Duelo entre Sony y Samsung por el mejor sensor de imagen. OmniVision y Canon también están dando un paso adelante a medida que la tecnología avanza mucho más allá que los teléfonos inteligentes.
Duelo entre Sony y Samsung por el mejor sensor de imagen
TOKIO – El mercado de los sensores de imagen se ha vuelto extremadamente competitivo. Esto debido a que Sony lucha por mantener su liderazgo, Samsung busca ampliar las ganancias recientes, Omnivision se establece como un sólido número 3 y Canon presenta una nueva tecnología impresionante.
Los consumidores deberían beneficiarse, mientras que los nacionalistas estadounidenses de alta tecnología se preocupan por la abrumadora presencia de Asia en el mercado.
Sony, que ha dominado el mercado de sensores de imagen durante muchos años, según sus propios cálculos, ha perdido 10 puntos porcentuales de cuota de mercado, pasando del 53 % al 43 % en los últimos dos años.
Para revertir este declive, Sony ha lanzado una campaña agresiva para expandir la capacidad, actualizar su tecnología y diversificarse de teléfonos inteligentes a aplicaciones automotrices, de realidad virtual y otras.
Según estimaciones emitidas por varias organizaciones de investigación de mercado, Samsung ha pasado del 18% al 22% del mercado, impulsado por sus propias operaciones de telefonía celular, expansión de capacidad y nuevos clientes. Su participación en el mercado de teléfonos inteligentes puede llegar al 26%. Al igual que Sony, ve un futuro brillante en la conducción asistida.
OmniVision ha aumentado su cuota de mercado de poco menos del 10% hasta un 14% como resultado del desarrollo de nuevos productos y las oportunidades en China. Una empresa estadounidense con presencia en Europa y Asia, ahora es propiedad de Will Semiconductor de China.
Varios otros fabricantes de sensores de imagen tienen cuotas de mercado de un solo dígito, incluidos ST Micro (Francia), OnSemi (EE.UU.), SK hynix (Corea del Sur), GalaxyCore y Smartsens (China), y Panasonic y Canon (Japón).
Sony espera que el mercado de sensores de imagen crezca a una tasa de crecimiento anual combinada de aproximadamente 9% hasta el 2030. Todo esto impulsado por los teléfonos inteligentes de gama alta, los sistemas avanzados de asistencia al conductor, las aplicaciones industriales y la seguridad.
La aplicación de esta tasa de crecimiento, a un valor de mercado actual de $20 mil millones de dólares, indica que hay muchos negocios por los que luchar.
Japón subsidia a sus empresas
El 17 de junio, el Ministerio de Economía, Comercio e Industria de Japón (METI) anunció planes para otorgar hasta ¥ 476 mil millones de yenes ($3,5 mil millones de dólares) en subsidios a Japan Advanced Semiconductor Manufacturing (JASM), una empresa conjunta entre TSMC, la empresa del Grupo Sony y la empresa del Grupo Toyota Denso. Esto con el fin de apoyar su proyecto de fabricación de semiconductores en la isla de Kyushu.
La construcción de la fábrica, que está situada cerca de las instalaciones de producción de sensores de imagen de Sony, comenzó en abril. El gobierno japonés asumirá alrededor del 40% del costo total del proyecto, que se estima en 1,16 billones de yenes (8,600 millones de dólares estadounidenses).
Es probable que los productos incluyan procesadores de señales de datos de sensores de imagen, circuitos integrados para automóviles y otros dispositivos lógicos, con prioridad en el suministro a Sony y otros clientes en Japón. Las operaciones están programadas para comenzar en diciembre de 2024.
Según las empresas, Sony poseerá algo menos del 20% de JASM; y Denso, algo más del 10%. Lo más probable es que esto deje a TSMC con más de dos tercios de la propiedad de lo que será esencialmente una fundición especializada.
Mientras tanto, la propia Sony está planeando un gasto de capital relacionado con el sensor de imagen de 900 mil millones de yenes ($6,7 mil millones de dólares) hasta marzo del 2024. Un aumento del 55% con respecto a los tres años anteriores. Esto incluye la expansión de Fab 5 en Nagasaki, que inició operaciones hace poco más de un año.
Sony quiere acaparar el 60% del mercado de sensores de imagen
Se espera que el aumento resultante en la producción contribuya a un aumento del 37% en las ventas del negocio de soluciones de detección e imágenes de Sony este año fiscal. Esto debería elevar su participación en el mercado de sensores de imagen al 49%, el primer paso hacia el objetivo de la gerencia del 60% que se espera alcanzar hasta marzo del 2026.
Para lograr esto, Sony está desarrollando tecnologías de imagen para cámaras de teléfonos inteligentes más sofisticadas, cámaras con lentes intercambiables, sistemas avanzados de asistencia al conductor y, eventualmente, conducción autónoma, aplicaciones industriales, realidad aumentada y realidad virtual.
Las cámaras de teléfonos inteligentes de gama alta en evolución requerirán una resolución más alta, una velocidad más alta para admitir video y un zoom de mayor aumento.
Los sistemas avanzados de asistencia al conductor incluyen de seis a ocho cámaras delanteras, envolventes y traseras por automóvil. Los vehículos de servicio de conductor autónomo requerirán de 16 a 20 cámaras, cada una con mayor resolución y sincronización con detección de luz y alcance.
