中韩企业夹击SONY半导体

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作为日本电子半导体业巨头，SONY的多项业务处在全球领先位置，如 CIS（CMOS 图像传感器）、Micro OLED 显示屏，以及游戏机等。但越是行业龙头，就越容易成为众矢之的，最近，SONY正在面对这些问题。


据媒体报道，苹果将于今年秋天推出的 苹果 16，正在测试SAMSUNG的 4800 万像素 CIS 主摄像头。


回顾以往机型，苹果 通常都是采用SONY的 CIS，但从去年开始，双方之间的合作出现了一些问题，报道称，由于SONY未能及时交付新的图像传感器，导致 苹果 15 难以确定上市时间，苹果便要求SAMSUNG开发新的图像传感器，为 苹果 16 做准备。


今年 5 月，据 The Information 报道，苹果向中国视涯科技派遣了技术人员，协助他们与日本SONY展开竞争。SONY是苹果 Vision Pro 所用 Micro OLED 显示屏的主要供应商，为了向SONY施压，降低价格，苹果正在加强视涯科技的能力并扩大其 Micro OLED 显示屏产量。


另外，由于游戏全面数字化时代即将到来，MicroSoft在今年 1 月对 Xbox 实体游戏部门进行了大幅裁员，据 mainichi 报道，SONY同样对实体游戏部门进行了裁员，涉及员工约 250 人。据悉，SONY裁员的原因是流媒体服务已成为常态，而蓝光盘等传统存储介质的需求大幅下降。分析师 Mat Piscatella 此前预测过下一代 Xbox 大概率是纯数字化平台，SONY的下一代 PlayStation 平台也将效仿这种做法。


01 SONY面对激烈的 CIS 竞争


2021 年，SAMSUNG的 CIS 市场份额为 29%，SONY为 46%；2022 年，SONY为 42%，SAMSUNG 19%，排在第三位的豪威（Omnivision）约为 13%；2023 年，SONY继续稳坐第一的位置，SAMSUNG和豪威依然保持原位。


手机 CIS 依赖苹果




据 TechInsights 统计，2023 年，全球智能手机 CIS 市场规模略有增长，总收入超过 140 亿美金，其中，SONY市场份额占 55%，SAMSUNG份额不足 25%，豪威位居第三。


SONY的领导地位，得益于高端智能手机需求，该企业凭借相对大画幅 CIS 产品组合主导了供应链。同时，中国智能手机市场，特别是中低端的疲软，影响到了豪威和格科微的 CIS 订单。


不过，SONY有一个隐患，那就是对苹果的依赖度很高。


据 Techlnsights 分析，SONY半导体在日本长崎工厂生产了 苹果15 系列手机相机中使用的先进 CIS。苹果在 苹果 15 和 苹果 15 Pro 的后置广角摄像头上采用了SONY的 4800 万像素 CIS，推升了SONY在 4800 像素以上高分辨率的细分市场份额。此外，苹果还在 苹果 15 Pro Max 的潜望式长焦镜头中采用了SONY新的 1200 万像素产品 IMX913。


据统计，SONY 55% 的智能手机 CIS 收入来自苹果，同样，苹果对SONY的依赖度也比较高。正因为如此，苹果正在与SAMSUNG协调，希翼能够对SONY的 CIS 进行一定规模的替换。


据悉，将于今年秋季推出的 苹果 16 将使用SAMSUNG采用三晶圆堆叠设计的 CIS，三片晶圆分别包含不同的元件：光电二极管、晶体管和模拟数字转换器。CIS 中需要一个光电二极管和 4 个晶体管配合使用，其中，光电二极管负责将光信号转换为电信号，而 4 个晶体管分别负责传输、放大、读取和擦除这些电信号。


三晶圆堆叠设计可使不同晶圆层之间实现电互连，与传统双层堆叠相比，晶圆级的三维集成技术能同时提升传输速度，降低延时，带来更高的性能和更低的功耗。这种设计，可以使苹果在实现更高像素密度（缩小像素尺寸）的同时，通过减少干扰来降低噪声。


由于这种堆叠技术不需要信号传输凸点，而是通过铜垫直接进行连接，使得 CIS 可以变得更小。不过，这种技术需要非常高的精度，目前，可能只有SONY和SAMSUNG能够为苹果提供这一技术产品。


