影像感測器市場概況：
隨著寬頻環境日漸成熟，大量資料傳遞及以影像為資料輸出入方式的網路應用日漸普及，未來影像產品市場成長潛力性看好；今年以來為數位相機、攝影機等影像產品核心元件的影像感測器呈現供不應求的熱絡市況。過去影像感測器一直是CCD影像感測器的天下，但隨類比線路設計技巧、光電二極體製程結構轉化、影像數位化技術的突破，解決了雜訊以及明暗感光的問題，加上半導體製程、封裝技術的支援，CMOS影像感測器有凌駕其上的態勢，而台灣IC設計公司在半導體產業發展完整的支援下已相繼投入CMOS
影像感測器市場，以下將對影像感測器市場、未來成長性以及相關投入的IC設計公司作分析探討。
全球影像感測器市場規模預測：
單位：百萬美元
|
項目 |
1997 |
1998 |
1999 |
2000F |
2003F |
|
CCD（線型+面型） |
710.4 |
821.9 |
943.1 |
1089.6 |
1620.2 |
|
年成長率 |
|
15.7% |
14.7% |
15.5% |
|
|
CMOS（面型） |
17.6 |
28.1 |
50.3 |
91.8 |
379.7 |
|
年成長率 |
|
59.7% |
79.0% |
82.5% |
|
影像感測器(Image
Sensor)主分為CCD與CMOS影像感測器兩種；隨資訊家電興起，帶動使用者對電子影像輸入的需求，以CCD影像感測器而言，日本由於發展較早、製程穩定，關鍵技術掌握在日本人手中，且CCD影像感測器製程技術較CMOS影像感測器進入障礙高，目前日本仍居全球領先地位，具代表性之領導廠商為SONY、Sharp、Panasonic，日本廠商在CCD影像感測器應用領域如保全監視器、高階數位相機產品上下游產業系統穩固，台灣廠商不易切入；CMOS影像感測器製程技術主要是傳統CMOS製程技術之應用處理，隨著半導體產業製程的改善，台灣IC設計公司挾良好半導體製程技術，發展CMOS影像感測器具有相對優勢，帶動台灣IC設計公司投入CMOS影像感測器市場，隨著良率不斷提昇、CMOS影像感測器優於CCD影像感測器的簡單製程一直在進步，加上未來資訊家電朝輕薄短小、低功率、省電的發展趨勢，以中低解析度的數位相機市場，逐漸有以CMOS影像感測器取代CCD影像感測器的趨勢。
CCD與CMOS感測器全球出貨量預測
根據IT
IS資料，CMOS（金屬氧化半導體）影像感測器在2003年將首度超越CCD（電荷耦合元件）；根據日本TSR研究機構指出，CMOS影像感測器於2003年市場佔有率將達69.2％，市場規模將接近5,000萬套，最重要的3大應用市場分別為攜帶型數位相機、中低解析度相機以及個人電腦視訊攝影機。
影像感測器應用領域以及未來趨勢：
影像感測器相關應用產品：
據日本富士總研綜合研究所的資料，1999年全球感測器（CCD與CMOS合計）出貨量共為3200萬顆，其應用領域主要為：
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全球影像感測器出貨量 |
3200 |
單位：萬顆 |
|
應用領域 |
|
佔比例% |
|
攝錄影機 |
980 |
30.6% |
|
監視攝影機 |
535 |
16.7% |
|
數位相機 |
490 |
15.3% |
|
PC Camera |
450 |
14.1% |
未來CMOS
Sensor將取代百萬像素以下CCD市場，目前，35萬像素產品已很少使用CCD感測器。隨著多媒體運用的不斷擴大，CMOS Sensor的產品運用面包括PC
Camera、大哥大、手錶、個人數位助理（PDA）。由於價格、省電以及晶片整合度高等因素，CMOS影像感測器最大的應用市場為數位相機、PC
Camera、玩具市場，以下對相關應用市場做一介紹：
1.數位相機：
數位相機DSC(Digital Still
Camera)其使用的光感測元件大部份是CCD影像感測器。全球數位相機（DSC）市場需求急速成長，1999年突破500萬台，由於今年市場超乎預期，2000年全球DSC市場極可能創銷售1,200萬台的歷史新高、成長108％的亮麗成長。DSC有著解析度高、價格昂貴的特性，2000年數位相機市場仍以日本廠商居首，目前主流機種有由200萬像素提昇至300-400萬像素之趨勢。
