手机相机初期市场在画质、分辨率的苛求度上远不及数字相机要求之深；此一额外的成本虽使手机制造商对于相机的引进颇为迟疑，但在行动电话服务业者扩增服务内容和增加流量的诉求，以及产品差异化的必要性要求下，不得不积极寻求成本低廉，在地支持完善的相机模块供应来源。
作者：王沐光
跨入电子产业的最大问题并不完全在技术开发的障碍，如何挑选兼具高成长和具备庞大市场的产品，已经愈来愈困难。在九○年代末期之后，这种困境特别明显。不少业者被迫选择走向行动电话手机，尤以Notebook制造商最具代表性。手机和Notebook的关连性并非十分强烈，特别是PC业者缺乏无线通讯的能力和经验，惟在市场比人强的态势下，不得不为。PDA是另一个典型的代表产品，或许和Notebook的同构型较高，出货量却远不及手机。为了维持公司开发新产品的原动力，还是得奋力而为。
日本业界并未掌握全面性优势
日本业界在手机相机上，依然享有十足的优势。拜消费性光学产品独步全球之赐，自可承袭来自数位相机的竞争优势到手机上。擅长轻薄化的日本业界，对于相机内建在手机上，自然是得心应手，无人能与之匹敌。另一方面日本国内的无线行动通讯服务最早跨入多媒体服务，以I-Mode为代表；亦是全球第一个实施3G服务的国家。日本手机制造商已相当熟悉影像在手机上的应用，包括软件、芯片界面处理以及服务内容的提供。日本业界在手机的主动组件上，如RF、基频、媒体处理器上，难以和欧美势力抗衡，取得领先的地位，在LCD与相机模块上，却拥有绝对的胜算，甚至凌驾欧美之于主动组件的相对优势。手机大量地引进相机，有助于日本势力在手机上的延伸，亦可增加相机产业的收益。然而日本业界在此市场上，并非无懈可击；成本高昂和极度强调影像的高品质，对客户的支持服务不够弹性，亦难以面面俱到等现象，恰好留给台湾业界得以充份发挥的空间。完善的支持服务，合理的价格以及可接受的影像品质，成为台湾业界最佳的立足点，正好区隔了日本擅长的领域。
手机用相机的技术和市场时机渐成熟
手机是否需要内建相机，曾经存在不少争议。从技术观点，在已经很狭小的手机内部空间再挤入相机模块，对于手机的体积和重量都是负面的。再者对于处理能力有限的基频微处理器、内存容量以及耗电量等，均是不少的负荷。从实用性的角度，影像的应用尚未蔚成风气，并非人机界面所必需，能否成为主流产品大有疑问。整体而言，相机的内建应属于利基性市场的见解偏多。2000年首次出现内建相机的手机，并非引起太多的注意和讨论，视为噱头的气氛十足。尔后的两年发展，各种主各观因素条件逐渐成熟，内建相机的手机机种将成为主流产品的主张已不再视为异类。
内建相机的说服力愈来愈强，有多方性的因素在时机上已然成形：
一、 手机面板彩色化已成主流趋势
手机若停留在单色，引进相机模块就完全不具意义。所以相机内建蔚成趋势先决条件就是面板全面性地彩色化，日本市场在2001年底时几乎完成新机种全部彩色化；欧系手机于2002年开始大幅度地引进彩色面板，2003年成为主流。因此2003~2004年，正是内建相机布局的最佳时机。
二、 创造手机新的输入人机界面
和早期的PC一样，手机的发展至今都比较侧重输出界面，如语音、来电铃声的和弦化、下载图案，以及LCD面板的高分辨率化和彩色化等。手机欠缺输入界面，若能找到适合的技术予以建立起来，适可和输出界面的应用做互补和互动，创造更多具实用性价值的应用。放眼所有的可能，以相机为不二选择。
三、 衍生行动通讯服务之价值
在2002年之后，业界早已体认行动通讯服务必须强化数据传送能力，方能创造更多的应用方式，促进消费者换机的意愿。依据各种分析报告均指出，换机市场将取代新用户，成为手机销售最大的来源。于是服务业者积极布建投资成本较低的2.5G，虽曾屡被怀疑其实际的数据传输效益以及消费者的接受度，如今疑云已经散尽，引进实用性应用以促进流量的大幅增加，扩充收益，是绝对必要的作法。相机提供的静态影像，恐是次于语音和简讯之最常用的人类感官沟通的工具，其流量却要远逾于前两者。服务业者实找不出理由令配套的手机制造商排拒相机的引进。
四、 相机模块技术的大跃进
初期引进相机不被看好的主因之一是画质不好、分辨率亦不高。这是因为业界从无为手机用途设计相机的经验，不少技术仍沿用自PC用相机，而非真正为手机量身订制。在过去的两年里，业界投注许多心力在手机的单一用途上，在感度以及耗电量上大有改进。如Sharp和三洋分别在CMOS和CCD传感器，做了两次改版。下游之镜头以及封装的厂商，亦发展出更高精密度的产品或制程，使相机的性能已非昔日阿蒙。
