文 | 觀潮新消費,作者 | 王叁,編輯 | 杜仲
4 月上旬,多家手機廠商發布了 AI 手機新品,搭上大模型的快車,似乎要打破智能手機行業的沉悶,結果隻是雷聲大雨點小。
究其根源,AI 手機不是單純的 " 手機 +AI",其落點不是 AI 而是手機。打開一款應用或調出一個聊天助手,在一個窗口内實現更加智能的圖文對話,并不是 AI 手機的真正形态。
讓手機按照個人習慣調整鬧鍾和回複微信,或者根據天氣情況自動設置備忘錄提醒,需要從底層操作系統打通各項應用,這也限制着 AI 手機從噱頭到實用的時間跨度。
在此之前,智能手機行業的 " 平安縣城 ",一直都是影像。
近年來,手機廠商卷攝像頭,卷影像效果,鏡頭組變得 " 突 " 出而 " 多 " 元,進而導緻消費者談 " 攝 " 色變,任何隻談拍攝的發布會似乎都成了沒有科技含量的發布會。
但影像系統的變化一直在默默推動手機使用方式的升級。從手機攝影到視頻通話,到二維碼引發的支付與社交方式變革,再到短視頻與直播,長焦、廣角、暗光、防抖、景深、微距,影像系統的升級帶來的不僅是拍照體驗的優化,還有生活方式的轉變。
一系列硬件參數枯燥乏味,但背後隐藏着一個産業的中外角逐,一場早于智能手機時代的暗戰。
從單攝到 4 攝,從 500 萬像素卷到上億像素,從宣發層面将手機攝影的體驗與鏡頭和像素數量畫上等号,但手機影像的核心一直是 CIS 芯片。CIS 芯片在手機攝像模組中的成本占比超過 50%,而攝像模組在整個手機上的成本占比通常僅次于屏幕和 SoC 芯片。
CIS 芯片是這場争奪的焦點,索尼和三星聯手占據着全球超八成的市場份額。
4 月 15 日,華爲官宣 P 系列品牌升級爲 Pura,上半年熱度最高的手機新品終于開啓預熱。餘承東繼續爲該系列定調:P 系列的發展史,就是移動影像的發展史,也是科技美學的演進史。
而據多家媒體報道,華爲 Pura 70 系列将放棄索尼,轉而選擇豪威 OV50H 作爲攝像頭供應商。
實際上,2023 年,小米、vivo、榮耀和 realme 都已選擇了豪威 OV50H,豪威正在國産旗艦機市場上頂替索尼和三星的位置。這不是一則乏味的國産技術平替故事,而是一出 " 王者歸來 " 的好戲。
世界智能手機影像的發展史,就是一部豪威、索尼、三星相互偷水晶的編年史。
清華團隊,攪動矽谷
1978 年,作爲恢複高考後的第一批大學生,陳大同進入清華大學無線電電子學系(現電子工程系)無線電圖像信息處理專業。此前的 4 年間,他在北京郊區插過隊,印刷廠裏做過工,但一直利用勞動之餘的閑暇時間堅持學習。
1978 年— 1987 年,陳大同在清華大學從本科一直讀到博士,成爲國内首批半導體專業的博士生。
然而,當時國内的微電子相關就業環境并不理想,由于技術研究與工業基礎設施落後,資金、企業、人才都相對匮乏,陳大同苦學多年的知識還沒有用武之地。于是,陳大同去往美國,在斯坦福大學攻讀博士後。
1993 年,陳大同進入美國國民半導體公司擔任高級工程師。終于能夠發揮技術特長,陳大同感受着延遲滿足的美妙,他對自己即将開啓的事業十分滿意,并沒有産生過創業的想法。
1995 年,畢業于上海交通大學的洪筱英和畢業于台灣中原大學的吳日正剛剛結束了一次合夥創業,二人此前曾在摩托羅拉芯片部門共事,正在尋找第二次創業的思路。
當時,計算機領域的 CPU、存儲器等産品市場已經相對成熟,如果把計算機比作 " 人 ",他們覺得這個 " 人 " 已經頭腦健全、四肢發達,但唯獨 " 視力不好 ",看不到周圍的東西,于是他們想從影像傳感器領域開啓創業。
說到這裏,要簡單介紹下 CCD 和 CMOS 的發展脈絡。
