多家公司研發工程師；2011 年 10 月至 2017 年4 月，擔任江蘇芯加總經理。2017 年 4 月至今任職于思特威，現任董事長、總經理。徐辰博士在 CMOS 圖像傳感器領域擁有二十多年的研究及工作經驗，是公司技術路線的設計者和領頭人

31、，領導設計和研發了 SFCPixel、星光級夜視全彩等核心技術。其設計成果相繼刊登于多家國際知名期刊（JSSC、TED）以及被 多個國際會議（ISSCC、ISCAS）收錄，并獲得過多項美國發明專利。 馬偉劍，中國國籍，無境外永久居留權，電路與系統專業，浙江大學碩士學歷。馬偉劍先生于 2006 年至 2011 年，擔任江蘇卓勝微電子有限公司（后更名為“江蘇卓勝微電子股份有限公司”）芯片研發經理；2011 年至 2016 年，擔任上海屹芯微電子有限公司董事長、總經理；2016 年 6 月至 2017 年 4 月，擔任江蘇芯加副總經理。2017 年 4 月至今任職于思特威，現任董事、副總經理。馬偉劍

32、先生在視頻芯片領域擁有近二十年的研究及工作經驗，推動公司技術創新和產品規劃滿足市場應用需求，推動 CMOS 圖像傳感器 HDR 技術、視頻 ISP 處理技術提升成像效果。 莫要武，中國國籍，擁有美國永久居留權，半導體物理與半導體器件物理專業，中國科學院上海技術物理研究所博士學歷。曾任多家公司高級模擬設計工程師；2009 年 9 月至 2017 年 2 月，歷任豪威公司高級經理、產品設計總監、高級產品設計總監。2017 年 4 月至今任職于思特威，現任副總經理。莫要武博士在 CMOS 圖像傳感器領域擁有近三十年的研究及工作經驗，推動行業引入高性能，低功耗，低噪聲和高性價比的列并行讀出架構。 歐陽

33、堅，中國國籍，無境外永久居留權，電路與系統專業，浙江大學碩士學歷。歐陽堅先生于 2003 年 4 月至 2015 年 5 月，擔任富士通半導體亞太有限公司銷售部總經理；2015 年 5 月至 2016 年 7 月，擔任湖南國科微電子股份有限公司副總裁；2016 年 9 月至 2020 年 6 月，擔任上海金浦臨港智能科思特威技股權投資基金合伙企業（有限合伙）合伙人。2020 年 6 月至今任職于思特威，現任副總經理。 李冰晶，中國國籍，無境外永久居留權，管理科學與工程專業，同濟大學碩士學歷。李冰晶女士于 2007 年 4 月至 2013 年 10 月，在畢馬威、普華永道等世界知名會計師事務所擔

34、任審計和咨詢職務；2013 年 11 月至 2018 年 8 月，在多家行業知名公司擔任財務管理崗位。2018 年 9 月至今任職于思特威，現任財務總監、董事會秘書。 2 新興應用領域多點開花，CMOS 需求持續迸發 2.1 CMOS 技術推陳出新，市場規模不斷擴大 在攝像頭模組中，圖像傳感器是靈魂部件，決定著攝像頭的成像品質以及其他組件的結構和規格。CMOS（互補金屬氧化物半導體）圖像傳感器是當今應用最普遍、重要性最高的傳感器之一。其主要采用感光單元陣列和輔助控制電路獲取對象景物的亮度和色彩信號，并通過復雜的信號處理和圖像處理技術輸出數字化的圖像信息。CMOS 圖像傳感器是一個高度集成的圖像

