弱光成像市场规模和份额

低光成像市场分析

低光成像市场规模预计到 2025 年为 172.4 亿美元，预计到 2030 年将达到 295.8 亿美元，预测期内复合年增长率为 11.40% （2025-2030）。当前的增长轨迹是由大众市场智能手机采用专业级夜间摄影、L2+自动驾驶汽车安全要求不断提高以及新兴经济体安全基础设施的持续升级推动的。传感器制造商通过新颖的背照式堆叠 CMOS 架构降低了性价比障碍，而软件定义的成像管道使手机供应商能够在不扩大传感器占地面积的情况下提供更明亮的图像。汽车原始设备制造商正在标准化 24/7 视觉功能，这扩大了对具有极高动态范围和快速全局快门的传感器的需求。里西尽管如此，2纳米以下晶圆的新材料价格仍构成短期成本压力，但多地区晶圆厂投资预示着最终供应缓解。因此，低光成像市场继续从分立硬件竞争转向集成硬件软件解决方案，从而释放更高的利润并扩展可解决的用例。

全球低光成像市场趋势和见解

以智能手机为中心的低光摄影热潮

夜间模式照片已成为中高端智能手机的决定性购买标准。三星的 200 MP ISOCELL HP9 长焦传感器采用新型微透镜堆栈，每个像素可传输更多光子，在环境光低于 5 勒克斯时提高信噪比。^{[1]三星电子， “三星推出了用于卓越智能手机摄影的多功能图像传感器”news.samsung.com} 索尼随后推出了 LYT-818，将随机噪声降低至 0.95 e-，标志着从百万像素竞赛转向量子效率改进的关键。以内容为中心的社交网络加剧了这种军备竞赛，因为用户实时共享低光图像。豪威科技 50MP 移动传感器结合了四相检测自动对焦和背面照明，表明竞争差异化正在蔓延至中高端价格点。因此，低光成像市场获得了销量优势，抵消了部分晶圆成本上涨。

BSI-CMOS 和堆叠式传感器架构的进步

十多年来，背照式 CMOS 一直是主流，但最近的迭代重点是三维堆叠，将光电二极管、逻辑和存储器分层，以缩短信号路径并提高全井容量。^{[2]Photonics Media，“3D 堆叠 CMOS 激发成像的创新时代”，photonics.com}韩国研究人员使用 CBIC 电极材料将响应度提高到 0.29 A/W，将动态范围扩展至 122 dB，无需外部冷却。索尼 IMX925 工业传感器将全局快门集成在堆叠式传感器中rmat 并输出 394 fps，展示了机器人技术和质量检测的性能潜力。尼康 Z6 III 中的部分堆叠全画幅芯片增强了专业相机的混合堆叠规模。这些突破改变了整个低光成像市场的产品路线图。

人工智能驱动的计算成像管道

图像捕获正在从纯粹的光子约束转向算法优化。 Prophesee 的 Metavision 去模糊引擎针对 Snapdragon 8 Gen 3 进行了优化，融合了基于事件的帧数据，以消除低于 30 勒克斯场景中的运动拖尾。清华大学的 Tianmouc 芯片达到 10,000 fps，同时压缩带宽 90%，实现自主无人机的低延迟决策。^{[3]Paul Marks，“尖端视觉芯片为机器带来类似人眼的感知”对机器的类似眼睛的感知”，techxplore.com} 一个新的香港大学的变形曝光控制器通过毫秒级的曝光调整，将日间驾驶物体检测精度提高了 47.3%。这些创新降低了对大型传感器的依赖，从而影响了整个弱光成像市场的物料清单策略。

