手機相機初期市場在畫質、分辨率的苛求度上遠不及數字相機要求之深；此一額外的成本雖使手機制造商對于相機的引進頗為遲疑，但在行動電話服務業者擴增服務內容和增加流量的訴求，以及產品差異化的必要性要求下，不得不積極尋求成本低廉，在地支持完善的相機模塊供應來源。
作者：王沐光
跨入電子產業的最大問題并不完全在技術開發的障礙，如何挑選兼具高成長和具備龐大市場的產品，已經愈來愈困難。在九○年代末期之后，這種困境特別明顯。不少業者被迫選擇走向行動電話手機，尤以Notebook制造商最具代表性。手機和Notebook的關連性并非十分強烈，特別是PC業者缺乏無線通訊的能力和經驗，惟在市場比人強的態勢下，不得不為。PDA是另一個典型的代表產品，或許和Notebook的同構型較高，出貨量卻遠不及手機。為了維持公司開發新產品的原動力，還是得奮力而為。
日本業界并未掌握全面性優勢
日本業界在手機相機上，依然享有十足的優勢。拜消費性光學產品獨步全球之賜，自可承襲來自數位相機的競爭優勢到手機上。擅長輕薄化的日本業界，對于相機內建在手機上，自然是得心應手，無人能與之匹敵。另一方面日本國內的無線行動通訊服務最早跨入多媒體服務，以I-Mode為代表；亦是全球第一個實施3G服務的國家。日本手機制造商已相當熟悉影像在手機上的應用，包括軟件、芯片界面處理以及服務內容的提供。日本業界在手機的主動組件上，如RF、基頻、媒體處理器上，難以和歐美勢力抗衡，取得領先的地位，在LCD與相機模塊上，卻擁有絕對的勝算，甚至凌駕歐美之于主動組件的相對優勢。手機大量地引進相機，有助于日本勢力在手機上的延伸，亦可增加相機產業的收益。然而日本業界在此市場上，并非無懈可擊；成本高昂和極度強調影像的高品質，對客戶的支持服務不夠彈性，亦難以面面俱到等現象，恰好留給臺灣業界得以充份發揮的空間。完善的支持服務，合理的價格以及可接受的影像品質，成為臺灣業界最佳的立足點，正好區隔了日本擅長的領域。
手機用相機的技術和市場時機漸成熟
手機是否需要內建相機，曾經存在不少爭議。從技術觀點，在已經很狹小的手機內部空間再擠入相機模塊，對于手機的體積和重量都是負面的。再者對于處理能力有限的基頻微處理器、內存容量以及耗電量等，均是不少的負荷。從實用性的角度，影像的應用尚未蔚成風氣，并非人機界面所必需，能否成為主流產品大有疑問。整體而言，相機的內建應屬于利基性市場的見解偏多。2000年首次出現內建相機的手機，并非引起太多的注意和討論，視為噱頭的氣氛十足。爾后的兩年發展，各種主各觀因素條件逐漸成熟，內建相機的手機機種將成為主流產品的主張已不再視為異類。
內建相機的說服力愈來愈強，有多方性的因素在時機上已然成形：
一、 手機面板彩色化已成主流趨勢
手機若停留在單色，引進相機模塊就完全不具意義。所以相機內建蔚成趨勢先決條件就是面板全面性地彩色化，日本市場在2001年底時幾乎完成新機種全部彩色化；歐系手機于2002年開始大幅度地引進彩色面板，2003年成為主流。因此2003~2004年，正是內建相機布局的最佳時機。
二、 創造手機新的輸入人機界面
和早期的PC一樣，手機的發展至今都比較側重輸出界面，如語音、來電鈴聲的和弦化、下載圖案，以及LCD面板的高分辨率化和彩色化等。手機欠缺輸入界面，若能找到適合的技術予以建立起來，適可和輸出界面的應用做互補和互動，創造更多具實用性價值的應用。放眼所有的可能，以相機為不二選擇。
三、 衍生行動通訊服務之價值
在2002年之后，業界早已體認行動通訊服務必須強化數據傳送能力，方能創造更多的應用方式，促進消費者換機的意愿。依據各種分析報告均指出，換機市場將取代新用戶，成為手機銷售最大的來源。于是服務業者積極布建投資成本較低的2.5G，雖曾屢被懷疑其實際的數據傳輸效益以及消費者的接受度，如今疑云已經散盡，引進實用性應用以促進流量的大幅增加，擴充收益，是絕對必要的作法。相機提供的靜態影像，恐是次于語音和簡訊之最常用的人類感官溝通的工具，其流量卻要遠逾于前兩者。服務業者實找不出理由令配套的手機制造商排拒相機的引進。
四、 相機模塊技術的大躍進
初期引進相機不被看好的主因之一是畫質不好、分辨率亦不高。這是因為業界從無為手機用途設計相機的經驗，不少技術仍沿用自PC用相機，而非真正為手機量身訂制。在過去的兩年里，業界投注許多心力在手機的單一用途上，在感度以及耗電量上大有改進。如Sharp和三洋分別在CMOS和CCD傳感器，做了兩次改版。下游之鏡頭以及封裝的廠商，亦發展出更高精密度的產品或制程，使相機的性能已非昔日阿蒙。
