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手机用影像感测模组技术与市场发展趋势(下)
LCD TV系列报导

【作者: 賴昱璋】2003年09月05日 星期五

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由于「手机用影像感测模组」属于零组件,所以本文定义的市场规模是指手机业者「采购」这类模组的数量,而非终端消费者可「购买」到的Camera Phone数量。虽然日本市场陆续推出双模组的Camera Phone,但预估这并不会成为主流趋势,故以下的假设前提是一支Camera Phone搭配单一模组。


本文从手机业者的观点预测Camera Phone产业规模。估算的基础是将全球手机出货量,依行动通讯技术标准(By Air Interface)细分成「AMPS、PDC、GSM、2.5G(GPRS、CDMA)、3G」,根据各标准的彩色手机(因Camera Phone必为彩色手机)、Camera Phone的搭配比率加总而成。


全球产业规模分析

根据统计,2002年手机用影像感测模组,全球产业规模总共有2750万颗。其中可再细分为内建式(Built-in)与外挂式(Attachment)两类产品,2002年是以内建式为主流,占该年度出货量的89%,而外挂式仅占11% 。


展望2003年手机用影像感测模组,全球产业出货预估成长至6500万颗,较2002年快速成长136.4%。其中外挂型式占该年出货的15%,较2002年有233%的成长,而内建式则成长至5500万颗。


此产业会有如此可观的成长,最主要是来自于电信业者、手机业者都对Camera Phone的未来发展寄予厚望,如日本的电信业者J-Phone,在1999年底率先推出Sha-mail(搭配Camera Phone )服务后,在日本手机市场的月用户增加数从原本的第三名,一路超越AU甚至与NTT平起平坐。而J-Phone主要搭配的手机制造商Sharp,在日本市场的手机占有率,也因此挤入前三大。


而如Vodaphone、Orange等欧洲电信业者,也纷纷与手机厂商补贴来力推Camera Phone,为的是「影像撷取」的功能,可以带动多媒体讯息MMS(Multimedia Message Service)使用,同时因为多媒体讯息会比SMS(Short Messgae Service)消费更多资讯传输量,进一步提升电信业者的每户贡献度(Average Revenue Per User)。



《图一 全球手机用影像感测模块产业规模》
《图一 全球手机用影像感测模块产业规模》

从2003年手机大厂的产品发展蓝图(Roadmap)分析,手机制造业者也对此新兴商机寄予厚望。先不计日本PDC手机与全球3G手机,全球光GSM、2.5G内建式Camera Phone部分,Nokia就推出了7650、7250、3650,而Sony Ericsson也发表P800、T310,Motorola推出E365、V600、A835、 V810,另外Panasonic也推出GD 87、Sharp GX10、NEC-N8080、Samsung SGH V200 & P400、LG G8000,更不用说3G手机目前几乎都将Camera Module列为标准配备、而日本2003年手机市场,PDC标准预计将会有80%的手机是Camera Phone。


(表一) 2003年Camera Phone机型与主要供应商分析
  外挂 外挂 主要IC供应商(包含Sensor、Backend)
Nokia 7210、6800、5100、6100、6610 7650、7250、3650

Toshiba、ST、TI

Motorola T720i、V295、T725、V300 E365、V600、A835、V810

Ominivision

Pictos

 

Sony Ericsson T68i、T300、Z700、T310 P800、T610 Philips& Agilent、Omnivision
Others Simens S57BenQ S830C GD87SharpGX10NEC-N8080SamsungSGHV200 &P400LGG8000 ToshibaSharpSanyoHynix

内建式Camera Phone目前都是被定位于高阶手机,而外挂式定位上就较内建式有弹性,成本与采用技术门槛也较低。所以手机厂商今年产品线,仍会同时并存两类Camera Phone。例如:Nokia除了内建式之外,也推出外挂式Camera Phone,如7210、6800、5100、6100、6610;Sony Ericsson也推出T68i、T300、Z700、T310;Motorola也有T720i、V295、T725、V300问世。