據資策會市場情報中心（MIC）統計，2000年台灣DSC出貨量將達608萬台，年成長155.78％，估2000年台灣DSC出貨前三大廠商，為英保達、普立爾、智基，台灣出貨主力機種以35萬像素機種佔多數。一向主導全球數位相機市場發展的日本，因掌握CCD影像感測器關鍵技術，短期內產業領導地位依不易改變。但在北美出貨比重攀升、強調網路應用功能、低價、操作簡易的中低解析度機種較易為消費者接受，售價持續下滑影響廠商利潤的發展趨勢下，預期日商為維持競爭優勢將釋出代工訂單給予以量產、低成本控制見長的台灣廠商。
隨著網際網路的日漸普及，影像郵件、視訊會議等影像傳輸應用日漸增加。但目前仍受頻寬限制，
200萬像素的高解析度雖可呈現精緻影像，但因檔案容量較大，解析度過高的影像資料不論上傳或下載均相當費時。反而解析度在30萬畫素（VGA級）、兼具靜態影像拍攝與視訊會議攝影機功能的Dual
mode雙功能機種，能符合一般需求。
2.PC Camera
設在PC旁的小攝影機，最常用於網路影像通信軟體，解析度約30萬畫素以下，僅適用於PC螢幕上欣賞未來將朝低階市場發展，若能配合系統廠商搭售出為PC與筆記型電腦之基本配備，需求量將相當可觀。
全球PC市場與筆記型電腦市場規模預測：單位：百萬台
|
全球PC
市場 |
1997 |
1998 |
1999 |
2000(F) |
2001(F) |
2002(F) |
2003(F) |
2004(F) |
|
Desktop PC |
65.3 |
73.9 |
90.3 |
106.2 |
120.3 |
134.3 |
148.7 |
164.6 |
|
成長率 |
14.1% |
12.9% |
22.2% |
17.7% |
13.2% |
11.7% |
10.7% |
10.7% |
|
Notebook |
14.2 |
15.6 |
19.9 |
23.8 |
27.7 |
31.5 |
35.3 |
39.3 |
|
成長率 |
20.0% |
9.6% |
28.1% |
19.3% |
16.7% |
13.7% |
12.1% |
11.2% |
|
PC伺服器 |
1.8 |
2.2 |
2.9 |
3.7 |
4.2 |
4.6 |
5 |
5.5 |
|
成長率 |
41.0% |
23.7% |
30.5% |
25.0% |
13.9% |
11.1% |
6.7% |
10.4% |
|
PC |
81.3 |
91.6 |
113.1 |
133.6 |
152.2 |
170.1 |
188.9 |
209.3 |
|
成長率 |
15.8% |
12.6% |
23.4% |
18.2% |
13.9% |
12.0% |
10.8% |
10.8% |
PC Camera成本分析：
|
VGA PC Camera Cost Analysis |
|
|
Name |
Price$ |
NTD$ |
佔總價比重% |
|
CMOS Sensor+DSP |
12 |
372 |
57.1% |
|
DRAM |
1.8 |
55.8 |
8.6% |
|
A/D Converter |
1.5 |
46.5 |
7.1% |
|
LENS |
0.5 |
15.5 |
2.4% |
|
IC+Discrete |
1.3 |
40.3 |
6.2% |
|
Case |
1.5 |
46.5 |
7.1% |
|
PCB |
0.7 |
21.7 |
3.3% |
|
Others |
0.7 |
21.7 |
3.3% |
|
加工費 |
1 |
31 |
4.8% |
|
Total |
21 |
651 |
|
|
CIF PC Camera Cost Analysis |
|
|
|
Name |
Price$ |
NTD$ |
佔總價比重% |
|
CMOS Sensor+DSP |
10 |
310 |
47.6% |
|
A/D Converter |
1.5 |
46.5 |
7.1% |
|
LENS |
0.5 |
15.5 |
2.4% |
|
IC+Discrete |
1.3 |
40.3 |
6.2% |
|
Case |
1.5 |
46.5 |
