(报告出品方/作者:华鑫证券,毛正,赵心怡)
1、思特威:国内领先的CIS企业,四大应用领域建树颇丰
思特威(上海)电子科技股份有限公司(SmartSensTechnology)成立于年,是一家从事CMOS图像传感器芯片产品研发、设计和销售的高新技术企业,总部设立于中国上海,在多个城市及国家设有研发中心。自成立以来,思特威始终专注于高端成像技术的创新与研发,凭借自身性能优势得到了众多客户的认可和青睐。作为致力于提供多场景应用、全性能覆盖的CMOS图像传感器产品企业,公司产品已覆盖了安防监控、机器视觉、智能车载电子、智能手机等多场景应用领域的全性能需求。
截至年6月末,公司一致行动人创始人徐辰与联合创始人莫要武分别持有公司股份13.71%和5.99%。国家产业基金看好公司的发展,由中国财*部牵头的国家集成电路产业基金占公司股份的7.39%。此外。公司获得众多下游终端企业的青睐与肯定,如安防摄像头龙头企业大华股份占公司股份1.98%,华为哈勃占比1.98%,说明公司具有一定的发展优势。
公司的主营业务为高性能CMOS图像传感器芯片的研发、设计和销售。作为致力于提供多场景应用、全性能覆盖的CMOS图像传感器产品企业,公司产品已被广泛应用在安防监控、机器视觉、智能车载电子等众多高科技应用领域,并助力行业向更加智能化和信息化方向发展。公司针对目标应用领域的特定及新兴需求,开发了具有高信噪比、高感光度、高速全局快门捕捉、超宽动态范围、超高近红外感度、低功耗等特点的图像传感器,已应用在大华股份、大疆创新、宇视科技、普联技术、天地伟业、网易有道、科沃斯等品牌的终端产品中。
以年出货量口径计算,公司的产品在安防CMOS图像传感器领域位列全球第一,在新兴机器视觉领域全局快门CMOS图像传感器中亦取得行业领先的地位。公司采用Fabless的经营模式,专注于产品的研发、设计和销售环节,在供应链方面与台积电、三星电子、合肥晶合、东部高科等晶圆厂以及晶方科技、华天科技等封装厂建立了稳定的合作关系,保障了公司高速发展对产能持续增长的需求。
主营业务快速发展,营收规模持续稳定增长。随着智慧城市、辅助/自动驾驶、物联网、智能教育、智能家居等新兴应用领域的崛起,CMOS图像传感器向更加智能化和更高性能的方向发展。公司凭借关键核心技术和高性价比产品,实现了营业收入的高速增长。-Q3年公司营业收入分别为3.25亿、6.79亿、15.27亿元、26.89亿元、16.54亿元,年均复合增长率达到.11%,同期取得归母净利润分别为-1.66亿元、-2.42亿元、1.21亿元、3.98亿元、-0.42亿元,年Q3季度利润暂时下降的主因系疫情、市场需求波动、汇率波动、研发投入增大等。我们预计随着公司产能和品类的增加,未来2年将继续保持较高速增长。
公司毛利率逐步提升,期间费用把控能力进一步加强。-Q3公司主营业务毛利分别为0.41亿、1.23亿、3.19亿、7.83亿和4.31亿。由于公司采用Fabless生产经营模式,专注于芯片的研发、设计与销售,而晶圆制造和封装环节则委托外部供应商完成。公司营业成本包括晶圆、封装、终测及其他制造成本,其成本中晶圆原材料占比较高且受上游晶圆代工价格和供需关系变动影响较大。随着公司规模逐步壮大以及与晶圆厂建立良好合作,公司综合毛利率持续提升,由年的12.73%上升至Q3的26.07%,盈利能力显著提升。
随着产能端继续增长以及新产品线逐步放量和规模效应的显现,我们预计未来三年公司毛利率继续小幅上行,预计-综合毛利率分别为28.21%、28.9%、29.2%。期间费用方面,-Q3公司期间费用分别为1.98亿、3.69亿、1.73亿、3.10亿和5.16亿元,占营业收入的比例分别为60.94%、54.36%、11.40%、11.56%和31.22%,Q3费用率上升主要为财务费用上升所致,系长期资产的折旧和摊销费用增加较大,以及人民币兑美元汇率贬值较大而产生较多汇兑损失。随着管理的优化我们预计-年的期间费用率有望进一步下降。
产品技术优越技术,结构持续优化。公司通过FSI-RS系列、BSI-RS系列和GS系列的全面布局,以技术为驱动,满足行业应用领域对低照度光线环境下成像优异、高温工作环境下维持芯片高性能、光线对比强烈环境下明暗细节呈现、拍摄快速运动物体无畸变/拖尾、高帧率视频拍摄等刚性需求,具备与索尼等领先的CMOS图像传感器厂商竞争的核心优势,深入覆盖高、中、低端各种层次,满足客户多样化的产品需求,逐步实现国产化替代。年公司FSI-RS产品营收占比为43.20%,BSI-RS产品营收占比为40.09%,GS产品营收占比16.75%。