35、系統芯片。當外界光線照射到 CMOS 圖像傳感器上的時候，傳感器擁有的感光單元陣列會發生光電效應，光電效應使得陣列上的每個感光單元產生對應外界色彩和亮度的電荷信號，之后信號會被模擬-數字轉換電路轉換成數字圖像信號，從而還原出現實的影像。 圖 15：CMOS 圖像傳感器示意圖 資料來源：思特威招股說明書，民生證券研究院 CMOS 圖像傳感器是模擬電路和數字電路的集成。主要由四個組件構成：微透鏡、彩色濾光片（CF） 、感光二極管（PD） 、電路層。光通過具有球形表面的微透鏡后聚攏穿過彩色濾光片，拆分成為紅、藍、綠色光進入感光二極管內并轉化為電子，再經由像素電路轉化為電壓信號，最后通過邏輯電路輸出成

36、為圖像數字信號。 圖 16：CMOS 圖像傳感器組件示意圖 圖 17：CMOS 圖像傳感器原理示意圖 資料來源：思特威招股說明書，民生證券研究院 資料來源：思特威招股說明書，民生證券研究院 表 2：CMOS 圖像傳感器的主要參數指標 技術指標 介紹 像素總數和有效像素總數（個） 像素總數是指所有像素的總和，像素總數是衡量 CMOS 圖像傳感器的主要技術指標之一。CMOS 圖像傳感器的總體像素中被用來進行有效的光電轉換并輸出圖像信號的像素為有效像素。有效像素總數隸屬于像素總數集合。有效像素數目直接決定了 CMOS 圖像傳感器的分辨率以及圖像的清晰度。 像素尺寸（） 像素尺寸是指每個像素點的尺寸，

37、在有限的感光元件尺寸下，更小的像素點尺寸意味著元件上能夠容納更多的像素數目，分辨率更高。但像素尺寸減小的同時單像素的進光量也會減少，感光度性能下降。 光學尺寸（英寸） 光學尺寸是指傳感器感光元件的尺寸，通常指圖像傳感器對角線的長度，該尺寸越大，捕獲的光子越多，感光性能越好，信噪比越低。 幀率（fps） 每秒的幀數或者說幀率表示圖形傳感器在處理時每秒鐘能夠更新的次數。高的幀率可以得到更流暢、更逼真的視覺體驗，動態抓拍的效果也更好。 信噪比（dB） 信噪比指信號電壓相對于噪聲電壓的比值，體現了 CMOS 圖像傳感器對信號的控制能力。信噪比越高，噪聲抑制的效果越好，在圖像中體現出來的噪聲越不明顯。

38、動態范圍（dB） 動態范圍由 CMOS 圖像傳感器的信號處理能力和噪聲決定，反映了 CMOS 圖像傳感器的工作范圍，數值是輸出端的信號峰值電壓與均方根噪聲電壓之比。 感光度（V/lux*sec） 感光度指圖像傳感器對入射光功率的響應能力，也被稱為響應度。對于 CMOS 圖像傳感器來說，通常采用電流靈敏度來反映響應能力，電流靈敏度也就是單位光功率所產生的信號電流。 量子效率 量子效率指某一特定波長下單位時間內產生的平均光電子數與入射光子數之比，體現了 CMOS 圖像傳感器的光轉換為電子的能力。量子效率越高，光電轉換能力越強，感光度越高，成像也越明亮。 資料來源：思特威招股說明書，民生證券研究院

39、CMOS 圖像傳感器根據感光元件安裝位置，主要可分為： 前照式結構（FSI） ：前照式結構為 CMOS 圖像傳感器的傳統結構，即自上而下的五層結構，分別是透鏡層、濾色片層、線路層、感光元件層和基板層。優點是其工藝相對較易實現、制造成本相對較低。但隨像素尺寸變小，可接收入射光量下降，會極大限制其整體性能。 背照式結構（BSI） ：采用背照式結構的 CMOS 圖像傳感器將感光元件層的位置更換至線路層上方，感光層僅保留感光元件的部分邏輯電路。感光效果好，但設計和工藝難度較大且成本較高。在 BSI 的基礎上可進一步改良，在上層僅保留感光元件而將所有線路層移至感光元件的下層，再將兩層芯片疊在一起，芯片的

