2019年中國光學(xué)鏡頭行業(yè)：智能手機(jī)攝像頭鏡頭、玻塑混合鏡頭及車載鏡頭發(fā)展趨勢分析[圖]

    光學(xué)鏡頭是電子終端、光電設(shè)備的關(guān)鍵基礎(chǔ)元器件，應(yīng)用包括消費(fèi)電子、汽車、智能手機(jī)、AR/VR、數(shù)碼相機(jī)、安防監(jiān)控、工控等領(lǐng)域。

    光學(xué)鏡頭是價值量較高的光學(xué)零部件之一。攝像頭模組由數(shù)個鏡片、VCM音圈馬達(dá)、間隔環(huán)、圖像傳感器、FPC等組成。其中，圖像傳感器、鏡頭、音圈馬達(dá)是高壁壘環(huán)節(jié)。在價值鏈構(gòu)成看，圖像傳感器約占攝像頭模組的52%，其次是模組（20%）和光學(xué)鏡頭（19%）。

    攝像頭價值鏈構(gòu)成占比

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    光學(xué)鏡頭壁壘非常高，主要體現(xiàn)在三方面：專利、生產(chǎn)工藝、模具。真正規(guī)模量產(chǎn)高水

    準(zhǔn)鏡頭的企業(yè)非常少。

    每設(shè)計(jì)一個光學(xué)鏡頭都可以申請專利。光學(xué)鏡頭在設(shè)計(jì)方面對設(shè)計(jì)師的要求非常高，由于像差無法消除，設(shè)計(jì)師只能盡可能接近理論結(jié)果，好的光學(xué)鏡頭凝結(jié)了設(shè)計(jì)師大量的經(jīng)驗(yàn)、天賦。最優(yōu)秀的光學(xué)廠商萊卡和蔡司的核心壁壘在于他們在光學(xué)設(shè)計(jì)沉淀了多年，別人想超越也得花同樣的時間去積累，而且還要繞過專利壁壘，專利+設(shè)計(jì)能力是光學(xué)鏡頭廠商的第一道門檻。

    生產(chǎn)工藝決定了良率和一致性。光學(xué)鏡頭是非常精細(xì)的器件，對模具、成型、組裝等每一個工序的精度控制要求苛刻，只有每個環(huán)節(jié)都做到極致，才能造就穩(wěn)定制造光學(xué)鏡頭的能力。在成型工序，光學(xué)材料對外界溫度、壓力、顆粒等非常敏感，只有嚴(yán)格精確控制每個變量才能制造出具有良好光學(xué)性能的透鏡，這需要先進(jìn)設(shè)備和熟練工人的配合才能完成。

    光學(xué)鏡頭的主要工藝存在差異。塑料鏡片以光學(xué)塑膠為原材料，經(jīng)過注塑成型、剪取、鍍膜、外觀品檢等工藝形成成品。玻璃鏡片以光學(xué)毛坯玻璃為材料，通過切削、研磨、定心、鍍膜、外觀品檢做成成品。

    模具壁壘高。模具是玻璃鏡頭生產(chǎn)的核心環(huán)節(jié)，質(zhì)量和精度直接影響鏡片的性能，這要求經(jīng)驗(yàn)豐富的設(shè)計(jì)師和具有豐富精密加工檢測經(jīng)驗(yàn)的制造人員相互配合才能完成。

    一、玻塑混合鏡頭

    塑料鏡頭遇到天花板，玻塑混合鏡頭打開性能瓶頸。由于智能手機(jī)內(nèi)部空間越來越小，承載的功能和零組件越來越多，塑料鏡片憑借成本低、易批量生產(chǎn)等優(yōu)勢成為智能手機(jī)光學(xué)鏡頭的主流，iphoneX鏡頭就采用了6片塑料鏡片組成。但隨著智能手機(jī)攝像頭超高像素、大光圈方向升級過程中，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，而且塑料材料比玻璃更容易吸收光線。玻璃塑料混合鏡頭結(jié)合了玻璃鏡頭和塑料鏡頭的優(yōu)點(diǎn)，能夠減少鏡頭厚度和失真率、提高成像清晰度和光圈尺寸，已在監(jiān)控安防、數(shù)碼相機(jī)、單反相機(jī)等廣泛應(yīng)用，并有望在高端旗艦機(jī)型主攝中取得應(yīng)用。

