光學(xué)行業(yè)是信息技術(shù)革命中最重要的環(huán)節(jié)之一，從全球光學(xué)鏡頭的應(yīng)用看，手機(jī)、視頻監(jiān)控、車載攝像機(jī)是三個(gè)最大的終端市場，而近些年火爆的 VR/AR 也很大程度上推動了光學(xué)行業(yè)的增長。
從手機(jī)攝像頭的發(fā)展歷程看，幾乎每隔 2 到 3 年都會有至少一次光學(xué)的革命性創(chuàng)新，是絕對的成長性行業(yè)。隨著手機(jī)多攝化的持續(xù)推進(jìn)，手機(jī)行業(yè)仍在很長的一段時(shí)間內(nèi)成為光學(xué)行業(yè)增長的主要動力。 而自動駕駛技術(shù)發(fā)展，帶動車載鏡頭需求提升，重塑了光學(xué)行業(yè)天花板。隨著 VR/AR 硬件不斷升級，應(yīng)用場景的不斷豐富，光學(xué)行業(yè)開啟新巨量賽道。
本期內(nèi)參來源：華創(chuàng)證券
原標(biāo)題：
《 消費(fèi)電子光學(xué)創(chuàng)新與汽車電子自動駕駛共振，光學(xué)行業(yè)打開新巨量市場》
作者：耿琛
01. 消費(fèi)電子光學(xué)，量價(jià)齊升
2000 年第一臺帶攝像頭的手機(jī)夏普 J-SH04 問世，隨之而來的是第一臺帶有前置攝像頭的摩托羅拉 C975；2011 年 2 月 LG P925 的發(fā)布，是全球首款支持雙攝像頭的手機(jī)。2018 年華為 P20 開啟后置雙攝時(shí)代，2019 年華為 P30 更是創(chuàng)舉性的使用后置四攝，20 年的新品 P40 Pro 更是將后置攝像頭升級為 5 顆，多攝化進(jìn)程進(jìn)一步加速。
▲從蘋果和安卓（華為）智能手機(jī)更新?lián)Q代看攝像頭發(fā)展史
手機(jī)攝像頭向著多攝化方向發(fā)展并不是偶然的，它有著其內(nèi)在邏輯。 由于尺寸的限制，手機(jī)中的單個(gè)攝像頭必然無法與專業(yè)攝影設(shè)備競爭。而引入多攝后，各個(gè)攝像頭分工合作，在算法軟件的配合下，具有主攝 + 廣角 + 長焦 + 虛化等優(yōu)勢，目前已成為安卓系手機(jī)的主要配置。在不同的鏡頭組合下，多攝模組具有光學(xué)變焦、背景虛化、暗光拍攝等優(yōu)勢，極大提升了拍攝效果。
▲多攝化已成現(xiàn)階段主流方案
2019 年全球智能手機(jī)攝像頭總數(shù)達(dá)到 44 億顆，平均每部手機(jī)搭載攝像頭顆數(shù)達(dá) 3.21 顆，三攝市場滲透率迅猛提升。目前三星三攝及以上手機(jī)滲透率最高，達(dá)到 27%，華為則以 23% 位居第二。手機(jī)攝像頭個(gè)數(shù)增多，逐步推動了“廣角”、“長焦”、“微距”和“虛化”等 3D 成像質(zhì)量的提升，同時(shí)促進(jìn)攝視覺解決方案市場規(guī)模穩(wěn)步增長。
▲全球智能手機(jī)單部搭載攝像頭數(shù)量
▲ 2019 年主流手機(jī)三攝品牌市占率
除了多攝，光學(xué)鏡頭高像素化仍然是大勢所向。像素作為消費(fèi)者最關(guān)注的參數(shù)之一，已經(jīng)從手機(jī)搭載攝像頭伊始的 11 萬像素，迅速發(fā)展至千萬像素?cái)z像頭成為主流。2018 年 12 月，華為發(fā)布首款 4800 萬像素主攝手機(jī) Nova 4，至 19 年，40/48MP 攝像頭已成為手機(jī)市場主流。小米于 19 年 11 月發(fā)布的 CC9 pro 中首次搭載 1 億像素后置主攝，開啟 108MP 后攝時(shí)代。
▲主流手機(jī)品牌旗艦機(jī)型主攝像頭像素（MP）
手機(jī)鏡頭過去都采用純塑膠鏡片，隨著像素提升帶動的鏡頭升級，相機(jī)使用的塑膠鏡片數(shù)量持續(xù)增加?，F(xiàn)階段手機(jī)鏡頭已有 5 片、6 片 向 7 片、8 片 方向升級，鏡片數(shù)的提升，無疑會帶來整機(jī)厚度的增加，并且隨手機(jī)攝像頭像素升級、光圈變大，塑料鏡頭在成像清晰度、失真率等光學(xué)性能方面遇到瓶頸。手機(jī)鏡頭在 6 鏡片以后，開始出現(xiàn)玻塑混合鏡頭的方案，1 片玻璃鏡頭加 5 片塑料鏡頭或者 2 片玻璃鏡片加 3 片塑料鏡片能夠?qū)崿F(xiàn) 7 片鏡頭功能。