7.1% |
|
PCB |
0.7 |
21.7 |
3.3% |
|
Others |
1.5 |
46.5 |
7.1% |
|
加工費 |
1 |
31 |
4.8% |
|
Total |
18 |
558 |
|
PC Camera結合低階數位相機的功能，發展出Dual
Mode數位相機是CMOS影像感測器的創新應用。當日本廠商數位相機畫素推至300萬像素以上，低階的30萬畫素（VGA級）數位相機市場，漸成為台灣廠商競逐的天，具有數位相機及PC
Camera功能的Dual mode數位相機，已具市場主流地位。台灣廠商包括銓訊、大陽、明騰、新虹、東友、普立爾、智基、萬能、鴻友等，均推出Dual
mode數位相機。Dual mode市場價格為129美元至199美元，未來將推出整合MP3播放功能的Triple mode機種。
3.玩具市場
玩具級的機種規格分6、10到25萬像素，產品特性強調是炫麗的外型設計而非影像品質，故以CMOS影像感測器為主，由於CMOS業者會附上簡單的影像處理軟體，提供了完整的解決方案及技術支援故可快速導入量產，方便使用者列印如大頭貼、卡片等。根據BCN的調查，從市場觀察消費者消費趨勢，不再集中追求高畫素性能，反而攜帶便利性、亮麗外型設計逐漸成為消費者選購產品的指標，以2000年6月日本市場資料統計顯示，1萬日圓以下的低價產品出貨量約佔20.2％，顯示低價、低畫素數的影像輸出應用產品，確已開拓出新的市場。如8月底日本玩具製造商TOMY即宣佈將在2000年10月推出可錄音的低價數位相機「Me：2Plum」。
無線產品應用市場潛力看好：
CMOS影像感測器猶如人的眼睛，在個人隨身產品如PDA、手機市場蓬勃成長趨勢下，若能夠發揮想像，未來新的產品應用以及設計導入視訊應用功能將會使CMOS影像感測器市場機會大增。
影像感測器產品應用之未來發展：
- 在網際網路相關影像輸出入應用日益普及下，加上迎合未來PDA以及視訊會議的需求，PC
Camera將往Dual-mode的機型發展，後市持續看好。
- 數位相機未來發展將會著重於消費性的市場區隔，目前高階數位相機廠商仍以CCD影像感測器為主，但在中低階市場CMOS影像感測器取代CCD影像感測器的趨勢越來越明顯。
- 看好未來3G行動通訊與影像電話的應用市場，加上行動電話的普及以及固網頻寬問題將獲得解決，未來若結合影像傳輸將為CMOS影像感測器開拓另一市場商機。
CCD V.S CMOS Sensor綜合比較：
|
項目 |
CCD Image Sensor |
CMOS Image Sensor |
|
相同點 |
CCD與CMOS均屬於半導體製程，也都是由矽晶圓製造而成，兩種技術都需要藉由將入射光轉換成電壓相同的光轉換過程，對可見光以及近紅外線光譜的感應程度基本上相似，且若於每個畫素上再覆蓋彩色濾光片（紅、綠、藍）則可成為彩色感應器。 |
|
中文名 |
Charge Couple Device充電交連式
電荷耦合器 |
Complementary Metal Oxide
Semiconductor互補式金屬氧化物半導體影像感測器 |
|
價格 |
高 |
低（CCD的價格約為CMOS的2.5-3倍） |
|
耗電量 |
高（2-5Watts）CCD影像感測器本身的耗電量低於CMOS影像感測器，但是為使CCD感測器能夠運作的訊號放大、處理、儲存電路則相當耗電。 |
低（20-50Millwatts，功率消耗約為CCD的1/100） |
|
技術 |
成熟，CCD於1969年在貝爾實驗室發展成功，至今所採取的IC製程技術已經發展30年，關鍵技術均掌握於日本廠商，SONY、Sharp、Panasonic、NEC均有量產。 |
出現於1967年，但因CCD出現後成為影像產品市場主流，故使CMOS技術仍在發展中，可使用CMOS標準製程的晶圓 |
|
規格 |
線型(linear)-主用於影像掃描器、傳真機； |
面型(array)-數位相機（DSC）、攝錄影機、監視攝影機、PC Camera等 |
規格 |
畫素 |
應用領域 |
|
CIF |
10萬 |
玩具市場、行動電話、PDA |
|
VGA |
30萬畫素 |
PC amera、監視攝影機、DSC；Dual mode PC Camera |