五、 手機制造商欲掠奪數字相機在影像應用市場的主導權
現階段影像的應用大都圍繞在數字相機上。數字相機的日漸普及，壓縮了如掃瞄器等的發展空間，但造就了彩色打印機市場擴大的新契機。手機引進相機之后，拜其總出貨量10倍于數字相機之賜，即使滲透量不高，需要量將輕易凌駕在數字相機之上。手機制造商因而可在數字影像市場和技術上發揮更多影響力。以日本市場為例，在2002年，數字相機出貨量為610萬臺，攝影機為140萬臺，內建相機的手機為2,300萬臺，超過所有手機出貨量總數的一半。內建相機的手機市場需求遠逾數字相機和攝影機之上。以市場產值，手機的相機模塊平均單價要遠比數位相機低，分辨率和畫質也差很多。然而手機是隨身攜帶，且可在任意時間上網，和執行互動應用，是數字相機所不能及之處。短期內手機內建相機的應用和數字相機應有所區隔；惟隨著手機用相機模塊的分辨率和影像品質的增加，或許可扼殺低階數字相機之市場。
六、 市場的激烈競爭
手機市場龐大，使得市場競爭之激烈超越其它產品。每家業者除了在營運上追尋更有效率的經營，以降低成本，增加獲利之外，更亟力苦思在產品差異化上下功夫。相機模塊引進的初期，市場狀況不明，手機制造商幾可暫持觀望態度。如今市場能見度已大為提高，行動上不能再維持保守的作法。尤其手機模塊從開發到驗證、量產，需要耗費6個月以上的時間，一旦有所遲疑將不利于新機種的市場接受度。手機制造商
即使因成本增加，需額外投入資源以及不熟悉產品因素，而傾向被動的態度，卻也不得不因競爭的考量而得放手一搏。
CCD重新為手機用途量身打造，提高市場接受度
一涉及取像，影像傳感器始終是不能回避的最關鍵性組件。影響相機模塊成品性能好壞的因素很多，影像傳感器則扮演主宰的角色。在手機此一新興市場上，一般認為CMOS傳感器較適合。在CIF的草創階段，絕大部份的設計的確是使用CMOS傳感器。不考慮CCD乃是顧慮耗電量和成本的因素，業界在CIF模塊小型化和低耗電的處理上，確實較有把握。到了2001年下半年之后，VGA模塊技術漸邁入成熟階段，有能力供貨商亦在增加中，終漸凝造出VGA取像模塊可應用在手機上的有利形勢。VGA的耗電量無疑地會比CIF大，但因取像模塊的使用都是一時之間，而非如LCD面板隨時在待機或在通話中的長時間耗損，故耗電量大小的爭議性較小。因此嚴格地說，取像模塊畫素提升所引起的爭執，遠較LCD彩色面板從STN提升至TFT小。換言之，此時業界在相機耗電量苛求度的認知上有所改變，不如以往的嚴苛，遂而造就CCD重返市場的機會，在2002年下半年此趨勢更為明顯。
2002年CMOS傳感器和CCD在手機市場上由市場區隔逆轉為競爭關系
三洋早在2001年2月即推出圖框轉送方式(FT)的CCD，應用在手機用取像模塊，最低的被拍攝物體照度只要5lx。雖其高耗電量為業界所嗤之以鼻，卻迫使CMOS傳感器的業者不得不致力降低照度，大部份第二代的CIF模塊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傳感器高，在電力消耗上則有改善空間，遂使部份日本業者開始注意CCD在手機應用上的可行性。采用PT技術的CCD，較傳統上使用在數字相機和攝影機的行間寫入轉送方式(Interline Transform；IT)的電壓低，可達到低耗電的效果。由于FT的耗電量較小，電源電路的規模得以削減，模塊亦較易于輕薄化。
繼CIF之后，三洋續推出VGA的FT式CCD，在畫素的大小和電壓上痛下功夫，前者可較原CIF組件減少30%，并配合此一優勢結合電源的新設計，使耗電量為90mW，和CIF相同，并和其它業者所推出的同級CMOS傳感器相當，一舉掃除CCD的傳統劣勢。在取像模塊的體積上，亦比過去減少三成至四成。CCD在耗電量以及體積改善上的大有斬獲，終扭轉CCD不得其門而入的現象。尤有甚之，在2002年下半年之后，CCD在畫素尺寸的縮小幅度驚人，使得百萬畫素手機用相機模塊成為可能。在CCD連本改良的動作下，使CMOS傳感器倍受壓力，必須在維持價格優勢下，大力改良性能。原本市場重迭性不高的CCD和CMOS傳感器，終在手機市場上產生較微妙的競爭關系。
業界對CCD和CMOS傳感器的認知已有大幅改變
