摘要

從創新技術來看，接觸式圖像傳感器（CIS）開始嶄露頭角，成為機器視覺領域的“新變數”。

新工藝、新技術正在給動力電池產業發展帶來新變數。

面向動力電池大規模制造時代，新工藝、新技術的“戰火”，已經從核心工序設備延伸到關鍵部件。幫助動力電池企業提高產品品質、降低缺陷率、提升制造效率，不僅是行業共同面臨的挑戰，也是后來者實現彎道超車的機遇。

作為品質智造賦能的關鍵環節，機器視覺設備正在迅猛發展，賽道涌入玩家越來越多。從創新技術來看，接觸式圖像傳感器（CIS）開始嶄露頭角，成為機器視覺領域的“新變數”。

CIS技術并不新穎，其在工業AOI領域已經得到廣泛應用，而將此技術遷移至鋰電領域，繞不開一家企業——威海華菱光電有限公司（下稱“WHEC”）。

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CIS技術起源

1985年，日本傳真機市場競爭已接近白熱化地步。為實現市場突圍，三菱電機在世界上首次開發了傳真機用接觸式圖像傳感器（CIS）。

憑借小體積、高集成度一體化、寬視野、無畸變、高速度、高精度等優勢，CIS技術在“CCD/CMOS+光學鏡頭”傳統技術中殺開一條血路，讓三菱傳真機在市場上大放異彩。

1990年，三菱電機開始規模化量產并銷售CIS。在此之后，CIS技術在傳真機領域迅速滲透，并發展成為全球傳真機市場技術應用主流。

CIS技術的先行者，為彼時三菱電機CIS技術項目負責人——澤江哲則，由其主持并制定的CIS技術行業標準一直沿用至今。

1995年，三菱電機在中國威海正式成立合資企業（SHEC），澤江哲則作為技術領頭人開始將CIS技術導入中國。

2003年，威海華菱光電有限公司（WHEC）正式成立，采用CELL方式專業生產特殊用途CIS，澤江哲則擔任總經理一職。

得益于對CIS技術的深厚積累與創新應用，WHEC開始在市場上嶄露鋒芒。先后完成國家火炬計劃產業化示范項目、量產紙幣讀取用CIS及大型工業檢測相機等。

隨著CIS技術的不斷進步與發展，CIS不斷向金融機具、醫療設備、工業檢測裝備等市場實現技術遷移，有效彌補了CCD器件在工業AOI領域應用中的不足，從而在部分細分領域實現了CCD器件的替代。

作為CIS技術的先驅者與引領者，WHEC的CIS產品目前在金融機具領域國內市場占比達到90%，全球市場占有率超過60%。與此同時，在半導體制造、食品安全、生物醫藥、建材加工等領域，公司CIS產品的市占率也在不斷提升。

02

進入鋰電行業契機

在工業AOI領域的成熟規模化應用之后，CIS技術引起了日韓鋰電池龍頭的關注。

由于動力電池企業對產品性能、品質管理、生產效率不斷提出更高的要求，機器視覺設備于2015年開始，逐漸成為鋰電池多個核心工序檢測的標配。

彼時，電芯在線檢測的取像單元，普遍采用單個或者多個拼接CCD線陣相機；小范圍檢測與精確測量主要采用單個CCD面陣相機。

由此而來的問題是：1、單個面陣/線陣相機由于鏡頭外置，需要與檢測物體保持一定距離，占據空間。同時，受自身重量以及固定方法限制，相機容易受環境影響產生震動，對成像效果造成一定影響。

2、多個拼接線陣相機存在設備占用空間大，讀取圖像會存在變形及邊緣虛化等問題，還需不斷調整相機的角度位置及鏡頭位置，對檢測效率也會造成一定影響。

因此，在CCD工業相機應用之外，韓國鋰電池龍頭也在不斷尋求鋰電池極片、隔膜檢測新的解決方案。

而這，也成為WHEC將CIS技術應用到鋰電池機器視覺檢測領域探索的契機。2018年以來，WHEC開始配合日韓鋰電池龍頭研發鋰電池領域用CIS工業相機。

經過長期嚴謹的技術驗證，WHEC的CIS產品已成功應用于日韓鋰電池龍頭鋰電池檢測，覆蓋從前段涂布、模切、卷繞/疊片到后段外觀檢測的全工序環節。

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鋰電用CIS工業相機優勢

相比于CCD面陣、線陣相機，WHEC鋰電用CIS工業相機的優勢在于：

1、占用空間小，無需復雜調整。CIS工業相機集光源、鏡頭、光電轉換芯片于一體，一體式超小機身不受安裝空間限制。同時，CIS工業相機還具備重量輕，固定方式穩定，抗震性能強等優勢。

2、微距成像，高精度檢測。CIS工業相機可根據需求與目標物體保持0.9mm-29.3mm的檢測距離，進行單面及雙面的在線同步檢測。光源接近目標物體，線性光不會產生非均勻光照，可自由調整光源角度，能夠更為靈敏地檢測出如涂層脫落、孔洞、異物、破損、褶皺、凹陷、劃痕、邊緣毛刺等細微、隱秘缺陷。

3、高分辨率1:1成像。在圖像采集方面，CIS工業相機檢測幅寬MAX可達1960mm，具備高分辨率、1:1的成像特點，避免由于圖像畸變及邊緣虛化所帶來的分辨率損失問題，同時可減輕后續圖像處理環節的負擔。

4、定制化設計。WHEC的CIS產品設計分為光源內置一體化及光源外置多角度化，具備多種外觀尺寸、長度的產品設計，滿足不同在線生產及檢測應用。

整體來看，CIS產品高集成化、高速度、高精度、無畸變等優勢能夠充分滿足鋰電池檢測的核心訴求。目前，WHEC的CIS工業相機已經得到國內頭部機器視覺系統集成商的青睞，并在國內動力電池產線、隔膜產線上開啟導入滲透。

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鋰電行業CIS的機會

當前，全球動力電池企業正在加速邁向TWh時代。按照當前各家鋰電池廠商的擴產計劃，到 2025年的投產產能有望超過2TWh。

站在工藝鏈對機器視覺需求顯著提升大背景下，中國鋰電行業機器視覺的市場規模有望從2017年1.37億元提升至2025年56.4億元。

在GWh到TWh的跨越進程中，為滿足產能規模、產品品質、生產效率的高維度躍升，新工藝、新技術的導入被寄予厚望。

而CIS新技術一旦在鋰電機器視覺領域形成規模化導入，其市場成長價值將會非常誘人。這也將給以WHEC為代表的CIS企業以新的發展機遇。

目前，CIS憑借性能優勢，已經從最初的傳真機延伸到了金融機具、半導體制造、食品安全、生物醫藥、建材加工等多個應用場景，成功實現多個行業的技術平移。

TWh時代巨浪下，或許還將帶給CIS更巨大的發展機遇。

審核編輯 ：李倩