影像传感器名词解释 产业风险预警智研产业百科词条【566】——图像传感器

产业风险预警智研产业百科词条【566】——图像传感器

摘要： 中国图像传感器行业的增长得益于国内消费电子、智能手机、安防监控、工业视觉等领域的发展。中国经济的持续增长和科技产业的发展也推动了图像传感器需求的增加。中国图像传感器行业起步较晚，但近些年中国图像传感器制造商在技术自主创新方面取得了重要进展，不断提高图像传感器的分辨率、性能、低功耗等特性，使得中国制造的图像传感器在国内市场逐渐获得竞争优势。数据显示，2022年中国图像传感器行业市场规模约为797.96亿元。

一、定义及分类

图像传感器行业主要涉及到电子信息领域中的“电子元件及半导体器件制造”，属于制造业中的一个子类。图像传感器是一种能够将光学图像转换为电信号的电子器件。它是数字相机、智能手机摄像头、监控摄像头、工业视觉系统等诸多现代电子设备的核心组件。图像传感器的功能是捕捉光学图像中的信息并将其转换为数字信号，以便后续的图像处理、存储和显示。

图像传感器可分为CCD传感器、CMOS传感器、CIS传感器、EMCCD传感器、InGaAs传感器、BSI传感器、TOF传感器、HDR传感器，其中目前市场中主流的图像传感器为CMOS传感器，CMOS传感器在低功耗、集成度高、低成本、快速读取、高分辨率、低噪声以及背照式技术等方面具有明显的优势。主要应用于智能手机、数码相机、摄像头、安防监控、人脸识别等领域。

二、发展历程

中国图像传感器行经历了四个发展阶段，目前正处于技术创新研发阶段：图像传感器行业在过去几年取得了显著的进展，尤其是在移动设备、安防监控、工业视觉和车载摄像等领域。中国的图像传感器制造商通过技术创新、资本投入和市场拓展，逐渐在国际市场上获得竞争优势，并在全球图像传感器行业中占据一定地位。

三、行业政策

半导体及集成电路产业具有全球化分工合作的特点。目前，中美贸易摩擦的持续发展与升级为全球集成电路产业链的高效运转埋下了隐患，在加征关税、技术禁令等政策的制约下，中美贸易的发展受到阻碍。2024年2月国家发展改革委出台《产业结构调整指导目录（2024 年本）》中指出：将图像传感器加入鼓励类项目。

四、行业壁垒

1、技术壁垒

图像传感器行业横跨光学和电学设计两大领域，包括半导体特色工艺、光路设计、像素设计、模拟电路、数字电路、数模混合、图像处理算法、高速接口电路的设计集成，技术门槛相对更高。同时，由于半导体相关技术及产品的持续更新迭代，要求企业和研发人员具备较强的持续创新能力，跟进技术发展趋势，满足终端客户需求。

2、人才壁垒

在以技术水平和创新性为主要驱动力的图像传感器行业，富有丰富经验的优秀技术人才和管理人才将有利于企业在业内保持技术领先性，提升运营管理效率，是行业内公司不断突破技术壁垒的前提。目前，在CMOS图像传感器和显示驱动芯片领域，技术和管理人才尚属于稀缺资源，强大的人才团队将成为企业持续发展的有力保障。同时，随着行业需求的不断迭代、技术趋势的快速发展，从业者需要在实践过程中不断学习积累，才能保持其在业内的技术地位，成为真正的高端人才。

3、资金实力壁垒

图像传感器行业具有资金密集型特征，在核心技术积累和新产品开发过程中需要大量的资源投入，包括大量且长期的人力资本投入，还要承担若干次高昂的工艺流片费用。因此，对于新进入该行业的企业，如果没有足够的资金支持，很难在产品线搭建完成前维持持续性的高额研发支出。

五、产业链

图像传感器产业链主要由上游的半导体材料及半导体设备，中游的晶圆代工厂、封装企业和下游的模组厂商及终端客户组成。图像传感器行业下游应用领域主要为手机、安防、汽车等领域，其中主要应用在手机领域中的手机摄像头，其占比为85.30%，占据了大部分市场份额，安防领域占比2.60%，汽车领域占比12.10%。

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什么是CCD图像传感器？

视觉传感器的图像采集单元主要由CCD/CMOS相机、光学系统、照明系统和图像采集卡组成，将光学影像转换成数字图像，传递给图像处理单元。通常使用的图像传感器主要有CCD图像传感器或CMOS图像传感器两种。

CCD图像传感器：

CCD及电子耦合组件，它就像传统相机的底片一样的感光系统，是感应光线的电路装置。CCD图像传感器由微镜头、滤色片、感光元件三层组成。CCD图像传感器的每一个感光元件由一个光电二极管和控制相邻电荷的存储单元组成光电管用于捕捉光子用，它将光子转化为电子，收集到的光线越强，产生的电子数量就越多，而电子信号越强则越容易被记录且不易丢失，图像细节则更加丰富。

成像原理

使用二极管将光线转换为电荷，当拍摄者对焦完毕按下快门的时候，光线通关打开的快门通过马赛克色块射入在CCD图像传感器上，感光二极管在接受光电子的装机后释放电子，所产生电子的数目与该感光二极管感应到的光成正比。在本次曝光结束之后，每个感光二极管含有不同数量的电子，而我们在显示器上面看到的数码图像就是通过电子数量的多与少来进行表示和存储，然后控制电路从CCD中读取图像，进行红R、绿G和蓝B三原色合成，并且放大和将其数字化，这些数字信号并存入数码相机的缓存内，最后写入相机的移动存储介质完成数码相片拍摄。

优点

高解析度、低杂讯、高灵敏度、动态范围广、良好的线性特性曲线、大面积感光、低影像失真、提为、重量轻、低耗电、不收磁场影响、电荷传输效率佳、可大批量生产、品质稳定、坚固、不易老化。

缺点

随着CCD应用范围的扩大，其缺点逐渐暴露：首先，CCD芯片技术工艺复杂，不能与标准的工艺兼容，其次，CCD技术芯片需要的电压功耗大，因此CCD技术芯片价格昂贵且使用不便。

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