1、 半導體:國內半導體發展邏輯未變,變局出新機
1.1、 技術變革驅動產業發展,國產替代大趨勢不改
半導體產業鏈環節眾多,專業分工程度高,新技術新應用是行業下遊重要驅動力。半導體產業鏈上下遊包括三大環節:IC 設計、晶圓製造加工以及封裝 測試、應用。其中,IC 設計是指 IC 設計公司根據產品需求、產品功能設計晶片, 並把它委託給晶圓代工廠進行生產加工;晶圓製造廠購買的原材料通過提純、制 造晶棒、晶片分片、拋光、光刻等多道程序將 IC 設計公司設計好的電路圖移植 到晶圓上;完成後的晶圓再送往下遊封測廠進行封裝測試,最後移交給下遊廠商, 半導體產業往往由技術驅動催生出新的下遊應用。
技術變革是驅動半導體行業持續增長的主要推動力。WSTS 2020 年 6 月預 測顯示,2020 年和 2021 年全球半導體市場將分別同比增長 3.3%和 6.2%,2021 年全球半導體市場將加速回升至 4523 億美元。過去數十年來,半導體行業一直 遵循摩爾定律呈現螺旋式上升的規律,放緩或衰落後又會重新經歷一次更強勁的 復甦,技術變革是推動產業持續增長的內在動力。
核心晶片國產化率偏低。雖然我國集成電路產業發展迅猛,但目前在終端應 用的核心晶片中,國產晶片佔比仍較低,由下表可以看出,我國在計算機系統、 通用電子系統的終端核心晶片上國產晶片市佔率仍接近於 0,在內存設備和顯示 系統中的國產核心晶片市場才剛起步,在通信裝備方面,國產晶片已實現部分進 口替代,應用處理器和通信處理器中國產晶片佔比分別達到 18%和 22%。
2020Q3 半導體板塊業績提速明顯,國產替代邏輯逐步驗證。2020Q3半導 體板塊實現營收 381.38 億元(+19.25%),實現歸母淨利潤 39.64 億元(同比 +91.47%);板塊整體毛利率為 26.24%(同比+3.27pct),淨利率為 10.63%(同比 +3.96pct)。我們認為在半導體核心器件自主可控的大背景下,政策、資金全面支 持半導體產業發展,半導體國產化全面提速,中國半導體細分領域龍頭公司正在 迎來歷史性發展機遇。
TOP5 元器件主要由中美日三國提供。主晶片方面,華為已經完成了高中低 端晶片的布局並實現自給自足,且自研晶片成本可控。屏幕方面,華為已經開始 大規模採購京東方的產品;內存 RAM 從 P30 時採用美國美光產品,轉向採用韓 國 SK 海力士產品。從 P40 主要元器件看,中國開始減少對美國廠商的依賴,只 有非常少量的元器件採購自美國廠商。
1.2、 功率半導體:MOSFET 與 IGBT 市場前景廣闊
功率半導體是電子裝置電能轉換與電路控制的核心。功率半導體通過利用 半導體的單向導電性實現電源開關和電力轉換的功能,功率半導體主要分為功率 器件、功率 IC。功率器件可以分為二極體、晶閘管、MOSFET、IGBT 等。
功率半導體的應用領域非常廣泛。根據 Yole 數據,2019 年全球功率半導體 市場規模為 382 億美元,預計到 2022 年達到 426 億美元,複合增長率為 3.70%。 其中,工業、汽車和消費電子是功率半導體的前三大終端市場。根據智研諮詢的 數據,2019 年汽車領域佔全球功率半導體市場的 35.4%,工業應用市場佔比為 26.8%,消費電子佔比為 13.2%。隨著對節能減排的需求日益迫切,功率半導體 的應用領域從傳統的工業領域和 4C 領域逐步進入新能源、智能電網、軌道交通、 變頻家電等市場。
受益於工業、電網、新能源汽車和消費電子領域新興應用不斷出現,功率 半導體器件市場規模不斷增長。根據 Yole 數據,2019 年全球功率器件市場規模 為 175 億美元,中國產業信息網預計到 2023 年達到 221.5 億美元,複合增長率 為 6.07%