各类产品毛利率方面,公司高端产品系列BSI-RS及GS中新产品的良率提升显著,FSI-RS产品成熟度高,迭代的新产品良率也在提升。良率的提升带动单位成本下降,进而提升公司毛利率,公司毛利率提升的另外一个主要因素是产品良率的提升。此外,报告期晶圆产能持续紧张,为了满足高速增长的业务需求,公司引入新的晶圆厂,从年与两家晶圆厂合作拓展到年与五家晶圆厂合作。
公司在优势的安防监控领域保持持续增长外,随着公司产品线的逐步扩展,应用领域不断扩大。公司GS系列主要应用于机器视觉领域,毛利率变动情况同GS系列毛利率变动匹配。公司FSI-RS及BSI-RS系列主要应用于安防监控,安防监控应用领域毛利率整体呈上升趋势,与前述两大系列的毛利率变动相匹配。年公司推出了多款应用于智能车载电子的产品,产品丰富性有较大提高。年应用ISP片上集成二合一技术的新产品销售增加,同时有产品达到车规级标准,进入车载前装市场,高端产品占比的进一步提升带动智能车载电子领域毛利率提升。公司安防监控应用领域。
报告期内,公司营业收入主要来源于安防监控领域,从下游应用领域收入看,来源于安防监控领域收入的占比分别为98.44%、92.62%、82.13%和72.82%,并继续向机器视觉领域、智能车载电子、智能手机等领域拓展。机器视觉领域,公司产品收入快速增长从年.68万已涨至年1-9月的.5万元。车载电子领域虽切入较晚,但公司积极顺应市场需求进行快速研发和产业化布局,已实现智能车载系列化产品,应用场景涵盖智能车载前装和后装的应用,产品收入也有了较大的上涨。
1.1、重视人才培养,持续研发投入支撑公司产品创新
研发人员占比高,持续开发创新新产品助力长远发展。公司高度重视人才的引进和培养,将公司研发和技术创新团队的能力视为公司的核心资源,广纳海内外技术人才,已经建立了一支卓越的研发团队。公司通过股权与薪酬的激励有效结合,将员工个人利益与公司长远发展紧密绑定,提高员工对公司发展的认同度,提高团队稳定性。同时,积极组建以研发人员为核心的国际化人才培育体系,在培养研发人才与公司文化共性化的同时提升研发型人才的专业技能水平以及项目管理水准,为公司保持长期的研发创新动能注入持续性的能量支持,居行业前列。
创始人兼首席执行官:徐辰博士(Dr.RichardXu),北京清华大学电子工程系学士学位、香港科技大学电机及电子工程学硕士、香港科技大学电机及电子工程学博士,在CMOS图像传感器领域拥有二十余年的领导团队、研究开发和产品设计的经验。精通数模混合集成电路设计及加工、器件物理及半导体芯片生产工艺。徐辰博士创建思特威(上海)电子科技股份有限公司,带领团队利用先进的技术及快速的迭代能力,迅速成长为安防、车载等图像传感器应用领域的先进企业,此外,成功申请了超过20项美国专利与50项中国专利。
-Q3公司研发投入分别为0.93亿、1.22亿、1.08亿、2.05亿及2.23亿元,公司研发费用占营业收入的比例分别为28.76%、18.00%、7.10%、7.62%及13.50%,均超过5%,最近三年累计研发投入占最近三年累计营业收入比例超过5%。H1公司为了巩固既有产品的技术领先性同时研发新技术、新产品而扩大研发团队规模,研发人员数量同比增长67%,研发人员人力成本上升。与此同时,公司通过持续研发投入,不断对产品进行迭代升级、拓展应用领域,为产品持续保持领先优势打下基础。公司在提高CMOS图像传感器信噪比、感光度、帧率、动态范围等方面已经构建核心技术及知识产权体系,通过持续的技术创新和技术积累,建立了知识产权壁垒。截至年6月30日,公司累计获得境外专利授权63项,获得境内发明专利授权80项、实用新型专利91项。
公司核心技术均源于自主研发。公司积累了多样化的核心技术,SFCPixel?专利技术、近红外感度NIR+技术、高温场景下暗电流优化技术、HDR像素设计等核心技术被广泛应用在多个系列产品中。公司在前照式结构上开发了低照度下的微光级夜视全彩技术,在背照式结构上拥有超低照度下的星光级夜视全彩技术、LED闪烁抑制(LFS)等核心技术。
