手機內建數位相機功能（以下統稱Camera Phone），堪稱目前中高階手機的殺手級應用（Killer Application）。影像感測模組（Camera Module）在Camera Phone的應用，未來成長性更超越在數位相機的應用，手機用影像感測模組預計未來5年的複合成長率高達53.8％，發展前景亮麗。

由於將影像感測模組應用於手機內，是一種新興應用，所以其中的架構仍有演進的空間。本文不單分析影像感測模組的架構現況，也從「機構、成本結構、系統架構」三個構面，對模組的未來可能發展作分析，對有心進入此市場的關鍵零組件廠商，可為擬定切入策略的參考。

預估2003年全球手機用影像感測模組市場規模，內建式（Built-in）將可達到5500萬顆，外接式（Attachement）將可達到1900萬顆。相較於2002年全球手機用影像感測模組市場規模，內建式出貨2450萬顆，外接式出貨300萬顆，總量上將有169.1％的成長。

此市場應用會有這麼快速成長的動力，乃是因為行動通訊系統業者（Operator）的策略、手機業者的推動，與零組件廠商的配合。所以在市場發展趨勢部分，將分析手機大廠對Camera Phone產品線規劃，各個零組件廠商目前的價格策略、出貨的狀況，讓相關廠商能更了解下游的應用發展。

影像感測模組現況與未來架構分析

影像感測模組機構分析

影像感測模組的定義：以影像感測功能為主；有標準且獨立介面；零組件含Holder（塑膠鏡座）、Lens（鏡片組）、IR Filter（紅外線濾膜）、Sensor（影像感測）IC、Peripheral Electronic Components（被動元件）、Substrate（載板）、Flexible Printed Circuit（PCB軟板）。

《圖一　影像感測模組之機構示意圖》

由於手機本身對於「體積、外型」設計上的要求，讓手機用影像感測模組在機構部分的設計困難度、組裝的良率，都比數位相機用的影像感測模組要困難與複雜。舉例來說數位相機用的影像感測模組，高度為35mm，但是手機用的影像感測模組高度大多被限制在7mm以下，由此觀之手機用的影像模組組裝所要求的高度，僅為一般數位相機用模組的1/5。

這樣的應用特性，會限制整個影像感測模組，發展光學變焦功能。所以未來的手機影像感測模組，在研發含光學變焦功能的影像感測模組時，原先埋設於手機的位置就可能會有所變動。例如有些日本手機業者，會將模組移往手機的側面，目的就是為了獲得更大的設計空間，才能克服光學的限制，進一步將光學變焦功能實現於Camera Phone上。

影像感測模組成本結構

針對市面上已經量產的影像感測模組，進一步整合各家外掛式與內建式產品，並分析成本結構，可以了解模組中各關鍵零件的重要性。目前影像感測模組中，佔成本結構最重要的是影像感測器部分，佔整體物料成本的29.5％。

後段影像處理IC居次佔整體物料成本的23.0％，接下來的是Lens與外接Memory部分，其他包括Holder、IR Filter、Substrate、Passives、外殼等。

若是把同為VGA解析度的數位相機與Camera Phone之成本結構相比較，會發現在數位相機應用的後段影像處理IC，佔成本結構比例高於影像感測器，跟手機應用的狀況有相當差距。這是因為在數位相機應用的後段影像處理IC，是數位相機影像表現與整體功能的靈魂，必需針對不同的影像感測器進行影像效果的調校、加上必需處理LCD顯示的影像、與其他週邊溝通等，所以後段影像處理IC進入門檻高，自然在成本結構所佔比例就高。

但在手機中的各種介面，都有既有的架構與協定規範，後段影像處理IC業者只在既有的手機架構中，扮演控制影像感測器、壓縮影像、處理影像的角色，自然在成本結構所佔比例就較影像感測器低。

《圖二　影像感測模組之成本架構示意圖》

影像感測模組系統架構

手機用影像感測模組系統架構（Block Diagram），可概分成前段──影像感測器（Image Sensor）與後段（Backend）影像處理兩大區塊。影像感測器IC最主要扮演的功能在於將光波轉換成電流訊號，後段影像處理IC則是負責處理影像訊號、與手機相關元件互連，如手機的基頻（Base Band）、面板控制IC（LCD Controller）等。

影像感測器的種類，依照製程的不同可分為，互補金屬氧化合物影像感測器（CMOS Image Sensor）、電荷藕合器件（Charge Couples Device；CCD）兩種。由於CCD從製程開始就與CMOS有相當大不同，所以單就整合度分析，採用CMOS影像感測器所組裝成的影像感測模組，在整合度上會高CCD許多，但是若從影像品質來看CCD又略勝CMOS一籌。

在日本市場CCD Camera Phone從2002 H2開始熱賣，但從全球產業觀點展望未來，由於CCD產業一直有產能短缺的疑慮，所以在手機用的影像感測模組市場上，CCD會在比較高階的Camera Phone出現，而CMOS會在中階的Camera Phone勝出，並不致於發生互相完全替代的狀況。