40、整體面積被極大地縮減，被稱為堆棧式結構（Stacked） 。堆棧式結構的制作工藝更加復雜，會導致成本進一步提升，且對晶圓代工廠有極高的技術水平要求。隨著工藝的改進，BSI 結構開始慢慢取代 FSI 結構，并向堆棧式 BSI 結構過渡。 圖 18：FSI 及 BSI 原理 資料來源：ZOL，民生證券研究院 根據 CMOS 圖像傳感器快門曝光方式不同，又可分為： 卷簾快門（RS） ：卷簾快門通過控制光敏元逐行或逐列進行曝光，掃描完成所有像素單元的曝光，更適用于遠距離拍攝靜止或者移動速度較慢的對象； 全局快門（GS） ：全局快門可使全部光敏元像素點在同一時間接收光照，是高速攝影等應用場景下的最佳快門

41、方式，但其相比于卷簾快門讀出噪聲較高。 從經營模式上看，CMOS 圖像傳感器設計行業主要分為 Fabless（無晶圓廠芯片設計） 、IDM（垂直整合制造商）和 Fab-lite（介于前兩者之間）三類。 Fabless 模式將芯片的生產加工環節放在代工廠完成，其優點集中在其輕資產、低運行費用和高靈活度，可以專注于芯片的設計和創研工作。國內本土 CMOS圖像傳感器設計廠商目前一般采取 Fabless 模式，包括思特威、韋爾股份（豪威科技）等。 圖 19：CMOS 設計行業經營模式及供應鏈 資料來源：思特威招股說明書，民生證券研究院 由于 CMOS 圖像傳感器具有集成度高、分辨率高、功耗低、體積小、

42、圖像信息可隨機讀取以及高性價比等各方面優勢，現已廣泛應用于多攝手機、安防監控、車載攝像頭、機器視覺、筆記本電腦、醫療影像等多個領域，推動 CMOS圖像傳感器的整體出貨量及銷售額不斷擴大。 根據 Frost&Sullivan 統計，自 2016 年至 2020 年，全球 CMOS 圖像傳感器出貨量從 41.4 億顆快速增長至 77.2 億顆，期間年復合增長率達到 16.9%。預計 2021 年至 2025 年，全球 CMOS 圖像傳感器的出貨量將繼續保持 8.5%的年復合增長率，2025 年預計可達 116.4 億顆。 圖 20：全球 CMOS 圖像傳感器出貨量（億顆） 資料來源：Frost&S

43、ullivan，思特威招股說明書，民生證券研究院 根據 Frost&Sullivan 統計，全球 CMOS 圖像傳感器銷售額從 2016 年的94.1 億美元快速增長至 2020 年的 179.1 億美元，期間年復合增長率為 17.5%。預計全球 CMOS 圖像傳感器銷售額在 2021 年至 2025 年間將保持 11.9%的年復合增長率，2025 年全球銷售額預計可達 330 億美元。 圖 21：全球 CMOS 圖像傳感器銷售額（億美元） 資料來源：Frost&Sullivan，思特威招股說明書，民生證券研究院 從細分領域出貨量看，根據 Frost&Sullivan 統計，2020 年智能手

44、機領域出貨量占比 78.5%，位列第一，預計 2025 年將下降至 73%。2020 年安防監控、汽車電子和機器視覺領域出貨量占比分別為 5.4%、5.2%和 0.78%，預計 2025年分別提升至 6.9%，8.2%和 3.37%。 圖 22：2020 年 CMOS 細分領域出貨量占比 圖 23：2025 年 CMOS 細分領域預計出貨量占比 資料來源：Frost&Sullivan，思特威招股說明書，民生證券研究院 資料來源：Frost&Sullivan，思特威招股說明書，民生證券研究院 0%5%10%15%20%25%020406080100120140201620172018201920

45、202021E2022E2023E2024E2025E全球CMOS圖像傳感器出貨量（億顆）同比變動0%5%10%15%20%25%30%35%050100150200250300350201620172018201920202021E2022E2023E2024E2025E全球CMOS圖像傳感器銷售額（億美元）同比變動智能手機78.50%安防監控5.40%汽車電子5.20%機器視覺0.78%其他10.12%智能手機智能手機, 73.00%安防監控安防監控, 6.90%汽車電子汽車電子, 8.20%機器視覺機器視覺, 3.37%其他其他, 8.53% 從細分領域銷售額看，根據 Frost&Sul