電子影像的本質是利用感光元件,把光信号轉化成電信号,再把電信号轉化成機器可以讀懂的數字信号,轉化過程決定圖像質量,圖像處理器的性能也就非常重要。
CCD 是 Charge-coupled Device(電荷耦合器件)的縮寫,是一種半導體固态圖像傳感器,能感應光線,将光信号轉換成電信号,是最早得以量産的圖像傳感器技術。
20 世紀 70 年代,美國貝爾實驗室首先發明了 CCD,柯達公司的一位工程師用 CCD 元件做出了第一台數碼相機,但柯達擔心這項技術的應用會影響旗下如日中天的膠卷産業,并沒有投入太多精力。
而索尼對這項技術如獲至寶,成立了名爲 " 電子眼 " 的 CCD 開發團隊。在索尼看來," 如果可以以較低的成本制作出 CCD 圖像傳感器,攝像機的價格也會相應地降低。如此一來,攝像機會普及至普通家庭,攝影、攝像會成爲普通人的樂趣,成爲人們生活的一部分。"
消費需求,提前反推了技術研發。随後的故事中,日本人憑借 CCD 相關技術的持續研發,占據了國際消費電子産品領域的頭部。20 世紀 70 年代至 90 年代,全球的圖像傳感器市場一度被日本企業視爲自家後院,全球的前 10 大半導體公司中最多時曾有 6 家日本企業。
不過,美國不滿意,矽谷在發力,他們開始尋找 CCD 的平替。随着大規模的産業化與市場化,CCD 的缺點開始暴露,主要表現爲生産難度導緻的高成本。而體積、功耗、成本更低,速率更高、壽命更長的 CMOS 迎來了大規模普及的契機。
CMOS 的全稱是 Complementary Metal Oxide Semiconductor(互補金屬氧化物半導體圖像傳感器),是一種集成電路制造技術,在集成電路芯片的發展史上,CMOS 技術爲低功耗集成電路打下了最爲堅實的基礎,并成爲當今主流集成電路芯片最爲關鍵的生産技術。
CMOS 是一項技術,用它做成的圖像傳感器 CIS(CMOS Image Sensor)則是一種産品。
1995 年左右,CMOS 發展成熟,索尼也面臨着柯達的難題,手握 CCD 市場全球最大的份額,但 CMOS 才是赢在未來的技術。
索尼選擇大幅降低 CCD 産量,全面轉向 CMOS 圖像傳感器的研發。而洪筱英和吳日正也在同樣的時間切入了同樣的領域,創辦了豪威科技 OmniVision,開發 CMOS 圖像傳感器。
公司成立時,洪筱英和吳日正拉來了陳大同,任聯合創始人兼 COO,主要負責模拟電路設計,也就是 CIS 産品。
在陳大同看來,他是 " 被動創業 ",而且要負責最關鍵的技術,壓力很大。" 當時世界上大概有二三十家這樣的公司在做同樣的東西,但既然都上這條船了,那就拼命做吧。"
陳大同帶來的不僅是技術能力,還有一批學弟。他曾如此形容當時的團隊,"80% 都是華人,華人裏面 80% 都是留學生,留學生裏又有 80% 是清華畢業生。"
經營層面,豪威科技獲得了 200 萬美元的投資,來自中國台灣衛浴品牌和成旗下的基金;研發層面,陳大同帶領團隊用半年的時間做出了第一個樣品;生産層面,豪威采取 Fabless 模式,隻負責設計研發,生産與封測環節外包給經驗豐富的台積電。
豪威的入局,正值風口。1996 年,全球二十多家公司進軍 CIS 研發領域,包括英特爾、惠普、索尼、松下等巨頭。據陳大同回憶,當時那些大廠的技術團隊有的甚至高達數百人,但豪威當時僅十幾個人的規模,靠着每周工作六天半,硬着頭皮幹下去,終于做成了。
1997 年,豪威科技研發出全球首顆單芯片彩色 CIS,相較于傳統 CCD 圖像傳感器,CIS 在成本、體積和功耗方面均有升級,被迅速應用于 PC 攝像頭。