五、 手机制造商欲掠夺数字相机在影像应用市场的主导权
现阶段影像的应用大都围绕在数字相机上。数字相机的日渐普及，压缩了如扫瞄器等的发展空间，但造就了彩色打印机市场扩大的新契机。手机引进相机之后，拜其总出货量10倍于数字相机之赐，即使渗透量不高，需要量将轻易凌驾在数字相机之上。手机制造商因而可在数字影像市场和技术上发挥更多影响力。以日本市场为例，在2002年，数字相机出货量为610万台，摄影机为140万台，内建相机的手机为2,300万台，超过所有手机出货量总数的一半。内建相机的手机市场需求远逾数字相机和摄影机之上。以市场产值，手机的相机模块平均单价要远比数位相机低，分辨率和画质也差很多。然而手机是随身携带，且可在任意时间上网，和执行互动应用，是数字相机所不能及之处。短期内手机内建相机的应用和数字相机应有所区隔；惟随着手机用相机模块的分辨率和影像品质的增加，或许可扼杀低阶数字相机之市场。
六、 市场的激烈竞争
手机市场庞大，使得市场竞争之激烈超越其它产品。每家业者除了在营运上追寻更有效率的经营，以降低成本，增加获利之外，更亟力苦思在产品差异化上下功夫。相机模块引进的初期，市场状况不明，手机制造商几可暂持观望态度。如今市场能见度已大为提高，行动上不能再维持保守的作法。尤其手机模块从开发到验证、量产，需要耗费6个月以上的时间，一旦有所迟疑将不利于新机种的市场接受度。手机制造商
即使因成本增加，需额外投入资源以及不熟悉产品因素，而倾向被动的态度，却也不得不因竞争的考量而得放手一搏。
CCD重新为手机用途量身打造，提高市场接受度
一涉及取像，影像传感器始终是不能回避的最关键性组件。影响相机模块成品性能好坏的因素很多，影像传感器则扮演主宰的角色。在手机此一新兴市场上，一般认为CMOS传感器较适合。在CIF的草创阶段，绝大部份的设计的确是使用CMOS传感器。不考虑CCD乃是顾虑耗电量和成本的因素，业界在CIF模块小型化和低耗电的处理上，确实较有把握。到了2001年下半年之后，VGA模块技术渐迈入成熟阶段，有能力供货商亦在增加中，终渐凝造出VGA取像模块可应用在手机上的有利形势。VGA的耗电量无疑地会比CIF大，但因取像模块的使用都是一时之间，而非如LCD面板随时在待机或在通话中的长时间耗损，故耗电量大小的争议性较小。因此严格地说，取像模块画素提升所引起的争执，远较LCD彩色面板从STN提升至TFT小。换言之，此时业界在相机耗电量苛求度的认知上有所改变，不如以往的严苛，遂而造就CCD重返市场的机会，在2002年下半年此趋势更为明显。
2002年CMOS传感器和CCD在手机市场上由市场区隔逆转为竞争关系
三洋早在2001年2月即推出图框转送方式(FT)的CCD，应用在手机用取像模块，最低的被拍摄物体照度只要5lx。虽其高耗电量为业界所嗤之以鼻，却迫使CMOS传感器的业者不得不致力降低照度，大部份第二代的CIF模块最低照度大致可以降低到5lx。但CCD在性能改善的余裕度上仍比CMOS传感器高，在电力消耗上则有改善空间，遂使部份日本业者开始注意CCD在手机应用上的可行性。采用PT技术的CCD，较传统上使用在数字相机和摄影机的行间写入转送方式(Interline Transform；IT)的电压低，可达到低耗电的效果。由于FT的耗电量较小，电源电路的规模得以削减，模块亦较易于轻薄化。
继CIF之后，三洋续推出VGA的FT式CCD，在画素的大小和电压上痛下功夫，前者可较原CIF组件减少30%，并配合此一优势结合电源的新设计，使耗电量为90mW，和CIF相同，并和其它业者所推出的同级CMOS传感器相当，一举扫除CCD的传统劣势。在取像模块的体积上，亦比过去减少三成至四成。CCD在耗电量以及体积改善上的大有斩获，终扭转CCD不得其门而入的现象。尤有甚之，在2002年下半年之后，CCD在画素尺寸的缩小幅度惊人，使得百万画素手机用相机模块成为可能。在CCD连本改良的动作下，使CMOS传感器倍受压力，必须在维持价格优势下，大力改良性能。原本市场重迭性不高的CCD和CMOS传感器，终在手机市场上产生较微妙的竞争关系。
业界对CCD和CMOS传感器的认知已有大幅改变