此外,在全局快门架构下,公司还自研了应用于全局快门的多行列并行和移位读出架构、全局快门架构下的HDR像素设计、三维堆栈(3DStack,更高端的双层BSI工艺)以及其他应用于卷帘快门、全局快门等多种曝光方式的核心技术,并有多款成熟芯片的大规模量产的经验。公司的FSI-RS系列产品具备良好的性能优势,BSI-RS和GS系列的高端产品在性能上则可以与索尼的高端产品对标,推动了相关行业的产品性能升级与迭代,为国产化替代提供有力的产品支持。
2、多领域CIS齐布局,车载光学和机器视觉引领未来成长
2.1、集成电路应用广泛,市场空间快速成长
根据FrostSullivan统计,全球半导体产业受益于资本及研发投入的加大、存储器市场回暖及全球晶圆技术升级和产能扩张,市场规模从年的3,.3亿美元快速增长到年的4,.8亿美元,两年间复合增长率达17.6%。但在年受到固态存储和3C产品的需求放缓以及全球贸易摩擦等负面因素的影响,全球半导体市场规模出现了负增长。年新冠疫情导致下游出现很多短单、急单,产业链上各环节普遍上调安全库存水平,部分销售增量来自于库存抬升,该年市场规模达4,.5亿美元。未来随着各下游市场的不断发展、5G网络的普及、人工智能(AI)、新能源汽车应用的增长等驱动因素都有望不断刺激半导体产品的需求增长全球半导体产业市场预计将继续保持增长趋势,市场规模将在年达到5,.9亿美元,年至年间的年复合增长率预计达到4.9%。
据FrostSullivan统计,集成电路市场作为半导体产业最大的细分市场,一直占据着半导体产业近80%的市场份额。如今集成电路已广泛应用到计算机、家用电器、数码电子等诸多重要领域。其市场规模也实现了从年的2,.0亿美元至年的3,.2亿美元的快速增长,期间年复合增长率为5.9%。未来安防、手机、无人驾驶汽车、云计算等为首的四大领域的产品应用将有望为集成电路行业带来新机遇,而至年的市场规模预计也有望从3,.8亿美元增长至4,.9亿美元,五年间年均复合增长率达3.9%。
近年来,我国行业需求快速扩张、*策支持持续利好,半导体及集成电路产业经历了迅速的发展。根据FrostSullivan统计,中国集成电路产业市场规模从年的4,.5亿元快速增长至年的8,.9亿元,年复合增长率为19.4%。未来伴随着制造业智能化升级浪潮,高端芯片需求将持续增长,将进一步刺激我国集成电路行业的发展和产业迁移进程。中国集成电路产业市场规模预计在年将达到19,.8亿元,年至年期间年复合增长率达到16.3%。
按照产业链环节划分,集成电路产业可分为集成电路设计业、晶圆制造业、封装测试业等。在集成电路行业整体规模实现较快增长的大背景下,集成电路设计业、晶圆制造业、封装测试业三个子行业实现了共同发展。根据FrostSullivan统计,我国集成电路设计行业销售额也在年首次超过封测行业,成为集成电路产业链中比重最大的环节。其市场规模从年的.3亿元增加到年的.0亿元,过去五年间复合增长率高达20.7%,占比也从37.9%提升到39.6%。而预计到年,设计行业规模将高达.6亿元,届时销售额占比将达40.8%。
2.2、CIS行业发展强劲,国产替代空间巨大
在摄像头模组中,图像传感器是灵*部件,决定着摄像头的成像品质以及其他组件的结构和规格,CMOS(ComplementaryMetalOxideSemiconductor)图像传感器和CCD(Charge-CoupledDevice)图像传感器是当前主流的两种图像传感器。其中CCD电荷耦合器件集成在单晶硅材料上,像素信号逐行逐列依次移动并在边缘出口位置依次放大,而CMOS图像传感器则被集成在金属氧化物半导体材料上,每个像素点均带有信号放大器,像素信号可以直接扫描导出,即电信号是从CMOS晶体管开关阵列中直接读取的,而不需要像CCD那样逐行读取。
从上世纪90年代开始,CMOS图像传感技术在业内得到重视并获得大量研发资源,CMOS图像传感器开始逐渐取代CCD图像传感器。如今,CMOS图像传感器已占据了市场的绝对主导地位,基本实现对CCD图像传感器的取代,而CCD仅在卫星、医疗等专业领域继续使用。CMOS图像传感器芯片主要优势可归纳为以下三个层面:1)成本层面上,CMOS图像传感器芯片一般采用适合大规模生产的标准流程工艺,在批量生产时单位成本远低于CCD;2)尺寸层面上,CMOS传感器能够将图像采集单元和信号处理单元集成到同一块基板上,体积得到大幅缩减,使之非常适用于移动设备和各类小型化设备;3)功耗层面上,CMOS传感器相比于CCD还保持着低功耗和低发热的优势。