随着研發與量産的深入,CMOS 工藝的産品化引發了産業革命,盡管成像質量弱于 CCD,但由于 CIS 的功耗、體積、成本更低,更适用于蓄勢待發的消費電子市場,尤其是手機。
2000 年,豪威科技進軍手機和相機領域,并登陸納斯達克,成功上市。
也是在這一年,索尼第一款 CIS 産品 IMX001 研制成功,并完全轉向了 CMOS,創企與巨頭的攻防戰一觸即發。
退市回國,歸于韋爾
2002 年,豪威推出全球首個手機 CIS 芯片;2003 年,豪威與台積電合資成立采钰科技,推進量産效率;同年,豪威在全球 CIS 芯片領域的出貨量市占率超過 30%,排名第一。
2004 年,豪威推出了全球第一款 200 萬像素的手機 CIS 芯片;2006 年,豪威推出了全球體積最小的 NSTC CIS 芯片。
2007 年,初代 iPhone 發布,圖像傳感器的競争,在智能手機初生的時代進入白熱化階段。而 iPhone 供應鏈的選擇,也見證了 CIS 競争格局的變動。
盡管豪威的出貨量排在全球首位,但初代 iPhone 選擇了老牌廠商美光科技的 CIS。當年,美光市占率第二,索尼第五。
初代 iPhone 發布後,豪威加快研發進度,研發了全球首創 BSI(背照式)技術的 CIS 芯片,并迅速實現 BSI 技術的量産。
2009 年,iPhone 3GS 發布,豪威加入果鏈,成爲 iPhone 3GS 的 CIS 供應商。iPhone 3GS 大賣,豪威在手機拍照 CIS 領域的全球市占率在 2010 年達到了 50%。
不過,iPhone 4 和 iPhone 4S 才是蘋果真正的走量爆款,兩款合計出貨 1.12 億部,而 iPhone 3GS 的出貨量隻在 2000 萬部。
2010 年的 iPhone 4 還采用了豪威的 CIS,2011 年的 iPhone 4S 則引入索尼 CIS;2012 年,iPhone 5 的後攝傳感器全部采用索尼 CIS,豪威隻供應前置攝像頭傳感器;2014 年,索尼成爲 iPhone 6 所有攝像頭傳感器的供應商,也取代了豪威全球 CIS 市占率第一的位置。
2014 年,豪威科技被剔除果鏈,又在全球市占率方面被三星超越,排名第三。
iPhone 4S 是豪威的轉折點,而這是庫克第一次主持蘋果發布會時所發布的産品。從 COO 到 CEO,庫克的職權從銷售拓展至企業的全部業務,其最知名的能力就是供應鏈的整合。
對于蘋果而言,索尼的優勢在于成熟的産業鏈,不同于豪威的 Fabless 模式,索尼采用的是 IDM 模式,獨攬設計研發、封裝測試、生産制造的整條産業鏈。而後來超越豪威的三星,則要加上自家終端産品的銷量支撐。
此外,在一步步拿下蘋果攝影系統全部供應權的過程中,索尼的 " 财力 " 起到了不容忽視的作用。2015 财年,索尼宣布對旗下長崎科技中心、山形技術中心和熊本技術中心進行升級改造,總投資額約爲 1050 億日元。而在 2014 财年,索尼淨虧損爲 1260 億日元。
爲了推進燒錢研發的節奏,索尼接連賣掉了美國和日本的總部大樓。
研發與量産的穩定性和持續性,是智能手機高端化競争的關鍵,左手研發右手生産,豪威難有勝算,全球市占率從巅峰時的 50% 一路下滑至不足 10%,且主要聚焦在低端機市場。
高端市場拼性能,低端市場卷價格。盡管豪威仍手握約 10% 的市場份額,但也面臨着海力士、格科微、奇景光電、思比科等 CIS 供應商的競争。
2015 年,豪威科技從納斯達克退市,随後接受了以清芯華創、中信資本、金石投資組成的中國财團的收購要約,價格 19 億美元;2016 年,收購完成,美國豪威成爲北京豪威的子公司,這家由中國人創辦于矽谷的 CIS 巨頭正式成爲中國企業。
但豪威的動蕩并未結束。