影像传感器最重要的性能比较点，大致涵括了画质、模块的耗电量、成本以及轻薄化的程度。在手机的应用上，得另注意高速移动时是否会造成影像的歪斜。在过去两年，无论是CCD或CMOS传感器都有全新的发展。在影像品质方面，CMOS的画质原被视为拙劣，在制程不断地改进之下，噪声已明显地抑低，而提高了画质，甚至部份产品已不在CCD之下。在耗电量上，对CCD不利，在设法降低驱动电压之后，已渐拉低和CMOS的距离。模块成本原以芯片整合度较高的CMOS占优势。近年来包括日本小型IC设计公司在内的业者，纷纷引进可使用CMOS制程，但设计结构接近CCD的新组件，既可维持CCD的高画质，又可透过CMOS制程达到高整合度。芯片的缩小和数目的减少不仅对成本的降低有利，对模块的轻薄化，亦有俾益。由于CCD在画素尺寸上比CMOS传感器小，在高画素模块的小型化上，比CMOS传感器更具优势。所以CCD虽受制于芯片整合度较差的限制，却可在此方面弥补过来，缩小两者的差距。在移动时产生的影像歪斜方面，以CMOS传感器的问题较为严重。不过在每秒15~30图框的高速行进中，VGA分辨率的CMOS传感器已无明显的缺陷。
业界刻正在VGA格式的相机模块做更大的改良当头，2003年持续推动跨入百万画素等级之模块。回顾2002年秋，以至于2003年春，近半年的代表性供货商的产品计划，可发现两大主轴的脉动。在VGA方面，CCD业者纷纷推出第二代产品，耗电量明显比第一代产品减少，并直逼CMOS；感度方面亦大有改进，并有扩大领先CMOS之走向。在VGA等级CCD的主要供货商将本自三洋、Sharp，应主打高阶市场。CMOS势力方面，模块轻薄化已可被市场接受，现在最大的难题是如何进一步改良画质和感度，缩小和CCD的距离；另一方面，得在成本的降低上持续努力，扩大和CCD的价差，稳住在低中阶手机上的地位。CMOS大都来自台欧美制造商，惟通路上，亦和欧系手机的关系较为紧密，势必会利用在此通路上的优势，区隔日本CCD的势力范围。第二个主轴动力将是更高分辨率，即Mega级画素的追求，以摆脱VGA主流市场，创造前瞻性领先的地位，渐蚕食或者替代数字相机的市场。日本CCD的业者将成为此主轴的催生者，CMOS的领导者，如OmniVision亦将跟进。这股手机用相机模块的竞争，不只是发生在传感器上，亦将蔓延至相机后端芯片，即俗称的DSP上。
2003年迈入百万画素，CCD需要全新的设计架构
手机相机模块进入Mega级画素，是技术上的另一个大考验，具有指标性的意义。由于用途局限在手机上，相机模块的大小原来就受到限制。模块大小的最关键因素便是影像传感器的画素大小(或间距)。目前规则100~130万画素的传感器大小为1/4吋，欲达此标准，画素大小必须控制在3um以下。目前为止，只有CCD才能达到。CMOS传感器的画素大小，尚虽有3um以下的能力，即使可以做到100~130万画素，传感器的大小应会比1/4吋大。在封装和镜头设计上亦是一大考验，必须考量厚度的要求。即光轴方向的尺寸，只能容许5mm~7mm。大有甚之，日本业界已规划2004年迈入200万画素，挑战度愈来愈高。
在2001~2002年间，投入CCD开发最具代表性的业者为三洋，陆续推出CIF和VGA产品及其改良版。该公司系使用图框转送(FT)的技术，以取得兼顾感度和耗电量的有利位置，突显相对于CMOS的差异性优势。然而当画素急增至百万级时，FT方式未必是最佳的选择。CCD占有率次于Sony和松下的Sharp，原本在手机相机上，倾向使用CMOS传感器；在2002年秋之后，开始积极在CCD布局。
Sharp采用图框行间写入转送方式(Frame Interline Transform；FIT)，并已使用在NTT DoCoMo的Mover SH251?，J-Phone之『F-SH09』和『J-SH52』手机上，FIT方式的CCD通常是使用在成本较昂贵的广播专业用摄影机用CCD，这是第一回使用在廉价的消费性产品上。对感度要求极高的数字相机和摄影机，通常使用行间写入转送方式(Interline Transform；IT)方式。Sharp此举像在各取FT和IT的好处。取像的构造和IT方式相同，电荷的储存方式则和FT方式一样，如此可兼顾高感度和低残影。IT取像的构造使光电二极管和垂直转送分离，使得光电二极管在每个画素所占的面积比率降低，而提高讯杂比。Sharp引用FIT技术之后，1/5吋的CCD模块的最低照度为2 lx，远优于该公司1/4吋CMOS模块的10 lx。IT方式比FT方式残影少，在储存部份设计一缓存器，使CCD的水平转送和垂直转送的电荷移动速度异步化。如此可使垂直转送的速度大幅提高，可减少残影混入的机率。在水平转送速度较慢的这一部份，则可减轻由取像讯号转变为讯号电压时，造成基频芯片在峰值处理的负荷，而可减轻残影的机会，这种两全其美的方法，同时会带来负作用。IT方式储存的取像画素晶粒面积较大，FI的取像构造也比较复杂。