▲波塑混合鏡頭結(jié)構(gòu)示意圖
玻塑混合鏡頭優(yōu)點(diǎn)眾多，或成未來主流鏡頭方案。當(dāng)前玻璃鏡片的生產(chǎn)工藝主要包括模造玻璃、WLO 和 WLG，其中模造玻璃以其工藝成熟、成本較低的優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。玻塑混合鏡頭以玻璃鏡片替代部分塑料鏡片，由于玻璃鏡片相較塑料鏡片透光率更強(qiáng)、進(jìn)光亮更大，能夠提升成像質(zhì)量，減少鏡片數(shù)量而降低鏡頭厚度。自 2017 年 LG 采用玻塑混合鏡頭以來，玻璃鏡片加工工藝的逐漸成熟、成本降低，現(xiàn)在已開始在手機(jī)終端規(guī)?；瘧?yīng)用。
▲不同鏡頭工藝區(qū)別
鏡頭升級多元化發(fā)展，大光圈、超廣角也成為新趨勢。光圈是一個(gè)用來控制光線透過鏡頭，進(jìn)入機(jī)身內(nèi)感光面光量的裝置，通常而言光圈的大小是由鏡頭孔徑和焦距決定的。當(dāng)光線通過鏡片之后，再經(jīng)由光圈照射到 CMOS 感光元件上。
大光圈能夠?qū)崿F(xiàn)背景虛化，同時(shí)提升快門速度有效防抖以捕捉動態(tài)畫面。鏡頭的光圈越大，單位時(shí)間內(nèi)通過這個(gè)光圈的進(jìn)光量就越多，感光元件獲得的信息也就越豐富，最后照片的效果越好。光圈變大會導(dǎo)致光線在折射過程中色差、色散增加，對鏡頭廠商的光學(xué)設(shè)計(jì)能力（校正像差）和裝配調(diào)試能力（確保同軸組立精確度）也提出了更高的要求。
很多廠商在宣傳一款手機(jī)的拍照性能時(shí)，往往會強(qiáng)調(diào)它的攝像頭像素、光圈等參數(shù)，例如 iPhone 12 Pro 就將配備 F/1.6 的大光圈攝像頭。
超廣角鏡頭有著寬廣的視野，又不像魚眼鏡頭有強(qiáng)烈的畸變，是很好消除了畸變的鏡頭。超廣角鏡頭具有拍攝畫面空間縱深感強(qiáng)、景深較長、拍攝景物范圍廣的特點(diǎn)。廣角鏡頭的設(shè)計(jì)難度在于畫面邊緣會受鏡片折射影響產(chǎn)生畸變，因此需要更為精細(xì)的鏡片組合優(yōu)化光學(xué)設(shè)計(jì)、采用高質(zhì)量的光學(xué)鏡片、通過后期算法對鏡片成像效果進(jìn)行處理，來達(dá)到更好的廣角效果。
單反相機(jī)可以通過不同焦距的鏡頭來實(shí)現(xiàn)變焦，但手機(jī)攝像頭無法更換鏡頭，多攝的滲透讓手機(jī)擁有了多焦段拍攝的能力。長焦鏡頭能夠在不損失畫質(zhì)的前提下更為真實(shí)地呈現(xiàn)遠(yuǎn)景。
▲大光圈、超廣角已成為各品牌高端機(jī)型主流方案
手機(jī)鏡頭中除了鏡片外，另外一個(gè)重要的組成部分是圖像傳感器。圖像傳感器主要?dú)v經(jīng)攝像管、光電二極管陣列、CCD、CIS 四個(gè)發(fā)展階段。
（1）攝像管：1933 年，V.K. 茲沃雷金發(fā)明了光電攝像管，可看作第一個(gè)圖像傳感器，此后相繼出現(xiàn)超正析像管、光導(dǎo)攝像管、硒砷碲攝像管等類型。
（2）光電二極管陣列：1967 年，第一顆以光電二極管為陣列、基于 MOS 管的圖像傳感器誕生，這是現(xiàn)代 CIS 最早的原型。
（3）CCD：1969 年，貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明了 CCD；1982 年，出現(xiàn)了使用 CCD 的相機(jī)產(chǎn)品；CCD 在近 20 年里作為主流圖像傳感器應(yīng)用。
（4）CIS：1993 年，JPL 發(fā)表 CMOS 有源像素傳感器；1995 年，Photobit 首次將 CIS 技術(shù)商業(yè)化；2005 年后，CIS 取代 CCD 成為主流。