主要可分为前照式结构(FSI)、背照式结构(BSI)。前照式结构为CMOS图像传感器的传统结构,即自上而下的五层结构,分别是透镜层、滤色片层、线路层、感光元件层和基板层。当光从正面入射,采用FSI结构的CMOS图像传感器需要光线经过线路层的开口,方可到达感光元件层然后进行光电转换。采用背照式结构的CMOS图像传感器将感光元件层的位置更换至线路层上方,感光层仅保留感光元件的部分逻辑电路。
根据CMOS图像传感器快门曝光方式不同,又可分为卷帘快门(RollingShutter)和全局快门(GlobalShutter)两大类:(1)卷帘快门(RollingShutter)通过控制光敏元逐行或逐列进行曝光,扫描完成所有像素单元的曝光。卷帘快门在感光度以及低噪声成像上较全局快门有一定的优势,但需要一定的曝光时间,因此在近距离拍摄或被摄对象移动速度较快时易出现因晃动或被拍摄物体快速移动导致的图像模糊、斜坡图形(畸变)、尾影等有损拍摄质量的情况。卷帘快门更适用于远距离拍摄静止或移动速度较慢的对象。
(2)全局快门(GlobalShutter)可使全部光敏元像素点在同一时间接收光照。在此过程中,快门的收集电路切断器会在曝光结束时启动以中止曝光过程,曝光在一帧图像读出后才会重启。全局快门是高速摄影等应用场景下的最佳快门方式,但其相比于卷帘快门读出噪声较高。在越来越多的通过软件算法进行识别和判断的智能化新兴应用场景中,由于需要实时地进行精准的影像捕捉以及识别。
得益于多摄手机的广泛普及和安防监控、智能车载摄像头和机器视觉的快速发展,CMOS图像传感器的整体出货量及销售额随之不断扩大。根据FrostSullivan统计,自年至年,全球CMOS图像传感器出货量从41.4亿颗快速增长至77.2亿颗,期间年复合增长率达到16.9%。预计年至年,全球CMOS图像传感器的出货量将继续保持8.5%的年复合增长率,年预计可达.4亿颗。根据FrostSullivan统计,与出货量增长趋势类似,全球CMOS图像传感器销售额从年的94.1亿美元快速增长至年的.1亿美元,期间年复合增长率为17.5%。预计全球CMOS图像传感器销售额在年至年间将保持11.9%的年复合增长率,年全球销售额预计可达.0亿美元。
由于CMOS图像传感器行业进入门槛较高,市场份额大都掌握在少数领先的企业手中。年全球CMOS图像传感器出货量77.2亿颗,按销售额计市场规模为.1亿元。按出货量排名,全球前十家CMOS图像传感器企业依次为格科微电子,索尼,三星,豪威,SK海力士,思特威,意法半导体,安森美,松下及晶相光电,前十家CMOS图像传感器企业中有三家中国企业,分别是格科微电子、豪威、思特威,前十名的企业的市场份额合计达到94.6%,思特威排名第六。按销售额排名,全球前十家CMOS图像传感器企业依次为索尼,三星,豪威,格科微电子,SK海力士,安森美,意法半导体,松下,思特威及佳能,前十名的市场份额合计为94.2%,思特威排名第九。
根据FrostSullivan统计,年安防监控领域CMOS图像传感器总出货量为4.2亿颗,按销售额计的市场规模为8.7亿美元。该市场竞争激烈,市场份额大都掌握在少数领先的企业手中。按出货量排名,前五家安防监控领域CMOS图像传感器企业依次为思特威、豪威、索尼、晶相光电和安森美,前五名的市场份额合计为98.1%,公司已1.46亿颗CMOS图像传感器出货,位列安防监控领域全球第一。按销售额排名,全球前五家安防领域CMOS图像传感器企业依次为豪威、索尼、思特威、安森美和晶相光电。前五名的市场份额合计为98.1%,思特威排名第三名。年全球新兴领域全局快门CMOS图像传感器出货量为6.0千万颗。按出货量排名,前三家新兴领域全局快门CMOS图像传感器企业依次为思特威、豪威和索尼。前三名的市场份额合计为88.7%,思特威排名第一。
2.3、安防摄像头增长迅速,带动CMOS传感器需求大增