MOSFET:高頻開關,功率器件主要的細分市場。MOSFET 在功率器件中 佔比最高。根據智研諮詢和華經情報網數據,2019 年 MOSFET 佔比 35.9%,市 場規模達 62.59 億美元;中國是全球最主要的功率器件消費國,功率器件細分的 主要產品在中國的市場份額均處於第一位。其中,中國 MOSFET 市場規模佔比 全球為 44.3%,中國 MOSFET 市場規模約 26.4 億美元。目前國內以低端 MOSFET 產品為主,在中高端 MOSFET 器件中,90%依賴進口,國產替代空間廣闊。
2022 年 MOSFET 終端應用佔比預測:根據華經情報網數據,隨著汽車電子 化以及工業系統智能化程度的不斷加深,預計到 2022 年 MOSFET 下遊應用中, 汽車佔比為 22%,計算機及存儲佔比為 19%,工業佔比為 14%。
IGBT 是電機驅動的核心:廣泛應用於逆變器、變頻器等,在 UPS、開關電 源、電車、交流電機等領域,逐步替代 GTO、GTR 等產品。IGBT 下遊應用領 域廣泛,由於 IGBT 具有能源轉換和高效節能等優點,汽車行業、消費電子行業、 能源行業、電機行業等都需要利用 IGBT 來提高能源使用效率。 隨著新能源、 智慧城市建設等下遊領域的發展,IGBT 市場規模也在不斷擴大。由於 IGBT 模 塊集成度高,存在較高的進入壁壘,目前全球 IGBT 市場主要被歐洲和日本企業 壟斷,IGBT 國產化率不足 10%,以斯達半導為代表的國內廠商日漸崛起,國產 替代空間廣闊。 g
IGBT 市場空間:IGBT 分為 IGBT 晶片和 IGBT 模塊,其中 IGBT 模塊是由 IGBT 晶片封裝而來,具有參數優秀、最高電壓高、引線電感小的特點,是 IGBT 最常見的應用形式,IGBT 模塊常用於大電流和大電壓環境。根據 ASMC的數據, 2018 年全球 IGBT 晶片市場規模為 11.36 億美元,IGBT 模塊市場規模為 37.61 億美元,總計 48.97 億美元,佔功率器件市場的 32.68%,預計 2022 年 IGBT 市 場規模將達61.82,其中晶片市場規模14.07億美元,模塊市場規模47.75億美元, 2018-2022 年 CAGR 為 6%。
1.3、 模擬晶片:長坡厚雪,優質的半導體細分領域
模擬晶片是連接數字世界與自然世界的橋梁。模擬集成電路是指由電容、電阻、電晶體等組成的用來處理模擬信號的集成電路。數字晶片不能直接與自然 界溝通,為了處理方便,一般將模擬信號轉換為數位訊號,輸入到大容量、高速、 抗幹擾能力強的數字處理系統處理後再轉換為模擬信號輸出。在電子系統中,模 擬晶片功能非常多,包括信號接收、信號放大、數模信號轉換、穩壓、比較等。
模擬晶片具有長生命周期、弱周期性的特點。數字集成電路強調運算速度 與成本比,需要不斷採用新設計或新工藝,遵循摩爾定律,更新換代速度快,生 命周期一般 1-2 年;而模擬集成電路強調可靠性和穩定性,一經量產往具備長久 生力,生命周期長,一般在 5 年以上。模擬晶片下遊應用十分廣泛,擁有眾多細 分品類,單一產業景氣度對模擬晶片衝擊相對不大,其佔半導體比重在 13-14%, 總體較為穩定。
模擬晶片根據功能分為以下三大類:(1)電源管理晶片,包括穩壓器產品、 電池管理產品、LED 驅動器、AC/DC 控制器等,主要用於穩定電流和電壓,電 流、電壓控制,以及電流轉換等領域;(2)信號鏈晶片,包括放大器、濾波器等 線性產品,接口電路等,主要用於模擬信號處理,以及電子系統之間的信號傳輸 等,廣泛應用於工業,通訊,醫療等行業;(3)數模轉換器,用於模擬信號與數位訊號的互相轉換。
模擬晶片市場規模:根據 IC insights 發布最新的模擬 IC 市場研究報告,2019 年全球模擬晶片市場規模為 552 億美元,CR10 為 67%。其中,德州儀器(TI) 以 102 億美元銷售額和 19%的市佔繼續穩坐第一名,模擬 IC 產值幾乎為第二名 亞德諾半導體(ADI)的兩倍。國內模擬晶片廠商市佔率均不足 1%,國產替代 空間廣闊。