Las aplicaciones industriales incluyen monitoreo de líneas de producción, inspección de productos, clasificación en bases logísticas, clasificación de materiales reciclados y mantenimiento predictivo.
Las aplicaciones de realidad aumentada y realidad virtual incluyen pantallas montadas en la cabeza, anteojos AR, reconocimiento de iris, detección de mirada, seguimiento de manos, reconocimiento humano/espacial y SLAM (localización y mapeo simultáneos).
La I+D, incluido el trabajo sobre la integración de la detección de imágenes y la inteligencia artificial, se lleva a cabo en Japón, China, EE.UU. y Alemania.
Samsung
Las ganancias de participación de mercado de Samsung se pueden atribuir a precios más bajos, volúmenes más altos, tecnología mejorada y una gama de productos de gama baja a alta favorecida por los fabricantes chinos de teléfonos inteligentes Vivo, Oppo y Xiaomi.
En contraste, Sony sufrió la pérdida del negocio de teléfonos inteligentes de Huawei, que había sido un cliente importante.
Samsung se ha apresurado a actualizar sus sensores de imagen, lanzando la primera cámara de teléfono inteligente de 100MP (megapíxeles) del mundo el 2019 y el primer prototipo de 200MP el 2021. El modelo de 200MP se destaca por su rendimiento en entornos con poca luz.
La miniaturización es otro fuerte de Samsung. Su nuevo sensor de imagen de 200 MP, lanzado el mes pasado, es un 20% más pequeño que su predecesor.
Además de eso, se informa que Samsung está trabajando en un sensor de imagen con más de 500MP que igualaría la resolución del ojo humano.
En el mercado automotriz, Samsung ofrece monitores retrovisores y envolventes de alta definición.
OmniVision
La empresa OmniVision tiene una línea de productos de imagen automotriz más amplia que incluye monitores, retrovisores y espejos electrónicos; además de monitoreo del conductor y otros sistemas de monitoreo para los vehículos. Las funciones exteriores incluyen reconocimiento de carril, detección de vehículos y peatones y cobertura de puntos ciegos.
OmniVision también diseña sensores de imagen y circuitos integrados relacionados para teléfonos móviles, realidad virtual y realidad artificial, ordenadores portátiles, vigilancia, aplicaciones industriales y médicas. Su línea de productos complementa la de su empresa matriz, Will Semiconductor.
Will diseña dispositivos semiconductores discretos, gestión de energía y otros circuitos integrados, así como condensadores y otros componentes pasivos utilizados en comunicaciones móviles, electrónica de vehículos, seguridad y otras aplicaciones.
Los productos mencionados anteriormente son sensores de imagen CMOS, el tipo de sensor de imagen más común que se produce actualmente. CMOS significa semiconductor de óxido de metal complementario, que es la tecnología utilizada para fabricar microprocesadores, chips de memoria y la mayoría de los demás circuitos integrados.
Como se explica en el Museo de Nanotecnología en línea de Tokyo Electron, un sensor de imagen de semiconductor de óxido de metal complementario (CMOS) tiene un fotodiodo y un interruptor de transistor CMOS para cada píxel, lo que permite que las señales de píxel se amplifiquen individualmente.
Un píxel (elemento de imagen) es un pequeño componente sensible a la luz hecho (generalmente) de silicio. Una cuadrícula de píxeles proporciona datos a un sensor de imagen a través del efecto fotoeléctrico, en el que la energía de la luz provoca la emisión de electrones del silicio.
Pero hay tecnologías alternativas.
Canon y su sensor revolucionario SPAD
En diciembre pasado, el fabricante de cámaras japonés Canon anunció que había desarrollado un nuevo sensor de imagen de tipo diodo de avalancha de un solo fotón que puede «ver en la oscuridad». Su nombre? SPAD. Este puede tomar fotografías en color de alta resolución en la noche más oscura o en otros entornos con poca luz. en el que los sensores de imagen CMOS no funcionan tan bien.
Como explica Canon:
Un sensor SPAD es un sensor de imagen de diseño único en el que cada píxel posee un elemento electrónico. Cuando una sola partícula de luz, llamada fotón, alcanza un píxel, se multiplica, como si creara una «avalancha», y eso da como resultado un solo pulso eléctrico grande. Con los sensores CMOS, la lectura de la carga electrónica acumulada contiene ruido electrónico, lo que disminuye la calidad de la imagen, debido al proceso mediante el cual se mide la luz acumulada.
Según el comunicado de prensa, el nuevo sensor combina un diminuto sensor SPAD con una arquitectura de píxeles patentada «capaz de capturar la resolución más alta del mundo de imágenes de 3,2 megapíxeles, una resolución más alta que Full HD». “Puede capturar las mismas imágenes que un sensor CMOS convencional y solo requiere una décima parte del área de imagen”.
El nuevo sensor SPAD de Canon es especialmente adecuado para cámaras de seguridad, vehículos autónomos, instrumentos médicos y científicos. Además de aplicaciones industriales con poca luz y realidad aumentada. La producción está programada para comenzar a fines de este año 2022.
Canon ha competido con Sony en el mercado de las cámaras digitales desde la década de 1990.
Consciente de la amenaza, Sony también está trabajando en la tecnología SPAD. Entonces ¿quién está ganado la carrera por los sensores de imagen?.