安防摄像头是以安全防范视频监控为目的,将图像传感器靶面上从可见光到近红外光谱范围内的光图像转换为视频图像信号的采集装置,由于物联网(IOT)的出现,安防视频监控摄像头不再局限于机场、火车站、银行和办公楼等企业应用。随着城市安防基础设施建设的完善和居民安全防范意识的增强,我国的安防产业市场持续扩大。我国安防行业市场规模从年的亿元增长至年的亿元,年均复合增长率达11.8%,预计年将达到亿元的市场规模。近年伴随国内经济下行的压力,安防成为少数较为景气的行业之一,有望快速增长。
括芯片、光学镜头、图像传感器和其他零部件;中游环节为软硬件产品和系统集成;下游主要为具有地方资源且技术壁垒较低的安防工程建设商、渠道销售商、和运营服务商,随着行业集中度的不断加强,中游拥有技术、资源、规模优势的安防厂商不断抢占下游市场。
增长态势,未来有望保持可观增速。全球安防行业的发展一直以来都与经济与科技发展状况、国际反恐态势及居民安保意识密切相关。近五年来,安防视频监控在全球范围内的应用也逐步由发达国家向发展中国家延伸,整体规模因而保持着高速发展。而作为全球主要的应用市场,我国的安防视频监控系统在平安城市、智慧城市和雪亮工程等*府项目大力推动下,应用不断变广变深,有效地保障了社会整体平稳运行。同时在近年中美贸易摩擦加剧的大环境下,我国本土安防产业链的显著优势、*府层面对国产半导体产业的大力扶持(包括利好*策、人才建设、资金扶持等)以及本土厂商在技术层面的不断成熟,都助推着我国及全球安防监控摄像头市场的快速扩张。
据华经产业研究院统计,年全球安防摄像头出货量达4亿颗,预计年出货量将达到8亿颗左右。安防行业是一个万亿级的大市场,全球安防市场的主要厂家均在中国。近年来中国安防摄像头出货量持续稳定增长,年出货量约为4.1亿颗,预计到年将突破8亿颗。随着智慧城市的发展以及新基建的推进,对于安防视频监控的需求不断提高,需求将进一步增长。
安防监控离不开视觉信息的获取,对图像传感器依赖较深,也是CMOS图像传感器市场增长较快的新兴行业领域之一。近五年来,安防视频监控在全球范围内的应用也逐步由发达国家向发展中国家延伸,整体规模保持着高速发展。国内市场,各级*府近年来对安防建设的重视已经让我国成为全球最大的安防视频监控产品制造地和全球最重要的安防监控市场之一,国内安防市场对包括CMOS图像传感器在内的安防监控产品的需求也由一线城市延伸至二、三线城市及农村地区。从市场发展趋势来看,全球安防监控CIS市场一直呈现快速增长态势,未来有望保持可观增速。根据FrostSullivan统计,年,安防监控领域CMOS图像传感器的出货量和销售额分别为4.2亿颗和8.7亿美元,分别占比5.4%和4.9%;随着未来安防监控行业整体市场规模的不断扩大,预计年出货量和销售额将分别达到8.0亿颗和20.1亿美元,市场份额占比将分别上升至6.9%和6.1%,预期年复合增长率将达到13.75%和18.23%。
2.4、汽车电动化、智能化带来大量摄像头需求,自动驾驶驱动CIS市场增长强劲
随着新能源智能汽车的普及、ADAS(高级自动驾驶辅助系统)技术提高及车载芯片算力提升,单车搭载摄像头数量快速上升。为了达到更优的图像识别功能,车载CMOS图像传感器的应用范围从过去通过前后置摄像头实现可视化倒车和行车记录仪等功能,扩展到如今通过单车高达13个摄像头以实现度全景成像、路障检测、盲区监测、驾驶员监测系统、自动驾驶等功能。
此外,随着智能驾驶级别的提高,为提升测距精确度,车载摄像头又进一步向双目、三目等方向发展,而智能驾驶在避障技术方面的提升又推动了3D摄像机的使用。ADAS系统包含行车记录、智能导航、全景影像、车道偏移警示等功能,叠加配套器件如行车记录仪等带动的需求。各大汽车厂商预计也将会为了保持自家车辆产品的竞争力,导入更多摄像头来获取视频影像信息用以构建包括驾驶员监测系统、盲区检测、行人防碰撞、信号灯识别等多元化的车载智能视觉系统。CIS覆盖车载摄像头的各种应用,包括后视摄像(RVC)、全方位视图系统(SVS)、摄像机监控系统(CMS)、ADAS(驾驶辅助系统)、e-Mirror(电子后视镜)和DMS等车载系统。
根据IHS统计,年全球汽车电子的市场规模为1,亿美元,预计年将达到1,亿美元,年均复合增速为5.51%。其中ADAS板块年市场规模为70.88亿美元,年预计将达到.47亿美元。车载摄像头主要的硬件结构包括光学镜头(其中包含光学镜片、滤光片、保护膜等)、图像传感器、图像信号处理器ISP、串行器、连接器等器件。从成本结构看,图像传感器占比约50%,是车载摄像头模组最主要的成本组成,常见的图像传感器可分为CCD和CMOS,目前CMOS是主流的车载传感器。