影像傳感器最重要的性能比較點，大致涵括了畫質、模塊的耗電量、成本以及輕薄化的程度。在手機的應用上，得另注意高速移動時是否會造成影像的歪斜。在過去兩年，無論是CCD或CMOS傳感器都有全新的發展。在影像品質方面，CMOS的畫質原被視為拙劣，在制程不斷地改進之下，噪聲已明顯地抑低，而提高了畫質，甚至部份產品已不在CCD之下。在耗電量上，對CCD不利，在設法降低驅動電壓之后，已漸拉低和CMOS的距離。模塊成本原以芯片整合度較高的CMOS占優勢。近年來包括日本小型IC設計公司在內的業者，紛紛引進可使用CMOS制程，但設計結構接近CCD的新組件，既可維持CCD的高畫質，又可透過CMOS制程達到高整合度。芯片的縮小和數目的減少不僅對成本的降低有利，對模塊的輕薄化，亦有俾益。由于CCD在畫素尺寸上比CMOS傳感器小，在高畫素模塊的小型化上，比CMOS傳感器更具優勢。所以CCD雖受制于芯片整合度較差的限制，卻可在此方面彌補過來，縮小兩者的差距。在移動時產生的影像歪斜方面，以CMOS傳感器的問題較為嚴重。不過在每秒15~30圖框的高速行進中，VGA分辨率的CMOS傳感器已無明顯的缺陷。
業界刻正在VGA格式的相機模塊做更大的改良當頭，2003年持續推動跨入百萬畫素等級之模塊。回顧2002年秋，以至于2003年春，近半年的代表性供貨商的產品計劃，可發現兩大主軸的脈動。在VGA方面，CCD業者紛紛推出第二代產品，耗電量明顯比第一代產品減少，并直逼CMOS；感度方面亦大有改進，并有擴大領先CMOS之走向。在VGA等級CCD的主要供貨商將本自三洋、Sharp，應主打高階市場。CMOS勢力方面，模塊輕薄化已可被市場接受，現在最大的難題是如何進一步改良畫質和感度，縮小和CCD的距離；另一方面，得在成本的降低上持續努力，擴大和CCD的價差，穩住在低中階手機上的地位。CMOS大都來自臺歐美制造商，惟通路上，亦和歐系手機的關系較為緊密，勢必會利用在此通路上的優勢，區隔日本CCD的勢力范圍。第二個主軸動力將是更高分辨率，即Mega級畫素的追求，以擺脫VGA主流市場，創造前瞻性領先的地位，漸蠶食或者替代數字相機的市場。日本CCD的業者將成為此主軸的催生者，CMOS的領導者，如OmniVision亦將跟進。這股手機用相機模塊的競爭，不只是發生在傳感器上，亦將蔓延至相機后端芯片，即俗稱的DSP上。
2003年邁入百萬畫素，CCD需要全新的設計架構
手機相機模塊進入Mega級畫素，是技術上的另一個大考驗，具有指標性的意義。由于用途局限在手機上，相機模塊的大小原來就受到限制。模塊大小的最關鍵因素便是影像傳感器的畫素大小(或間距)。目前規則100~130萬畫素的傳感器大小為1/4吋，欲達此標準，畫素大小必須控制在3um以下。目前為止，只有CCD才能達到。CMOS傳感器的畫素大小，尚雖有3um以下的能力，即使可以做到100~130萬畫素，傳感器的大小應會比1/4吋大。在封裝和鏡頭設計上亦是一大考驗，必須考量厚度的要求。即光軸方向的尺寸，只能容許5mm~7mm。大有甚之，日本業界已規劃2004年邁入200萬畫素，挑戰度愈來愈高。
在2001~2002年間，投入CCD開發最具代表性的業者為三洋，陸續推出CIF和VGA產品及其改良版。該公司系使用圖框轉送(FT)的技術，以取得兼顧感度和耗電量的有利位置，突顯相對于CMOS的差異性優勢。然而當畫素急增至百萬級時，FT方式未必是最佳的選擇。CCD占有率次于Sony和松下的Sharp，原本在手機相機上，傾向使用CMOS傳感器；在2002年秋之后，開始積極在CCD布局。
Sharp采用圖框行間寫入轉送方式(Frame Interline Transform；FIT)，并已使用在NTT DoCoMo的Mover SH251?，J-Phone之『F-SH09』和『J-SH52』手機上，FIT方式的CCD通常是使用在成本較昂貴的廣播專業用攝影機用CCD，這是第一回使用在廉價的消費性產品上。對感度要求極高的數字相機和攝影機，通常使用行間寫入轉送方式(Interline Transform；IT)方式。Sharp此舉像在各取FT和IT的好處。取像的構造和IT方式相同，電荷的儲存方式則和FT方式一樣，如此可兼顧高感度和低殘影。IT取像的構造使光電二極管和垂直轉送分離，使得光電二極管在每個畫素所占的面積比率降低，而提高訊雜比。Sharp引用FIT技術之后，1/5吋的CCD模塊的最低照度為2 lx，遠優于該公司1/4吋CMOS模塊的10 lx。IT方式比FT方式殘影少，在儲存部份設計一緩存器，使CCD的水平轉送和垂直轉送的電荷移動速度異步化。如此可使垂直轉送的速度大幅提高，可減少殘影混入的機率。在水平轉送速度較慢的這一部份，則可減輕由取像訊號轉變為訊號電壓時，造成基頻芯片在峰值處理的負荷，而可減輕殘影的機會，這種兩全其美的方法，同時會帶來負作用。IT方式儲存的取像畫素晶粒面積較大，FI的取像構造也比較復雜。