CIS 憑借體積小、成本低、功耗低、集成度高等優(yōu)點(diǎn)，成為當(dāng)前主流傳感器。由于工藝原因，CCD 無法將敏感元件和信號處理電路集成到同一芯片上，因而會有體積大、功耗大的問題。
早期的 CIS 與 CCD 相比差距很大，但隨著工藝的進(jìn)步，CIS 性能有了質(zhì)的飛躍。CIS 適用范圍更廣泛，目前已在消費(fèi)電子領(lǐng)域完成對 CCD 的替代，而 CCD 僅在衛(wèi)星、醫(yī)療等專業(yè)領(lǐng)域繼續(xù)使用。
CIS 市場迅速復(fù)蘇，疫情不改長期成長趨勢。據(jù) IC Insights 預(yù)測，CIS 芯片全球市場規(guī)模將在受疫情影響而短暫下滑后持續(xù)增長，預(yù)計(jì) 2024 年銷售額達(dá)到 261 億美元，2019-2024 年 CAGR 達(dá) 7.2%；2024 年銷量達(dá)到 110 億顆，2019-2024 年 CAGR 達(dá) 11.5%。
▲2009-2024 年全球 CIS 銷售額及銷量情況（含預(yù)測）
據(jù)中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)統(tǒng)計(jì)，2018 年用于手機(jī)的 CIS 芯片占比超過 60%；受智能駕駛、超高清建設(shè)、醫(yī)療成像等需求推動，用于汽車、安防、醫(yī)療市場的 CIS 芯片增長最為迅猛，預(yù)計(jì)五年 CAGR 分別達(dá)到 30%、20%、23%。
▲2018-2023 年 CIS 下游應(yīng)用市場增長預(yù)測
硬件上的進(jìn)步無疑推動了手機(jī)光學(xué)的發(fā)展，而技術(shù)上的革新也是一個(gè)不可忽視的因素。技術(shù)進(jìn)步首當(dāng)其沖的是背照式興起，使得拍照效果顯著增強(qiáng)。傳統(tǒng)前照式（FSI）結(jié)構(gòu)中，濾鏡與光電二極管存在金屬連線，降低了進(jìn)入傳感器的光線，吸收效率不到 80%，拍照效果較差。
為了提升拍照質(zhì)量，2008 年 6 月索尼宣布了背照式 CMOS 傳感器，即將金屬連線轉(zhuǎn)移到光電二極管后面，光線可以直接進(jìn)入光電二極管，大大降低了光線損耗，夜拍效果也隨之增強(qiáng)。
▲BSI 與 FSI 示意圖
另外，堆棧式結(jié)構(gòu)也在技術(shù)升級中大放異彩。傳統(tǒng)的前照式/背照式 CIS 中，像素和處理電路處于同一層，而堆棧式 CIS 將兩個(gè)區(qū)域分離開來，將處理電路堆疊到像素區(qū)域下面，可按不同制程工藝制造像素和處理電路區(qū)域的同時(shí)，也極大地節(jié)省了空間。目前高端機(jī) CIS 通常采用堆棧式結(jié)構(gòu)，減少芯片尺寸的同時(shí)像素層面積占比提升至 90%，成像質(zhì)量得到極大的優(yōu)化。
▲普通背照式與堆疊式 CMOS 影像傳感器結(jié)構(gòu)示意圖
近年來，手機(jī)光學(xué)中的一個(gè)很重要的創(chuàng)新是 3D Sensing。3D Sensing 是以多攝為基礎(chǔ)的功能化升級，深度圖像識別將賦予終端人臉識別和手勢識別的能力，是未來智能手機(jī)應(yīng)用拓展的功能基礎(chǔ)，因此也是光學(xué)領(lǐng)域最具機(jī)會的方向之一。
2017 年蘋果 iPhone X 率先大規(guī)模將 3D Sensing 技術(shù)應(yīng)用到消費(fèi)電子終端上，隨后小米、OPPO、華為、三星等品牌陸續(xù)也將該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用至其核心產(chǎn)品中。這項(xiàng)技術(shù)首先在前置攝像頭中開始應(yīng)用，隨后在近兩年內(nèi)開始逐漸出被應(yīng)用到后置攝像頭中。
3D Sensing 主要有雙目立體成像、結(jié)構(gòu)光和飛行時(shí)間技術(shù)（ToF），其中結(jié)構(gòu)光和 ToF 兩種比較成熟的方案，應(yīng)用場景豐富，需求有望增加。