    塑料鏡頭的優(yōu)點(diǎn)：成本低、工藝難度低，適合大批量生產(chǎn)；缺點(diǎn)，透光率稍低，性能有天花板。玻璃鏡片的優(yōu)點(diǎn)：性能優(yōu)良，透光率高；缺點(diǎn)主要是量產(chǎn)難度大，良率低、成本高。

    玻璃鏡片和塑料鏡片優(yōu)缺點(diǎn)對比

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    成像要求提高驅(qū)動攝像頭鏡片數(shù)從5P增長到6P/7P。鏡片的作用在于輔助CIS圖像傳感器成像，鏡片數(shù)量提升能夠增強(qiáng)鏡頭的對比度與解析度、改善眩光（藍(lán)光玻璃），更好控制像差。片數(shù)太多容易損失光線，一般鏡頭焦距越長采用的鏡片數(shù)量越多。手機(jī)拍攝性能的提升要求鏡片數(shù)增長到6P以上，iPhoneX采用了6個塑料鏡片，預(yù)計(jì)2019年7P鏡頭和潛望式鏡頭將有望規(guī)模出貨。

    攝像頭像素升級，玻璃塑料鏡頭成為趨勢。攝像頭像素升級倒逼光學(xué)鏡頭持續(xù)提升，塑料鏡頭性能遇到瓶頸，玻璃塑料鏡頭結(jié)合了玻璃鏡頭和塑料鏡頭的優(yōu)勢從而有望成為智能手機(jī)攝像頭升級的重要選擇。

    光學(xué)鏡頭集中度較高。產(chǎn)業(yè)鏈包括上游光學(xué)材料（光學(xué)玻璃、光學(xué)塑料）、中游光學(xué)元件（透鏡、棱鏡、各式鏡頭）、下游應(yīng)用領(lǐng)域（汽車、智能手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、安防監(jiān)控等）。光學(xué)鏡頭行業(yè)集中度較高，以智能手機(jī)鏡頭為例，行業(yè)前五大市場份額超過60%，大立光是手機(jī)第一大光學(xué)鏡頭供應(yīng)商，其次是國內(nèi)的舜宇光學(xué)。

    2018年光學(xué)鏡頭市占率

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    二、智能手機(jī)攝像頭

    拍照是智能手機(jī)的核心功能之一。手機(jī)攝像頭升級沿著2條主線進(jìn)行：像素持續(xù)升級，從最早的11萬像素升級到現(xiàn)在數(shù)千萬像素（比如iphone11）；技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新，沿著多攝像頭、高像素、大光圈、長焦、小型化模組方向進(jìn)化。此外，指紋識別、3Dsensing、潛望式/滑軌式結(jié)構(gòu)等技術(shù)也在不斷發(fā)展。

    智能手機(jī)進(jìn)入存量競爭階段，多攝成為智能手機(jī)發(fā)展趨勢。2016-2018年全球智能手機(jī)出貨量分別為14.7億部、14.9億部、14.05億部。預(yù)計(jì)，未來5年全球智能手機(jī)出貨量CAGR為1.7%。差異化攝像頭成為智能手機(jī)競爭的焦點(diǎn)，2016年以來蘋果、華為、vivo等廠商陸續(xù)發(fā)布雙攝手機(jī)新品，2019年蘋果首次發(fā)布三攝手機(jī)iPhone11pro/11promax。

    雙攝相比單攝具有拍照性能突出、可選方案多等優(yōu)點(diǎn)，在光學(xué)變焦、快速對焦、暗光拍攝、HDR合成等方面性能突破了單攝的限制，不同方案能夠滿足不同消費(fèi)群體的需求。此前攝像頭升級的邏輯是CIS像素的提升，從百萬級提升到千萬級，受CIS尺寸的限制，像素升級很快就遇到瓶頸。單攝的問題在于難以實(shí)現(xiàn)光學(xué)變焦功能、難以實(shí)現(xiàn)背景虛化等問題。雙攝的本質(zhì)是將縱深的光學(xué)成像體系向橫向空間拓展，目前雙攝已經(jīng)成為智能手機(jī)的標(biāo)配之一。

    不同應(yīng)用對拍攝的要求不一樣，雙攝由此產(chǎn)生了多種組合：廣角+長焦、彩色+黑白、廣角+深度、彩色+彩色、標(biāo)準(zhǔn)+超廣角、智選雙攝。從功能上看，雙攝主要包括增強(qiáng)畫質(zhì)（彩色+彩色）、多倍光學(xué)變焦（廣角+長焦）、背景虛化、增強(qiáng)暗光拍攝（彩色+黑白）等組合。廣角+長焦、彩色+黑白在業(yè)界應(yīng)用比較廣泛。