電源管理晶片的終端市場主要包括:手機、平板電腦等消費電子、工業應用 市場、汽車市場和軍用市場,其中手機、計算機等電子產品出貨量逐年下跌,「工 業 4.0」推動工廠智能化,工業應用對電源管理晶片需求增大,電動汽車需要大量 電源管理晶片調節電壓和功率,未來工業和汽車將成為電源管理晶片的主要增長 動力。
電源管理晶片市場規模:根據前瞻產業研究院數據,2018 年全球電源管理 晶片市場規模達到 250 億美金,預計 2026 年可以達到 565 億美金,2018-2026 年複合增長率為 10.69%。根據中商產業研究院數據,2019 年中國電源管理晶片 市場規模 720 億元,2020 年預計可以達到 781 億元。2018 年全球電源管理晶片 中,德州儀器佔比 21%,高通公司佔比 15%,ADI 佔比 13%。
信號鏈晶片和轉換器市場規模:信號鏈晶片和轉化器產品標準化程度高,下 遊應用廣泛,具有較長的生命周期和分散的應用場景,行業規模穩步增長。IC insight 數據顯示,全球信號鏈晶片和轉換器產品市場規將從 2019 年的 97.27 億 美元增至 2023 年的 118.17 億美元,CAGR 為 4.99%。
1.4、 射頻晶片:5G/IOT 驅動,國產化正當時
射頻前端晶片市場規模與格局:根據華經情報網數據,2015-2019 年,全球 射頻前端市場規模從 101.3 億美元增長至 169.6 億美元,年複合增長率為 13.8%。 在 5G、IOT 等驅動下,全球射頻前端市場規模預計可以在 2023 年達到 313.1 億 美元。全球射頻晶片市場集中度較高,前四大廠商分別為思佳訊、Qorvo、博通、 村田,合計市場份額為 85%。射頻晶片中濾波器市場規模佔比最高,濾波器市 場被 Avago、Qorvo 等廠商壟斷。
主要增長動力:射頻晶片的主要增長動力來自 5G 時代手機性能增強和物聯 網設備數量增加。
5G 帶來手機射頻前端量價齊升。5G 的引入,使得複雜的射頻前端變得更加 複雜,隨著射頻前端的價格壓力增加,這種現象可能會加劇。預計 5G 發展到成 熟階段,全網通的手機射頻前端的 Filters 數量會從 70 餘個增加為 100 餘個, Switches 數量亦會由 10 餘個增為超 30 個,使得最終射頻模組的成本持續增加。 從 2G 時代的約 3 美元,增加到 3G 時代的 8 美元、4G 時代的 28 美元,預計在 5G 時代,射頻模組的成本會超過 40 美元。
射頻前端器件是通訊系統晶片組中除基帶主晶片之外最重要的組成部分。 射頻前端是指在通信系統中,位於手機天線之後,收發器-基帶晶片之前的器件 總稱,是無線通訊設備的基礎性零部件,主要由功率放大器(PA)、濾波器、雙 工器、射頻開關、低噪聲放大器、接收機/發射機等組成。
射頻 PA 和濾波器是射頻前端器件中最重要的組成部分。根據 Yole 統計數 據,2017 年全球射頻器件市場中,濾波器市場佔比為 53.3%,射頻 PA 市場佔比為 33.3%,射頻開關為 6.7%,低噪聲濾波器為 1.6%。
濾波器是實現頻段過濾的專用器件,濾波器可以使信號中特定的頻率成分 通過,抑制其他頻率成分,從而得到需要的頻率成分。目前手機是濾波器最主 要的市場,其中 SAW 濾波器主要用於低頻信號,BAW 濾波器主要用於高頻信 號。
射頻晶片中濾波器市場佔比最高。其中 BAW 濾波器市場被 Avago、Qorvo 等廠商壟斷; SAW 濾波器市場被 Murata、TDK、太陽誘電等廠商壟斷。
1.5、 存儲器:NOR Flash 市場規模開始逐步擴大
存儲器(Memory)是現代信息技術中用於保存信息的記憶設備。存儲器概 念很廣,有很多層次,在數字系統中,只要能保存二進位數據的都可以是存儲器; 在集成電路中,一個沒有實物形式的具有存儲功能的電路也叫存儲器,如 RAM、 FIFO 等;在系統中,具有實物形式的存儲設備也叫存儲器,如內存條、TF 卡等。
