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缺翻天的CIS芯片,豪威與北京清華幫的創業與重生史

近來全球圖像傳感器 CIS 芯片陷入嚴重缺貨,CIS 龍頭大廠日商 Sony 原本都是在自家的日本晶圓廠生產,日前因為產能極度吃緊,首度將旗下高端 CIS 芯片訂單交給台積電進行代工生產,引爆全球 CIS 芯片狂熱。

CIS 芯片是人工智能及物聯網時代最重要零組件,普遍應用在智能手機、安全監控及自動駕駛汽車等領域。

例如,5G 手機必需搭配高性能多鏡頭相機,高端手機開始配備 4~5 個鏡頭,帶動中低端手機的鏡頭配備數量提升,還有大街小巷都看得到的安全監控設備,還有每台車都需要數十顆鏡頭的自駕車等,才能記錄監控各種複雜的數據、圖像及行車資料。

根據調研公司 IHS Markit 的資料,2019 年第一季全球圖像傳感器市場中,Sony市佔為 51.1%,三星電子以 17.8% 居次,其後是豪威的 13.5%,安森美(ON Semiconductor)的 5.7%、SK 海力士的 2.7%。

曾經是全球圖像傳感器CIS龍頭

在全球由 Sony 和三星兩大廠主導的 CIS 產業中,有一家華人創立的公司,也曾經是 CIS 芯片產業的龍頭,就是在 2019 年 5 月並入韋爾的豪威(OmniVision)。

豪威目前雖屈居 CIS 行業老三,但過去曾有排名龍頭老大的輝煌歷史,早年精彩的創業與崛起過程更是芯片產業的傳奇一頁,藉由 CIS 芯片的成功,打破日、韓、歐美等大廠全球壟斷的現象。

豪威 1995 年創立於矽谷,有四位共同創辦人,領頭的是洪筱英及吳日正,分別畢業於上海交通大學及台灣中原大學,兩人早期都在美商摩托羅拉工作,洪筱英是吳日正的上司。此外,豪威的技術團隊幾乎來自北京清華大學,主要帶頭的是鼎鼎有名的陳大同,他日後也是中國另一家手機芯片大廠展訊的共同創辦人。

當年豪威成立的資金時,正值台灣電子產業快速發展,因此有不少股東來自台灣,像是台灣知名衛浴設備品牌和成旗下的基金,還有富鑫、和通等科技創投基金、電腦品牌廠宏碁,此外也有半導體大廠華虹 NEC 的投資。

豪威從一家很小的 IC 設計公司崛起,當時日商把持的耦合裝置技術(CCD)是主流,直到豪威切入最新的 CMOS 技術,且在 1997 年成功開發出產品,不僅體積小、耗電量低,更重要的是便宜許多,比原本日商壟斷的 CCD 技術更前瞻,因此襲卷當年相機市場,豪威也在成立 5 年後的 2000 年,順利在美國那斯達克掛牌上市。

沒有無名之輩的 CIS 產業

豪威從創立開始,CIS 市場的競爭就一直很激烈,不僅新創企業風起雲湧,連國際半導體大廠也都加入戰局,從意法半導體、美光、海力士到東芝,以及後來的 Sony 及三星都看到機會,卯起勁投入。

陳大同曾回憶,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,靠著每周工作 6 天半,硬著頭皮乾下去,終於做成了。

豪威的成功,除了 IC 產品設計得好,晶圓代工的生產交給台積電,讓產品能夠快速驗證與量產上市,也是非常重要的因素。

豪威更與台積電進行更深層次的戰略合作,例如在合資成立采鈺科技,整合圖像傳感器的後端製造服務,另外也投資技術來源為以色列的精材科技,以協助 CIS 進行各種繁複的封裝測試工作。

2000 年後,數位相機與傳統功能手機崛起,豪威也成功搶下傳統相機及手機等照相機市場,之後蘋果 iPhone 在 2007 年推出,也打入蘋果供應鏈,並且站穩 CIS 的龍頭地位。

一直到 2011 年 Sony 積極投入 CIS 的研發後,結合本身在智能手機市場的品牌優勢,率先推進到 1300 萬畫素的創舉,才一舉超越豪威,奠定 Sony 在 CIS 的龍頭地位。

除了 SONY,近十年來的智慧手機龍頭三星,也一樣拚全力投入 CIS 市場,面對 Sony 和三星的雙重夾擊,豪威在高端市場上逐漸被 Sony 及三星超越,蘋果訂單也被取代。在低階市場上,也陸續面臨包括海力士、格科微、思比科、奇景等 CIS 供應商的蠶食鯨吞,埋下日後從美國下市的因子。

不過,CIS 老將注定不會寂寞,豪威的這段精彩故事也還有續曲。

與國際大廠纏鬥多年後,在中國獲得重生

雖然與日、韓大廠纏鬥多年,但近來受惠於中國發展半導體產業的熱潮,豪威再度獲得重生的機會。

2015 年,北京豪威將美國豪威從那斯達克收購下市,2019 年 5 月,在 A 股掛牌的韋爾,宣布以 130 億元人民幣收購北京豪威 85% 股權,將豪威納入旗下。