2016 年 7 月 29 日,北京君正發布重組進展公告,拟以發行股份及支付現金的方式購買北京豪威科技 100% 股權,初步作價約 120 億元。2017 年 3 月 27 日,北京君正發布關于重大資産重組進展公告,這場百億元并購案終以失敗告終。
2017 年 6 月 5 日,韋爾半導體股份籌劃收購北京豪威而進入重大資産重組停牌。韋爾股份創始人虞仁榮與北京豪威 35 位股東洽談,與 33 位股東簽署了框架協議,但并未簽署協議的股東成爲這起收購案的阻力。
2000 年,豪威科技上市後," 被迫創業 " 的陳大同辭職回國。2017 年韋爾股份收購北京豪威的計劃進入關鍵期,作爲虞仁榮的清華學長,陳大同回歸豪威擔任臨時 CEO,成爲這起收購最具決定性的推動者。
2019 年 7 月,韋爾股份斥資 130 億,按 152 億的估值收購北京豪威 85.53% 的股權。此前,韋爾股份已經收購了兩家持有北京豪威股份的公司,至此,韋爾股份直接及間接持有了北京豪威 100% 的股權。
這是典型的 " 蛇吞象 " 式并購。彼時,韋爾股份的總市值僅 172 億元,流通市值隻有 51 億元,資産總額隻有北京豪威的五分之一。
但效果也非常顯著,完成對北京豪威的收購後,韋爾股份一躍成爲全球第三,中國第一大 CMOS 芯片廠商。
年報顯示,2019 年,韋爾股份實現營業收入 136.32 億元,同比增長 40.51%(追溯調整後)。其中,半導體設計及銷售業務收入爲 113.59 億元,占比達到 83.56%;公司歸母淨利潤爲 4.66 億元,同比大幅增長 221.14%。
更重要的是,在 2019 年這個關鍵時間節點上完成資本層面的整合,豪威拿下了重回高端市場的門票。
國産替代,重回高端
2019 年 5 月,美國将華爲列入實體清單,禁止英特爾、高通等企業對華爲供貨。
華爲在傳感器供應領域加速引入國産替代化,我國的政策、企業及消費傾向層面也呈現出扶持國産技術的趨勢,中國手機行業的供應鏈國産化,是科技國潮中最大的一朵浪花。
與此同時,随着手機廠商在影像方面的競争愈發激烈,CIS 領域的客戶需求也愈發旺盛且細分化,采取 IDM 模式的索尼愈發感到生産層面的力不從心,訂單外溢,生産壁壘被削弱。
曾經因爲 Fabless 模式失去蘋果訂單進而錯失高端市場的豪威,反而憑借 Fabless 模式完成了 " 涅槃 "。專注于研發設計的輕資産運營模式讓豪威順利度過了退市後的蟄伏期,也爲後續韋爾股份的收購,以及收購後的業務拓展埋下了伏筆。
而随着台積電在晶圓産能和工藝方面的積累,2019 年底,索尼首度外放高端芯片訂單給台積電補充産能,采取代工模式的豪威重新嶄露頭角。
面對索尼的壓力,三星和豪威不約而同地選擇了 " 小像素 " 的近路。
這是兩條不同的技術路線,一個是在同樣的傳感器面積上增加像素數量,另一個則是在保持像素數量的情況下提升傳感器面積,技術路線不分優劣,一切都要看消費者體驗。
深耕果鏈的索尼受到了技術選擇方面的限制,因爲蘋果對于增加像素數量的克制度領先業内,當蘋果主攝從 1200 萬像素 " 艱難 " 提升到 4800 萬像素時,國産手機早已标配億級像素,這就是 " 小像素 " 技術路線引發的變化。
被韋爾股份收購之後,豪威與各家國産安卓手機廠商的聯系愈發緊密。豪威 CFO 陳海峰曾在接受《巴倫周刊》采訪時表示:" 在跟韋爾股份合并之後,因爲韋爾股份在國内市場銷售經驗豐富,有很好的供應鏈,幫助豪威加強從供應鏈到客戶的銜接。"
借助台積電的生産能力,豪威快速吸收小像素需求龐大的中低端市場,開始打破索尼和三星的壓制。