CIS是车载摄像头的核心部件,市场规模与车载摄像头紧密相关。CIS是车载摄像头的核心部件,在其硬件构成成本中占比高达50%,故车载CIS市场将与车载摄像头紧密相关关,将受益于汽车智能化下ADAS渗透。根据ICV《Globalintelligentdrivingforecast-》的报告,按照单颗单目摄像头配置一颗CIS,双目摄像头计做2颗单目摄像头计算,三目同理,年全球总计车载CIS配置量为1.65亿颗,年预计将配置3.7亿颗。规模方面,全球车载CIS总价值为38.1亿美元,其中前装CIS必须符合车规级的产品性能要求,单价几乎为后装的一倍,年总价值达到31.4亿美元,而后装CIS为6.7亿美元。预计至年,全球车载CIS市场规模将达到90.7亿美元,其中前装市场规模将达到82.8亿美元,后装市场规模为7.9亿美元。
高级别自动驾驶推动摄像头量价齐升。自动驾驶可分为L0~L5六个级别,目前主流自动驾驶级别在L2~L3阶段之间,L2主要功能涵盖倒车监控、全景泊车辅助、盲点检测、自适应巡航、前方碰撞预警、智能车速控制、车道偏离告警、行人检测系统、交通信号及标志牌识别,一般搭载3~13颗摄像头。L4、L5级别自动驾驶ADAS系统尚在研发阶段,一般需要搭载13颗以上摄像头。
传统后视摄像头仅需获取偏静态图像,而ADAS摄像头需要在车辆高速运动中捕捉清晰物体影像,因此ADAS摄像头普遍规格更高、单价更高。根据安装位置的不同,车载摄像头整体可划分为前视摄像头、环视摄像头、后视摄像头、侧视摄像头、内置摄像头。根据前瞻产业研究院数据显示,-年后视摄像头与前视摄像头的市场渗透率分别高达50%、30%,侧视摄像头及内置摄像头的市场渗透率相对较低,分别22%、7%,伴随自动驾驶算力提升,将需要更高分辨率的车载摄像头产品,CMOS图感传感器需求将进一步提升。
各大汽车厂商为了保持自家车辆产品的竞争力,导入更多摄像头来获取视频影像信息用以构建包括驾驶员监测系统、盲区监测、行人防碰撞、信号灯识别等多元化的车载智能视觉系统。目前部分智能汽车的摄像头可通过人脸识别完成身份认证解锁车辆及启动、人脸支付、座椅调节等功能。随着智能座舱的发展,车载摄像头还可通过人脸识别及手势识别,为车内驾驶员的偏好提供个性化服务,而造车新势力的出现,使得车载摄像头增加社交功能。
特斯拉、蔚来、理想、小鹏的L2+级别自动驾驶汽车配备摄像头数量大都在8个以上,蔚来最新发布的L4级别豪华车型ET7搭载11颗万像素摄像头,索尼概念电动车Vision-S更是搭载了18个摄像头。此外,小鹏G3、智己汽车等车型的车顶搭载着°全景摄像头,用户可通过手机和车内控制摄像头的升降和旋转以拍摄汽车行驶过程中的风景,并支持将内容转发至社交平台,这大大增加了CMOS传感器的数量。
2.5、AI和5G技术的商用落地,机器视觉注入新活力
机器视觉指的是通过计算机、图像传感器及其他相关设备模拟人类视觉功能的技术,以赋予机器“看”和“认知”的能力。机器视觉技术是由人工智能、计算机科学、图像处理和模式识别等诸多领域合作完成的。其利用图像传感器搭配多角度光源以获取检测对象的图像,并通过计算机从图像中提取信息进行分析和处理,最终实现多场景下的识别、测量、定位和检测四大功能。从目前市场使用场景来看,机器视觉领域内CMOS图像传感器的应用主要可分为传统上的工业机器视觉应用(主要包括产线检测、不良品筛检、条码识别、自动化流水线运作等),以及消费级机器视觉应用(如无人机、扫地机器人、AR/VR等)。
从市场发展趋势来看,根据FrostSullivan统计,全球新兴领域CMOS图像传感器市场自年实现行业技术突破后迅速扩张,全局快门CMOS图像传感器总出货量从年的万颗迅速增至年的万颗,过去三年间年均复合增长率高达.7%。随着AI和5G技术的商用落地,这些CMOS图像传感器的新兴下游应用市场不断涌现,将为该市场发展注入了新活力。同时随着下游应用的更多样化,其设备搭载的摄像头数量也随之增加,因此全球新兴领域全局快门CMOS图像传感器市场规模预计将持续增长,总出货量年将增至3.92亿颗,未来五年间年均复合增长率为35.7%。