3D 結(jié)構(gòu)光是基于激光散斑原理，結(jié)構(gòu)光原理為通過近紅外激光器向物體投射具有一定結(jié)構(gòu)特征的光線，再由專門的紅外攝像頭進(jìn)行采集獲取物體的三維結(jié)構(gòu)，再通過運(yùn)算對信息進(jìn)行深入處理成像。3D 結(jié)構(gòu)光具有成像精度較高、反應(yīng)速度快與成本適中的特點(diǎn)，但其識別距離有限（有效范圍 1 米以內(nèi)），主要用于近距離 3D 人臉識別，實(shí)現(xiàn)手機(jī)面部解鎖、智能支付等功能。
時(shí)間飛行法（TOF）利用反射時(shí)間差原理，通過向目標(biāo)發(fā)射連續(xù)的特定波長的紅外光線脈沖，再由特定傳感器接收待測物體傳回的光信號，計(jì)算光線往返的飛行時(shí)間或相位差，從而獲取目標(biāo)物體的深度信息。TOF 方案具備抗干擾性強(qiáng)，刷新率較快，能夠覆蓋中遠(yuǎn)距離，可廣泛應(yīng)用在手勢追蹤、手機(jī)后置輔助相機(jī)等。
▲各品牌旗艦新機(jī)前置/后置攝像頭
ToF 具體可以細(xì)分為間接測量飛行時(shí)間（iToF，indirect Time of Flight）和直接測量飛行時(shí)間（dToF，direct Time of Flight）。大部分的 iToF 采用測相位偏移的方法，即發(fā)射的正弦波與接收的正弦波之間的相位差，由于基于正向偏壓的光電二極管以及其測量電路的時(shí)間分辨率比較低，為了避免各種因素的干擾才采用測量相位偏移的方法來達(dá)到低于硬件系統(tǒng)時(shí)間分辨率的效果。iTof 方案相對成熟，目前安卓系普遍采用 iToF。
dTof 顧名思義直接測量光子飛行時(shí)間，但由于能達(dá)到 ps 級分辨率的測量系統(tǒng)成熟較慢，dToF 方案難度更大，目前僅蘋果應(yīng)用。dToF 方案功耗更低、成像速度更快、精度更高，有望在未來成為主流方案。
根據(jù) Statista 數(shù)據(jù)顯示，2017 年 3D Sensing 市場空間為 2.1 億美金，而到 2023 年市場空間增長到 18.5 億美金，年復(fù)增長率超 37.7%，市場空間廣闊。Statista 預(yù)測至 2023 年消費(fèi)電子將會是 3D Sensing 最大的應(yīng)用市場，占總市場份額約 75%；自動駕駛和工業(yè)是消費(fèi)電子行業(yè)外，另兩大 3D Sensing 應(yīng)用領(lǐng)域，分別占近 13% 和 9% 市場份額。
▲3D Sensing 技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域分布（億美元）
3D Sensing 核心技術(shù)掌握在海外企業(yè)，中國企業(yè)主要供給低價(jià)值量和簡單工藝的接收端產(chǎn)品。3D Sensing 分為發(fā)射端和接收端，接收端的技術(shù)難度和產(chǎn)品難度相對較低；而發(fā)射端因其技術(shù)難度高，價(jià)值量較大?，F(xiàn)階段 VCSEL 設(shè)計(jì)技術(shù)仍掌握在以 Lumentum 為代表的海外公司手里，但大陸企業(yè)在準(zhǔn)直鏡頭、窄帶濾光片、模組環(huán)節(jié)擁有深厚的技術(shù)儲備。隨著市場的發(fā)展，國內(nèi)廠商技術(shù)成熟，國內(nèi)供應(yīng)商市占率有望進(jìn)一步提升。
手機(jī)光學(xué)的另一大創(chuàng)新是潛望式攝像頭，變焦技術(shù)分為光學(xué)變焦和數(shù)碼變焦兩種，光學(xué)變焦通過移動鏡頭內(nèi)部鏡片組改變鏡頭焦距，鏡頭焦距越長，變焦倍數(shù)越高；受制于機(jī)身厚度，手機(jī)長焦鏡頭的長度有限，不能完成高倍數(shù)的變焦拍攝，因此提升變焦倍數(shù)就需要潛望式鏡頭來實(shí)現(xiàn)。潛望式攝像頭是指將鏡頭與手機(jī)平面垂直放置的攝像頭，需要增加鏡片數(shù)量、棱鏡，同時(shí)加入馬達(dá)，實(shí)現(xiàn)鏡頭內(nèi)部透鏡的可移動，以此大幅增加攝像頭的焦距，實(shí)現(xiàn)高變焦拍攝功能，進(jìn)一步升級手機(jī)拍攝性能。