24×7 视觉的安全和监控需求

城市化和不断变化的威胁向量使市政和企业买家将注意力集中在夜间提供全彩镜头的摄像机上。海康威视的 DarkFighter 2.0 将 f/1.0 光学器件与深度学习分析相结合，可在低于 1 勒克斯的场景中进行对象分类。 KingRay为人工智能巡逻机器人推出了一款全彩夜视传感器，可将色彩精度保持在0.002勒克斯，从而将部署范围扩大到固定安装之外。 IronYun 和 NVIDIA 展示了生成式 AI 应用程序，可在稀疏照明条件下提高取证搜索的准确性，从而减少操作员的工作量 ipvm.com。大光圈CMOS相机随着提供 24/7 彩色流正在成为公共区域监控的基准规范。^{[4]LTS Security, “Color 24/7 Key Technologies,” ltsecurityinc.com} 因此，安全升级继续巩固低光成像市场的销量。

下一代图像传感器的成本不断上升

到 2028 年，采用 1.4 nm 工艺加工的晶圆预计价格将达到 45,000 美元，比目前的 2 nm 工艺高出 50%。资本支出仍然很高；仅索尼一家公司在六年内就在传感器生产线上投资了 100 亿美元。尽管日本芯片制造商联盟计划到 2029 年新增产能 310 亿美元，但近期价格上涨挤压了大众市场手机的利润，并延迟了低光成像市场预算部分的相机升级。

半导体供应链瓶颈

生产网络在地理位置上仍然集中。凸版将关键的过滤器生产转移到中国，使当地产量提高了 40%。分析师预测到 2025 年初将实现正常化，但地缘政治摩擦和成熟节点积压导致交货时间不稳定。汽车原始设备制造商通过双重采购进行对冲； Onsemi 将自有晶圆厂与代工合作伙伴配对，以缓冲 EyeSight 传感器需求。这种多元化部分保护了低光成像市场，但会增加库存成本。

细分市场分析

按传感器技术：堆叠式 CMOS 重新定义卓越性能

背照式 CMOS 占 2024 年低光成像市场收入的 43.7%。制造商青睐这种架构，因为它提高了光子吸收，并且非常适合大批量移动生产。然而，由于堆叠式 CMOS 能够将光电二极管、ADC 和存储器放置在不同的层上，预计到 2030 年，其复合年增长率将达到 12.5%。这本质上缩短了互连并提高了快速移动场景的帧速率。 IMX925 全局快门传感器体现了工业机器人的附加价值，而尼康的部分堆叠全画幅传感器则标志着专业相机的更广泛应用。随着堆叠良率的提高，传统 BSI 可能会逐渐迁移到价格敏感的层级。这一转变凸显了低光成像市场现在如何重视集成密度和片上处理能力比像素数更重要。

市场参与者强化了这一趋势。索尼的 Pregius S 技术将堆叠式 CMOS 与全局快门相结合，可在 394 fps 下实现 24.55 MP，符合工厂自动化需求。韩国的 CBIC 电极创新表明，堆叠方法仍然需要大量材料，但由于市场要求低于 2 的电子本底噪声，性能胜出。在预测期内，堆叠架构可能会占据一半的高端手机合同，但 BSI CMOS 对于单元驱动的细分市场仍然至关重要。因此，供应商必须平衡双重路线图，以涵盖微光成像市场中不同的价格带。

按光谱范围：SWIR 需求超出利基地位

可见光波段传感器占 2024 年出货量的 44.7%。智能手机、笔记本电脑和主流监控继续依赖此系列，因为显示和分析针对 RGB 内容进行了优化。短波红外，同时符合预计将以 12.8% 的复合年增长率增长。工业机器视觉系统采用短波红外来检查水分和聚合物成分，而军队则寻求在遮蔽物下更广泛的态势感知。 Lynred 对 New Imaging Technologies 的收购凸显了向商用短波红外相机的转变。量子点光电探测器已将截止波长扩展至 18 µm，为超长波应用开辟了未来道路。到 2030 年，SWIR 模块预计将渗透到智能农业和医疗内窥镜检查领域，从而增加微光成像市场的销量。

