ソニーセミコンダクタソリューションズ
しかし2004年以降、半導体部門の復興のため、CCDに代わって低消費電力で高速読み出しを実現したCMOSイメージセンサへ注力する、つまり自社の主力製品であるCCDをCMOSで置き換える、という決断を行う。その結果、2009年には裏面照射型CMOSイメージセンサー「Exmor」を、2012年には積層型CMOSイメージセンサ「Exmor R」を世界で初めて商品化。
2010年当時のソニーのイメージセンシング事業はデジカメ向けCCDイメージセンサが主力であり、2010年時点ではデジカメ向けのCCDイメージセンサのシェアで5割を超える最大手だったが、CMOSイメージセンサのシェアはまだ10%だった。しかし2011年以降にはスマートフォン市場の拡大を背景に、スマートフォン向けのCMOSセンサ市場が急拡大し、ソニーセミコンの業績も急拡大。「スマートフォンの市場急拡大・HD動画のニーズ」という「イメージセンサーに対するニーズの変化」によってソニーの裏面照射型CMOSイメージセンサが売れる、という2011年当時のソニーの読みは当たった。2011年にはCMOSイメージセンサー市場でも、先行していたサムスン電子を上回って世界シェアトップとなり、以来イメージセンサ分野において業界トップを維持している。
2010年には長崎工場を買い戻してCMOSセンサーの製造を行うなど、2010年代以降には巨額の投資による生産拡大を継続しており、2020年時点ではCMOSセンサの世界シェアが5割を超えるダントツ1位となっている。