CMOS传感器急起直追，性能有待改善
另一个CCD供货商FujiFilm则沿用其Super CCD架构在手机上。画素倾斜45度角之间距4.6um，1/7吋有效画素为17万，较一般业者所推出的11万画素为多，最低照度为5lx。该公司规划130万画素，只要1/4吋便可达此水准。原投注CMOS传感器在手机相机模块的松下，在2002年改变作法推出35万画素，1/6吋的IT方式之CCD，并预定在2003年下半年推出1/4吋的130万画素。
终在手机用相机找到可大力发挥的CMOS传感器业者，开始感受到CCD业者反扑的压力。尤其日系CCD业者，早具备垂直整合的完整产业架构，从产品开发到完成量产，所耗费的时间和资源都要比CMOS传感器业者的单打独斗具有优势。CMOS传感器最大的问题是画素间距缩小的程度远不若CCD，单位面积的画素数不如CCD。因此当日本业界在CCD上，提高画素的数目时，并企图拉拔高画素产品成为主流之际，相对地就等于为CMOS传感器制造更高的门坎。CMOS的画素具备多个晶体管，构造比较复杂，使得画素间距缩小不易。在感度方面，CMOS亦较差，日本业界评估约落后CCD至少1年，幸好CMOS传感器在耗电量上，依然比较优越。CMOS传感器业者当前最大的努力目标，恐非一味追求高画素，而是在既有的产品上再做改版，设法提高感度及其它光学性能。
CMOS传感器的另一个问题是如何克服镜头、芯片以及封装、测试的垂直整合问题。在收并Photobit之后的Micron以及STMicro等IDM，径可直接利用专有的制程和生产线，提高了相对于专业IC设计公司的竞争力。领导厂商OmniVision虽是IC设计公司，多年的布局已掌握下游整合的若干资源。相对之下，其它规模较小的设计公司，如何跟得上竞争愈来愈激烈，变化愈来愈快的市场脚步，将是愈来愈严苛的挑战。
带动芯片的新商机
相机模块的引进，不只是带动传感器的市场机会亦对后端影像处理芯片产生冲击。手机不若PC加入新组件如此单纯，不仅内部空间有限，基频的处理能力大部份已被通讯部份占满。支持新加入的相机模块，画素愈高处理愈是棘手。特别是手机制造商不谙相机技术，故无不希望相机芯片供货商能够一次解决所有技术问题。再者放眼所有手机RF和基频芯片供货商，拥有相机技术资源的仅有少数几家，遂使得相机后端处理芯片的供货商，拥有利基性的市场切入机会。小型的IC设计公司或许永远没有机会从事RF和基频芯片的研发，却可以凭借着设计恰如市场所需以及提供完整的解决方案的服务，以相机后端芯片打进手机市场。所耗费的资源和开发时间却远比RF或基频芯片小多了。
部份业者着眼于相机模块实和LCD模块有密切的输入、输出的相关性，因而亟欲将两者的后端芯片做完整的结合，把相机的JPEG及其它处理电路和绘图控制器、LCD界面一次做整合；亦即将手机的多媒体在同一颗芯片上，一次做解决，可以减少基频处理的负荷以及和缓存器间的数据往返所带来的延迟。推出此类芯片的供货商愈来愈多，包括SeikoEpson、三洋、MediaQ和ATI等。MediaQ强调该芯片的超省电性，主要是从其公司的创业产品PDA用绘图芯片的改版，转为手机所用。ATI则是以绘图引擎的卓越性能为号召。三洋和SeikoEpson在LCD控制器以及相机模块方面，都有很好的经验，自然而然就会涉足此一市场。
瞬间上亿颗市场爆发量，但市场挑战度将愈来愈高
正如手机搭载彩色屏幕的比例所受到的关注一样，相机在手机市场究竟有多少潜力，是正逢起步阶段的一大疑问。从手机领导厂商Nokia在2003Cebit记者会上，公开宣示相机将为手机带来更多的应用和服务，并直言Nokia将自2003年起大力推动搭载相机的机种，就可知道此一趋势的势不可挡，全球搭载的比率，各个证券公司和研究机构的预测颇多，但大抵都预测2005年应有25%~35%。部份公司甚至二度上修预测值。罕有如此组件，能在短短的2~3年内，冲至上亿个规模，瞬间的爆发力是令人振奋的。
尽管市场潜力雄厚，并非每一个参与此市场的业者都可得利。手机相机的市场量大，自然容易引起注意，使竞争更加激烈。手机组件的技术和可靠度、性能的苛求度远高于PC，台湾业界若以PC的习惯作法，踏入此领域，必定空手而返。再者，手机短时间内出货量极大，产能供应不具规模的业者，不易进入市场。未来CCD的产能若不幸过剩，势必使日本业界开始转移至台湾市场，这些负面性的可能，必须列入评估。手机相机市场尚在萌芽，机会大好的同时也透露出更严苛的挑战在后头。