近红外仍然是汽车驾驶员监控系统和智能手机面部解锁不可或缺的一部分，而长波红外 (LWIR) 则在国防热成像中保留着专门的作用。在单个像素中结合可见光和近红外灵敏度的供应商可以销售可降低智能家居摄像头材料成本的多功能设备。因此，光谱多样化成为一种战略对冲供应商在弱光成像行业面临消费者周期。

按应用：空间和天文学记录最高轨迹

安全和监控占 2024 年支出的 37.1%。大型城市范围内的摄像头部署和支持人工智能的视频分析产生了重复的传感器需求。然而，太空和天文学应用的复合年增长率预计将达到 13.1%。 NASA 已经展示了噪声低于 0.3 e 的超导探测器，以及宽视场无缝光谱仪，可满足需要在地球大气层以上高灵敏度的系外行星调查。针对地球观测星座的商业实体更喜欢 CMOS 而不是 CCD，因为它具有耐辐射性和更快的读出速度。科学和工业成像在半导体检测和材料研究中伴随着稳定的更换周期。医学和生命科学实验室继续采用近红外和荧光成像进行实时手术指导。这些不同的需求共同拓宽了低光图像的总范围市场规模。

对太空的兴趣日益浓厚，促使供应商开发抗辐射、超低噪声传感器。与此同时，智能手机制造商也利用同样的量子效率改进，通过天文摄影模式让消费者惊叹不已，展示了技术的交叉授粉。因此，低光成像市场受益于跨不同垂直领域的良性创新循环。

按成像设备类型：相机模块超过离散传感器

图像传感器保留了 2024 年收入的 47.2%，因为每个下游模块都需要芯片。然而，完全集成的相机模块预计将以 13.2% 的复合年增长率增长。智能手机 OEM 需要包含晶圆级光学器件、执行器和新兴人工智能协处理器的交钥匙模块，以缩短设计周期。 OmniVision 的 1 英寸传感器具有 18 级动态范围，内置于旗舰手机的参考相机模块中。 Teledyne e2v 和 Airy3D 合作将 3D 深度映射嵌入到 2 MP 全局树中更好的设计，证明价值转移到封装内的功能。正如 Meta 最近的专利申请中所述，AR/VR 设备将进一步推动灵活的互连胶带的发展。因此，模块组装商在低光成像市场上获得了议价能力，而纯粹的芯片供应商必须共同创新，否则就面临商品化的风险。

完整的相机在需要定制光学器件的科学、电影和机器视觉领域仍然很重要。照明器、液体镜头和光谱滤光片等配件可创造辅助收入，但很容易受到模块供应商垂直整合的影响。为了保持竞争力，组件供应商添加了独特的涂层或人工智能算法，直接夹在模块管道上。这种共生进化支撑着低光成像市场更广泛的生态系统增长。

按最终用户行业：汽车成为主要增长引擎

智能手机、智能扬声器和网络摄像头使消费电子产品保持了 49.2% 的份额到 2024 年，但复合年增长率会随着更换周期的延长而放缓。相比之下，汽车传感器预计每年增长 13.8%，因为每辆电动汽车现在都集成了外部 ADAS 摄像头、驾驶员监控和占用感应。索尼计划到 2025 年每辆车配备 8 个摄像头，到 2028 年将增至 12 个。斯巴鲁选择 Onsemi 的 Hyperlux 传感器用于其下一代 EyeSight 系统，并指出 140 dB 动态范围对于黄昏驾驶至关重要。随着 OmniVision 和飞利浦将脉搏和呼吸分析与单个 NIR 成像仪集成，健康监测增加了更多内容。军事和国防预算推动了低光瞄准吊舱和手持式护目镜的升级，而工业机器视觉则实现了黑暗仓库的自动化。使用案例的多样性确保了整个低光成像市场的持续需求曲线。