机器视觉产业链上游为硬件+软件,其中硬件主要包含光源、镜头、工业相机、图像处理器、图像采集卡等重要机器视觉系统组成部件;软件部分包含图像处理软件及底层算法。机器视觉产业链中游为设备制造商和系统集成商。产业链下游是机器视觉应用领域,包含半导体、汽车、包装、医药、工业机器人、金属加工、交通等。机器视觉产品中,软硬件占总成本最多达80%,其中硬件占比45%,软件占比35%,组装集成和维护分别占总成本的15%和5%。
工业相机作为机器视觉系统中重要组成部分,与民用相机不同,工业相机具有更高的图像稳定性、抗干扰能力和传输能力。目前市场上的工业相机产品主要类型有线阵列相机、3D相机、面阵相机和智能相机。智能相机集成图像采集、通信和处理等功能,是当下工业相机的发展趋势。据前瞻产业研究院的预计,全球工业相机市场将在年达到7亿美元,年增长到12亿美元。工业相机市场规模增长可以归因于制药以及食品和包装最终用途行业对工业相机不断上升的需求。亚太地区工业相机市场的增长是由于工业4.0日益普及以及对人工智能的需求。
制造业是机器视觉应用比重最大的领域之一,机器视觉替代人工提高生产效率、降低人力成本、减少生产过程中的错误。机器十月下游主要应用行业有半导体及电子制造、汽车、食品与包装和制药等。制造业细分领域中,消费电子、汽车、半导体是机器视觉行业中应用最广泛的三大领域。
由于近年新冠病*疫情爆发致使居民久居家中,人们的消费行为发生了一定程度上的变化。包括智能扫地机器人在内的新兴消费电子产品在人们日常生活中、在家庭场景内的使用频次大幅增加。因此类产品的软硬件已结合得较为成熟,优良的产品使用体验也致使消费者对其认可度和购买欲望不断提高,带动了其整体的需求规模不断扩大。同时,5G网络传输、云计算和云储存将成为处理机器视觉数据的最佳方案,给新兴消费电子市场带来了广阔的发展空间。下游新兴消费电子的蓬勃发展为上游新兴领域全局快门CMOS图像传感器的增长提供了有力驱动。
2.6、智能手机多摄趋势带动CMOS图像传感新增长
消费电子产业存在产品声明周期短、更新迭代快等特点,智能手机等消费电子产品更新周期约为一年。消费电子产业在二十年前开始应用机器视觉技术,目前仍是视觉技术最主要应用领域之一,也是带动全球机器视觉市场发展最主要的动力。消费电子行业元器件尺寸较小,对部件的精细程度要求较高从而促进了机器视觉技术的革新。
消费电子是消费者日常所使用的电子产品,包括平板电脑、笔记本电脑、手机、智能可穿戴设备及VR/AR等设备。根据功能不同,传统意义的消费电子产品可分为娱乐产品、通讯产品、家庭办公产品等三大类,且随着技术不断升级,白色家电、婴儿家具等已逐渐纳入消费电子产品范畴,单一产品的功能呈现多样化趋势。随着5G、物联网、云计算、人工智能等技术的更新升级,消费水平进步,全球消费电子产品出货量逐年增长。随着移动互联网技术不断发展、消费电子产品制造水平的提高和居民收入水平增加等因素的驱动下,消费电子行业呈现持续稳定的发展态势。全球消费电子行业市场规模由年的亿美元增长至年的1.03万亿美元,年预计市场规模将达到1.1万亿美元。
根据FrostSullivan统计,全球智能手机后置双摄及多摄(三摄及以上)的渗透率呈现持续上升趋势。后置双摄智能手机自年初具规模以来,于年渗透率达到高峰,占据40.0%的份额。此后,后置三摄及以上的多摄智能手机逐渐成为市场主流,预计至年,后置双摄及多摄智能手机渗透率合计将达到98.0%。与此同时,平均单部智能手机所搭载的摄像头数量也在逐年上升,自年的2.0颗上升至年3.4颗,年均复合增长率达到14.3%,此后预计将以年均7.3%的增长率上升至年的4.9颗。智能手机摄像头搭载数量的增加直接带动了CMOS图像传感器市场需求的上升,在智能手机市场进入存量时代后,多摄趋势为CMOS图像传感器市场注入了强大的发展动能,使其有望实现显著高于手机市场的增长速率。
3、绑定多家晶圆代工厂,供应链安全可靠
集成电路产业的经营模式一般依据是否自建晶圆厂分为IDM模式、Fabless模式。其中IDM模式指垂直整合制造商模式,是指包含电路设计、晶圆制造、封装测试及投向消费市场全环节业务的企业模式,该模式对企业技术、资金和市场份额要求较高,目前索尼、三星等集成电路生产商都采用此模式。Fabless模式指无晶圆厂芯片设计模式,企业仅从事设计工作,如博通、高通、英伟达等。