车用 CIS 被安森美压制




除了手机，汽车也是 CIS 的一个重要应用市场。


目前，全球车用 CIS 市场已形成安森美、豪威、SONY三强争霸的局面。


SONY正在挑战安森美的行业领导者地位，目标是到 2025 财年占据全球 39% 的市场份额，其 2022 财年的市场份额约为 14%。


目前，特斯拉 Model 3 配备 8 个摄像头，而SONY与本田的合资企业，正计划推出配备 20 多个摄像头的电动汽车 Afeela。


安森美已经察觉到SONY的野心，该企业高管于 2023 年 10 月底至 11 月初访问日本，与汽车客户进行讨论。安森美表示，计划 2024 年开始在日本生产部分 CIS，以稳定供应链，还宣传了其「智能传感」技术和 HDR（高动态范围）技术的优势。


中国竞争对手在崛起




除了国际大厂，中国本土 CIS 企业也在向SONY、SAMSUNG看齐，争取获得更多中高端产品订单。


豪威、格科微、思特威等中国厂商不断研发高端 CIS 产品，以缩小与SONY、SAMSUNG的差距，目前，正在中端市场主打性价比，在安卓手机、安防和车载领域取得了一定的市场份额。


自 2023 年第四季度以来，豪威的 OV50H 传感器已经在国内大部分智能手机的高端旗舰主摄中商用，产品线已基本覆盖荣耀中高端系列机型。2023 年，思特威推出数款用于旗舰机主摄、包括长焦和广角的辅摄系列高端 CIS 产品。2023 年，格科微手机 CIS 的收入为 22.42 亿元，3200 万像素产品采用了单芯片集成工艺，显著提高了晶圆面积利用率，并可兼容 1/3.1 英寸的摄像头模组尺寸，满足 5G 手机紧凑的 ID 设计要求。


未来，智能手机 CIS 的升级方向将聚焦在结构设计优化上，通过改进感光元件的结构和材料，进一步提升感光元件的性能，以及优化和升级影像处理算法，通过 AI 算法突破硬件限制，进一步提升图像的清晰度、动态范围，并减少噪点，提高成像质量。


面对中国厂商 CIS 产品性能和价格的步步紧逼，SONY在安卓中高端市场已现颓势。


精打细算




SONY集团社长十时裕树透露，SONY旗下的 CIS 业务，在 2024~2026 年度（2024/4~2027/3）的 3 年内规划的设备投资额，将比上一个 3 年减少约 30%。


过去 6 年，SONY在 CIS 上的设备投资累计达 100 亿美金，原计划今后几年的投资是不断增加的，但从 2024 年开始将转变方针。SONY指出，随着收入和业务规模的增长，投入的资金自然也会增加。但与投入资金的绝对数量相比，更重要的是业务规模的合理增长和能否带来利润。当业务规模增长到一定水平后，就会进入资本回收阶段，设备投资的速度就会放慢。


面对竞争，SONY的利润正在被压缩，因此，不能再像以前那样大手大脚地花钱了，必须精打细算。


02 Micro OLED 竞争升温


苹果的 Vision Pro 让不为人知的 Micro OLED 热了起来，这款苹果 MR 设备有两块 Micro OLED 显示屏。


Micro OLED 面板是通过在单晶硅基板上蒸镀 OLED 膜层，加快了响应速度，且功耗低、像素密度高、模组体积小，广泛应用于 AR、XR 等产品，大尺寸 Micro OLED 也用于高端 VR 产品。


与 CIS 相比，SONY在 Micro OLED 市场的地位更稳固。根据群智咨询的数据，2023 年全球 XR 设备行业的 Micro OLED 屏出货量中，SONY占比高达 87%，前文提到的视涯科技市占率约 7%。


早在 2016 年，SONY就针对 VR/AR 市场开发了 Micro W-OLED(硅基白光 OLED)，2018 年推出 0.5 英寸 1600×1200 分辨率的 Micro W-OLED，2019 年，SONY的 Micro OLED 已实现量产。得益于微透镜技术的引入，SONY Micro OLED 屏幕亮度大幅提升，2021 年，其屏幕亮度达到 5000nits，这也为其顺利通过苹果 MR 产品考验做好了准备。


