四年17顆芯片，思特威在高端手機CMOS圖像傳感器領域成功突圍

伴隨著蘋果iPhone的面世，以及安卓手機陣營的崛起，智能手機已發展成為當之無愧的第一大超級智能終端，同時也是帶動半導體產業發展的主要動力源。根據Yole的統計數據顯示，到2023年，移動和消費類半導體將徘徊在半導體總產量的60%左右，使該領域成為半導體行業的重要支柱。

近年來，智能手機影像能力迅速提升，手機攝像頭從單攝走向雙攝、三攝甚至四攝。逐步擴大的需求，使得CMOS圖像傳感器芯片成為了當下半導體領域增長可觀的新熱點。

中國作為最大的應用市場，吸引了全球眾多CMOS圖像傳感器玩家投身其中，國產CMOS圖像傳感器廠商也不甘人后。

CMOS圖像傳感器，拼什么？

CMOS圖像傳感器作為最常見的光學傳感器，是攝像頭模組的核心元器件，用于將獲取到的亮度和色彩等信號轉換為圖像數字信號。

CMOS圖像傳感器中的關鍵組件（來源：IBM）

翻看CMOS圖像傳感器的發展歷史，其工作原理是在20世紀60年代后半葉構思出來的，但直到20世紀90年代微加工技術足夠先進后，CMOS圖像傳感器才最終實現商業化。在80年代末-90年代初，加州理工學院的Eric Fossum教授和團隊率先提出了相關雙采樣技術（CDS），把噪聲級別降低到和CCD相當，這為未來CMOS的發展奠定了基礎；90年代中期，Eric Fossum教授成立Photobit公司，推動了CMOS技術開始商業化進程；后來，美光收購了Photobit，并打進iPhone前三代的主/前攝，沖到業內第一的位置。但在歷經幾年發展后，索尼一躍成為行業的領頭羊。

CMOS圖像傳感器時代到來后，索尼率先在2007年將配備獨特列A/D轉換電路的CMOS圖像傳感器商業化，實現了高速和低噪聲。此后，索尼相繼將背照式CMOS圖像傳感器、堆疊式CMOS圖像傳感器商業化，這些技術讓索尼自2011年以來一直穩坐CMOS圖像傳感器龍頭的位置。

CMOS、BSI CMOS和堆疊式CMOS傳感器之間的架構差異（來源：Bob Al-Greene）

包括三星和國內CMOS圖像傳感器挑戰者在內的眾多廠商除了在商業上有的放矢以外，他們也圍繞上述技術各出奇招，基于自身特點成為某個細分領域里面的領頭羊公司，并最終奠定了當今的CMOS圖像傳感器全球競爭格局——索尼和三星拿下超60%的份額，包括中國廠商在內的其他廠商爭奪剩下的份額。本土初創企業思特威也是在這波浪潮中崛起的國產CMOS圖像傳感器新貴之一。

七年深潛，打造技術底座

作為一家成立于2017年的企業，思特威是實打實的行業“新人”。但經過短短7年發展，思特威已在CMOS圖像傳感器領域有了不俗表現。公司雖年輕，但團隊技術研發經驗豐富。如思特威創始人、董事長兼總經理徐辰博士，其本科畢業于清華大學電子工程系，博士畢業于香港科技大學，擁有非常豐富的CMOS圖像傳感器開發經驗。自2004年以來就一直從事CMOS圖像傳感器相關技術和產品的研發，尤其在小像素、全局快門像素等開發上獲得突破性貢獻。公司聯合創始人兼首席技術官莫要武博士也深耕CMOS圖像傳感器領域二十多年，親自主持設計的近百款CMOS圖像傳感器廣泛用于手機、安防、電腦、車載、物聯網、醫療、AR/VR和機器視覺應用，堪稱公司技術領域的靈魂人物。

除了這幾位聯合創始人以外，思特威各個BU和技術部門都吸納了不少CMOS圖像傳感器和芯片設計的高手，這也幫助公司在過去幾年的發展中打造起了極具競爭力的技術底座和領先的產品矩陣。

例如，思特威獨有的SFCPixel技術通過將SF（即Source Follower）放置到更接近PD（PhotoDiode）的位置，能讓公司的產品在同等電子下獲得更高的電壓, 從而實現更高的靈敏度以及更出色的夜視成像效果。而基于思特威創新的SFCPixel專利技術架構升級的SFCPixel-2技術，更可以在小像素尺寸芯片領域實現內置雙增益轉換調節功能，兼顧日夜成像效果，極大程度上提升了圖像傳感器的動態范圍，同時獲得了更好的暗場噪聲表現。

思特威還開發了領先的PixGain HDR技術，通過在同一幀曝光下的High Gain（高轉換增益）及Low Gain（低轉換增益）雙影像結合，實現高品質HDR成像。

手機快速對焦方面，相較于將傳感器上拍攝用的部分像素用作相位對焦的技術，思特威開發了AllPix ADAF技術，通過像素的縱向與橫向組合，實現100%的全像素對焦，能夠在黑暗場景下快速準確地進行對焦，同時還能優化對輪廓較模糊物體的對焦性能。

此外，思特威還打造了智能的超低功耗模式，在識別到需求顯現時，先通過ALS（光電模式）識別環境變化，再觸發ULP（超低功耗模式）啟動，從而大幅降低傳感器功耗。

在打磨技術的同時，思特威也同步推出了業界領先的產品。資料顯示，思特威研發團隊打造的第一顆CMOS圖像傳感器芯片SC1235在推出以后就成了當年安防領域的年度“斷貨王”，市占率高達60%；2018年，思特威推出了其第一代全局快門技術，成為全球首個用BSI技術打造全局快門圖像傳感器的廠家。此后，思特威成為了安防CMOS圖像傳感器領域的領頭羊，據TSR最新數據報告顯示，2022年思特威繼續以33.3%的市占率蟬聯安防CMOS圖像傳感器市場全球第一。