CMOS傳感器急起直追，性能有待改善
另一個CCD供貨商FujiFilm則沿用其Super CCD架構在手機上。畫素傾斜45度角之間距4.6um，1/7吋有效畫素為17萬，較一般業者所推出的11萬畫素為多，最低照度為5lx。該公司規劃130萬畫素，只要1/4吋便可達此水準。原投注CMOS傳感器在手機相機模塊的松下，在2002年改變作法推出35萬畫素，1/6吋的IT方式之CCD，并預定在2003年下半年推出1/4吋的130萬畫素。
終在手機用相機找到可大力發揮的CMOS傳感器業者，開始感受到CCD業者反撲的壓力。尤其日系CCD業者，早具備垂直整合的完整產業架構，從產品開發到完成量產，所耗費的時間和資源都要比CMOS傳感器業者的單打獨斗具有優勢。CMOS傳感器最大的問題是畫素間距縮小的程度遠不若CCD，單位面積的畫素數不如CCD。因此當日本業界在CCD上，提高畫素的數目時，并企圖拉拔高畫素產品成為主流之際，相對地就等于為CMOS傳感器制造更高的門坎。CMOS的畫素具備多個晶體管，構造比較復雜，使得畫素間距縮小不易。在感度方面，CMOS亦較差，日本業界評估約落后CCD至少1年，幸好CMOS傳感器在耗電量上，依然比較優越。CMOS傳感器業者當前最大的努力目標，恐非一味追求高畫素，而是在既有的產品上再做改版，設法提高感度及其它光學性能。
CMOS傳感器的另一個問題是如何克服鏡頭、芯片以及封裝、測試的垂直整合問題。在收并Photobit之后的Micron以及STMicro等IDM，徑可直接利用專有的制程和生產線，提高了相對于專業IC設計公司的競爭力。領導廠商OmniVision雖是IC設計公司，多年的布局已掌握下游整合的若干資源。相對之下，其它規模較小的設計公司，如何跟得上競爭愈來愈激烈，變化愈來愈快的市場腳步，將是愈來愈嚴苛的挑戰。
帶動芯片的新商機
相機模塊的引進，不只是帶動傳感器的市場機會亦對后端影像處理芯片產生沖擊。手機不若PC加入新組件如此單純，不僅內部空間有限，基頻的處理能力大部份已被通訊部份占滿。支持新加入的相機模塊，畫素愈高處理愈是棘手。特別是手機制造商不諳相機技術，故無不希望相機芯片供貨商能夠一次解決所有技術問題。再者放眼所有手機RF和基頻芯片供貨商，擁有相機技術資源的僅有少數幾家，遂使得相機后端處理芯片的供貨商，擁有利基性的市場切入機會。小型的IC設計公司或許永遠沒有機會從事RF和基頻芯片的研發，卻可以憑借著設計恰如市場所需以及提供完整的解決方案的服務，以相機后端芯片打進手機市場。所耗費的資源和開發時間卻遠比RF或基頻芯片小多了。
部份業者著眼于相機模塊實和LCD模塊有密切的輸入、輸出的相關性，因而亟欲將兩者的后端芯片做完整的結合，把相機的JPEG及其它處理電路和繪圖控制器、LCD界面一次做整合；亦即將手機的多媒體在同一顆芯片上，一次做解決，可以減少基頻處理的負荷以及和緩存器間的數據往返所帶來的延遲。推出此類芯片的供貨商愈來愈多，包括SeikoEpson、三洋、MediaQ和ATI等。MediaQ強調該芯片的超省電性，主要是從其公司的創業產品PDA用繪圖芯片的改版，轉為手機所用。ATI則是以繪圖引擎的卓越性能為號召。三洋和SeikoEpson在LCD控制器以及相機模塊方面，都有很好的經驗，自然而然就會涉足此一市場。
瞬間上億顆市場爆發量，但市場挑戰度將愈來愈高
正如手機搭載彩色屏幕的比例所受到的關注一樣，相機在手機市場究竟有多少潛力，是正逢起步階段的一大疑問。從手機領導廠商Nokia在2003Cebit記者會上，公開宣示相機將為手機帶來更多的應用和服務，并直言Nokia將自2003年起大力推動搭載相機的機種，就可知道此一趨勢的勢不可擋，全球搭載的比率，各個證券公司和研究機構的預測頗多，但大抵都預測2005年應有25%~35%。部份公司甚至二度上修預測值。罕有如此組件，能在短短的2~3年內，沖至上億個規模，瞬間的爆發力是令人振奮的。
盡管市場潛力雄厚，并非每一個參與此市場的業者都可得利。手機相機的市場量大，自然容易引起注意，使競爭更加激烈。手機組件的技術和可靠度、性能的苛求度遠高于PC，臺灣業界若以PC的習慣作法，踏入此領域，必定空手而返。再者，手機短時間內出貨量極大，產能供應不具規模的業者，不易進入市場。未來CCD的產能若不幸過剩，勢必使日本業界開始轉移至臺灣市場，這些負面性的可能，必須列入評估。手機相機市場尚在萌芽，機會大好的同時也透露出更嚴苛的挑戰在后頭。
