感測元件商機:原相(3227)

作者:Sarah   |   2016 / 11 / 09

文章來源:Stockfeel X Fugle   |   圖片來源:Lisa


在如今科技愈發進步、人們追求便利和安全的時代,眾多車廠紛紛搶搭自動駕駛浪潮。自動駕駛其中一個重要的關鍵就是先進駕駛輔助系統(Advanced Driver Assistance Systems, ADAS)。 而先進駕駛輔助系統(ADAS)主要的功能是,為駕駛人提供車輛的工作情形、車外的環境變化等相關資訊,事先警告駕駛人可能的危險狀況,好讓駕駛人提早採取應對措施,避免意外的發生。它由許多子系統組成,如:盲點偵測系統、夜視系統、緩解撞擊煞車系統、偏離車道警示系統等。行車安全的最後一道守護者-2228劍麟-04車輛中心(ARTC)指出,ADAS的運作分為三個子系統:感測層、決策層和動作層。其中影像辨識技術在感測層中,主要用於辨識車輛周遭環境影像。透過各種類型的車用感測器,將所收集到的資訊變成電參數(電壓、電阻或電流),例如,車道偏離警告系統利用 CMOS 影像感測器、停車輔助系統使用超聲波等;決策層中,由影像辨識晶片處理拍到的影像後,提供電子控制單元(ECU)分析處理感測器所收集的資訊,然後再向控制裝置輸出控制訊號;動作層再依據決策層(電子控制單元)判斷的結果,啟動自動煞車等相關功能。感測元件商機大爆發 -3227原相-06影像辨識技術及系統包含光學鏡頭、IR濾鏡、影像感測器及機構外殼等。除了光學鏡頭,其中的影像感測器負責感光成像。現有的影像感測器,類型分為CCD(感光耦合元件)和CMOS(互補性氧化金屬半導體)。CCD影像的品質雖然優於CMOS,但是,CMOS具低成本、低功耗及高整合度特點,加上影像品質逐步追上CCD。CCD影像感測器技術主要由日本廠商掌握,如:SharpSonyPanasonic;CMOS感測器國內廠商則有原相、銳相、宜霖、泰視等。發展CMOS攝像模組的ADAS上較具成本優勢。

近期可以看到CMOS逐漸滲透到車用市場。目前在ADAS當中,架構有影像感測器的系統包括碰撞預防系統、夜視系統、偏離車道警示系統、後方碰撞警示系統及適路性車燈系統。

車用感測器不只影響成像品質,也與偵測能力有關。車輛中心表示,一般CMOS若未具有清晰的成像品質,難以達到良好的偵測效果。這表示,車用影像感測器的穩定性與成像精準度,將是關鍵。研究機構 IC Insights指出,未來幾年自動駕駛汽車技術的發展,將促進汽車廠商為自家車輛產品導入更多CMOS感測器。

由上述可見車用感測器之重要,因此接下來將聚焦國內唯一可自主開發完整 CMOS Sensor 晶片及相關應用 SOC(System on Chip, 單晶片) 之本土公司-原相     

1998 年成立,屬聯電集團。1999 年併購以研發 CMOS Sensor 為主的美國公司 Condorvision Technology, Inc.。 分別在 2006 年及 2011年與美商 安華高(Avago) 簽訂專利授權,授權產品有 OFM(Optical Finger Mouse,光學觸控按鍵)、Optical Pseudo Trackball、Optical Navigation Device。

原相是數位影像 IC 設計公司,致力於 CMOS 影像感測器及影像應用 IC 設計。業務內容是研究、開發、設計、生產及銷售以下產品:A.互補式金屬氧化物半導體影像感測器(CMOS Image Sensor, CIS) B.影像處理器 C.影像感測單一晶片,及這些產品的進出口貿易業務。

CMOS感測器的應用無所不在,筆記型電腦、保全系統、數位相機、手機等等,目前 CMOS 影像感測器的應用以智慧型手機為大宗,然而,根據 IC Insights 的預估,未來五年內帶動 CMOS 影像感測器的應用市場分別在汽車、視訊監控、醫療、玩具/電玩與工業等應用領域。感測元件商機大爆發 - 3227原相-08CMOS感測器進入物聯網時代成為炙手可熱的元件,車載市場受到車聯網、自動駕駛的開發、各國將倒車影像列為標準配備的情況下,更是擴大CMOS感測器的新應用市場,隨著近年汽車的發展,CMOS已經應用在汽車倒車監測、自動煞車系統之內。加上近幾年許多國家法規的改變,未來幾年上市的新車將導入各種安全系統,因此車子內外都將使用更多的 CMOS 影像感測器。

產品

主要產品為 CMOS 影像感測元件及應用 IC,但不僅是提供晶片,也依照客戶需求提供模組,如CIS(CMOS Image Sensor)、DSP等不同組合。原相主要是 IC 設計公司,晶圓委由晶圓代工廠生產。早期合作的晶圓廠商以聯電為主,後期則逐漸分散。感測元件商機大爆發 - 3227原相-FUGLE