预计2004年手机用影像感测模组,全球产业规模总共有9350万颗,随着技术的成熟,外挂式发展空间会逐渐被内建式Camera Phone取代,外挂式影像感测模组,预计缩减至550万颗的出货,外挂式Camera Phone会往更强的娱乐功能发展,譬如:可旋转多角度拍摄、含电视显示介面等。


预计2007年手机用影像感测模组,全球产业规模总共有2亿3630万颗,届时全球手机预估有6亿2200万只,搭配率约38%。此关键零组件从20​​02到2007年,复合成长率高达53.8%,2007年平均销售单价预估约12美元,届时将创造出27亿美元的产值,是影像感测(Sensor)IC、影像处理( Backend)IC、模组组装厂商、镜头厂商(Lens)不可忽视的一块市场大饼。


IC产值发展

手机用影像感测模组内的IC,包括「影像感测IC(其中依制程特性又可区分为CMOS与CCD制程两种)、影像处理(Backend)IC、其它(如Memory)」。


影像感测IC

统计2002年手机用影像感测模组内的IC总产值总共有1930万美元,若除以2002年的手机用影像感测模组出货量,可以发现每个模组中所占IC成本为7.01美元,占平均销售单价的46.8%,所以探讨模组的成本与未来发展中,IC业者与制程技术的发展也是相当重要的一个构面。


预计2007年全球手机用影像感测模组内的IC产值总共有13亿5240万美元,6年的复合成长率高达47.6%。一般的IC产品在标准确立后,若业者认为未来市场庞大,就会争相投入,竞争亦趋激烈,再加上IC制造业有所谓的摩尔定律驱动成本降低,所以常见市场量成长迅速,但总产值却停滞不前,有时甚至缓步萎缩。但由于此模组的IC产品生命周期,尚处发展萌芽期,未来还会陆续加入许多功能,再加上预计到2004年底,都会处于供不应求状态下,所以产值仍旧有成长的空间。


如(图二)所示,2003年手机用影像感测模组IC产值规模,预估成长至5亿140万美元,较2002年快速成长160%。其中CMOS影像感测IC成长了192.7%、CCD则只成长100.6%。最主要的原因是CCD影像感测IC业者有限,目前真正有稳定规模对外销售的仅Sanyo、Panasonic、Sharp、Sony,所以对市场需求的应变较慢,相对上CMOS业者众多,如Toshiba、Omnivision、 STMicro、Hynix、Pixart、IC-media、Pictos、Micron、Agilent等公司,都已经有实际量产的计划在进行,所以成长的速度较CCD快。



《图二 手机用影像感测模块IC产值预测》
《图二 手机用影像感测模块IC产值预测》

目前市场上几乎都为VGA(30万画素)以下的产品,在2003年影像感测IC同时有了规格上的变化。 Sony Ericsson、三菱电机、富士通等设计的产品,皆具备120万画素功能;而Sharp也推出80万画素的影像感测模组产品,Omnivision更预计于今年年底推出130画素的影像模组,可以预见的今年下半年,将会是手机用影像感测模组开始从VGA等级提升,导入百万画素级的开始。


但是影像感测模组在画素提升的过程中,目前仍存在一些问题待克服。举例来说,在相同的技术水准下,画素的提升意谓着,厂商组装的困难度变高、良率变低,对手机厂商而言,采用的影像感测模组的厚度变厚,也会造成手机采用上的技术瓶颈、消费者是否能接受这样手机厚度(30mm)是一个很大问题。


百万画素等级Camera Phone发展上的另一瓶颈,就是产品定位曲高和寡。这类高阶Camera Phone将会耗掉许多记忆体(每张约需70~80K),若需即时透过数据传输,传输费用上约为目前VGA图片的3倍,可说是所费不赀,所以普罗大众消费者持续的接受度必然不高,笔者认为一推出即造成风潮,乃至于2003年突破出货量的5%的机会甚小。


我们认为到2004年后模组组装的相关技术、通讯成本过高问题终将克服,所以该年度百万画素等级的手机用影像感测器,会突破该年度出货量的5%,进一步使得影像感测IC的平均销售单价、产值进一步攀升。