安卓主要手機(jī)廠商已搭載潛望式攝像頭方案實(shí)現(xiàn)高倍率變焦。帶潛望式功能的攝像模組由潛望式長焦鏡頭 + 常規(guī)短焦鏡頭（廣角、超廣角、主攝等）組成，其他常規(guī)鏡頭與長焦鏡頭配合，完成接力式變焦。目前 OPPO、vivo、華為、三星、小米均有各自方案，但具體的攝像頭參數(shù)和變焦倍數(shù)各不相同。
根據(jù) IHS 數(shù)據(jù)，2018 年光學(xué)式指紋識別模組的出貨量預(yù)計(jì)將超過 9000 萬顆；2019 年繼續(xù)保持高速增長，出貨量超過 1.75 億顆；2021 年預(yù)計(jì)將超過 2.8 億顆，2018-2021 年復(fù)合增長率達(dá) 20%。
02. 汽車自動駕駛，光學(xué)行業(yè)新舞臺
自動駕駛是一種通過攝像機(jī)、激光雷達(dá)或毫米波雷達(dá)等車載傳感器來感知周圍行車環(huán)境，并由計(jì)算系統(tǒng)依據(jù)所獲取的信息進(jìn)行自動化決策和路徑規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)車輛智能控制的技術(shù)。
自動駕駛系統(tǒng)的引入能夠有效降低人為因素造成的交通事故，密歇根大學(xué)交通研究所曾分析了 2013-2017 年 370 萬輛汽車的行駛狀況，發(fā)現(xiàn) L1 和 L2 級別的自動駕駛系統(tǒng)可顯著降低交通事故的發(fā)生概率。因此從安全性的角度出發(fā)，自動駕駛系統(tǒng)有望成為未來汽車的標(biāo)配。
在自動駕駛的技術(shù)體系中，ADAS 技術(shù)是車輛實(shí)現(xiàn)路況感知、路徑規(guī)劃和自動控制的關(guān)鍵技術(shù)之一。而在 ADAS 技術(shù)中，負(fù)責(zé)視覺感應(yīng)的傳感器攝像頭是核心之一。視覺感知的核心是車載攝像頭，其原理是由鏡頭采集圖像后，攝像頭內(nèi)的感光組件電路和控制組件對圖像進(jìn)行處理并轉(zhuǎn)化成電腦能處理的數(shù)字信號，從而實(shí)現(xiàn)感知車輛周邊的路況情況。攝像頭主要應(yīng)用在 360 全景影像、前向碰撞預(yù)警、車道偏移報(bào)警和行人檢測等 ADAS 功能中。
當(dāng)前我國 ADAS 車載攝像頭的滲透率很低，隨著汽車 ADAS 的升級，單車搭載的攝像頭數(shù)量逐漸提升。主要是因?yàn)槠嚁z像頭應(yīng)用領(lǐng)域增多，從傳統(tǒng)的倒車?yán)走_(dá)影像、前置行車記錄儀慢慢延伸到車道識別、行人識別、信號燈識別應(yīng)用領(lǐng)域，汽車搭載的攝像頭和傳感器數(shù)量也在大幅增加。
根據(jù)汽車電子大廠 NXP 的數(shù)據(jù)，L2 + 級別以上的自動駕駛至少需要 6 顆攝像頭，相較 L1 級別的 1-2 顆攝像頭，攝像頭有翻倍的增長。如特斯拉 Model3 搭載 8 顆攝像頭，蔚來近期發(fā)布的 ET7 更是搭載 11 顆攝像頭。Yole 的數(shù)據(jù)顯示，全球汽車平均搭載攝像頭數(shù)量將從 2016 年的 0.99 顆增長至 2023 年的 2.99 顆，年復(fù)合增長率為 17.11%。
隨著自動駕駛級別從 L0 到 L2-L3 的逐步跨越，對環(huán)境感知要求的也在不斷增加。為了控制車大燈和太陽等強(qiáng)光干擾引起的鬼影雜光，車載鏡頭廠商正在積極通過光學(xué)設(shè)計(jì)仿真、鍍膜工藝、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化等方式，不斷推進(jìn)鏡頭產(chǎn)品整體產(chǎn)品的技術(shù)進(jìn)步，使得產(chǎn)品具備防塵防水、抗震和弱光夜視等功能。