作者：王沐光
跨入电子产业的最大问题并不完全在技术开发的障碍，如何挑选兼具高成长和具备庞大市场的产品，已经愈来愈困难。在九○年代末期之后，这种困境特别明显。不少业者被迫选择走向行动电话手机，尤以Notebook制造商最具代表性。手机和Notebook的关连性并非十分强烈，特别是PC业者缺乏无线通讯的能力和经验，惟在市场比人强的态势下，不得不为。PDA是另一个典型的代表产品，或许和Notebook的同构型较高，出货量却远不及手机。为了维持公司开发新产品的原动力，还是得奋力而为。
日本业界并未掌握全面性优势
日本业界在手机相机上，依然享有十足的优势。拜消费性光学产品独步全球之赐，自可承袭来自数位相机的竞争优势到手机上。擅长轻薄化的日本业界，对于相机内建在手机上，自然是得心应手，无人能与之匹敌。另一方面日本国内的无线行动通讯服务最早跨入多媒体服务，以I-Mode为代表；亦是全球第一个实施3G服务的国家。日本手机制造商已相当熟悉影像在手机上的应用，包括软件、芯片界面处理以及服务内容的提供。日本业界在手机的主动组件上，如RF、基频、媒体处理器上，难以和欧美势力抗衡，取得领先的地位，在LCD与相机模块上，却拥有绝对的胜算，甚至凌驾欧美之于主动组件的相对优势。手机大量地引进相机，有助于日本势力在手机上的延伸，亦可增加相机产业的收益。然而日本业界在此市场上，并非无懈可击；成本高昂和极度强调影像的高品质，对客户的支持服务不够弹性，亦难以面面俱到等现象，恰好留给台湾业界得以充份发挥的空间。完善的支持服务，合理的价格以及可接受的影像品质，成为台湾业界最佳的立足点，正好区隔了日本擅长的领域。
手机用相机的技术和市场时机渐成熟
手机是否需要内建相机，曾经存在不少争议。从技术观点，在已经很狭小的手机内部空间再挤入相机模块，对于手机的体积和重量都是负面的。再者对于处理能力有限的基频微处理器、内存容量以及耗电量等，均是不少的负荷。从实用性的角度，影像的应用尚未蔚成风气，并非人机界面所必需，能否成为主流产品大有疑问。整体而言，相机的内建应属于利基性市场的见解偏多。2000年首次出现内建相机的手机，并非引起太多的注意和讨论，视为噱头的气氛十足。尔后的两年发展，各种主各观因素条件逐渐成熟，内建相机的手机机种将成为主流产品的主张已不再视为异类。
内建相机的说服力愈来愈强，有多方性的因素在时机上已然成形：
一、 手机面板彩色化已成主流趋势
手机若停留在单色，引进相机模块就完全不具意义。所以相机内建蔚成趋势先决条件就是面板全面性地彩色化，日本市场在2001年底时几乎完成新机种全部彩色化；欧系手机于2002年开始大幅度地引进彩色面板，2003年成为主流。因此2003~2004年，正是内建相机布局的最佳时机。
二、 创造手机新的输入人机界面
和早期的PC一样，手机的发展至今都比较侧重输出界面，如语音、来电铃声的和弦化、下载图案，以及LCD面板的高分辨率化和彩色化等。手机欠缺输入界面，若能找到适合的技术予以建立起来，适可和输出界面的应用做互补和互动，创造更多具实用性价值的应用。放眼所有的可能，以相机为不二选择。
三、 衍生行动通讯服务之价值
在2002年之后，业界早已体认行动通讯服务必须强化数据传送能力，方能创造更多的应用方式，促进消费者换机的意愿。依据各种分析报告均指出，换机市场将取代新用户，成为手机销售最大的来源。于是服务业者积极布建投资成本较低的2.5G，虽曾屡被怀疑其实际的数据传输效益以及消费者的接受度，如今疑云已经散尽，引进实用性应用以促进流量的大幅增加，扩充收益，是绝对必要的作法。相机提供的静态影像，恐是次于语音和简讯之最常用的人类感官沟通的工具，其流量却要远逾于前两者。服务业者实找不出理由令配套的手机制造商排拒相机的引进。
四、 相机模块技术的大跃进
初期引进相机不被看好的主因之一是画质不好、分辨率亦不高。这是因为业界从无为手机用途设计相机的经验，不少技术仍沿用自PC用相机，而非真正为手机量身订制。在过去的两年里，业界投注许多心力在手机的单一用途上，在感度以及耗电量上大有改进。如Sharp和三洋分别在CMOS和CCD传感器，做了两次改版。下游之镜头以及封装的厂商，亦发展出更高精密度的产品或制程，使相机的性能已非昔日阿蒙。
五、 手机制造商欲掠夺数字相机在影像应用市场的主导权