作者：王沐光
跨入電子產業的最大問題并不完全在技術開發的障礙，如何挑選兼具高成長和具備龐大市場的產品，已經愈來愈困難。在九○年代末期之后，這種困境特別明顯。不少業者被迫選擇走向行動電話手機，尤以Notebook制造商最具代表性。手機和Notebook的關連性并非十分強烈，特別是PC業者缺乏無線通訊的能力和經驗，惟在市場比人強的態勢下，不得不為。PDA是另一個典型的代表產品，或許和Notebook的同構型較高，出貨量卻遠不及手機。為了維持公司開發新產品的原動力，還是得奮力而為。
日本業界并未掌握全面性優勢
日本業界在手機相機上，依然享有十足的優勢。拜消費性光學產品獨步全球之賜，自可承襲來自數位相機的競爭優勢到手機上。擅長輕薄化的日本業界，對于相機內建在手機上，自然是得心應手，無人能與之匹敵。另一方面日本國內的無線行動通訊服務最早跨入多媒體服務，以I-Mode為代表；亦是全球第一個實施3G服務的國家。日本手機制造商已相當熟悉影像在手機上的應用，包括軟件、芯片界面處理以及服務內容的提供。日本業界在手機的主動組件上，如RF、基頻、媒體處理器上，難以和歐美勢力抗衡，取得領先的地位，在LCD與相機模塊上，卻擁有絕對的勝算，甚至凌駕歐美之于主動組件的相對優勢。手機大量地引進相機，有助于日本勢力在手機上的延伸，亦可增加相機產業的收益。然而日本業界在此市場上，并非無懈可擊；成本高昂和極度強調影像的高品質，對客戶的支持服務不夠彈性，亦難以面面俱到等現象，恰好留給臺灣業界得以充份發揮的空間。完善的支持服務，合理的價格以及可接受的影像品質，成為臺灣業界最佳的立足點，正好區隔了日本擅長的領域。
手機用相機的技術和市場時機漸成熟
手機是否需要內建相機，曾經存在不少爭議。從技術觀點，在已經很狹小的手機內部空間再擠入相機模塊，對于手機的體積和重量都是負面的。再者對于處理能力有限的基頻微處理器、內存容量以及耗電量等，均是不少的負荷。從實用性的角度，影像的應用尚未蔚成風氣，并非人機界面所必需，能否成為主流產品大有疑問。整體而言，相機的內建應屬于利基性市場的見解偏多。2000年首次出現內建相機的手機，并非引起太多的注意和討論，視為噱頭的氣氛十足。爾后的兩年發展，各種主各觀因素條件逐漸成熟，內建相機的手機機種將成為主流產品的主張已不再視為異類。
內建相機的說服力愈來愈強，有多方性的因素在時機上已然成形：
一、 手機面板彩色化已成主流趨勢
手機若停留在單色，引進相機模塊就完全不具意義。所以相機內建蔚成趨勢先決條件就是面板全面性地彩色化，日本市場在2001年底時幾乎完成新機種全部彩色化；歐系手機于2002年開始大幅度地引進彩色面板，2003年成為主流。因此2003~2004年，正是內建相機布局的最佳時機。
二、 創造手機新的輸入人機界面
和早期的PC一樣，手機的發展至今都比較側重輸出界面，如語音、來電鈴聲的和弦化、下載圖案，以及LCD面板的高分辨率化和彩色化等。手機欠缺輸入界面，若能找到適合的技術予以建立起來，適可和輸出界面的應用做互補和互動，創造更多具實用性價值的應用。放眼所有的可能，以相機為不二選擇。
三、 衍生行動通訊服務之價值
在2002年之后，業界早已體認行動通訊服務必須強化數據傳送能力，方能創造更多的應用方式，促進消費者換機的意愿。依據各種分析報告均指出，換機市場將取代新用戶，成為手機銷售最大的來源。于是服務業者積極布建投資成本較低的2.5G，雖曾屢被懷疑其實際的數據傳輸效益以及消費者的接受度，如今疑云已經散盡，引進實用性應用以促進流量的大幅增加，擴充收益，是絕對必要的作法。相機提供的靜態影像，恐是次于語音和簡訊之最常用的人類感官溝通的工具，其流量卻要遠逾于前兩者。服務業者實找不出理由令配套的手機制造商排拒相機的引進。
四、 相機模塊技術的大躍進
初期引進相機不被看好的主因之一是畫質不好、分辨率亦不高。這是因為業界從無為手機用途設計相機的經驗，不少技術仍沿用自PC用相機，而非真正為手機量身訂制。在過去的兩年里，業界投注許多心力在手機的單一用途上，在感度以及耗電量上大有改進。如Sharp和三洋分別在CMOS和CCD傳感器，做了兩次改版。下游之鏡頭以及封裝的廠商，亦發展出更高精密度的產品或制程，使相機的性能已非昔日阿蒙。
五、 手機制造商欲掠奪數字相機在影像應用市場的主導權