從硬件參數(shù)來看，弱光、強(qiáng)光等各種光線環(huán)境下對成像能力有特殊要求，所以一般使用像素較大且具備超高動態(tài)范圍（120dB+）的 CIS。光線問題一直是一個(gè)難以解決的痛點(diǎn)。
另外，為了滿足輔助駕駛時(shí)對采集有效、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)所必須的視野范圍和覆蓋距離等的特殊要求，車載鏡頭一般滿足廣角、高相對強(qiáng)度、高通光等特性；同時(shí)車載攝像頭的像素?cái)?shù)也有提高的趨勢，2021 年主要是 ADAS 車載鏡頭像素從 100 萬升級到 200 萬，2023 年會生產(chǎn) 800 萬像素，目前一些新能源汽車廠商更注重用戶體驗(yàn)，直接將鏡頭像素升級到 800 萬像素。根據(jù)蔚來公布的數(shù)據(jù)，相比 1.2MP 攝像頭，8MP 的攝像頭的感知距離可以擴(kuò)大 3 倍。同時(shí) CIS 的濾光片也從常規(guī)的 RGGB 拜耳陣列升級成 RCCB 陣列，以提高弱光下的性能表現(xiàn)。
因此，隨著 ADAS Level 提升，鏡頭作為車載攝像頭的核心元件，自身性能要求也更高，總結(jié)下來其品質(zhì)可由焦距、光圈、畸變、分辨率等光學(xué)指標(biāo)和溫飄、防水、抗震等環(huán)境信賴等指標(biāo)進(jìn)行衡量。鏡頭企業(yè)的核心競爭力在于光學(xué)設(shè)計(jì)、精密加工、信賴測視和體系保證能力。高要求決定了該行業(yè)較高的技術(shù)壁壘和較長的供應(yīng)認(rèn)證時(shí)間，車載攝像頭市場未來料將呈現(xiàn)量價(jià)齊升的趨勢，車載鏡頭未來將是一片藍(lán)海。
據(jù)旭日大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)顯示，2019 年全球車載攝像頭的出貨量約為 2.5 億顆，全球車載攝像頭的市場規(guī)模約 112 億美元。其中鏡頭價(jià)值占比約 19%，因此推測出 2019 年全球鏡頭市場規(guī)模 137.56 億元。
2019 年全球汽車銷量為 9179 萬輛，Yole 數(shù)據(jù)顯示 2019 年平均每輛汽車搭載 2 個(gè)攝像頭，推算得出單個(gè)鏡頭價(jià)值約為 74.93 元。隨著智能駕駛的發(fā)展，每輛汽車最多可以搭載 14-15 個(gè)攝像頭，如果未來平均每輛汽車搭載 6-7 顆攝像頭，平均鏡頭單價(jià)按照 75 元計(jì)算，全球每年汽車銷量 8800-9500 萬輛左右，則全球汽車鏡頭規(guī)模約 396 億元-427.5 億元。
Yole 數(shù)據(jù)顯示，2019 年全球汽車 CIS 市場規(guī)模約 13 億美金，占總市場的 7% 左右，全球汽車銷量為 9179 萬輛，平均每輛汽車搭載 2 個(gè)攝像頭，折算下來單個(gè) CIS 價(jià)格為 7 美元左右。隨著智能駕駛的發(fā)展，每輛汽車最多可以搭載 14-15 個(gè)攝像頭，如果未來平均每輛汽車搭載 6-7 顆攝像頭，平均 CIS 單價(jià)按照 10 美金計(jì)算，單車價(jià)值量大約 60-70 美金，全球每年汽車銷量 8800-9500 萬輛左右，則全球汽車 CIS 市場規(guī)模將達(dá)到 53-67 億美金，約合人民幣 342-433 億元。
03. VR/AR 光學(xué)邁入快速發(fā)展期
早期 VR/AR 設(shè)備由于芯片算力不夠至流暢度不足、屏幕清晰度不夠、硬件笨重等原因至用戶佩戴時(shí)體驗(yàn)感較差。近些年，隨著硬件不斷升級，產(chǎn)品設(shè)計(jì)更加輕便化，VR/AR 設(shè)備向著輕便、舒適的方向發(fā)展，體驗(yàn)感提升的同時(shí)價(jià)格也逐步下沉。此外，供應(yīng)鏈也不斷完善，國內(nèi)涌現(xiàn)了一批優(yōu)質(zhì)的光學(xué)和整機(jī)組裝等領(lǐng)域優(yōu)質(zhì)廠商。