|
SVGA |
48萬畫素 |
指紋辨識 |
|
信號電訊比 |
低 |
佳 |
|
解析度 |
最高可達6百萬畫素 |
最高可達6百萬畫素 |
|
語音選取 |
不能 |
可 |
|
系統功能整合 |
難 |
可整合DSP以及影像壓縮等功能於單晶片上組裝成本低產品尺寸縮小 |
|
搭配元件之整合性 |
需要額外的訊號放大、處理、儲存…等搭配元件以及電路，製程整合難度較高 |
以APS CMOS(Active Pixel Sensor
CMOS-主動像素感測器)而言，訊號放大的功能是內建於每一個CMOS感測器的單位像素上，結合影像感測、邏輯控制電路於單一晶片中，而數位、類比轉換元件以及其他的處理功能都可以輕易的被加入其中，製程較簡單 |
|
影像傳送速度 |
較慢 |
較快 |
|
適用性 |
80萬畫素以上數位相機 |
百萬畫素以下的PC Camera、監視攝影機 |
|
缺點 |
體積大、複雜、高耗電 |
技術較不成熟、雜訊較多、靈敏度低 |
|
優點 |
高動態範圍、低雜訊、對光高敏感度 |
製程簡單、成本低、系統整合度高 |
CMOS影像感測器又可分為：被動像素感測器(Passive Pixel Sensor
CMOS)與主動像素感測器(Active Pixel Sensor
CMOS)；被動像素感測器是低成本、低耗電的感測器，但有高雜訊與低動態範圍的缺點，應用在安全監視器以及汽車業視鏡裝置上。主動像素感測器則改善了高雜訊的缺點-在每一單位像素上加上雜訊控制元件，並於光線強度(Fill
Factor)捕捉上做加強-在每一單位像素上加上一個微鏡片，將光做類似聚焦的動作，因此大幅改善影像品質使APS
CMOS在高階數位相機市場中與CCD影像感測器具替代性。且在數位相機三個最重要的構成部份：光感測元件（CCD）、控制晶片組與變焦鏡頭組，雜訊處理、訊號轉換功能都可內建於CMOS元件中，故採用CMOS影像感測器即可替廠商省下採購控制晶片組織軟、硬體成本，加上CMOS影像感測器本身低耗電的特性增加產品可攜性，使得CMOS影像感測器市場前景看好。
國內、外相關廠商分析：
國外生產廠商：
一、Photobit：
1.公司簡介
成立於1995年，1998年推出APS
CMOS影像感測器應用於視訊會議產品，技術源於美國；目前自行研發、設計、量產，產品行銷全球市場，最大出貨量仍以亞洲地區為主；主要客戶為全球最大PC
Camera廠商~Logic Tech。
2.主要產品
PC Camera 用的CMOS Sensor。
3.後段配合廠
凌陽、旺宏、全技，以凌陽配合之生產數量最大。
4.國內代理商
香港商科成為其亞洲地區總代理。
二、美商光達(Chrontel)：
1.公司簡介
以數位影像解決方案為發展主軸，美國公司主要負責產品技術之研發與設計。
2.主要產品：
主要營收60~70%營收來自專用於Video
Phone的影像感測元件，銷售市場為香港、新加坡、大陸；產品之應用市場為保全、玩具等。目前積極進行開發全新製程的CMOS影像感測器，應用生產手機影像模組。
3.代工廠商：
台積電。
4.已完成前後段整合技術
光達已完成CMOS影像感測元件和數位訊號處理器（DSP）的單晶片整合技術，能夠提供CMOS影像單晶片解決方案，相較於一般採用影像加訊號處理、2顆一組的設計方式，具設計和低耗電彈性。
5.國內代理商
美商光達台灣分公司負責行銷。
6.未來規畫
目前技術改善朝向將0.5微米製程改善為0.25微米以下製程，降低電源消耗以及透過雙電壓的晶片設計方式，改善電力耗用速度。未來在行動通訊走向3G寬頻、無線影像通訊成主流趨勢下，將利用現有的CMOS影像電話技術基礎，切入無線影像通訊的手機應用市場，投入手機影像輸入模組的開發。
三、Omnivision：
1.公司簡介：
OmniVision
Technologies創立於1996年，資本額3仟萬美金，現有員工70人，1999年營業額為4000萬美元，整合性高的CMOS
Sensor可使產品設計愈趨簡單、加快新產品推出的週期再加上省電特性可使影像功能放入可攜式產品如PDA, Notebook PC及Cellular
Phone等。另外一些特殊用途, 如醫療器材、監視系統、甚至玩具等, 都可達到小而省, 多功能的目的。
2.主要產品