存儲器依照特點不同可分為眾多類別。存儲器種類眾多,具有不同的分類方 法,按存儲形式不同,存儲器可分為三大類:光學存儲,根據雷射等特性進行存 儲,常見的有 DVD/VCD 等;磁性存儲,常見的有磁碟、軟盤等;半導體存儲器, 採用電能存儲,是目前應用最多的存儲器。依照斷電後是否還能保留數據,可分 為「易失性(VM)」與「非易失性(NVM)」存儲兩大類。按是否可以直接被 CPU 讀取,可分為內存(主存,如 RAM)和外存(如 ROM,硬碟等)。
NOR Flash 市場空間獲得重新增長的主要動力。以 TWS 耳機為代表的可穿 戴設備、手機屏幕顯示的 AMOLED 和 TDDI 技術以及功能越來越強大的車載電 子等領域的快速崛起, 使得 NOR Flash 市場規模開始逐步擴大。根據中國產業 信息網數據,2019 年全球 NOR 市場規模為 27.64 億美元。
AMOLED 和 TDDI 在智慧型手機滲透率逐步提高,推動 NOR 需求增長。AMOLED 在智慧型手機的滲透率逐步提高,2019 年手機端 AMOLED 出貨量 5.15 億片,滲透率為 31%。2020 年預計達 6.18 億片,2021 年預計可以達到 8.11 億片, 滲透率將達到 50%。TDDI-COF 在全面屏的解決方案越來越受歡迎,2019 年出 貨量達 6.1 億顆,預計 2020 年達 7 億顆。在物聯網、AMOLED、TDDI 等搭載 量的提升及新應用場景的驅動下,NOR Flash 迎來快速成長。
TWS 耳機銷量快速崛起。根據前瞻產業研究院統計數據,2019 年 TWS 耳 機出貨量達到 1.29 億臺,同比增長 180.43%,Canalys 預計 2021 年出貨量將達到 3.5 億臺,以 TWS 為代表的新興應用前景可期,有望成為 NOR Flash 新動力。
1.6、 IC 製造和封測:晶圓代工市場臺積電一家獨大, 中芯國際日漸崛起
IC 製造分為 IDM 模式和代工模式。IDM 模式下,廠商獨自完成從晶片設 計、製造到封測的全流程,而代工模式下,晶片設計、製造和封測由不同廠商共 同完成。根據 IC insights 數據,2019 年全球晶圓製造市場中,純晶圓代工佔比 為 77.2%,IDM 佔比 22.8%。
全球晶圓代工市場持續快速增長。根據 IC insights 數據,2019 年全球晶圓 代工產值為 570 億美元,2022 預計可以達到 792 億美元。受益於 5G 時代高性能 運算的廣闊需求,以及 IDM 龍頭企業訂單外包趨勢的驅動,晶圓代工行業快速 擴容,臺積電在其 2020Q3 法說會預測 2020 年全球晶圓代工產值將達到 682.5 億美元(同比+20%)。
晶圓代工市場臺積電一家獨大。在純晶圓代工市場中,臺積電是絕對的龍頭, 市場份額超過50%。根據拓璞產業研究院數據,預計2020Q3純晶圓代工市場中, 臺積電市場份額為 53.9%,三星 17.4%,格羅方德 7%,聯電 7%,中芯國際 4.5%, 華虹半導體 1.1%。
中芯國際是國內晶圓代工龍頭。中芯國際是中國大陸規模佔優、技術最先進 的集成電路晶圓代工企業,也是世界第五大集成電路晶圓代工企業。公司總部位 於上海,擁有全球化的製造和服務基地,提供 0.35 微米到 14 納米不同技術節點 的晶圓代工與技術服務。公司 2020Q3 營收創歷史新高,FinFET N+1 工藝已成 功流片,目前進入小批量客戶驗證階段。我們認為中芯國際 N+1 工藝大規模量 產值得期待,公司核心競爭力將大幅提升,加之在國家在政策、資金大力扶持半 導體行業的背景下,中芯國際有望成為中國半導體行業崛起先鋒。
