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未来趋势明显CMOS图像传感器市场地位迅速崛起

发布时间:2020-01-14 11:34:50 阅读: 来源:好神拖厂家

随着中国视频监控市场的发展,图像传感器芯片和处理器芯片的市场份额将分别从2013年的28%增至2015年的72%以及2012年的70%增至2015年的88%.纵观整个市场,行内预测,未来五年,全球电子安防市场将保持8%的年均增长率,并在2017年达到3220亿美元。

而安防市场的增长主要来自两个方面:视频监控总额增长12%和亚洲高端安防市场的需求。据了解,全球视频监控市场在过去的十年内快速发展。而中国设备制造商在市场中扮演着越来越重要的角色。许多国际品牌也通过中国工厂生产安防产品,以供给海外市场的销售。对于为视频监控设备提供核心半导体元器件的公司,中国正在成为他们最重要的区域市场。

《IHS中国视频监控设备制造报告2013版》指出,中国视频监控制造市场在2012年的产量约为70M.其中前端设备如模拟摄像机、网络摄像机和模拟高清摄像机占87.3%,DVR、NVR和模拟高清DVR等后端设备占12.7%.更为重要的是,越来越多的业界人士开始意识到,高品质的视频成像效果是一个系统化的工程,图像质量已成为市场关注的焦点。

画面质量成为关注CMOS图像传感掀开发热潮

“高清监控代表着巨大的数据量和更快的处理速度,无论图像采集单元、图像处理单元,还是传输、显示和储存单元等都必须具备高速的处理能力,当元器件高速化之后,就很容易受外界噪声的干扰,如ESD、Surge等瞬时噪声。”晶焱科技股份有限公司创办人/设计研发部副总经理姜信钦从电子元器件的角度分析道,尤其是针对前端摄像机的两大关键部件—成像芯片和图像处理,深圳比亚迪(002594,股吧)微电子有限公司副总经理兼总工程师冯卫更为直接地指出,高清监控任务要靠整个系统来完成,很多情况下难以把图像处理和成像芯片的问题分开。

对于图像传感器芯片厂商而言,需要借助感光技术的进步,通过工艺、感光单元、电路设计、封装等方面的提升,提高图像清晰度和低光成像效果。而作为后端图像处理方案,则需要有充足的适应能力,要求芯片厂商加快技术创新,开发出工作频率更快、芯片功耗更低、性价比更佳的产品方案。

CMOS传感技术效果凸显节省厂家研发投入

2012年CMOS图像传感器受到市场青睐重要原因在于过去大大低于CCD的灵敏度问题由于使用了新的传感器技术,如背照式CMOS,逐步得到解决。和CCD传感器相比,CMOS传感器具有更好的量产性,而且容易实现包含其他逻辑电路在内的SoC(SystemonChip)产品,而这在CCD芯片中却很难实现。尤其是CMOS传感器不像CCD芯片那样需要特殊的制造工艺,因此可直接使用面向DRAM等大批量产品的生产设备。

这样一来,CMOS图像传感器就有可能形成完全不同于CCD图像传感器的成本结构,同时也为CMOS传感器高度集成化开辟了新的发展方向。早期市场上就曾经推出过CMOS传感器自带ISP处理器,内含2A(AE、AWB)控制算法。而发展至今,这样的产品极受市场的欢迎和青睐。

众多不具备ISP图像处理器/ISP算法研发能力的小企业可以使用自带2A处理的CMOS传感器来制造高清摄像机。传统的高清摄像机架构中,从前端到后端一般分为几个组成部分:图像传感器SENSOR、ISP图像传感器,压缩/信号转换处理;而如果使用集成ISP的CMOS传感器,中间部分使用FPGA芯片实现的ISP单元就可以省去,这样既有效的降低设备整体BOM成本,又绕过了ISP算法的研发门槛。目前市场上价格较为低廉的720P高清网络摄像机大多都使用此类方案。

集成Real帧级宽动态的超宽动态高清背照式CMOS传感器,与之前的集成2A功能的CMOSSENSOR不同,这款产品使用了传感器厂家拿手的帧级宽动态技术。我们知道,对于高清摄像机的图像处理,尤其是ISP部分依靠的不仅仅是研发实力,也依靠对于图像处理调试的丰富经验积累。那么一款自带帧级宽动态功能的背照式CMOS传感器产品,不仅将传感器的动态范围提升至120dB以上,也为摄像机生产厂家节省了研发投入。

未来趋势明显CCD图像传感器市场地位迅速崛起

近两年,无论是在模拟监控市场,还是网络监控市场,一个共同的发展变化就是:CMOS图像传感技术的迅速崛起,使得监控前端从过去CCD传感技术一统天下的格局,快速转向CMOS图像传感技术。一批厂商纷纷在市场上掀起了一股以CMOS图像传感器为核心的监控摄像机开发热潮。

与CCD图像传感器相比,CMOS在低光条件下的成像效果以及高动态范围的性能表现,一直是市场人士诟病的主要问题。对此,Aptina公司汽车、工业和医疗(AIM)事业部高级市场总监AlvinWong介绍道,传感器的低光照性能对于准确地呈现图像和保持图像的真实色彩是至关重要的。然而,低光照性能的一个关键因素是像素尺寸,因为它与灵敏度直接相关,即使像素技术在不断进步,较大像素尺寸具有较高灵敏度的准则仍然适用,但对于给定的分辨率,较大的像素尺寸由于需要使用成本较高的透镜,这通常也意味着较高的系统成本。

而在另一方面,更高的动态性能是指图像传感器必需具备同时准确捕获极亮和低光照场景的能力,即保证明亮和黑暗场景能够同时适当曝光。但高动态功能也增加了系统的成本和复杂性,一般都需要附加的传感器存储器和更复杂的图像处理程序。因此,目前各家图像传感器供应商面对的同一个挑战是—既要满足低光照和高动态性能要求,又不能有太高的总体系统成本。

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