46、livan 統計，2020 年智能手機領域銷售額占比 69.3%，位列第一，預計 2025 年占比收縮至 61.8%。2020 年安防監控、汽車電子領域銷售額占比分別為 4.9%、11.3%。預計 2025 年安防監控占比提升 1.2pct 至 6.1%，汽車電子占比提升 4.8pct 至 16.1%。 圖 24：2020 年 CMOS 細分領域銷售額占比 圖 25：2025 年 CMOS 細分領域預計銷售額占比 資料來源：Frost&Sullivan，思特威招股說明書，民生證券研究院 資料來源：Frost&Sullivan，思特威招股說明書，民生證券研究院 目前，全球 CMOS 圖像傳感器行

47、業呈現寡頭壟斷態勢。索尼仍然占據行業龍頭地位，在高端市場始終掌握技術優勢。根據 Frost&Sullivan 數據統計，2020 年全球 CMOS 圖像傳感器銷售額前十名的企業的市場份額合計達到 94.2%，索尼以 70.1 億美元的 CIS 銷售收入位列市場第一。豪威科技 2020 年 CIS 銷售收入達 20.3 億美元。思特威 2020 年 CIS 營收 2.36 億美元，占全球 CIS 銷售額比例為 1.32%，排行世界第九。以出貨量口徑統計，2020 年，全球 CMOS 圖像傳感器出貨量前十名的企業的市場份額合計達到 94.6%。格科微和索尼分別以20.4 億顆和 16 億顆的出貨量

48、位列市場第一二，分別占據 26.42%和 20.73%的市場份額。思特威排名第六。 圖 26：2020 年 CMOS 主要廠商銷售金額占比 圖 27：2020 年 CMOS 主要廠商出貨量市占比 資料來源：Frost&Sullivan，思特威招股說明書，民生證券研究院 資料來源：Frost&Sullivan，思特威招股說明書，民生證券研究院 智能手機69.30%安防監控4.90%汽車電子11.30%其他14.50%智能手機61.80%安防監控6.10%汽車電子16.10%其他16.00%39.14%23.79%11.33%4.75%4.24%2.35%13.09%索尼三星電子豪威格科微安森美意

49、法半導體其他20.73%15.67%12.95%26.42%2.33%2.46%19.43%索尼三星電子豪威格科微意法半導體思特威其他 2.2 政府支持及技術升級驅動安防領域 CMOS 增長 近年來，安防視頻監控在全球范圍內的應用也逐步由發達國家向發展中國家延伸，整體規模保持著高速發展。在國內市場安防監控屬于藍海，智慧城市、智慧交通等百億級重大項目有力推動了安防監控的發展，國內對包括 CMOS 圖像傳感器在內的安防監控產品的需求也由一線城市延伸至二、三線城市及農村地區，發展前景十分廣闊。目前我國成為全球最大的安防視頻監控產品制造地和全球最重要的安防監控市場之一。 政府是我國安防行業最大的支出主

50、體。近年中美貿易摩擦加劇的大環境下，我國本土安防產業鏈優勢顯著、政府層面對國產半導體產業大力扶持（包括利好政策、人才建設、資金扶持等） ，本土廠商在技術層面的不斷成熟。根據前瞻產業研究院數據，我國安防領域總產值保持 10%以上加速增長，并在 2018 年達到增速高峰 15.90%。受疫情影響，2020 年政府財政吃緊，將資源更多傾向至公共衛生領域，導致安防行業總產值增速放緩至 2.91%，但依然達到了 8510 億元的總產值，再創新高。根據中商產業研究院數據，視頻監控領域作為安防行業的最大細分市場，2020 年市場規模約為 3167 億元。 圖 28：中國視頻監控市場規模（億元） 圖 29：中