摩爾定律並未失效,先進位程仍是 IC 製造發展方向。根據英特爾創始人戈 登摩爾在 1960 年的研究發現,摩爾提出了集成電路內的電晶體每隔一年就翻一 番的說法,但目前在電晶體數量提升上可能遇到了瓶頸。然而在目前製程規劃下, 摩爾定律似乎還未失效,臺積電已經開始 5nm、3nm 甚至 2nm 的製程研發。制 程是決定一家晶圓代工廠行業地位的主要因素。我國本土晶片製造商中芯國際最 先進位程為 14nm,與臺積電還存在加大差距。我們認為中芯國際在製程方面將 持續加大研發力度,全力追趕世界先進水平。
IC 設計和製造行業,IC 封測行業集中度較低。如下表所示,IC 封測行業由 於資金門檻、技術門檻相對較低,定製化程度逐漸提升,因此行業集中度遠不如 代工行業。
我國大陸 IC 封測行業主要企業包括長電科技、通富微電、華天科技等。2020Q2 長電科技、通富微電、華天科技三家市佔率為 25.5%,業績快速提升: 2020 年前三季度三家合計實現營收 321.00 億元(+13.20);實現歸母淨利潤 14.73 億元,同比扭虧;三家銷售毛利率分別為 15.46%(+5.03pct)/15.42%(+2.50pct) /22.30%(+7.89pct),淨利率分別為 4.08%(+5.19pct)/3.99%(+4.24pct)/8.74% (+5.63pct)。隨著大陸晶圓產能逐漸釋放,本土封測廠商有望大幅收益。受益於國產替代,長電科技等國內封測廠商將充分受益。
1.7、 半導體設備和材料:國產替代勢在必行
集成電路工藝複雜,製造設備種類繁多。集成電路製造工藝複雜,其主要 工藝流程包括氧化、清洗、塗膠、烘乾、光刻、顯影洗膠、刻蝕、去膠、離子注 入、薄膜沉積、化學機械打磨、測試、檢測等,其中部分工序需要循環進行數次 至數十次。
全球半導體設備市場規模:根據 SEMI 數據,2018 年全球半導體製造設備 銷售額為 645 億美元,2019 年下降至 576 億美元。SEMI 預測 2020 年全球半導 體製造設備銷售額將達到 632 億美元,2021 年將實現兩位數增長,達到 700 億 美元。
2020 年復甦的主要為領先的設備製造商投資於 10 納米以下的設備,特別是 用於 foundry 和邏輯的設備,中國的新項目設備需求以及較小的內存設備需求將 推動 2020 年設備市場的復甦。7nm 及以下的先進位程中只剩下三星和臺積電, 其中,全球晶圓代工龍頭臺積電上調 2020 年資本支出,從原定的 150-160 億美 元增加到 160-170 億美元。
中國半導體設備行業增速迅猛,遠高於世界平均水平。2013-2018 年,中國 大陸半導體設備銷售額從 33.7 億美元增長至 134.5 億美元,複合增長率高達 25.95%,同階段全球複合增長率僅為 10.41%;中國大陸半導體設備市場規模佔 全球市場的比重持續提升,從 2013 年佔比 10.6%提升至 2019 年的 22.5%。
半導體晶圓製造材料市場:根據 SEMI 數據,2019 年全球半導體材料銷售 額約 521 億美元,其中晶圓製造材料佔比 63%,銷售額為 329 億美元。SEMI 預計,2020 年全球半導體材料市場將可達到 563.6 億美元。2018 年全球矽片、 電子氣體、光掩膜板、光刻膠及配套試劑的銷售額分別為 121.2 億/42.7 億 /40.4 億/39.6 億美元,市場份額分別為 38%/13%/13%/12%。
受益於晶圓廠擴產潮和國產替代,半導體材料企業迎來機會。根據國際電 子商情數據,半導體材料的國產化率普遍在 10%-20%,國產化率較低,在核心 領域國內企業的競爭實力與國外龍頭相差甚遠,擺脫進口依賴的局面任重道遠。 華為禁令和中芯事件凸顯國內半導體產業鏈自主可控的必要性,加速半導體材料 等領域國產化勢在必行。我們認為受益於國家政策大力支持以及大基金和地方資 本長期持續投入,國內半導體製造產業將逐步崛起,作為晶圓製造上遊,國內半 導體材料產業將會進入快速發展期。