    2018年全球智能手機(jī)雙攝滲透率已經(jīng)達(dá)到40%，國產(chǎn)安卓機(jī)型滲透率超過50%。雙攝滲透率達(dá)到高點(diǎn)，華為引領(lǐng)三攝趨勢。

    三攝/四攝相當(dāng)于多個雙攝方案優(yōu)點(diǎn)疊加。三攝/四攝是指單面（正面或者背面）攝像頭的總數(shù)，而不是整個終端所有攝像頭的總數(shù)。雙攝的缺點(diǎn)在于僅能滿足部分場景拍攝需求，而人們對拍攝性能升級的需求是無止境的。一部手機(jī)的雙攝對應(yīng)到單一方案，也就意味著在某些功能上有特色，但未能同時優(yōu)化其他功能。三攝相對于多個雙攝方案的疊加，能夠滿足多個場景的特色拍照功能。華為P20pro于18年3月發(fā)布，搭載了徠卡三攝：4000萬主攝（彩色）+2000萬廣角（黑白）+800萬長焦，支持3倍光學(xué)變焦（iphoneX僅為2倍）、5倍混合變焦，拍照上最大的進(jìn)步是超級夜景功能、3倍光學(xué)變焦。依靠自研算法+麒麟系列處理器優(yōu)化拍照性能，華為P20pro在歐洲和國內(nèi)取得了成功。

    三攝成為智能手機(jī)趨勢。華為智能手機(jī)三攝滲透率將從2018年的7%提升到2019年的31%。2019年9月，蘋果發(fā)布iPhone11pro、iPhone11proMax、iPhone11三款新iPhone。本次iPhone重點(diǎn)升級在后置攝像頭，iPhone11pro升級到三攝，從原來的「廣角+長焦」升級到「廣角+長焦+超廣角」的配置；iPhone11升級到雙攝（1200像素主攝+1200萬像素超廣角）。三星galaxyA7也搭載了三攝，廣角+景深+超廣角鏡頭。2018年有3-5款智能手機(jī)搭載三攝，2019年預(yù)計(jì)有望增長到十幾款。高像素+長焦+廣角成為更多三攝主流選擇，部分手機(jī)還搭載TOF模塊。

    三攝有望延續(xù)雙攝滲透趨勢。預(yù)計(jì)全球搭載三攝智能手機(jī)出貨量將從2019年的2.3億部提升到2022年的7.5億部，滲透率從16%提升至51%。

    2014-2018年全球搭載雙攝的智能手機(jī)滲透率

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    2019-2022年全球三攝智能手機(jī)出貨量及預(yù)計(jì)

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    未來4年全球手機(jī)攝像頭出貨量CAGR將達(dá)到15.3%，攝像頭模組市場規(guī)模將超過2500億元。受益三攝、四攝等多攝攝像頭滲透率快速提升，盡管全球智能手機(jī)出貨量平穩(wěn)增長，未來4年全球智能手機(jī)攝像頭出貨量將從2018年的34億個增長至2021年的55.8億個，CAGR達(dá)到15.3%。預(yù)計(jì)2021年全球智能手機(jī)攝像頭市場規(guī)模將增長至2512億元，CAGR為15.5%。

    2018-2022年全球智能手機(jī)攝像頭出貨量及預(yù)測

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    受益三攝滲透率快速提升，2019年全球智能手機(jī)光學(xué)鏡頭市場規(guī)模將有望達(dá)到198億元，同比增長33%，未來3年CAGR達(dá)到27.2%。

    2018-2022年智能手機(jī)光學(xué)鏡頭規(guī)模及預(yù)測

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    三、生物識別功能

    屏下指紋適應(yīng)屏占比提升趨勢，安卓旗艦機(jī)型引領(lǐng)。屏下指紋識別（FOD(FingerprintonDisplay)順應(yīng)了用戶的使用習(xí)慣，用戶體驗(yàn)好，而且全面屏?xí)r代要求（壓縮Home鍵）。屏下指紋包括光學(xué)屏幕指紋方案和高通推出的超聲波屏幕指紋方案。由于光學(xué)屏下指紋和觸控方案等方面產(chǎn)業(yè)鏈成熟且成本較低，國產(chǎn)安卓陣營普遍選擇了光學(xué)屏下指紋方案，華為Mate30系列采用了光學(xué)屏下指紋識別，而三星GalaxyS10則搭載超聲波屏幕指紋識別。