此外,部分集成电路生产商考虑到减少投资风险,采用了介于IDM和Fabless之间的Fab-lite模式,部分晶圆加工或封装工序由代工厂完成,部分自主完成。公司专注于CMOS图像传感器研发、设计和销售工作,而将晶圆生产、封装等主要生产环节委托给外部企业完成,但考虑到最终产品调试的便捷性和品质管控,公司自建测试厂完成了大部分的终测(FT测试)环节的工作。因思特威并无投资量级巨大的晶圆生产线和封装厂,所以其采用的经营模式为Fabless模式。
在目前的产业格局下,供应链是保障半导体及集成电路设计公司稳定发展的重要环节。公司的产品设计与晶圆厂的生产工艺深度融合优化,满足多应用领域的场景适应性需求,公司通过技术合作的方式,同台积电、三星电子、合肥晶合、东部高科等晶圆厂建立了紧密的战略合作关系。此外,与晶方科技、华天科技、科阳半导体等封测厂也保持了良好的合作关系。公司采取了多区域供应链布局策略,在中国大陆、中国台湾地区、韩国等国家和地区均建立战略合作级别的晶圆代工以及封测合作平台,以“多管齐下”的方式,充分且高效地整合供应链资源,为产能提供有力保障。
台积电、采钰科技为公司第一大供应商,为其提供晶圆代工服务,占采购总额比例35.02%,擎亚科技(三星电子制定经销商)为公司第二大晶圆代工供应商,占采购总额比例29.12%。封测方面,晶方科技为公司最大供应商,占采购总额比例7.87%,华天科技其次,占比5.22%。思特威的产品已广泛运用于包括网络摄像机、模拟笔录摄像机、家用看护摄像机、智能门铃等安防监控领域;无人机、扫地机器人、工业相机等机器视觉领域;智能车载行车记录仪、汽车环视等智能车载电子等多场景应用领域。
4、持续结构创新,多样化核心技术为国产替代提供产品支持
4.1、积极布局产品新技术抢占优质赛道
公司目前的产品主要面向安防监控、机器视觉、智能车载电子领域的应用,解决应用领域对低照度环境成像效果好、高温工作环境性能稳定、宽动态范围(HDR,HighDynamicRange)、高速运动下拍摄等需求和痛点。公司的产品可分为具备超低照度感光性能的卷帘快门产品,包括前照式结构FSI-RS系列产品和背照式结构BSI-RS系列产品,以及擅长捕捉高速运动影像的全局快门GS系列产品,可以覆盖多场景、全性能的需求.
公司营业收入主要来源于安防监控领域,从产品收入看,来源于安防监控领域收入的占比分别为98.44%、92.62%、82.13%和72.82%,以年出货量口径计算,公司实现1.46亿颗CMOS图像传感器出货,在安防CMOS图像传感器领域位列全球第一,出货量计算的全球市场份额的34.95%,销售额占全球市场份额的22.18%。公司产品覆盖安防领域低端、中端及高端的万像素至万像素的全系列产品,能够满足安防领域客户产品差异化、系列化的需求。与此同时,公司逐步加大高端产品的销售比重,提升高端市场的产品地位优势,产品对标国外先进厂商。安防高端产品已从18年11.17%提升至年1-9月的49.19%,增长迅速。
安防监控领域,公司为追求更高分辨率和更高帧率的输出需求,整合优化低照度夜视全彩、HDR、低噪声、宽画幅成像等多项传感器性能的技术能力,公司先后研发SFCPixel?专利技术、近红外感度NIR+技术、高温场景下暗电流优化技术、低照度下基于FSI工艺的微光级夜视全彩技术和超低照度下基于BSI工艺的星光级夜视全彩技术等技术。1)公司自主研发了SFCPixel?专利技术,即基于源追踪器中置架构的共享像素结构,通过将源追踪器居中放置来实现共享像素结构,大幅提升转换增益(即提升信号放大倍数)、提升感光度。根据公司的检测结果统计,1x1、1x2、2x2共享像素结构的感光度提升可达90%,同时,读取噪声较不使用该项技术时可降低50%以上。
2)低照度下基于FSI工艺的微光级夜视全彩技术,通过自主优化的FSI设计架构,能够大幅提升量子效率从而提升成像感光度,较优化前量子效率提升可达50%。该技术首先通过在像素设计方面对器件进行特殊工艺优化,可大幅降低各类噪声;其次,自主优化设计了超低噪声外围读取电路技术,从电路设计方面针对读出电路进行设计优化,降低在信号读出过程中产生的噪声,例如通过优化信号链路、比较器结构,进一步降低信号读出电路所产生的噪声,同时通过提高电源抑制比大幅抑制了电源波动对于图像的影响。
3)面向安防应用尤为