現階段影像的應用大都圍繞在數字相機上。數字相機的日漸普及，壓縮了如掃瞄器等的發展空間，但造就了彩色打印機市場擴大的新契機。手機引進相機之后，拜其總出貨量10倍于數字相機之賜，即使滲透量不高，需要量將輕易凌駕在數字相機之上。手機制造商因而可在數字影像市場和技術上發揮更多影響力。以日本市場為例，在2002年，數字相機出貨量為610萬臺，攝影機為140萬臺，內建相機的手機為2,300萬臺，超過所有手機出貨量總數的一半。內建相機的手機市場需求遠逾數字相機和攝影機之上。以市場產值，手機的相機模塊平均單價要遠比數位相機低，分辨率和畫質也差很多。然而手機是隨身攜帶，且可在任意時間上網，和執行互動應用，是數字相機所不能及之處。短期內手機內建相機的應用和數字相機應有所區隔；惟隨著手機用相機模塊的分辨率和影像品質的增加，或許可扼殺低階數字相機之市場。
六、 市場的激烈競爭
手機市場龐大，使得市場競爭之激烈超越其它產品。每家業者除了在營運上追尋更有效率的經營，以降低成本，增加獲利之外，更亟力苦思在產品差異化上下功夫。相機模塊引進的初期，市場狀況不明，手機制造商幾可暫持觀望態度。如今市場能見度已大為提高，行動上不能再維持保守的作法。尤其手機模塊從開發到驗證、量產，需要耗費6個月以上的時間，一旦有所遲疑將不利于新機種的市場接受度。手機制造商
即使因成本增加，需額外投入資源以及不熟悉產品因素，而傾向被動的態度，卻也不得不因競爭的考量而得放手一搏。
CCD重新為手機用途量身打造，提高市場接受度
一涉及取像，影像傳感器始終是不能回避的最關鍵性組件。影響相機模塊成品性能好壞的因素很多，影像傳感器則扮演主宰的角色。在手機此一新興市場上，一般認為CMOS傳感器較適合。在CIF的草創階段，絕大部份的設計的確是使用CMOS傳感器。不考慮CCD乃是顧慮耗電量和成本的因素，業界在CIF模塊小型化和低耗電的處理上，確實較有把握。到了2001年下半年之后，VGA模塊技術漸邁入成熟階段，有能力供貨商亦在增加中，終漸凝造出VGA取像模塊可應用在手機上的有利形勢。VGA的耗電量無疑地會比CIF大，但因取像模塊的使用都是一時之間，而非如LCD面板隨時在待機或在通話中的長時間耗損，故耗電量大小的爭議性較小。因此嚴格地說，取像模塊畫素提升所引起的爭執，遠較LCD彩色面板從STN提升至TFT小。換言之，此時業界在相機耗電量苛求度的認知上有所改變，不如以往的嚴苛，遂而造就CCD重返市場的機會，在2002年下半年此趨勢更為明顯。
2002年CMOS傳感器和CCD在手機市場上由市場區隔逆轉為競爭關系
三洋早在2001年2月即推出圖框轉送方式(FT)的CCD，應用在手機用取像模塊，最低的被拍攝物體照度只要5lx。雖其高耗電量為業界所嗤之以鼻，卻迫使CMOS傳感器的業者不得不致力降低照度，大部份第二代的CIF模塊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傳感器高，在電力消耗上則有改善空間，遂使部份日本業者開始注意CCD在手機應用上的可行性。采用PT技術的CCD，較傳統上使用在數字相機和攝影機的行間寫入轉送方式(Interline Transform；IT)的電壓低，可達到低耗電的效果。由于FT的耗電量較小，電源電路的規模得以削減，模塊亦較易于輕薄化。
繼CIF之后，三洋續推出VGA的FT式CCD，在畫素的大小和電壓上痛下功夫，前者可較原CIF組件減少30%，并配合此一優勢結合電源的新設計，使耗電量為90mW，和CIF相同，并和其它業者所推出的同級CMOS傳感器相當，一舉掃除CCD的傳統劣勢。在取像模塊的體積上，亦比過去減少三成至四成。CCD在耗電量以及體積改善上的大有斬獲，終扭轉CCD不得其門而入的現象。尤有甚之，在2002年下半年之后，CCD在畫素尺寸的縮小幅度驚人，使得百萬畫素手機用相機模塊成為可能。在CCD連本改良的動作下，使CMOS傳感器倍受壓力，必須在維持價格優勢下，大力改良性能。原本市場重迭性不高的CCD和CMOS傳感器，終在手機市場上產生較微妙的競爭關系。
業界對CCD和CMOS傳感器的認知已有大幅改變