2015 年 VR/AR 產(chǎn)品一度成為消費(fèi)電子行業(yè)熱點(diǎn)，但在 2017 年市場陷入沉寂。分析近年來 VR/AR 熱度下降的核心原因：受限于 4G 網(wǎng)絡(luò)帶寬不足，數(shù)據(jù)傳輸效率低于 VR/AR 產(chǎn)品需求，場景畫面分辨率低、顆粒感嚴(yán)重、渲染效果不佳，用戶長時(shí)間使用會產(chǎn)生眩暈感。
高品質(zhì)的 VR/AR 應(yīng)用對網(wǎng)絡(luò)環(huán)境要求極高，5G 網(wǎng)速最高可達(dá) 10Gbit/s，是 4G 網(wǎng)絡(luò)的 100 倍，5G 的大帶寬、低延時(shí)，將為 VR/AR 行業(yè)解決因帶寬和延時(shí)導(dǎo)致渲染能力不足、互通體驗(yàn)感差等痛點(diǎn)提供關(guān)鍵技術(shù)。此外，5G 網(wǎng)絡(luò)傳輸速率高，有助于 VR/AR 設(shè)備實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)云端計(jì)算和儲存。不僅節(jié)省設(shè)備制造成本，也將推動設(shè)備向無線化、輕量化發(fā)展。
根據(jù)高盛發(fā)布的《VR 與 AR：解讀下一個(gè)通用計(jì)算平臺》報(bào)告，高盛認(rèn)為 VR/AR 技術(shù)將在視頻游戲、事件直播、視頻娛樂、醫(yī)療保健、房地產(chǎn)、零售、教育、工程和軍事 9 大行業(yè)得以應(yīng)用，并預(yù)測 2025 年將增長到 330 億市場規(guī)模，其中視頻游戲占據(jù) 50% 以上市場。
▲視頻游戲、事件直播、視頻娛樂將成為 VR/AR 產(chǎn)品主要市場
隨著 VR/AR 硬件設(shè)備的升級、5G 技術(shù)的成熟、應(yīng)用內(nèi)容的豐富，VR/AR 市場即將迎來新的發(fā)展。根據(jù) IDC 數(shù)據(jù)，2017~2020 年 VR/AR 頭顯出貨量分別為 836 萬 / 590 萬 / 800 萬 / 706 萬臺，并預(yù)計(jì)全球 VR/AR 市場有望在 2021 年恢復(fù)成長，2024 年出貨量有望超 7671 萬部。根據(jù)中國信息通信院的數(shù)據(jù)顯示，2018 年全球 VR/AR 市場規(guī)模超過 1950 億元人民幣，預(yù)計(jì) 2022 年市場規(guī)模超 4700 億元。
04. 多元化競爭，群雄逐鹿
光學(xué)行業(yè)的上游主要包括原材料、輔料及加工設(shè)備制造業(yè)，其中原材料主要包括各類光學(xué)玻璃；輔料包括鍍膜材料、清洗輔料、研磨材料等；加工設(shè)備包括在切割、研磨、拋光、清洗、絲印、鍍膜和檢測等工序中用到的各種設(shè)備。目前上游行業(yè)處于充分競爭狀態(tài)，且原輔材料占比成本相對較低，其價(jià)格波動對中、下游公司影響較小。
▲光學(xué)產(chǎn)業(yè)鏈
光學(xué)行業(yè)的中游主要包括鏡頭廠商及提供鏡頭零部件如 CIS、鏡頭、馬達(dá)、紅外截止濾光片、模組等廠商。由于光學(xué)鏡頭是機(jī)器視覺系統(tǒng)必不可少的部件，直接影響成像質(zhì)量的優(yōu)劣，其重要性不言而喻。攝像頭模組主要由圖像傳感器（將光信號轉(zhuǎn)化為電信號）、鏡頭（收集光線）、音圈馬達(dá)（對焦）、紅外截止濾光片（過濾多余的紅外光和紫外光）等組成，根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)顯示，手機(jī)攝像頭成本中 CIS 占比高達(dá) 51%，遠(yuǎn)超其他組件。
▲攝像頭模組成本占比
光學(xué)行業(yè)下游主要包括手機(jī)、車載及監(jiān)控等領(lǐng)域。由于手機(jī)年出貨量在 13 億左右，遠(yuǎn)高于汽車和安防產(chǎn)品的出貨量，疊加多攝滲透率的提升，手機(jī)鏡頭在下游占比較高。后續(xù)隨著汽車 ADAS 滲透率提升推動車載鏡頭量價(jià)齊升，汽車鏡頭占比有望持續(xù)提升。根據(jù)中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示，近幾年手機(jī)鏡頭占比在 70%-80% 之間，車載鏡頭占比在 9%-15% 之間，監(jiān)控鏡頭在 9%-13% 之間。
