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狂飙十年,国产CIS挤上牌桌

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芯片巨头的下坡路,在2024年迎来了美国汽车芯片大厂安森美。

第三季度营收继续大跌20%,核心业务传感器连续三个季度两位数下降。CEO在电话会上熟练的把锅甩给中国市场:汽车需求下降,收入不及预期。

安森美下滑的同时,中国本土汽车芯片厂商们迎来了业绩大爆发。同赛道对手韦尔股份(旗下豪威)、思特威三季度营收大增,净利润均暴涨5倍以上,把安森美的市场份额从巅峰期的60%,拉到了去年的33%[1]。

这种此消彼长是一个缩影——本土公司的增长映衬着老牌列强逐渐瓦解的超然地位,汽车供应链森严有序的规则与身份序列,正在一点一点重塑。

从替补队员做起

2016年,一个由中国机构组成的财团买下了一家名叫豪威(OmniVision)的美国公司,后者的拳头产品是CIS——全名CMOS图像传感器(CMOS Image Sensor),是如今手机摄像头里不可或缺、价值量最高的零部件之一。

简单来说,如果把摄像头视作相机的“眼睛”,负责采集光线,CIS就是负责成像的“视网膜”,将摄像头采集得到的光线,转换成机器能理解的数字信号。


豪威崛起的大背景是依靠CIS,淘汰了老旧的CCD传感器,并依靠智能手机的爆发迅速增长。

作为iPhone的核心供应商,豪威一度独占全球50%的市场份额。但2010年后,索尼凭借BSI技术和自有产能优势,成为苹果的传感器一号供应商,三星带资进组,同样杀进CIS业务。

到2015年,豪威的CIS份额萎缩至10%出头[2],在索尼、三星身后艰难跟随,这才有了卖身中国财团的背景。


2019年,豪威又被韦尔股份收入囊中,与此同时,全球智能手机格局迎来巨变,豪威的命运也随之改变。

智能手机销量大盘自2017年开始下滑,手机厂商陆续开始高端化的探索,影像成为关键一环,镜头的成本水涨船高。

2019年,苹果在iPhone 11上首次应用酷似浴霸的三摄像头模组,成本高达73.5美元,超过了A13芯片(64美元)和屏幕(66.5美元),成为iPhone上最值钱的零部件。

摄像头从一个变成三个,为行业格局的改变埋下了伏笔。

单摄时期,手机厂商普遍采购索尼和三星的CIS,豪威这类供应商只能拿到低端机型的订单。这就意味着后者很难跻身附加值高、利润空间大的旗舰机型,没有丰厚利润支撑产品研发,向上突破沦为空谈。

多出来的两个摄像头,实际上是替补队员的上场机会。

虽然索尼和三星依然占据着主摄传感器核心供应商的位置,但豪威这类替补队员可以借由附摄传感器,进入旗舰机的零部件清单。

虽然手机市场整体在萎缩,但由于摄像头数量的整体增加,传感器市场反而扩大。大量订单成为投向研发的弹药,“订单-利润-研发-高端产品”的循环得以跑通。

2020年,豪威的OV48C传感器被小米10至尊纪念版搭载,这是可查的公开资料中,豪威被收购后第一次成为旗舰机型的主摄传感器供应商


出现在小米10至尊纪念版主摄上的豪威OV48C

手机市场的炮火连天,安森美看似置身事外,却通过一系列收购,在汽车市场建立了密不透风的高墙。

理论上来说,有摄像头的地方就有CIS的用武之地。汽车销量虽然无法和消费电子产品媲美,但单价却是手机传感器的三倍以上。

同时,由于有复杂繁琐的验证流程,车企与供应商的绑定也更加紧密。因此,手握六成车用CIS市场份额的安森美,气定神闲的理直气壮。

直到一场疫情,把稳固的格局撕开了一道缝隙。

抓紧时间上车

2022年4月,由于众所周知的原因,安森美关闭上海的全球配送中心,一时间车用CIS供应紧张,成为缺芯重灾区。

虽然职责都是将光线转化为数字信号,但汽车与消费电子产品对应的是两种产品形态,竞争逻辑也截然不同。

手机CIS直接服务于摄像场景,对画质呈现效果要求更高。作为对比,手机CIS已经卷到了一亿像素,而主流的高端车用CIS,也“只有”800万像素。车用CIS更关注功能的实现和可靠性,强调感光能力、防抖范围、抑制LED闪烁等实用性,对分辨率的要求属于“能看清就行”。

对供应链来说,真正的门槛是两大车规级验证——AEC-Q系列和功能安全标准ISO 26262,以及不同车企的验证流程,短则两三年,长则七八年。

这种情况下,车企更换供应商的成本极高。正是因为各种车规级验证流程的存在,许多汽车零部件的技术原理与消费电子类似,但供应链格局却异常稳定,每个环节几乎都由几大巨头把持。

同时,大部分CIS生产商都采用设计、制造、封测于一身的垂直一体化(IDM)生产模式,优势是可以自己控制产能,从源头掌控芯片的供给。一旦遇到下游需求萎缩,可以择机停产或者让厂房失个火,人为平衡供需。

由于安森美占据了车用CIS超过60%的份额,因此下游车企的供给,几乎都取决于安森美的产能规划。因此,汽车芯片公司往往都抱着“死道友不死贫道”的想法,产能供应永远抠抠索索,供不应求总好过供过于求。

但正所谓人算不如天算,突如其来的疫情,正好撞上了安森美的转型期。

垂直一体化的生产模式纵有千般优势,但改变不了其重资产的特点。晶圆厂其实是一个很烂的生意,不仅产线投资巨大,一旦需求与产能不匹配,设备折旧压力很容易将利润率拖垮。台积电的特殊性源于恐怖的技术优势,但并没有改变其重资产的特点——本意是坏的,被台积电执行好了。