2、 消費電子:5G 手機加速滲透,新興應用成為市場關注焦點
2.1、 智慧型手機:5G 換機正當時,蘋果/OVM 份額或升
全球智慧型手機市場處於存量市場。IDC 數據顯示,全球智慧型手機銷量從 2018 年的 14.02 億部下滑至 2019 年的 13.71 億部,分季度來看亦呈現逐季下滑的態勢, 智慧型手機行業已經進入存量競爭階段。受新冠疫情影響,截至 2020Q3,全球智 能手機出貨量 3.54 億部,同比下滑 1%,前三季度累計同比下滑 9%,IDC 預計 2020 年智慧型手機銷量將繼續下滑至 12 億隻。
智慧型手機出貨量逐漸回暖,預計 2021 年重回正增長。環比來看,2020Q1 觸底後,智慧型手機出貨量呈現環比回暖的態勢,受益於疫情影響逐步減輕,以及 5G 手機迭出刺激換機需求,IDC 預計 2021 年全球智慧型手機出貨量達 13.8 億部, 重回正增長。
國內 5G建設全面推進,龍頭廠商相繼推出 5G手機,2020 年 5G 手機快速 起量。5G 將會採取「宏站+小站」組網覆蓋的模式,根據賽迪顧問預測,5G 基站 總數量是 4G 基站 1.1-1.5 倍,隨著新一輪基站的建設,5G 基礎設施逐步完善, 國內 5G 正式商用已開啟。蘋果、華為相繼推出今年 5G 旗艦手機,開售後市場 反映積極,有望進一步拉動 5G 換機需求,此外,5G 手機售價的不斷降低也進 一步提振換機需求。根據信通院數據,2020 年 10 月我國 5G 手機出貨量達 1676 萬部,出貨量佔比達 64%,2020 年 1-10 月,國內市場 5G 手機累計出貨量 1.24 億部、上市新機型累計 183 款,佔比分別為 49%和 47%,5G 手機快速起量。海 外來看,隨著疫苗不斷取得進展,新冠疫情對經濟的影響逐漸減輕,海外換機需 求有望陸續啟動。高通預計 2021 年全球 5G 手機銷量將達 5 億部,2022 年達 7.5 億部,2019-2022 年 CAGR 為 242%。
華為禁令影響開始顯現,預計蘋果、OVM 等廠商顯著受益。從市佔率看, 三星、華為和蘋果穩居前三。IDC 數據顯示,華為市佔率受禁令影響降幅明顯, 從 2020Q2 的 20.2%降至 2020Q3 的 14.7%。美國的制裁使得華為 P 系列和 Mate 系列等高端機型「缺芯」問題難以解決,在高端市場預計蘋果將顯著受益於華為份 額下滑;華為在海外市場以中低端產品為主,以歐洲為例,華為市場份額 2020Q2 和 2020Q3 分別為 17%和 14%,出貨量同比分別降低 17%和 31%,而 2020Q3 小 米、OPPO 出貨量分別增長 91%和 396%,顯著受益於華為市場份額的下滑。
整體而言,我們認為新冠疫情影響逐步消退,全球智慧型手機市場將逐步回暖, 與此同時,5G 手機滲透率將會快速提升,但智慧型手機市場整體進入存量市場將 不可避免。此外,我們認為 5G 新興應用將成為後續市場的關注焦點,TWS、 VR/AR、IOT 等新興應用有望接棒 5G 手機成為消費電子增長的新動力。
2.2、 TWS 耳機:消費電子新星,看好安卓系加速滲透
AirPods 引爆市場,TWS 耳機是近幾年消費電子市場的新星。TWS 耳機的 特點是無線化,只需要通過耳機盒中拿出來即可自動連接,具備便捷、連接效率 高、穩定性好等優勢。AirPods 的問世帶領真無線耳機快速崛起。在蘋果 AirPods 的引領下,手機、音頻、網際網路三類廠商都競相推出了自己的 TWS 耳機,其中 手機廠商以蘋果、華為、小米等為代表,音頻廠商以 BOSE、SONY、漫步者等 為代表,網際網路廠商以愛奇藝、網易雲等為代表。
TWS 耳機市場格局:一超多強,蘋果遙遙領先,安卓奮起直追。2019 年, 蘋果 airpods 出貨量達 5870 萬,市佔率達 54.4%,全球第一;剩下市場由小米、三星等安卓廠商佔據,其中小米出貨量達 910 萬,市佔率 8.5%,全球第二。