▲全球鏡頭下游市場占比
CIS 集中度較高，2019 年 CR3 達(dá) 76%。據(jù) TSR 統(tǒng)計(jì)，2019 年全球 CIS 銷售額達(dá)到 159 億美元，其中索尼占比達(dá) 48%，掌控近一半市場份額。三星、豪威跟隨其后，分別占比 21%、7%，CR3 達(dá) 76%，較 2018 年有所提升，預(yù)計(jì)到 2023 年，前三大公司市占率將達(dá)到 90% 以上。而從出貨量來看，前瞻產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)顯示，索尼、三星、豪威占比分別為 31%、28%、16%，CR3 為 75%。綜合兩者數(shù)據(jù)來看，索尼在高端市場的競爭力十分強(qiáng)勁。
以手機(jī)鏡頭板塊為例，根據(jù) TSR 發(fā)布數(shù)據(jù)，在整個(gè)手機(jī)鏡頭行業(yè)中，中國臺灣地區(qū)的大立光是絕對的霸主，占據(jù)了 35% 的全球市場份額，并且主要供應(yīng)高階鏡頭。舜宇光學(xué)作為來自大陸的后起之秀，也占據(jù)了 9% 的市場份額，位居市場第二位，并在國產(chǎn)手機(jī)供應(yīng)鏈中具有重要地位。
Top3 廠商市占率達(dá)到 50% 以上，行業(yè)集中度較高，且大立光與舜宇光學(xué)市場份額不斷提升，保持在 40% 以上。各廠商鏡頭營收占公司總營收比例：大立光 99%、 晶光電 95%、舜宇光學(xué) 18-22%。從手機(jī)鏡頭的盈利能力來看，大立光的毛利率為 70% 左右，舜宇光學(xué)與玉晶光為 40% 以上，行業(yè)盈利能力強(qiáng)大。
而模組環(huán)節(jié)技術(shù)壁壘相較于 CIS 與鏡頭更低，導(dǎo)致廠商數(shù)量較多，競爭也更為激烈。據(jù)旭日大數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，僅中國大陸地區(qū)的模組廠商就多達(dá) 100 多家。但后續(xù)隨著手機(jī)品牌廠商集中度提升，亦有望帶動上游模組廠商集中度提升。
且隨著光學(xué)創(chuàng)新不斷，模組廠商需要投入更多的資本開支來擴(kuò)大產(chǎn)能，疊加技術(shù)創(chuàng)新形成的技術(shù)壁壘，馬太效應(yīng)下有望強(qiáng)者恒強(qiáng)。根據(jù) Yole 數(shù)據(jù)顯示，2019 年歐菲光、舜宇光學(xué)的市占率分別皆為 13%。此外，根據(jù) TSR 數(shù)據(jù)顯示，2015 年到 2018 年鏡頭 Top5 廠商市場份額從 28% 增加至 2018 年的 41%，市場集中度有望進(jìn)一步提升。
▲2019 年模組廠商市占率
智東西認(rèn)為，手機(jī)、汽車電子中的光學(xué)器件近年來一直是光學(xué)行業(yè)重要的增長點(diǎn)，而預(yù)計(jì)未來也會一直保持高增長態(tài)勢。另外，在物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能為代表的新一代信息技術(shù)蓬勃發(fā)展的背景下，視頻圖像信息將會成為未來最重要的數(shù)據(jù)來源，設(shè)想一下不久的將來，AI 識別、遠(yuǎn)程視訊、智能家居、汽車影像、AR/VR、智能投影、民用航拍等等逐步進(jìn)入人類生活并普及，光學(xué)元器件的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑼卣沟饺祟惿畹姆椒矫婷妫鈱W(xué)大有可為。
廣告聲明：文內(nèi)含有的對外跳轉(zhuǎn)鏈接（包括不限于超鏈接、二維碼、口令等形式），用于傳遞更多信息，節(jié)省甄選時(shí)間，結(jié)果僅供參考，IT之家所有文章均包含本聲明。