智通财经APP获悉，根据群智咨询(Sigmaintell)预测，2024年笔记本电脑CIS(CMOS Image Sensor，下述称CIS)出货数量预计将达到1.93亿颗，同比实现增长9%。导致笔记本电脑CIS需求提升的原因主要来自于两方面：一方面是笔记本电脑整机市场止跌回暖，预计将迎来自2021年市场需求持续下跌后的首个增长年。另一方面则主要来自于Windows Hello功能的推动，使得单台笔记本电脑上的CIS搭载数量有所提升。
Windows Hello促进生物识别Camera在笔记本电脑上的应用
Windows Hello是Microsoft开发的一套生物安全认证的标准接口，实现方法是在PIN码基础上，通过指纹、近红外摄像头(深度信息)或者虹膜等方式进行生物认证。用的是FIDO的标准，Apple Face ID和谷歌android的源生生物识别(Biometric库)都是沿用这个标准。解锁体验的差异主要来自于生物识别硬件方案以及设备的性能差异。过往笔记本电脑主流产品均采用指纹识别的方案，优势是硬件成本较低，但自Windows 10发布后，支持增强型登陆安全标准，这种类型的指纹传感器需包括一个微处理器和内存，其模块成本接近Camera方案。当下部分消费类笔记本产品所采用的Window hello实现方案呈现从指纹逐渐转向Camera人脸识别的趋势，搭配HPD功能可以做到无接触式登录，且反应速度较快，用户使用体验更佳。
Windows Hello IR Camera目前存在两种可实现方案，分别是RGBIR的Hybrid方案采用850nm近红外光检测和RGB+IR的940nm近红外光检测。根据微软白皮书要求，2023年底已关闭850nm检测标准的通道，未来全新方案均需要满足940nm近红外光检测标准。按照目前CIS的QE(Quantum Efficiency，即量子效率)表现来看，此方案要求每台笔记本电脑设备至少搭载2颗CIS以满足普通视频拍摄和IR人脸识别的功能，传统NB的CIS搭载率从1提升到2。
根据群智咨询(Sigmaintell)数据，2023年全球满足Windows Hello IR 940nm检测要求的笔记本电脑出货数量约1700万台，市场渗透率约10%。显而易见，IR Camera需求将不断提升，预计2024年将达到2500万台，市场占有率接近14%。
笔记本电脑CIS分辨率需求呈现上升迭代趋势，硬件HDR成CIS标配
由于线上会议、线上教育的应用需求增长，笔记本电脑Video的图像质量要求也在不断升级，CIS分辨率呈现增长趋势，从主流的VGA/1M逐渐升级到2M/5M。群智咨询(Sigmaintell)数据统计，2023年2M和5M CIS的需求量分别占到全球笔记本电脑成像CIS数量的36.9%和8.3%，相比2020年同期分别提升了34.8%和6.2%。1M CIS占比从原来的86.2%降至54.5%。群智咨询(Sigmaintell)预测，未来2M/5M占比将持续提升，预计2029年分别达到38.6%和35.1%。1M CIS会持续存在，直到2M模组方案成本接近于1M模组。
同样由于用户视频需求的增长，HDR(High Dynamic Range，下述称HDR)可以有效提升Image Quality极大改善用户使用体验。CIS HDR当前可实现的技术方案多种多样，但由于笔记本电脑的使用环境和使用条件相对简单，笔记本电脑 CIS主要应用Stagger HDR方式，通过长短帧堆叠曝光的方式获取更大的动态范围，同时还可以有效降低图像鬼影(Ghost)的现象。这种方法在sensor硬件成本上不会有太多提升，但效果显而易见，属于性价比最划算的方案，目前主流的2M及新款5M CIS均搭载硬件Stagger HDR技术。根据群智咨询(Sigmaintell)数据统计和预测，2023年Sensor HDR在笔记本电脑CIS中的搭载率仅有4%，随着新产品方案的迭代和升级，2024年预计将有约14%的产品会搭载Sensor HDR。未来Sensor HDR将成为CIS新品标准配置，市场占有率最终将达70%以上。
为实现HPD功能，CIS或将广泛支持AO
随着 Windows 11 的发布，Microsoft 现在对 Windows 中的存在感测功能集提供本机支持。对于内置存在传感器的 Windows 11 电脑，屏幕可在用户离开时自动关闭(Leave lock)，然后在用户接近时快速唤醒(Wake up on approach)。这样有助于提高电脑的安全性、节省电池电量并让用户更快地恢复到工作状态，同时可以有效保护用户内容隐私。通常HPD(Human Presence Detection，下述称HPD)可以实现以下功能：
HPD功能要求有单独的存在传感器，或者基于相机的人类存在感测，这是通过图像传感器上集成AO(Always On，下述称AO)功能来实现。根据微软人体存在检测协议要求，整个传感器子系统，包括仅根据唤醒和锁定场景使用的发射器、接收器以及任何 LED，在工作时系统功耗不高于80mW，待机时系统功耗不高于25mW。这需要CIS的AO模式以极低的功耗运作，为后端逻辑逻辑系统让出更多能耗资源。另外Windows11增强型登陆安全性建议隐私快门不应干扰人体存在传感器工作，因此AO功能建议集成在IR Camera上。
根据增强型登陆安全性要求，人脸算法使用VBS(基于虚拟化的安全功能)进行保护，以将其与Windows的其余部分进行隔离，通过独立通道将人脸数据信息传递到人脸匹配算法。人脸模板由受保护的人脸算法在 VBS 中生成。不使用时，人脸模板数据使用生成的密钥进行加密，只有 VBS 可以访问，然后存储在本地磁盘上。因此用户可以选择IR camera不受隐私快门遮盖，则HPD功能不受隐私快门影响。
HPD可以协同Windows Hello实现无接触式登录，进一步优化NB系统在非工作状态下的功耗表现，同时可以在公众场合更有效保护用户隐私，优化用户体验。
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