TWS 耳機市場快速增長,市場空間廣闊。根據前瞻產業研究院數據, 2016-2019 年,全球 TWS 耳機出貨量由 918 萬部增長至 1.29 億臺,CAGR 為 141.31%,預計 2021 年全球出貨量達 3.5 億臺。從滲透率看,蘋果耳機滲透率 =Airpods 累計銷量/iphone 活躍設備數=1.097/10=10.97% ;安卓耳機滲透率=耳 機累計銷量/安卓手機存量=0.85/40=2.13%。TWS 耳機滲透率較低,我們認為隨 著各大廠商在真無線耳機領域的積極布局,未來市場將持續發展,市場前景廣闊, 假設2022年安卓TWS耳機銷滲透率達到12%,假設安卓手機存量仍為40億臺, 我們測算安卓 TWS 耳機的增量空間 3.95 億臺,成長空間廣闊。
TWS耳機拆解:真無線耳機產業鏈主要是由ODM廠商和零部件廠商構成, 零部件主要包括聲學器件(麥克風、揚聲器)、主控晶片、模擬晶片、存儲、無 線充電模組以及鋰電池構成,EMS、ODM 廠商則負責最後的組裝環節。
TWS 產業鏈受益的主要標的有:組裝廠商的立訊、歌爾等,零部件環節的 欣旺達、鵬鼎控股、兆易創新、聖邦股份等(詳情如下圖所示)。我們認為隨著 TWS 耳機出貨量的持續增長,上遊核心供應商公司將持續受益。
2.3、 VR/AR:5G 應用最亮的星,靜候殺手級產品
VR,即虛擬實境,指藉助計算機系統及傳感器技術生成一個虛擬的 3D 環境,創造出一種嶄新的人機互動狀態。實現 VR 技術主要需要考慮模擬環境、感 知、傳感交互等方面。感知是指理想的 VR 應該具有一切人所具有的感知。換言 之,除最基本的視覺之外,還有聽覺、觸覺、力覺、運動等感知,甚至還包括嗅 覺和味覺等,也稱為多感知。傳感交互旨在感知人的頭部轉動,眼睛、手勢、或 其他人體行為動作,由計算機進行處理,並對用戶的輸入作出實時響應、分別反 饋到用戶的五官。上述三維交互過程是達到 VR 理想的仿真標準的重要因素。
AR,即增強現實,指將現實世界的景象與虛擬的物體相結合,通過投射裝 置,實現現實世界的虛擬疊加。攝像頭和傳感器採集真實場景的視頻或者圖像, 傳入處理單元對其進行識別和生成數據模型,同時結合頭部跟蹤設備的數據來分 析虛擬場景和真實場景的相對位置,實現坐標系的對齊並進行虛擬場景的建模繪 制融合計算。設備採集外部控制信號實現交互操作,最終達到「虛實結合」效果。
VR/AR 產業鏈上包含晶片、捕捉/反饋設備、主機、系統/平臺、應用/內容 幾個層面。晶片領域主要供應商為高通、AMD、英偉達、華為、德州儀器等; 傳感器領域主要有意法半導體;顯示屏主要為三星、京東方、LG;整機品牌商 有 Oculus、索尼、HTC;在內容方面,以遊戲為例有索尼、遊久、愷英網絡等。
VR/AR 作為當前科技領域最熱門技術之一,被眾多科技公司和網際網路公司 爭相布局。根據華為《5G 時代十大應用場景白皮書》,在與 5G 高度相關的下遊 應用中,無線家庭娛樂和雲 VR/AR 領域具備廣闊的市場潛力,因此,VR/AR 市 場在 5G 時代有望大幅受益。VR 設備在 2016 年引起廣泛關注後步入資本寒冬的 主要原因為無線傳輸速率、傳輸時延、設備重量、電池容量、便攜度等方面的瓶 頸,隨著 5G 時代到來以及傳感器、晶片、電池集成化程度持續提升,VR 設備 的痛點被逐個擊破,市場需求有望重振。
我們認為 AR/VR 是消費電子下一個大機會。AR/VR 的出現必將帶來一個全 新的世界,改變現有遊戲、教育、購物、醫療、商務、娛樂等一系列行為,使得 消費者生活、工作更加便利。根據 ABI Reasearch 估計,到 2025 年 AR 和 VR 市 場將分別達到 1,510 億美元和 1,410 億美元。