调研机构预测，2024 年，全球微显示屏出货将达 1600 万片，同比增长 7% 左右，未来 5 年，Micro OLED 屏的年需求量将突破 2100 万片，处于持续增长阶段。在这种情况下，有越来越多的厂商加入到该技术和产品领域，据群智咨询副总经理兼首席分析师陈军先容，根据不完全统计，全球有 20 家企业已涉足 Micro OLED 面板产业。在国外，除了SONY，韩国面板大厂 LGD 和SAMSUNG也在布局 Micro OLED。


自 2020 年以来，LGD 一直在测试 Micro OLED 面板，为扩展 MR 市场做准备，2022 年 9 月，LGD 副总裁 Yang Joon-young 曾明确表示，Micro OLED 将成为 AR/VR 微显示器市场的主流技术。目前，LGD 正在与 Meta、SK 海力士合作，以获得资金和晶圆产线。


中国本土企业也在发力 Micro OLED，如视涯科技、京东方、熙泰、湖畔等。其中，视涯科技、京东方布局较早，并具有独立晶圆设计，OLED 器件研发、设计、制造能力，技术和规模处于行业领先地位。


目前，Micro OLED 产能不足，最大供应商SONY能提供的年产量最多为 90 万片，而且，因为封装问题，SONY的良率也比较低。其它厂商的产量很有限。在这种情况下，苹果不得不未雨绸缪，不能过于依赖SONY，要培植新供应商，苹果正在寻求与视涯科技和京东方的深入合作，以制衡SONY，降低成本。


视涯科技是苹果的主要选择，近年来，苹果与视涯一直保持着紧密的联系，希翼其产品能够达到 Vision Pro 的要求。


视涯科技已经建成了 Micro OLED 微型显示器件生产线，一条产线每月可生产 9000 片 12 英寸晶圆。该企业正在推进第二条生产线建设，预计今年 5 月搬入设备。


据视涯科技联合创始人刘波先容，该企业产品在现有的架构上已经实现了比较高的 PPI，可做到 4K 分辨率，能够满足目前的入门级要求。


「长远来看，大家希翼单眼分辨率能达到 4K-6K，甚至更高，这要用新的架构才能实现，将是一项新的挑战。其次是亮度，视涯在 2022 年的量产亮度只有 3000nit，2023 年已经可以做到 6000nit。将来的目标是 10000nit。在保持高亮度的情况下，还需要大幅度提高产品寿命，未来 2~3 年，大家可以解决这些难题。」


有消息称，视涯科技有可能于近期向苹果供应 Micro OLED。


据 The Elec 报道，苹果正在开发一款更实惠的 Vision Pro 产品。


Vision Pro 使用了SONY的 Micro OLED 面板，采用的是 1.42 英寸，像素密度接近 3400 PPI，带彩色滤光技术（wOLED+CF）的白色 OLED 显示屏。这种复杂的显示技术是价格昂贵的主要原因之一。苹果正在研究新的显示组件，它将比目前使用的显示器更大，但分辨率要低一些，可以明显降低成本。


在 2024 年的「Displayweek 2024 大会」上，为了吸引苹果，SAMSUNG和 LGD 都展示了 Micro OLED 技术和产品。SAMSUNG展示了与 eMagin 合作开发的 1.03 英寸 RGB OLED 微型显示器，与 wOLED+CF 技术相比，它拥有更高的亮度。LG 展示了一款亮度达到 10000nit 的 1.3 英寸 4K OLED 微型显示器，利用微透镜阵列（MLA）将亮度提高了约 40%。


苹果显示出了对分辨率更低、面板更大的 Micro OLED 的兴趣，采用这些器件的低成本 Apple Vision 最早可能在今年年底推出。这就给SAMSUNG、LGD，以及中国 Micro OLED 厂商提供了更多商机，同时，也在给SONY施加压力，迫使其降低 Micro OLED 面板价格。


03 结语


无论是 CIS，还是 Micro OLED，SONY都是行业领军企业。但是，面对追赶者的竞争态势，SONY也不敢松懈，要想保持优势，加大研发和生产投资必不可少。


目前，CIS 已是红海，作为头部企业，SONY的优势正在被蚕食，利润率在下降，面对竞争，该企业也不得不精打细算，在投入产出比上花更多心思。


Micro OLED 是蓝海，凭借起步早和技术底蕴厚实的优势，SONY占据了绝对的霸主地位。目前，国内外多家厂商都看中了这片蓝海，想从SONY那里分食更多蛋糕，但还需要大量投入，才能见到一些效果。