现阶段影像的应用大都围绕在数字相机上。数字相机的日渐普及，压缩了如扫瞄器等的发展空间，但造就了彩色打印机市场扩大的新契机。手机引进相机之后，拜其总出货量10倍于数字相机之赐，即使渗透量不高，需要量将轻易凌驾在数字相机之上。手机制造商因而可在数字影像市场和技术上发挥更多影响力。以日本市场为例，在2002年，数字相机出货量为610万台，摄影机为140万台，内建相机的手机为2,300万台，超过所有手机出货量总数的一半。内建相机的手机市场需求远逾数字相机和摄影机之上。以市场产值，手机的相机模块平均单价要远比数位相机低，分辨率和画质也差很多。然而手机是随身携带，且可在任意时间上网，和执行互动应用，是数字相机所不能及之处。短期内手机内建相机的应用和数字相机应有所区隔；惟随着手机用相机模块的分辨率和影像品质的增加，或许可扼杀低阶数字相机之市场。
六、 市场的激烈竞争
手机市场庞大，使得市场竞争之激烈超越其它产品。每家业者除了在营运上追寻更有效率的经营，以降低成本，增加获利之外，更亟力苦思在产品差异化上下功夫。相机模块引进的初期，市场状况不明，手机制造商几可暂持观望态度。如今市场能见度已大为提高，行动上不能再维持保守的作法。尤其手机模块从开发到验证、量产，需要耗费6个月以上的时间，一旦有所迟疑将不利于新机种的市场接受度。手机制造商
即使因成本增加，需额外投入资源以及不熟悉产品因素，而倾向被动的态度，却也不得不因竞争的考量而得放手一搏。
CCD重新为手机用途量身打造，提高市场接受度
一涉及取像，影像传感器始终是不能回避的最关键性组件。影响相机模块成品性能好坏的因素很多，影像传感器则扮演主宰的角色。在手机此一新兴市场上，一般认为CMOS传感器较适合。在CIF的草创阶段，绝大部份的设计的确是使用CMOS传感器。不考虑CCD乃是顾虑耗电量和成本的因素，业界在CIF模块小型化和低耗电的处理上，确实较有把握。到了2001年下半年之后，VGA模块技术渐迈入成熟阶段，有能力供货商亦在增加中，终渐凝造出VGA取像模块可应用在手机上的有利形势。VGA的耗电量无疑地会比CIF大，但因取像模块的使用都是一时之间，而非如LCD面板随时在待机或在通话中的长时间耗损，故耗电量大小的争议性较小。因此严格地说，取像模块画素提升所引起的争执，远较LCD彩色面板从STN提升至TFT小。换言之，此时业界在相机耗电量苛求度的认知上有所改变，不如以往的严苛，遂而造就CCD重返市场的机会，在2002年下半年此趋势更为明显。
2002年CMOS传感器和CCD在手机市场上由市场区隔逆转为竞争关系
三洋早在2001年2月即推出图框转送方式(FT)的CCD，应用在手机用取像模块，最低的被拍摄物体照度只要5lx。虽其高耗电量为业界所嗤之以鼻，却迫使CMOS传感器的业者不得不致力降低照度，大部份第二代的CIF模块最低照度大致可以降低到5lx。但CCD在性能改善的余裕度上仍比CMOS传感器高，在电力消耗上则有改善空间，遂使部份日本业者开始注意CCD在手机应用上的可行性。采用PT技术的CCD，较传统上使用在数字相机和摄影机的行间写入转送方式(Interline Transform；IT)的电压低，可达到低耗电的效果。由于FT的耗电量较小，电源电路的规模得以削减，模块亦较易于轻薄化。
继CIF之后，三洋续推出VGA的FT式CCD，在画素的大小和电压上痛下功夫，前者可较原CIF组件减少30%，并配合此一优势结合电源的新设计，使耗电量为90mW，和CIF相同，并和其它业者所推出的同级CMOS传感器相当，一举扫除CCD的传统劣势。在取像模块的体积上，亦比过去减少三成至四成。CCD在耗电量以及体积改善上的大有斩获，终扭转CCD不得其门而入的现象。尤有甚之，在2002年下半年之后，CCD在画素尺寸的缩小幅度惊人，使得百万画素手机用相机模块成为可能。在CCD连本改良的动作下，使CMOS传感器倍受压力，必须在维持价格优势下，大力改良性能。原本市场重迭性不高的CCD和CMOS传感器，终在手机市场上产生较微妙的竞争关系。
业界对CCD和CMOS传感器的认知已有大幅改变