随着芯片制程提升,产线投资成倍增长,晶圆厂的开支会严重侵蚀利润率。作为上市公司,安森美计划将部分订单交给台积电这类代工厂,自家晶圆厂陆续“关停并转”,提高利润率。

芯片荒最严重的那几年,安森美一口气卖掉4座晶圆厂,产能直接腰斩。

结果安森美转型期间,恰好赶上新能源车市场爆发和疫情带来的供应链紧张。等不到安森美的增产配额,车企目光调转,看向了“千年老二”豪威。

豪威布局车用CIS其实比安森美更早,在2006年前后就切入车载摄像头供应链[3],手上积累了一沓稀缺专利,车圈口碑良好,但有安森美珠玉在前,车企的选择常有倾斜。

缺芯改变了汽车供应链的权力金字塔,拔地而起的库存中心、车企不时发作的囤货本能,都暗示着这种倾斜正在转向。被中国公司收购后,在产能上的短板,也被本土产业链迅速补足。

豪威曾经因为依赖台积电产能导致供货不足,最终失去iPhone订单,但“入籍”中国后,曾经的产能弱势被本土产业链迅速弥补。

车用CIS的制造工艺不算先进,大陆成熟制程产能酝酿多年,量大管饱,下游的封测产能本就是本土优势,豪威虽然没有一座生产工厂,实际上到处都是产能。卖掉晶圆厂的安森美,反而要面对制造、封测产能双贫的美国供应链。

2023年,安森美汽车CIS市场份额仅剩33%[1],豪威距离超车,只差最后一个加速。

自动驾驶下沉

去年9月,特斯拉在新款Model 3上干掉了马斯克深恶痛绝的毫米波雷达和超声波雷达,向纯视觉自动驾驶方案迈出实质性的一步。特斯拉的“去雷达化”,意味着CIS的统战价值又提高了一截。

简单来说,在智能驾驶场景中,雷达负责向系统输入障碍物的高度、距离等精确数据。纯视觉方案的核心是用摄像头捕捉的影像来判断高度和距离——按照马斯克的第一性原理,既然人通过肉眼判断距离,计算机也可以这样

相比燃油车,电动车由于搭载了大量智能化功能,传感器的数量和规格都大幅提高,任何供应商都不能放过这个市场增量。

然而,安森美的高端化产品策略,恰好撞上了自动驾驶下探的趋势。

可能是因为市场份额损失惨重,从安森美近两年的产品策略看,隐约能看到“放弃低端产品线,守住高利润产品线”的思路。比如去年发布的AR0822和Hyperlux系列,都是定位800万像素的高端传感器。

同时,安森美押注了附加值更高的前视摄像头,环视摄像头处于战略放弃的状态。

以L2级智能驾驶为例,后视和环视镜头主要用于360度全景和倒车影像这类基础功能,属于“能看清就行”。而前视摄像头关系到ACC、LDW等智能驾驶场景和安全预警的核心功能,产品附加值自然更高。


所以,安森美的产品策略看上去没问题,但智能驾驶在当下的主旋律是向低价车型渗透。根据高工智能汽车研究院数据,1-7月中国市场乘用车前装L2(不含NOA)的搭载率首次突破40%,其中20万以下车型贡献占比已经超过50%[6]。

智能驾驶下沉的趋势,也影响了车企的经营角色,继而推动了市场格局的变化。

一是硬件“降本”被确定为智能化的主线任务之一,对供应链的大考随之开始,相比不计成本的高端化,车企也需要在零部件上讲性价比。

二是相比“用更好的传感器”,车企更倾向于“用软件能力提高传感器的效果”。

特斯拉曾表示,传感器数量和类型的增加将导致系统复杂性的提升,要想提升描述环境的能力,应该在限制传感器数量的前提下增加其捕捉数据的规模和类型[7]。

特斯拉在2020年引入的BEV(Bird’s-Eye-View,鸟瞰图)技术,就是通过软件和算法将CIS捕捉到的2D图像转换成鸟瞰图视角,生成坐标系数据,结合原始图像数据,“手动”升维成3D空间图像,提升CIS的“洞察力”。

去年10月的一次软件更新,直观地展现了特斯拉软件能力对于CIS的加成作用。


左边是软件更新后的成像效果

这个过程中,车企逐渐成熟的软件能力,给高端CIS祛了魅。

相比于集中力量做高端的安森美,主打高中低端“全家桶”的豪威和思特威,更能给出车企满意的高性价比方案。

残酷的价格战背后,中国供应链向汽车产业的渗透正在有条不紊地发生。除了CIS,在碳化硅、MCU等传统弱势项目上,都有不同程度的突破。

汽车上游供应链历经数十年纵横捭阖,大多数环节都在不断的市场竞争与资本运作中,变成了少数人的游戏。时至今日,井然的秩序正在一点点松动。


参考资料

[1] Automotive CMOS image sansor player rankings 2023,Yole Development

[2] CMOS image sensor player rankings 2016,Yole Development

[3] 赋能自动驾驶,车载CIS芯片在爆发的前夜,半导体产业纵横

[4] 2023年全球车载CMOS出货量TOP6,豪威首超安森美,思特威表现抢眼,潮电智库

[5] 汽车传感器:车载摄像迎风口,六问六答寻真章,中金公司

[6] 告别“军备竞赛”!L2进入下沉普及周期,谁在领跑本土方案市场?高工智能汽车

[7]“堆料”,堆不出智能汽车的好未来,新智驾

编辑:李墨天

视觉设计:疏睿

责任编辑:何律衡


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