但顯然，思特威的發展并沒有滿足和止步于此。于是我們看到，思特威開始在手機CMOS圖像傳感器市場嶄露頭角。

四年17顆芯片，

思特威在高端手機CMOS圖像傳感器領域成功突圍

熟悉手機攝像頭產業的讀者應該清楚，這是一個由索尼和三星高度把持的市場，尤其是高端市場，這兩家廠商的市占率極高。過去，幾乎所有旗艦手機（包括國內品牌）都是選用這兩家廠商的傳感器產品，尤其是索尼，幾乎壟斷了所有的蘋果CMOS圖像傳感器供應。這是因為其早早扎根CMOS圖像傳感器領域完成了領先的技術累積，并以先進技術能力和優秀產品質量搶占了空白市場先機。但是，過去幾年的全球競爭態勢，以及本土廠商的進步，讓中國CMOS圖像傳感器在高端手機中成功突圍。

2020年10月，思特威推出了全系列手機應用圖像傳感器產品—— Cellphone Sensor (CS) Series產品，包括SC200CS，SC500CS，SC800CS，SC1300CS/SC1301CS等型號，這標志著思特威正式涉足智能手機市場。

2022年3月，思特威推出了其首顆50MP旗艦級手機主攝CMOS圖像傳感器產品SC550XS，這意味著思特威邁入高端手機CMOS圖像傳感器市場。據該公司聯合創始人兼首席技術官莫要武博士介紹，SC550XS采用了思特威多項針對高端圖像傳感器打造的核心專利技術，是公司面向旗艦級手機應用打造的高分辨率、高性能的里程碑式產品。具體而言，這是一款基于22nm HKMG Stack工藝制程打造的產品，搭載思特威SmartClarity-2成像技術，以及SFCPixel與PixGain HDR專利技術，擁有出色的成像性能。此外通過AllPix ADAF技術加持可實現100%全像素對焦，用于旗艦級智能手機主攝應用。

2022年11月，思特威又推出了采用先進堆棧式背照工藝（Stacked BSI）的0.7μm像素尺寸5200萬CMOS圖像傳感器SC520XS。據介紹，該傳感器搭載了思特威在小像素尺寸芯片領域創研的SFCPixel-SL技術，并憑借超低噪聲外圍讀取電路以及色彩視效等優勢技術，可進一步提升圖像中高光與陰影細節，為高端智能手機主攝、前攝、超廣角以及長焦攝像頭帶來高品質的夜視全彩影像。

進入2024年年初，思特威重磅推出了其首顆5000萬像素1/1.28英寸圖像傳感器新品——SC580XS。思特威表示，該款芯片是繼公司成功量產第一顆22nm HKMG Stack工藝的5000萬像素1/1.56英寸產品SC550XS之后，在同一工藝平臺打造的升級產品。

“作為1.22μm像素尺寸圖像傳感器，SC580XS搭載思特威新一代像素技術SFCPixel-2以及PixGain HDR、AllPix ADAF等多項技術和工藝，以高動態范圍、低噪聲、100%全像素對焦、超低功耗等性能優勢，為旗艦級智能手機主攝帶來出色的質感影像?！彼继赝矫鎻娬{。

今年2月，思特威又帶來了50MP分辨率0.7μm像素尺寸手機圖像傳感器SC5000CS，作為0.702μm像素尺寸圖像傳感器，此款背照式（BSI）新品搭載思特威獨特的SFCPixel-SL技術，集高動態范圍、超低噪聲、PDAF相位檢測對焦、低功耗等優勢，以優異的暗光成像表現，賦能主流智能手機主攝，助力移動影像技術和用戶體驗邁向新高度。

據統計，自2020年以來，思特威在智能手機領域已經推出了17顆CMOS圖像傳感器芯片，在這些技術性能領先產品的加持下，思特威在智能手機市場也打響了名堂。有行業人士告訴筆者，思特威的高端CMOS圖像傳感器芯片甚至已經打進了旗艦智能機的主攝。而根據2023年手機CMOS圖像傳感器廠商TOP 9出貨量市場占比份額顯示，思特威已成功躋身全球第五，市場占比份額為5.7%。

思特威的高端手機CMOS圖像傳感器突圍，也讓國產旗艦手機有了更多選擇。

寫在最后

其實除了安防和智能手機市場之外，思特威在汽車CMOS圖像傳感器市場也有不錯的表現。據旭日大數據發布的全球車載前裝CMOS圖像傳感器市場報告顯示，2021年第一季度，思特威車載CMOS圖像傳感器出貨量已位列國內第二、全球第五，成為了車載全球CMOS圖像傳感器市場的核心廠商之一。

到現在，思特威的產品已經全面覆蓋了CMOS圖像傳感器主要的四大應用方向：智能手機、汽車電子、智能安防、機器視覺。

回看過去多年的發展，思特威之所以能夠在多領域市場取得出色成績，相信與團隊本身的工作方式有著重要的關系。例如徐辰博士就因為對產品規格的嚴格把控聲名遠播。此外，在筆者看來，徐辰博士對市場策略的遠見以及對技術創新的堅持也是思特威能走到今天的另一個關鍵要素。

“科技創新，不能憑空想象，而是在前人的基礎上再做創新，所以我會非常關注一些現有的技術，再去尋求靈感?！毙斐讲┦吭?022年接受媒體采訪的時候說道。莫要武博士也曾在一次采訪中表示：“精益求精獲得的美感才能得到上天眷顧，在芯片設計中亦是如此?！?/p>

有這樣的掌舵人帶領，思特威的任何“突圍”都水到渠成。