影像传感器最重要的性能比较点，大致涵括了画质、模块的耗电量、成本以及轻薄化的程度。在手机的应用上，得另注意高速移动时是否会造成影像的歪斜。在过去两年，无论是CCD或CMOS传感器都有全新的发展。在影像品质方面，CMOS的画质原被视为拙劣，在制程不断地改进之下，噪声已明显地抑低，而提高了画质，甚至部份产品已不在CCD之下。在耗电量上，对CCD不利，在设法降低驱动电压之后，已渐拉低和CMOS的距离。模块成本原以芯片整合度较高的CMOS占优势。近年来包括日本小型IC设计公司在内的业者，纷纷引进可使用CMOS制程，但设计结构接近CCD的新组件，既可维持CCD的高画质，又可透过CMOS制程达到高整合度。芯片的缩小和数目的减少不仅对成本的降低有利，对模块的轻薄化，亦有俾益。由于CCD在画素尺寸上比CMOS传感器小，在高画素模块的小型化上，比CMOS传感器更具优势。所以CCD虽受制于芯片整合度较差的限制，却可在此方面弥补过来，缩小两者的差距。在移动时产生的影像歪斜方面，以CMOS传感器的问题较为严重。不过在每秒15~30图框的高速行进中，VGA分辨率的CMOS传感器已无明显的缺陷。
业界刻正在VGA格式的相机模块做更大的改良当头，2003年持续推动跨入百万画素等级之模块。回顾2002年秋，以至于2003年春，近半年的代表性供货商的产品计划，可发现两大主轴的脉动。在VGA方面，CCD业者纷纷推出第二代产品，耗电量明显比第一代产品减少，并直逼CMOS；感度方面亦大有改进，并有扩大领先CMOS之走向。在VGA等级CCD的主要供货商将本自三洋、Sharp，应主打高阶市场。CMOS势力方面，模块轻薄化已可被市场接受，现在最大的难题是如何进一步改良画质和感度，缩小和CCD的距离；另一方面，得在成本的降低上持续努力，扩大和CCD的价差，稳住在低中阶手机上的地位。CMOS大都来自台欧美制造商，惟通路上，亦和欧系手机的关系较为紧密，势必会利用在此通路上的优势，区隔日本CCD的势力范围。第二个主轴动力将是更高分辨率，即Mega级画素的追求，以摆脱VGA主流市场，创造前瞻性领先的地位，渐蚕食或者替代数字相机的市场。日本CCD的业者将成为此主轴的催生者，CMOS的领导者，如OmniVision亦将跟进。这股手机用相机模块的竞争，不只是发生在传感器上，亦将蔓延至相机后端芯片，即俗称的DSP上。
2003年迈入百万画素，CCD需要全新的设计架构
手机相机模块进入Mega级画素，是技术上的另一个大考验，具有指标性的意义。由于用途局限在手机上，相机模块的大小原来就受到限制。模块大小的最关键因素便是影像传感器的画素大小(或间距)。目前规则100~130万画素的传感器大小为1/4吋，欲达此标准，画素大小必须控制在3um以下。目前为止，只有CCD才能达到。CMOS传感器的画素大小，尚虽有3um以下的能力，即使可以做到100~130万画素，传感器的大小应会比1/4吋大。在封装和镜头设计上亦是一大考验，必须考量厚度的要求。即光轴方向的尺寸，只能容许5mm~7mm。大有甚之，日本业界已规划2004年迈入200万画素，挑战度愈来愈高。
在2001~2002年间，投入CCD开发最具代表性的业者为三洋，陆续推出CIF和VGA产品及其改良版。该公司系使用图框转送(FT)的技术，以取得兼顾感度和耗电量的有利位置，突显相对于CMOS的差异性优势。然而当画素急增至百万级时，FT方式未必是最佳的选择。CCD占有率次于Sony和松下的Sharp，原本在手机相机上，倾向使用CMOS传感器；在2002年秋之后，开始积极在CCD布局。
Sharp采用图框行间写入转送方式(Frame Interline Transform；FIT)，并已使用在NTT DoCoMo的Mover SH251?，J-Phone之『F-SH09』和『J-SH52』手机上，FIT方式的CCD通常是使用在成本较昂贵的广播专业用摄影机用CCD，这是第一回使用在廉价的消费性产品上。对感度要求极高的数字相机和摄影机，通常使用行间写入转送方式(Interline Transform；IT)方式。Sharp此举像在各取FT和IT的好处。取像的构造和IT方式相同，电荷的储存方式则和FT方式一样，如此可兼顾高感度和低残影。IT取像的构造使光电二极管和垂直转送分离，使得光电二极管在每个画素所占的面积比率降低，而提高讯杂比。Sharp引用FIT技术之后，1/5吋的CCD模块的最低照度为2 lx，远优于该公司1/4吋CMOS模块的10 lx。IT方式比FT方式残影少，在储存部份设计一缓存器，使CCD的水平转送和垂直转送的电荷移动速度异步化。如此可使垂直转送的速度大幅提高，可减少残影混入的机率。在水平转送速度较慢的这一部份，则可减轻由取像讯号转变为讯号电压时，造成基频芯片在峰值处理的负荷，而可减轻残影的机会，这种两全其美的方法，同时会带来负作用。IT方式储存的取像画素晶粒面积较大，FI的取像构造也比较复杂。