影像傳感器最重要的性能比較點，大致涵括了畫質、模塊的耗電量、成本以及輕薄化的程度。在手機的應用上，得另注意高速移動時是否會造成影像的歪斜。在過去兩年，無論是CCD或CMOS傳感器都有全新的發展。在影像品質方面，CMOS的畫質原被視為拙劣，在制程不斷地改進之下，噪聲已明顯地抑低，而提高了畫質，甚至部份產品已不在CCD之下。在耗電量上，對CCD不利，在設法降低驅動電壓之后，已漸拉低和CMOS的距離。模塊成本原以芯片整合度較高的CMOS占優勢。近年來包括日本小型IC設計公司在內的業者，紛紛引進可使用CMOS制程，但設計結構接近CCD的新組件，既可維持CCD的高畫質，又可透過CMOS制程達到高整合度。芯片的縮小和數目的減少不僅對成本的降低有利，對模塊的輕薄化，亦有俾益。由于CCD在畫素尺寸上比CMOS傳感器小，在高畫素模塊的小型化上，比CMOS傳感器更具優勢。所以CCD雖受制于芯片整合度較差的限制，卻可在此方面彌補過來，縮小兩者的差距。在移動時產生的影像歪斜方面，以CMOS傳感器的問題較為嚴重。不過在每秒15~30圖框的高速行進中，VGA分辨率的CMOS傳感器已無明顯的缺陷。
業界刻正在VGA格式的相機模塊做更大的改良當頭，2003年持續推動跨入百萬畫素等級之模塊。回顧2002年秋，以至于2003年春，近半年的代表性供貨商的產品計劃，可發現兩大主軸的脈動。在VGA方面，CCD業者紛紛推出第二代產品，耗電量明顯比第一代產品減少，并直逼CMOS；感度方面亦大有改進，并有擴大領先CMOS之走向。在VGA等級CCD的主要供貨商將本自三洋、Sharp，應主打高階市場。CMOS勢力方面，模塊輕薄化已可被市場接受，現在最大的難題是如何進一步改良畫質和感度，縮小和CCD的距離；另一方面，得在成本的降低上持續努力，擴大和CCD的價差，穩住在低中階手機上的地位。CMOS大都來自臺歐美制造商，惟通路上，亦和歐系手機的關系較為緊密，勢必會利用在此通路上的優勢，區隔日本CCD的勢力范圍。第二個主軸動力將是更高分辨率，即Mega級畫素的追求，以擺脫VGA主流市場，創造前瞻性領先的地位，漸蠶食或者替代數字相機的市場。日本CCD的業者將成為此主軸的催生者，CMOS的領導者，如OmniVision亦將跟進。這股手機用相機模塊的競爭，不只是發生在傳感器上，亦將蔓延至相機后端芯片，即俗稱的DSP上。
2003年邁入百萬畫素，CCD需要全新的設計架構
手機相機模塊進入Mega級畫素，是技術上的另一個大考驗，具有指標性的意義。由于用途局限在手機上，相機模塊的大小原來就受到限制。模塊大小的最關鍵因素便是影像傳感器的畫素大小(或間距)。目前規則100~130萬畫素的傳感器大小為1/4吋，欲達此標準，畫素大小必須控制在3um以下。目前為止，只有CCD才能達到。CMOS傳感器的畫素大小，尚雖有3um以下的能力，即使可以做到100~130萬畫素，傳感器的大小應會比1/4吋大。在封裝和鏡頭設計上亦是一大考驗，必須考量厚度的要求。即光軸方向的尺寸，只能容許5mm~7mm。大有甚之，日本業界已規劃2004年邁入200萬畫素，挑戰度愈來愈高。
在2001~2002年間，投入CCD開發最具代表性的業者為三洋，陸續推出CIF和VGA產品及其改良版。該公司系使用圖框轉送(FT)的技術，以取得兼顧感度和耗電量的有利位置，突顯相對于CMOS的差異性優勢。然而當畫素急增至百萬級時，FT方式未必是最佳的選擇。CCD占有率次于Sony和松下的Sharp，原本在手機相機上，傾向使用CMOS傳感器；在2002年秋之后，開始積極在CCD布局。
Sharp采用圖框行間寫入轉送方式(Frame Interline Transform；FIT)，并已使用在NTT DoCoMo的Mover SH251?，J-Phone之『F-SH09』和『J-SH52』手機上，FIT方式的CCD通常是使用在成本較昂貴的廣播專業用攝影機用CCD，這是第一回使用在廉價的消費性產品上。對感度要求極高的數字相機和攝影機，通常使用行間寫入轉送方式(Interline Transform；IT)方式。Sharp此舉像在各取FT和IT的好處。取像的構造和IT方式相同，電荷的儲存方式則和FT方式一樣，如此可兼顧高感度和低殘影。IT取像的構造使光電二極管和垂直轉送分離，使得光電二極管在每個畫素所占的面積比率降低，而提高訊雜比。Sharp引用FIT技術之后，1/5吋的CCD模塊的最低照度為2 lx，遠優于該公司1/4吋CMOS模塊的10 lx。IT方式比FT方式殘影少，在儲存部份設計一緩存器，使CCD的水平轉送和垂直轉送的電荷移動速度異步化。如此可使垂直轉送的速度大幅提高，可減少殘影混入的機率。在水平轉送速度較慢的這一部份，則可減輕由取像訊號轉變為訊號電壓時，造成基頻芯片在峰值處理的負荷，而可減輕殘影的機會，這種兩全其美的方法，同時會帶來負作用。IT方式儲存的取像畫素晶粒面積較大，FI的取像構造也比較復雜。