手機用後段影像處理IC的系統架構，如(圖三)中橫線部分。後段影像處理IC通常包括以下功能區塊：

與數位相機應用中的後段影像處理IC不同的是，手機應用後段影像處理IC會省掉一般用途輸出入通道（General Purpose Input Output；GPIO）、USB或TV編碼介面（USB/TV Interface）、聲音輸出入介面（Audio Interface）等，這是因為手機內部會有其既有的架構限制，後段影像處理IC的業者，暫時無能力去整合其他部分。

而目前業者最關心的，莫過於影像感測器紛紛整合部分後段影像處理IC的功能；以及如TI、Motorola等手機晶片大廠，從基頻晶片跨足多媒體應用（Multimedia Application Processor）單晶片，對後段影像處理IC未來發展空間的影響，如(圖三)虛線所示。

《圖三　影像感測模組之系統架構示意圖》

群雄並起的架構之爭

手機用影像感測模組，它的整體架構基本上是從數位相機應用移植。由於手機產業的特性，與數位相機產業有相當大不同，所以原本移植於手機上的架構目前仍繼續演進中。判斷手機用影像感測模組的發展，應該從Camera Phone產品應用的需求特性、手機業者研發新Camera Phone的模式探討。

影像模組在手機應用的需求特性，可分為三方面：

在影像品質方面，手機廠商要求：感光度（特別在低照度的環境下表現）、色彩飽和度、Signal/Noise Ratio要高（雜訊越低越好）；在電源管理方面，手機廠商要求：省電（比數位相機更省電）、節省週邊Power IC（可以降低手機系統設計與組裝的複雜度）；在體積大小方面，手機廠商要求：薄（Low Profile，至少在7mm以下）、面積小（Formfactor，要能配合手機不突兀）。

《圖四　影像感測模組在手機應用的需求特性》

從手機應用的第一項需求特性來看，短期內後段影像處理IC業者，仍有相當優勢。因為目前各家影像感測器的設計架構、影像品質都不盡相同，後段影像IC業者的價值，會在以提供「硬體解決方案」的模式，改善各家影像感測器的影像品質上，相對上降低手機廠商的採用門檻與障礙。

再加上以目前時點而言，Motorola、TI等業者提出的多媒體應用單晶片，多是以「軟體平台」的方式，去控制影像感測器、處理後段影像，這樣的解決方案對於像Nokia、Motorola這樣的手機大廠，是可以順利運作的。因為手機大廠可以使用同一套解決方案，利用軟體的更改，去控制不同的影像感測器，增加不同的影像處理功能。

但對於資源不足的其他手機廠商而言，如何整合、採用這樣的平台，就是研發新Camera Phone時一大挑戰。而這種客戶特性所創造出的市場區隔，也是一些影像感測模組的組裝廠商、或是獨立的韌體設計公司（Independent Design House；IDH），或是以提供「硬體解決方案」的後段影像處理IC廠商，可以著力的地方。

而電源管理方面議題，跟採用影像感測器的類型，如選擇CCD、或是CMOS較有關係；模組的體積大小，最主要牽涉到模組設計與組裝的能力，還有一些關鍵零組件（如Lens）的搭配問題，受系統架構演進的影響較小。

小結

若從手機業者研發新Camera Phone的評估指標探討，能夠與手機廠商密切合作、快速回應、客製化程度高的後段影像處理IC廠商，有其生存的空間與優勢。因為手機產品特性，所以研發時間平均長達18個月、生命週期短於9個月，手機ODM業者無不致力於「研發時間的縮短、量產的穩定性提昇」，所以在評估採用影像感測模組時，最主要的兩個關鍵指標，就是研發時期後段影像處理IC業者的技術支援與服務能力；與量產時期模組組裝業者量產能力與良率。

目前台灣手機影像感測模組產業的上下游關係複雜如(圖五)，有角色上的競爭與架構上的競爭。角色的競爭是指，對於手機廠商在採購時，需面對很多類型的影像模組供應商（Vendor），這裡面有數位相機業者、影像感測器業者、I.D.H.業者、Lens業者、光電封裝業者、手機周邊業者等，都想成為影像感測模組的提供者。

從手機廠商的需求分析，目前手機廠商儘量要求單一對口（Turn Key Provier）廠商，這類的廠商需要能夠整合光學、影像處理知識，而又能提昇生產的良率、準備足夠模組組裝產能。至於這樣的模組組裝業者，必需跟各關鍵零組件與機構廠商，保持密切的合作，如何組織對三方都有利的策略聯盟，就是對模組組裝業者最大的挑戰。

至於架構的競爭，若以中長期分析，由於手機內部晶片與架構持續走向整合，影像感測模組將不會繼續維持與其他架構，互相獨立的單純模組角色。展望兩年後的手機影像感測模組，架構的競爭終會塵埃落定，將會與數位相機應用有相當大不同，後段影像處理IC功能將會繼續演進，未來必須整合MPEG-4、和絃鈴聲處理晶片（Melody IC），成為多媒體手機中的多媒體應用單晶片。

《圖五　各關鍵零組件廠商在手機應用影像感測模組市場的角力》