有趣的是,豪威的創業與技術團隊很多來自北京清華,不少都是無電線系畢業的校友,因此先後收購豪威的是有清華背景的清芯華創等資金。過程中,陳大同也再回鍋擔任豪威臨時 CEO,最後豪威賣給韋爾,而韋爾董事長虞仁榮也是陳大同在北京清華大學的學弟。

收購豪威後,讓韋爾從一家中小規模的企業,躍升為國內 IC 設計界重量級公司,股價從年初最低點的 28.2 元,漲到最近的 157 元(12 月 11 日),漲幅超過 5 倍,市值也達到 1343 億元,超越市值最先突破千億人民幣的指紋辨識芯片供應商匯頂,成為目前 A 股最受矚目的 IC 設計大飆股。

北京清華校友帶出一家“小豪威”

與豪威合作的晶圓代工及封測廠相當多,除了台積電之外,另一家晶圓代工廠是力積電,其創辦人是黃崇仁。

黃崇仁早期是創辦以掃描器為主的力捷起家,之後又投入 DRAM 存儲廠力晶的創立。由於往往投資手筆相當大,面對存儲產業景氣快速變化,力晶集團多次陷入倒閉邊緣,但最後也都能起死回生,因此也讓黃崇仁獲得“九命怪貓”的稱號

談到 CIS 產業,黃崇仁催生的另一家 CIS 芯片供應商晶相光,也與豪威有關。

晶相光的董事長兼總經理何新平,早年是北京清華大學微電子所第一名畢業的高材生,在校期間結識以師兄弟相稱的學長陳大同,在陳大同的提攜下,何新平也加入豪威歷練了 15 年,後來便決定自行創業。

由於豪威與台廠合作深入,何新平經常是矽谷與台灣兩地跑,因此與台灣的半導體產業相當熟悉。

當年何新平決定創業時,看中當時的豪威與力晶合資成立的新公司:晶相光。當時晶相光獨缺關鍵研發能力,何新平就決定讓矽谷一群研發能力很強的美國技術團隊並入晶相光,將矽谷與台灣的設計及製造資源整合起來,等於是把豪威的成功模式再演繹一次。

不過,相較於老將林立的 CIS 產業,晶相光畢竟是一家很新的公司,何新平認為一定要與豪威的手機市場做出區隔。因此,他鎖定快速崛起的安防監控產業市場,更以海康威視做為重點服務客戶。

隨著國內監控產業不斷擴大,也讓晶相光的營運跟著一路成長茁壯,並在 2018 年 7 月於台灣掛牌上市。晶相光的成功故事,幾乎可以稱之為是一個“小豪威”。

CIS 下一個金礦:生物醫療

除了智慧手機、安全監控、自動駕駛汽車等應用外,近年來 CIS 另一個崛起中的應用則是生技醫療領域,晶相光很早就開始布局。

近年來晶相光努力開發生物芯片、生物識別傳感器、熱傳感器、工業及醫療用X射線傳感器等技術,已經打入全球基因檢測設備領導廠商 Illumina,採用了晶相光的基因定序芯片,成為 CIS 領域另一個非常被看好的利基產品。

此外,近年來在美國相當知名的獨角獸企業蝴蝶網路(Butterfly Network),也是 CIS 應用到醫療領域的代表企業。

蝴蝶網路成功研發的手持式超音波裝置 Butterfly IQ,是在 2017 年 10 月底獲得美國食藥署(FDA)通過,此裝置可做 13 種診斷應用,包括胎兒及婦科、腹部、心髒、泌尿和小兒科等,只要將這款類似手機的產品放在病人胸前,就可以從螢幕上看到各種超音波的資訊,臨床醫師可以立即解讀影像及病情。

Butterfly IQ 於 2018 年在美國上市,2019 年 4 月取得歐盟 CE 認證,9 月正式在英國上市,開始大舉擴張美國以外的市場。

談完豪威、韋爾及晶相光的 CIS 發展歷史後,再把焦點拉回 CIS 的全球競爭態勢。

龍頭廠 Sony 持續擴產,要拚市佔率 7 成

根據調研機構 IC Insight 預測,2019 年全球前 15 大半導體公司中,成長率第一名的就是 Sony,成長率高達 24% 居冠,至於營收則排名第 11 位,也較 2018 年前進一個名次。Sony 之所以大成長,當中關鍵就是智慧型手機採用愈來愈多的 CIS 芯片。

Sony 半導體營收主要來自 CIS 芯片,2019 年 10 月底,日本媒體也報導,Sony 已計畫砸下 1000 億日圓,在日本擴建 CIS 新工廠。Sony 目前全球 CIS 市佔率已超過 50%,希望借著該座新工廠,在 2025 年度將市佔再拉高至 60%。

不僅 Sony 積極擴廠,緊追其後的三星,近年來也不斷鎖定智能手機的照相功能,積極推出部門畫素更小、解析度更高的 CIS 產品。

由於三星在半導體技術已是世界一流,加上手機品牌實力超強,這種雙重優勢並不容易取代,也提供三星 CIS 產品與技術有很大的發展與應用空間。

國內大力發展芯片產業鏈的當下,CIS 芯片特別又具代表性,多年來把兩岸人才、技術、製造等能量都整合起來,業界也期盼未來有這種更多面向的深度合作,在細分領域都能逐一打破國際壟斷,達成國內各環節自主研發的目標。(作者主跑科技產業數十年,長期關注科技和生物醫療等產業發展、投資趨勢、公司治理等議題。

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