2020 年,小米推出了首款數字系列 Ultra 機型,其主攝并未采用索尼、三星的傳感器,而是豪威 OV48C。作爲小米與豪威聯合定制的傳感器,據豪威官方介紹,OV48C 是業内唯一一款能同時提供 4800 萬像素分辨率、1.2 微米像素尺寸、高速度、片上高動态範圍的旗艦級手機圖像處理器。
盡管沒能在對焦技術方面實現反超,但那畢竟是索尼最引以爲傲的技術。而在其他性能層面,豪威已經展現出重回旗艦的實力。
2020 年之後,手機行業繼續卷高像素,豪威推出了 OV64 系列産品,被搭載于 OPPO Reno 系列、realme 數字系列等旗艦機型。
(來源:方正證券研報)
2023 年末,小米 14 系列發布,豪威 OV50H 是該系列主攝像頭傳感器;2024 年 1 月初,榮耀推出的 Magic 6 系列也采用了豪威 OV50H 作爲主攝像頭傳感器。據多家媒體報道,2024 年 OV50H 的産能已被全部預訂。
2024 年 3 月,豪威發布了 OV50K40,官方介紹爲全球首款采用 TheiaCel 技術的智能手機圖像傳感器,單次曝光可實現接近人眼級别動态範圍。OV50K40 已經量産,并在最新發布的榮耀 Magic 6 至臻版系列智能手機的後置廣角攝像頭中首次應用。
市占率方面,據 Counterpoint 數據,2022 年的全球 CIS 市場收入達到 190 億美元,豪威以 12.9% 的市占率排在第三,僅次于索尼的 39.1% 和三星的 24.9%。
(來源:Counterpoint)
如今,随着小米成爲全球手機市場出貨量第三的廠商,華爲憑借 Mate 60 和即将發布的 Pura 70 重回高端市場,已經成爲國産旗艦首選的豪威也再度回歸頭部。
而在全球 CIS 市場上,智能汽車已經成爲圖像傳感器的下一個應用場景。Counterpoint 數據顯示,2022 全球汽車 CIS 市場中,安森美與豪威市占率排前二,分别爲 44% 和 30%,領先于索尼和三星。
陳海峰在上述采訪中提到," 豪威沒有自己的工廠,那就可以什麽都做,所以豪威就擴展了很多不同的領域,我們把這個策略叫做 cross pollination(交叉互惠)。意思就是,豪威爲了某一個領域的需求開發了新産品,就會考慮這些産品有沒有可能應用于其他領域。"
韋爾股份财報顯示,2023 年上半年,韋爾股份實現營收 88.58 億元,同比減少 19.99%;半導體設計業務營收 73.90 億元,同比減少 18.84%,營收占比爲 83.69%。不過,汽車 CIS 的收入提升至 19.04 億元,同比增長 18.87%。
(來源:韋爾股份 2023 年半年報)
在重回智能手機高端市場的同時,豪威也抓住了國内市場智能汽車崛起的趨勢,開辟了第二增長點。
結語
陳大同曾将中國半導體行業的發展分爲四個階段:1958 — 1979 年的封閉發展期,1979 — 2000 的艱難轉型期,2000 — 2014 年市場主導的野蠻生長期,2014 年以來政府與市場共同推動的高速發展期。
對應芯片投資領域經曆過三輪熱潮,分别是 2005 年前後中國市場美元 VC 興起帶動的半導體行業海歸創業潮,2009 年創業闆開閘後人民币基金推動的半導體創業熱,和正在發生的政府資金以市場化姿态入場帶來的半導體行業大發展。
時代的風口難以掌控,市場的供給與需求相互推動,共同組成了産業的發動機,身處其中的企業,在競争中同樣受到風口的裹挾。
陳海峰的總結非常到位。" 半導體業永遠是周期性行業,消費需求上升,半導體行業也會跟着上升。技術無法預測,(更高級的技術)永遠是風險。"
在技術升級并汰換頭部企業的過程中,每一個巨頭都曾遇到過柯達、索尼、豪威們的選擇題,沒有标準答案,卻是下一輪風口的入場券。