PC Camera上關鍵零組件CMOS 影像感測器。
3.國內代理商
世平、禾申堂。
4.未來規畫
日、美、歐、韓為積極開拓的目標市場。
國內生產廠商：
一、宜霖科技：
1.公司簡介
1996年成立，定位為CMOS影像感測器系統技術提供者，宜霖的ARAMIS (Asynchronous
Random-Access MOS Image Sensor-非同步隨機讀取MOS影像感測器)是將整體畫面同時曝光，改善傳統CMOS
Sensor因每一行曝光不在同一個時間點上，在拍攝過程中出現影像扭曲的情形，維持畫面的正確性。
1999年底以10萬素的CMOS影像感測器，協助日商Tomy登上日本數位相機市場盟主寶座。目前資本額為4.2億元，股東包括寶成工業約50％及華陽開發約佔10％，其餘為經營團隊持有。2000年上半營收結算已超過去年整年營收1億元水準，7、8月營收已達單月損益平衡點，2000年營收預估可達4億元，獲利為4,200萬元，EPS可望達1元。
2.產品線分析
產品銷售以中低解析度（VGA、CIF、QCIF級）的金屬氧化半導體影像感測器CMOS Image
Sensor及數位相機晶片為主，佔公司整體出貨量的80％。的影像感測產品，同時跨足數位相機以及玩具市場，預估今年將可推出百萬畫素CMOS
Sensor同時推出數款低解析度的數位相機解決方案。
具VGA解析度等級的金屬氧化半導體影像感測器CMOS image
Sensor樣品已於8月量產，目前良率達85％?92％。主要的客戶涵蓋歐、美、日前3大玩具與電子娛樂廠商，包括美國Hasbro、日本TOMY及歐洲樂高，客戶分佈的比例歐美佔約75％，台灣廠商約佔25％。
3.代工廠商
台積電。
4.後段配合廠
美商Divio。
5.未來規畫
未來將開發高解析度、Dual-mode數位相機模組，以及未來行動通訊所需要的小型攝影機之解決方案，宜霖著重於相關技術的開發。
二、銳相科技：
1.公司簡介
1998年成立於矽谷（IC
Media），1999年9月在台灣成立銳相科技。其專精互補式金屬化氧化半導體影像感測器（CMOS
Sensor）影像擷取與影像處理的系統晶片。目前以台灣、大陸及香港為主要市場，而美國、韓國及日本方面則在耕耘中。銳相資本額為新台幣1.99億元，目前員工29人，其中研發人員20名，隨著產品的多樣化，員工人數將持續的增加，2000年底計畫增資，預計2001年底上市櫃。
2.產品線分析
目前主要的產品包括擁有VGA、CIF等級的解析度，主要產品運用市場包括：PC
Camera、監視器、數位相機，及指紋辨識器等。製程技術以0.5微米為主。
3.代工廠商
聯電。
4.未來規畫
未來製程將提升到0.35微米，預估每月產能將達30萬顆。
三、泰視：
1.公司簡介
1997年成立的泰視科技，主要研發團隊來自美國。以0.5微米製程為主，目前良率達到65％?70％。主要的客戶以台灣、香港及日本為主。資本額新台幣2.62億元，主要股東50%為公司員工，法人股東包括精業、仁寶、矽品及富邦。目前員工21人，其中研發人員7人。
2.產品線分析
2000年第一季VGA級CMOS影像感測器開始進入量產，7月份出貨量達15萬顆；
CIF解析度的影像感應器在8月量產，產能達10萬顆，下半年若產能供給不出問題，預計第四季開始每月出貨量將達40萬顆。
3.代工廠商：
台積電。
4.後段配合廠
國內為旺宏、凌陽；國外為Divio、ARK。
5.未來規畫
未來製程技術將從6吋廠轉往8吋廠，可望對產能紓解有幫助。未來泰視繼續提供客戶高品質低成本感測器元件，帶動CMOS感測器元件市場應用面，並提昇技術建立長期發展的優勢，隨著行動電話的普及，CMOS感測器應用在行動電話上，將是未來市場的主流。
四、原相：
1.公司簡介
聯電集團轉投資，資本額2.5億元。
2.產品線分析
CIF產品為主，應用領域為PC Camera、玩具市場、保全監視系統、指紋辨識。
3.代工廠商
聯電。
總結：
影像感測器未來發展趨勢，CCD影像感測器會持續朝高畫素、高品質發展，品質為朝媲美相片品質為指標；而CMOS影響感測器將朝低耗電、易使用為目標，製造商方面日本廠商將以強調品質為主、歐美廠商則是在乎整合功能；就台灣廠商而言，晶圓短缺問題的抒解、良率提昇、追求更低製造成本將為關鍵成功因素。