商用车辆也有助于提高传感器安装率，因为现在的法规要求盲点摄像头。农业无人机在黎明前飞行监测农作物状况使用 NIR 指数进行头发生长，添加另一个汽车相邻通道。从实用到智能的演变巩固了成像作为移动平台核心组成部分的地位，加强了微光成像市场的结构性增长。

地理分析

由于集成的半导体供应链、政府激励措施和庞大的智能手机用户群，亚太地区占 2024 年收入的 41.2%。中国国内的动态视觉传感器行业包括索尼、Prophesee 和高瓴科技等公司，共同加剧了本土竞争。日本和韩国公司主打高端；索尼与三星在汽车芯片领域合作，以保障产能分配。台湾代工厂扩大 12 英寸晶圆生产线以支持堆叠 CMOS 节点，从而在全球晶圆厂短缺的情况下确保生态系统的弹性。随着 5G 覆盖率超过亚太地区城市人口的 80%，消费他们直播低光视频并增强了区域传感器需求。

北美在数量上落后于亚太地区，但在自动驾驶汽车和国防领域的技术采用方面领先。加州初创企业生态系统将神经形态和基于事件的传感器商业化，吸引了为下一代架构实验提供资金的投资流。联邦政府对智慧城市试点的资助刺激了交通枢纽采购人工智能增强型监控摄像头，从而增加了低光成像市场的销售。欧洲在严格的隐私监管与推动更安全的道路之间取得平衡。 Euro NCAP 的 2026 年标准要求先进的夜间行人检测，从而加速德国优质 OEM 厂商的摄像头升级。中东地区对大型项目的基础设施进行现代化改造，并采用 24/7 视频分析来确保体育场和机场的安全。南美洲的工业自动化和不断扩大的电子商务物流正在逐渐普及。

货币波动发挥着作用次要角色。日元疲软有利于日本出口商，而日元升值则压缩了韩国的利润。贸易政策也会影响供应；对先进光刻设备的出口管制迫使中国传感器工厂专注于成熟节点，从而将高端细分市场向外国供应商开放。在预测期内，亚太地区仍然是制造中心和最大的终端市场，而监管要求使欧洲和北美在高端汽车和安全垂直领域具有战略意义。这些区域动态确保了低光成像市场的均衡扩张。

竞争格局

得益于数十年来对晶圆级光学、堆叠像素设计和专有算法的投资，索尼在 2024 年保持了 53% 的出货量份额。这种垂直整合产生的规模经济是很少有竞争对手可以比拟的。三星利用其内存和逻辑能力SS 推出 200 MP 移动传感器，尽管由于 OmniVision、GalaxyCore 和 Onsemi 专注于高增长利基市场，所以份额整合很困难。因此，竞争环境适度集中，前五名供应商占收入的近78%。即使单位需求多样化，这种集中度也能保持平均销售价格稳定。

新兴挑战者采用有针对性的策略。格科科通过在中国提供人工智能眼镜和入门级汽车摄像头服务，避开了高端手机之战，利润增加了两倍。 Hamamatsu 通过收购 BAE Systems 的成像团队（现为 Fairchild Imaging）来加强其科学产品组合，以确保低噪声 CMOS 技术。 Meta 的 AR/VR 专利申请凸显了未来来自非传统电子巨头的竞争，表明软件生态系统将决定传感器功能集。 Lynred 收购 NIT 巩固了 SWIR 供应基地，为工业用户提供一站式产品。

合作伙伴关系主导战略行动。 AMD 收购了 Enosemi，将光子学与人工智能工作负载计算融合起来。 Omnivision 和 AVIVA 团队合作开发适用于软件定义车辆的 ASA 兼容摄像头，确保符合不断发展的汽车标准 ovt.com。 Onsemi 通过股权联动扩大了与 DENSO 的合作关系，保证了下一代 ADAS 芯片的长期供应。随着专业用例的扩展，协作创新而不是彻底整合将塑造低光成像市场的未来领导地位。