格科微（688728.SH）GC32E1產品實現量產，CMOS晶片技術路線起變數

2023年10月25日 am8:18 • 财经与经济

本世紀以來，CMOS圖像感測器取代CCD圖像感測器，引領了攝影和成像領域的革命，並帶來了繁榮的新市場。然而，在近十年間，以堆疊式為代表的CMOS科技反覆運算似乎出現了停滯。

不過，格科微似乎找到了突破的新方向。 10月16日晚間，格科微發佈公告，宣佈其採用公司自主研發的高點數單晶片集成科技的3200萬點數圖像感測器量產出貨。從高點數單晶片技術研發成功，到3200萬點數產品推出，再到量產出貨，格科微的新技術路徑正在不斷受到品牌客戶認可，可能將為CMOS圖像感測器領域帶來新的活力。

從CCD到CMOS，圖像感測器發展之路

1969年，Willard S. Boyle和George E. Smith在貝爾實驗室發明了首個實用的電荷耦合器件（CCD）圖像感測器。 CCD感測器通過將電荷存儲在點數中的光敏區域來捕捉影像，並將電荷轉換成電壓訊號。 CCD圖像感測器的發明使得攝影變得更加便捷、高效和經濟，同時也為影像存儲和分享提供了更多的可能性。由於顯著的優勢，CCD圖像感測器一經問世便獲得廣泛商業化應用。傳統的膠片攝影逐漸被取代，數位攝影的新浪潮正式開啟。

圖像感測器科技的再一次飛躍，可追溯至1990年代初期CMOS圖像感測器嶄露頭角。但CMOS在市場上的真正崛起和主導地位的確立發生在2000年代末。隨著智能手機的崛起，CMOS圖像感測器以其低成本、低功耗、小面積、集成度等優勢逐漸取代CCD，成為市場份額最大的圖像感測器類別。

根據頭豹研究院數據，隨著CMOS圖像感測器應用領域的不斷擴展，全球CMOS圖像感測器行業市場規模仍在較快增長，預計2026年全球CMOS感測器市場規模將增長至2374億元，2021-2026年的複合年增長率為11.8%。

在CMOS圖像感測器內部，也發生了三次關鍵的科技反覆運算。 21世紀以來，主流的CMOS圖像感測器科技從前照式（FSI），變成背照式（BSI），再發展出堆棧式（Stacked）。這三次陞級都由索尼與三星電子等海外巨頭主導，囙此這些海外廠商自然而然地佔據了主要的市場地位。而國內CMOS晶片感測器起步較晚，中高端產品基本依賴進口，國產替代空間廣闊。

在中高端產品的競爭上，如果中國廠商採用與海外廠商同樣的科技路徑，則他們需要在現有市場領導者製定的規則下，與擁有先發優勢的競爭對手同台競技。這並不是一場公平的競賽。但如果他們能開闢新的科技路徑，中國廠商將有機會成為新品類的開拓者、新規則的製定者以及新標準的引領者，很有機會實現換道超車，實現領先地位。

在這樣的希冀之下，格科微開始探索新的路徑。

換道超車的中國廠商

回顧過去，堆棧式晶片之所以備受青睞，源於它能通過垂直堆疊的管道，集合處理器、感測器等不同的功能的晶片。相較于單片式，堆棧式感測器擁有高成像質量、低光效能、更優的動態範圍等優點。

但堆棧式也存在一些較為明顯的缺點：堆棧式比單片式CMOS感測器更加複雜，囙此製造成本通常較高；另外，多層結構可能會導致熱量積聚和熱雜訊問題。需要注意的是，堆棧式是CMOS圖像感測器最近一次的關鍵技術陞級，最早由索尼公司於2012年首次推出。這意味著，CMOS科技已經超過十年沒有發生重大變革，國際廠商憑藉堆棧式也已佔領市場主要地位多年。

然而，格科微發佈的高點數單晶片科技以及基於此開發的全球首款單晶片3200萬點數CMOS圖像感測器GC32E1，給市場帶來新的活力與期望。 GC32E1基於格科微最新FPPI專利技術開發，其單片式結構天然具備更佳的散熱效果，避免了堆棧式結構中由下層堆疊的邏輯晶片發熱導致的點數熱雜訊問題。在暗電流、熱雜訊、高溫白點等名額上表現出色，尤其在高溫條件下擁有卓越的影像效能。與此同時，GC32E1相較於市場上的同規格堆疊式3200萬點數圖像感測器，僅新增了約8%的面積，形成了極具優勢的成本結構。

此外，在今年8月，格科微發布業內首款支持單幀高動態的1300萬點數圖像感測器GC13A2。該產品所具備的所謂單幀高動態是格科微開發的DAG HDR科技，基於單幀畫面，在暗部使用高模擬增益，使暗部更清晰，更有質感；亮處使用低類比增益，避免過曝發白，保留細節，最終輸出高動態範圍影像。與傳統多幀HDR相比，DAG HDR既可新增動態範圍、避免偽影現象，實現精准還原，還能降低多幀合成帶來的功耗問題。

格科微（688728.SH）GC32E1產品實現量產，CMOS晶片技術路線起變數插图1

左圖：動態範圍不够，高亮細節遺失&nbsp；右圖：DAG HDR（圖片來源：格科微公眾號）

綜合格科微此前發佈的內容，後續公司將很有可能不斷推出基於高點數單晶片集成科技的帶有DAG單幀高動態的高點數產品。由此看出，格科微正在持續陞級反覆運算，通過結構、工藝、電路等多方面的創新、綜合，打造兼具成本與效能優勢的產品，開闢堆疊式之外的新道路，創造新的超越路徑。

本次格科微公告“官宣”其3200萬點數產品量產，充分說明產品已獲得下游市場認可。從高點數單晶片科技及相關產品嶄露頭角到商業化落地，此間經歷的時間並不長，足以看出該科技及產品具備足够的市場競爭力，證實了該科技所具備的領先水準。在國際廠商憑藉堆疊式引領市場多年之後，格科微有望為中國圖像感測器廠商開闢新的科技方向，甚至可能重新定義全球CMOS圖像感測器市場版圖。

文章來源：格隆匯

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格科微（688728.SH）GC32E1產品實現量產，CMOS晶片技術路線起變數

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