CMOS傳感器急起直追，性能有待改善
另一個CCD供貨商FujiFilm則沿用其Super CCD架構在手機上。畫素傾斜45度角之間距4.6um，1/7吋有效畫素為17萬，較一般業者所推出的11萬畫素為多，最低照度為5lx。該公司規劃130萬畫素，只要1/4吋便可達此水準。原投注CMOS傳感器在手機相機模塊的松下，在2002年改變作法推出35萬畫素，1/6吋的IT方式之CCD，并預定在2003年下半年推出1/4吋的130萬畫素。
終在手機用相機找到可大力發揮的CMOS傳感器業者，開始感受到CCD業者反撲的壓力。尤其日系CCD業者，早具備垂直整合的完整產業架構，從產品開發到完成量產，所耗費的時間和資源都要比CMOS傳感器業者的單打獨斗具有優勢。CMOS傳感器最大的問題是畫素間距縮小的程度遠不若CCD，單位面積的畫素數不如CCD。因此當日本業界在CCD上，提高畫素的數目時，并企圖拉拔高畫素產品成為主流之際，相對地就等于為CMOS傳感器制造更高的門坎。CMOS的畫素具備多個晶體管，構造比較復雜，使得畫素間距縮小不易。在感度方面，CMOS亦較差，日本業界評估約落后CCD至少1年，幸好CMOS傳感器在耗電量上，依然比較優越。CMOS傳感器業者當前最大的努力目標，恐非一味追求高畫素，而是在既有的產品上再做改版，設法提高感度及其它光學性能。
CMOS傳感器的另一個問題是如何克服鏡頭、芯片以及封裝、測試的垂直整合問題。在收并Photobit之后的Micron以及STMicro等IDM，徑可直接利用專有的制程和生產線，提高了相對于專業IC設計公司的競爭力。領導廠商OmniVision雖是IC設計公司，多年的布局已掌握下游整合的若干資源。相對之下，其它規模較小的設計公司，如何跟得上競爭愈來愈激烈，變化愈來愈快的市場腳步，將是愈來愈嚴苛的挑戰。
帶動芯片的新商機
相機模塊的引進，不只是帶動傳感器的市場機會亦對后端影像處理芯片產生沖擊。手機不若PC加入新組件如此單純，不僅內部空間有限，基頻的處理能力大部份已被通訊部份占滿。支持新加入的相機模塊，畫素愈高處理愈是棘手。特別是手機制造商不諳相機技術，故無不希望相機芯片供貨商能夠一次解決所有技術問題。再者放眼所有手機RF和基頻芯片供貨商，擁有相機技術資源的僅有少數幾家，遂使得相機后端處理芯片的供貨商，擁有利基性的市場切入機會。小型的IC設計公司或許永遠沒有機會從事RF和基頻芯片的研發，卻可以憑借著設計恰如市場所需以及提供完整的解決方案的服務，以相機后端芯片打進手機市場。所耗費的資源和開發時間卻遠比RF或基頻芯片小多了。
部份業者著眼于相機模塊實和LCD模塊有密切的輸入、輸出的相關性，因而亟欲將兩者的后端芯片做完整的結合，把相機的JPEG及其它處理電路和繪圖控制器、LCD界面一次做整合；亦即將手機的多媒體在同一顆芯片上，一次做解決，可以減少基頻處理的負荷以及和緩存器間的數據往返所帶來的延遲。推出此類芯片的供貨商愈來愈多，包括SeikoEpson、三洋、MediaQ和ATI等。MediaQ強調該芯片的超省電性，主要是從其公司的創業產品PDA用繪圖芯片的改版，轉為手機所用。ATI則是以繪圖引擎的卓越性能為號召。三洋和SeikoEpson在LCD控制器以及相機模塊方面，都有很好的經驗，自然而然就會涉足此一市場。
瞬間上億顆市場爆發量，但市場挑戰度將愈來愈高
正如手機搭載彩色屏幕的比例所受到的關注一樣，相機在手機市場究竟有多少潛力，是正逢起步階段的一大疑問。從手機領導廠商Nokia在2003Cebit記者會上，公開宣示相機將為手機帶來更多的應用和服務，并直言Nokia將自2003年起大力推動搭載相機的機種，就可知道此一趨勢的勢不可擋，全球搭載的比率，各個證券公司和研究機構的預測頗多，但大抵都預測2005年應有25%~35%。部份公司甚至二度上修預測值。罕有如此組件，能在短短的2~3年內，沖至上億個規模，瞬間的爆發力是令人振奮的。
盡管市場潛力雄厚，并非每一個參與此市場的業者都可得利。手機相機的市場量大，自然容易引起注意，使競爭更加激烈。手機組件的技術和可靠度、性能的苛求度遠高于PC，臺灣業界若以PC的習慣作法，踏入此領域，必定空手而返。再者，手機短時間內出貨量極大，產能供應不具規模的業者，不易進入市場。未來CCD的產能若不幸過剩，勢必使日本業界開始轉移至臺灣市場，這些負面性的可能，必須列入評估。手機相機市場尚在萌芽，機會大好的同時也透露出更嚴苛的挑戰在后頭。