    屏下指紋兩種方案對比

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    屏下指紋滲透率提升，驅(qū)動屏下指紋鏡頭高增長。華為、三星、OPPO、vivo等安卓廠商將屏下指紋方案從旗艦機(jī)應(yīng)用到中高端機(jī)型，屏下指紋成本快速下降、滲透率快速提升。

    預(yù)計(jì)2019年屏下指紋識別占指紋識別比例將達(dá)到23%，其中光學(xué)方案占屏下指紋識別為82%、超聲波占屏下指紋識別方案為18%。據(jù)IHS，全球搭載屏下指紋識別的智能手機(jī)出貨量將從2018年的2900萬部提升到2019年的2.4億部。屏下指紋識別高增長將帶動屏下指紋鏡頭出貨量高增長。

    2018-2022年屏下指紋識別占比

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    除了光學(xué)指紋外，3Dsensing也成為重要的生物識別方案。自iPhoneX在智能手機(jī)中首次搭載3DSensing以來，并在2018年發(fā)布的iPhoneXR、iPhoneXS、iPhoneXSMax全部采用3DSensing，中國品牌智能手機(jī)紛紛采用大光圈、廣角、超小型、多攝、3D應(yīng)用等高復(fù)雜度的攝像頭，以此作為賣點(diǎn)。3DSensing主要包括結(jié)構(gòu)光、雙目視覺、ToF等方案，可應(yīng)用于VR/AR、人臉和手勢識別、3D建模、空間掃描、機(jī)器人、障礙物檢測等。

    3DSensing市場快速滲透至消費(fèi)電子、汽車電子領(lǐng)域。根據(jù)YOLE的預(yù)測，3Dimaging&sensing市場規(guī)模將從2016年的13億美元增長至2022年的90億美元，CAGR達(dá)到37.3%，2022年3D成像設(shè)備有望超過10億個。由于3D成像技術(shù)在工業(yè)和醫(yī)療應(yīng)用領(lǐng)域的成熟，再加上半導(dǎo)體微型化技術(shù)的進(jìn)步和iPhoneX搭載3DSensing，3Dimaging&sensing在智能手機(jī)領(lǐng)域正迎來加速成長階段，可穿戴設(shè)備、智能硬件等應(yīng)用也有望采納該技術(shù)。

    四、車載鏡頭

    汽車駕駛智能化驅(qū)動車載鏡頭需求旺盛。在汽車實(shí)現(xiàn)自動駕駛之前，消費(fèi)者對于主動安全的需求將持續(xù)提升ADAS滲透率，而超過80%的ADAS技術(shù)會用到攝像頭，攝像頭是實(shí)現(xiàn)多個識別功能、眾多預(yù)測的基礎(chǔ)。

    車載鏡頭壁壘高、壽命長。汽車類客戶認(rèn)證周期長達(dá)2-3年，技術(shù)條件要求苛刻，一旦認(rèn)證通過，產(chǎn)品壽命周期長達(dá)7年以上，而且產(chǎn)品出貨節(jié)奏會從第1/2年的小批量出貨快速增長至第3/4年的批量出貨高峰，隨后進(jìn)入平穩(wěn)供貨階段。

    ADAS從高端車逐步滲透到中端車型。ADAS已經(jīng)成為汽車電子增長最快的細(xì)分領(lǐng)域之一。ADAS的核心功能包括圖像和視頻捕捉、人像識別、實(shí)時監(jiān)控、智能交互等，攝像頭是實(shí)現(xiàn)這些功能的基礎(chǔ)元器件之一。

    受益ADAS滲透率提升，車載鏡頭市場迎來高增長。車載鏡頭主要包括內(nèi)視鏡頭、后視鏡頭、前視鏡頭、側(cè)視鏡頭、環(huán)視鏡頭等。根據(jù)TSR2018年發(fā)布的報告，2018年全球光學(xué)鏡頭市場規(guī)模將達(dá)到59億美元，其中車載鏡頭市場規(guī)模接近9億美元，而且車載鏡頭營收占比將從2018年的15%提升至2022年的18%，2022年市場規(guī)模將達(dá)到15.8億美元，CAGR為16%；全球車載鏡頭出貨將從2017年的1.17億個增長至2022年的2.35億個。

2015-2022年全球車載光學(xué)鏡頭市場規(guī)模及預(yù)測（億美元）

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2017-2022年全球車載鏡頭出貨及預(yù)測

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    相關(guān)報告：智研咨詢發(fā)布的《2019-2025年中國光學(xué)鏡頭行業(yè)市場潛力現(xiàn)狀及投資戰(zhàn)略研究報告》