Backend IC

另外在Backend IC未来发展部分,厂商最关心莫过于MPEG-4何时会被纳入,成为Camera Phone的标准。观察2002年底,由日本DoCoMo推出的FOMA手机,已经宣称含MPEG-4的动态影像撷取功能,但是每秒只能传2~3Frames,而且因为进行压缩与解压缩运算非常耗电,所以手机很快就没电,也会产生高热,事实上早期采用者,反应并不是非常好,更何况是一般普罗大众。


随着MPEG-4技术的成熟、3G网路布建与手机的发展,FOMA手机遇到的上述问题,在2004年中以前将陆续被克服。以最关键的MPEG-4解压缩(Streaming)技术为例,MPEG-4的技术目前迈入H.264-Advanced Video Coding Profile的阶段,已经可以在128K BPS(Bits Per Second)的低资料传输频宽中(Bit Rate),提供支援到CIF 15~20F.PS(Frames Per Second)表现,这样的影像表现已经可以满足绝大部分使用者需求。


一旦MPEG-4解压缩规格确立,IC厂商便能够将压缩与解压缩的运算,由软体运算转变为硬体运算。而采用硬体运算架构,能够大幅度减低电源的消耗,所以在解压缩规格与晶片技术的成熟为前提下,Camera Phone将开始大量应用MPEG-4解压缩技术,以及迈入动态影像沟通,考量技术的演进与业者的推广,2004年中会是影像处理晶片配合Camera Phone,而需内建MPEG-4解压缩功能的时点。


结论

影像感测模组在机构设计方面的发展,仍必须持续创新。未来手机用影像感测模组,在画素上会往百万画素发展、具备有光学变焦功能,但是在增加功能的同时,模组体积与面积却不能等比例放大,如此一来在现有的组装技术就必须更精密化。但是除了不断追求组装的精密度外,仍有其它特殊的机构设计的方向,如日本厂商已经开始尝试移动影像模组的位置,移动到侧面或是绞链(Hinge)上,为的就是让模组能在不改变组装技术、不增加成本下,同时具备光学变焦功能。


全球Camera Phone的市场,CMOS影像感测IC仍继续快速成长,相对上CCD则只能维持微幅成长。最主要的原因是产业结构上,CCD目前现存仅剩四家外贩业者,资本投资(CAPEX)与技术进步(Technoloy Progress)的发展空间相对小,所以将局限于高阶的Camera Phone,而采用CMOS影像感测IC的Camera Phone将占全球6成以上。


预期未来相关应用IC的产值,从2002到2007年这六年,将以复合成长率47.6%的速度快速成长。能够维持如此高的成长率,最主要的原因是模组中的应用IC,平均销售单价能维持不坠。所以IC业者未来将不断进行技术规格上升级,例如目前Camera Phone均是VGA(30万画素),到了2004年百万画素Camera Phone就会突破全球Camera Phone销售量的5%,而MPEG- 4相关动态影像压缩功能,也预期在2004年中后更成熟。


长期来看Camera Phone的外型(Formfactor),还是会以内建式为主,所以内建式的模组成长力道最强。 2003年外挂型式模组虽占总出货的15%,但是2004年出货比重会萎缩到5.8%,内建式的组装技术难度,在「镜头定位、微型化设计、量产良率控管上」都比外挂式来的复杂许多,所以目前良率仅在40~50%左右,未来如何借助异业的策略联盟,跨过如此高的进入障碍,是欲进入此市场的相关业者必需深思的!


在这些影像模组功能不断升级的同时,也提供相关业者很好的成长机会。手机采用影像感测模组的发源地在日本,是从「数位相机+手机」的概念,进一步引伸而来的产品。未来随着全球的风行、电信业者的推广,手机用影像感测模组的市场发展前景可期,但模组相关业者必须先考虑手机的技术现实面,然后配合数位相机零组件业者的发展,两者互相权衡,才能真正掌握未来市场与产品发展商机。


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