2002年光學滑鼠開始大量取代傳統滾輪滑鼠,原相業績因此快速成長;2004 年則因手機的數位訊號處理晶片受惠。2006 年,原相以 MOT Sensor (Multi-Object-Tracking Sensor)打入任天堂的 Wii 供應鏈,Wii 的熱賣也使公司 2006 年至 2009 年獲利攀上高峰,但之後原相的營收也隨著 Wii 銷售量逐年下滑而下滑。除此之外,傳統光學滑鼠也因 PC/NB 產業衰退影響,出貨量衰退。有鑑於此,原相開始調整其產品比重。感測元件商機大爆發 - 3227原相-07原相近年透過感測器,並搭載獨特演算法,與車廠或車載系統業者合作開發ADAS新應用,除了申請車道偏離警示系統感測專利,也投入自動計算車輛距離並提出警示或自動減速感測技術的研發。原相於2015 年,與車廠及車載系統相關業者合作,所研發並已提出專利申請的車道偏離警示系統,是利用 CMOS 影像感測器、辨識模組及判斷模組辨識車道,於偏離時提出警示。

隔年,原相的 OFM(Optical Finger Mouse)專利獲得賓士 2017 年 E-Class 系列車款的方向盤控制器採用,打進國內廠商很少能進入的前裝市場。OFM應用於許多手持式裝置(如:手機、相機、簡報器等),藉由紅外線感應,搜集指紋的影像後,運算出手指移動的相對座標。

OFM 感測器的專利使原相除了可收權利金之外,還能將感測元件出貨給模組廠,目前國際車廠客戶除了賓士之外,也積極佈局韓系、美系車廠。原相能打入國際車廠的關鍵在於與 Avago 的專利授權協議。OFM感測器的相關專利早期應用在智慧型手機上(黑莓機的按鍵遙控),其專利具足夠的市場、成熟的技術,包括Avago應用於車用的專利權(ADBS-A320、A350 等)已達7件。

產業

CMOS 影像感測器可分為標準型和應用型。標準型 CIS(互補式金屬氧化物半導體影像感測器, CMOS Image Sensor) 方面,競爭對手(如:Aptina、Samsung、Omnivision等)來自各方(美、韓、日、中國),競爭激烈;應用型 CIS 則視不同應用產品而有所不同,較為強調差異化,並且常有許多專利保護。而原相大部份是產出非標準規格及應用型,因此需要較長的開發時間,重視研發,也因此有許多專利。虛擬實境、車用與無人車感測器可採用標準規格,主要的困難之處是演算法。

全球手機使用CMOS感測器的前三大廠商:日本SONY、韓國三星及美國OmniVision開始切入車載市場外,還有新加入的美系On Semi(安森美)收購汽車及工業市場領先的高性能CMOS影像感測器供應商Aptina Imaging,藉此機會提高在車載市場佔有率。台灣廠商原相、恆景、晶相光等IC設計公司,也已經展開長期佈局的研發階段。另外,台積電精材等也具備CMOS感測器的晶圓代工、封測技術。

感測元件商機大爆發 - 3227原相-08感測元件商機大爆發 - 3227原相-09發展策略

標準型應用方面,競爭對手較多,所以主攻應用型市場,開發各種感測技術,創造差異化,透過多元的產品組合(光學滑鼠、遊戲機、光學觸控、安防監控、健康照護等),並結合專利佈局,建立進入障礙。並且因為專利申請案均有申請內一段期間不公開的特性,於是衍生出不確定性。為了因應這樣的情況,原相在產品發展初期即積極佈局專利技術,並觀察業界專利動態,抓準時機透過合法授權或交互授權,為產品設置緊密的專利防護網。

成長動能

1. 在自動駕駛發展趨勢下,感測元件的需求量也是逐步提升。

自動駕駛藉由各種感測元件(sensor)偵測車輛行駛數據,再透過行車電腦整合資訊,自動駕駛可算是建構在技術成熟的ADAS系統上,為更進階的駕駛系統。ADAS的主要功能並非是在控制汽車,而是提供駕駛人車輛的運作狀況及車外環境變化等資訊進行分析,進而預警可能發生的危險狀況,讓駕駛人可提早因應,避免交通意外的發生。

先進駕駛輔助系統(ADAS)產品在各項汽車零組件中成長率最快,拓墣產業研究所預估2015~2020年的年複合成長率達14.27%。另根據Lux Research研究,2015年ADAS全球市場滲透率約10%,預估到2020年時滲透率將快速提高至57%。

2. 法規推動。

美國強制立法在2018年後出場的新車需將倒車顯影列入標準配備,並在2016年起逐步實施。另外,美國高速公路交通安全局與高速公路安全協會(IIHS)兩大機構與主要車廠達成協議,2022年9月1日後上市的新車必須全數加裝前方撞擊預警系統與自動緊急煞車系統(Autonomous Emergency Braking, AEB),以避免因為駕駛人分心而追撞前方減速側車輛。

AEB是透過車頭前方的毫米波雷達,結合影像感測器,掌握車輛與前車或其他行進方向上的交通狀況,一旦系統預測可能有狀況時,會以聲響、警示燈號等方式,提醒駕駛人注意並減速,如果駕駛人未作出反應,系統就會主動介入、強制煞車。

歐洲則將自動煞停系統與盲區偵測系統(為一種藉由安裝在汽車上的感應器偵測車身周圍物體,再予以警示提醒的系統。)列入安全評分的項目,以此來推動ADAS系統搭載率的提升。日本則在2016年起,立法強制規定出新車須安裝自動煞停系統。

參考資料

  • Moneydj TV
  • 股感知識庫
  • 原相科技股份有限公司官網
  • 法說會資料
  • 財報狗
  • 科技政策研究與資訊中心
  • 經濟日報
  • 中時電子報
  • 工商時報
  • TWPatentDB
  • 理財週刊
  • 科技產業資訊室
  • Taiwan Business Topics
  • 電子工程專輯
  • 天下雜誌
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