CMOS传感器急起直追，性能有待改善
另一个CCD供货商FujiFilm则沿用其Super CCD架构在手机上。画素倾斜45度角之间距4.6um，1/7吋有效画素为17万，较一般业者所推出的11万画素为多，最低照度为5lx。该公司规划130万画素，只要1/4吋便可达此水准。原投注CMOS传感器在手机相机模块的松下，在2002年改变作法推出35万画素，1/6吋的IT方式之CCD，并预定在2003年下半年推出1/4吋的130万画素。
终在手机用相机找到可大力发挥的CMOS传感器业者，开始感受到CCD业者反扑的压力。尤其日系CCD业者，早具备垂直整合的完整产业架构，从产品开发到完成量产，所耗费的时间和资源都要比CMOS传感器业者的单打独斗具有优势。CMOS传感器最大的问题是画素间距缩小的程度远不若CCD，单位面积的画素数不如CCD。因此当日本业界在CCD上，提高画素的数目时，并企图拉拔高画素产品成为主流之际，相对地就等于为CMOS传感器制造更高的门坎。CMOS的画素具备多个晶体管，构造比较复杂，使得画素间距缩小不易。在感度方面，CMOS亦较差，日本业界评估约落后CCD至少1年，幸好CMOS传感器在耗电量上，依然比较优越。CMOS传感器业者当前最大的努力目标，恐非一味追求高画素，而是在既有的产品上再做改版，设法提高感度及其它光学性能。
CMOS传感器的另一个问题是如何克服镜头、芯片以及封装、测试的垂直整合问题。在收并Photobit之后的Micron以及STMicro等IDM，径可直接利用专有的制程和生产线，提高了相对于专业IC设计公司的竞争力。领导厂商OmniVision虽是IC设计公司，多年的布局已掌握下游整合的若干资源。相对之下，其它规模较小的设计公司，如何跟得上竞争愈来愈激烈，变化愈来愈快的市场脚步，将是愈来愈严苛的挑战。
带动芯片的新商机
相机模块的引进，不只是带动传感器的市场机会亦对后端影像处理芯片产生冲击。手机不若PC加入新组件如此单纯，不仅内部空间有限，基频的处理能力大部份已被通讯部份占满。支持新加入的相机模块，画素愈高处理愈是棘手。特别是手机制造商不谙相机技术，故无不希望相机芯片供货商能够一次解决所有技术问题。再者放眼所有手机RF和基频芯片供货商，拥有相机技术资源的仅有少数几家，遂使得相机后端处理芯片的供货商，拥有利基性的市场切入机会。小型的IC设计公司或许永远没有机会从事RF和基频芯片的研发，却可以凭借着设计恰如市场所需以及提供完整的解决方案的服务，以相机后端芯片打进手机市场。所耗费的资源和开发时间却远比RF或基频芯片小多了。
部份业者着眼于相机模块实和LCD模块有密切的输入、输出的相关性，因而亟欲将两者的后端芯片做完整的结合，把相机的JPEG及其它处理电路和绘图控制器、LCD界面一次做整合；亦即将手机的多媒体在同一颗芯片上，一次做解决，可以减少基频处理的负荷以及和缓存器间的数据往返所带来的延迟。推出此类芯片的供货商愈来愈多，包括SeikoEpson、三洋、MediaQ和ATI等。MediaQ强调该芯片的超省电性，主要是从其公司的创业产品PDA用绘图芯片的改版，转为手机所用。ATI则是以绘图引擎的卓越性能为号召。三洋和SeikoEpson在LCD控制器以及相机模块方面，都有很好的经验，自然而然就会涉足此一市场。
瞬间上亿颗市场爆发量，但市场挑战度将愈来愈高
正如手机搭载彩色屏幕的比例所受到的关注一样，相机在手机市场究竟有多少潜力，是正逢起步阶段的一大疑问。从手机领导厂商Nokia在2003Cebit记者会上，公开宣示相机将为手机带来更多的应用和服务，并直言Nokia将自2003年起大力推动搭载相机的机种，就可知道此一趋势的势不可挡，全球搭载的比率，各个证券公司和研究机构的预测颇多，但大抵都预测2005年应有25%~35%。部份公司甚至二度上修预测值。罕有如此组件，能在短短的2~3年内，冲至上亿个规模，瞬间的爆发力是令人振奋的。
尽管市场潜力雄厚，并非每一个参与此市场的业者都可得利。手机相机的市场量大，自然容易引起注意，使竞争更加激烈。手机组件的技术和可靠度、性能的苛求度远高于PC，台湾业界若以PC的习惯作法，踏入此领域，必定空手而返。再者，手机短时间内出货量极大，产能供应不具规模的业者，不易进入市场。未来CCD的产能若不幸过剩，势必使日本业界开始转移至台湾市场，这些负面性的可能，必须列入评估。手机相机市场尚在萌芽，机会大好的同时也透露出更严苛的挑战在后头。