殺手級產品尚未出現,行業快速增長尚需等待。在技術成熟的理想的情況 下,VR 產品的應用場景主要在於室內影音娛樂、遊戲等,與電視、平板電腦的 應用重合度較高,而 AR 產品應用場景更偏向於室外場景,同時能集成諸如通話、 導航等生活、辦工輔助功能,對無線傳輸性能的要求比 VR 產品更高,與當前的 智慧型手機應用場景重合度較高。整體來看,當前 VR 產品相對 AR 產品產業成熟 度更高,2020 年 9 月上市的 Oculus Quest 2 產品在畫質、處理器等方面的性能較 上一代有所優化,儘管如此,綜合體驗上能顯著超越電視、平板、PC 的 VR 產 品仍未出現,無論是技術端還是內容端都需要產業參與者更進一步地開拓。
目前 A 股提前布局 AR/VR 的公司較多。主要有在整機深度布局,且客戶覆 蓋範圍廣泛的歌爾聲學;參股 Lumus 的水晶光電,Lumus 公司是全球陣列光波 導技術龍頭企業,在該領域範圍內具有深厚的技術實力;供貨鋰電池的欣旺達; 布局矽基 OLED 微顯示器的京東方 A 以及布局 LCOS 顯示晶片的韋爾股份。
3、 面板:LCD 周期上行與 OLED 成長共振
面板:主要分別為 LCD 和 OLED 兩大類
LCD:LCD 全稱即液晶顯示器,其構造是在兩片玻璃基板中注入液晶,下 基板玻璃上設置 TFT(薄膜電晶體),上基板玻璃上設置彩色濾光片,通過 TFT 上的信號與電壓改變來控制液晶分子的轉動方向,從而達到控制每個像素點偏振 光出射與否而達到顯示目的。
OLED:OLED 全稱為有機發光二極體,與傳統的 LCD 顯示方式不同,OLED 無需背光燈,採用非常薄的有機材料塗層,在外界電壓驅動下使得有機發光材料 受到激發而發光,由於沒有 LCD 所需要的背光燈,因此 OLED 具有厚度薄、響 應速度快、柔性等特點。
LCD 下遊應用需求分析:顯示面板下遊應用行業較多,根據中國產業信息 網數據,在下遊應用細分行業中,TV 需求佔比最高,佔 LCD 面板需求比例為 67%,顯示器居其次,佔比為 13%,手機佔比第三,比例為 7%,其他方面,商 用顯示佔比 3%,筆電佔比 5%,車載佔比 1%。
3.1、 LCD:雙巨頭格局確立,中長期趨勢持續向好
2020 年 10 月面板價格漲幅繼續超預期,預計 M11 價格繼續上漲。LCD 行 業具有典型的周期性特徵,對於 LCD 價格變化趨勢的判斷將是重中之重。群智 諮詢數據顯示,主流電視面板尺寸(32 / 39.5 / 43 / 50 / 55 / 65 / 75)10 月結算價格 分別為 58 / 87 / 103 / 139 / 161 / 216 / 317 美元,較 9 月環比上漲 6 / 8 / 11 / 12 / 12 / 16 / 12 美元,環比漲幅分別為 11.54% / 10.13% / 11.96% / 9.45% / 8.05% / 8.00% / 3.93%,持續超市場預期,2020 年6 月份以來主流尺寸面板累計漲幅分別為 87.10% / 42.62% / 58.46% / 65.48% / 51.89% / 29.34% / 13.62%;同時,預計 2020 年 11 月 主流電視面板尺寸(32 / 39.5 / 43 / 50 / 55 / 65 / 75)價格分別為 60 / 91 / 107 / 144 / 166 / 221 / 322 美元,較 10 月環比上漲 2 / 4 / 4 / 5 / 5 / 5 / 5 美元,維持漲價態勢。
當前時間點我們判斷:韓國三星、LG 延緩其 LCD 產能退出影響有限,當 前面板需求持續超預期,2020Q4 面板價格將會保持快速上漲態勢,但上漲幅度 將會逐步收窄。
2015 年以來 LCD 面板產能增量主要來源於中國。從 2009 年開始,以京東 方為首,華星光電、天馬、中電熊貓為代表的大陸企業,開始了高世代線的建設 與迅速擴張,加之下遊產業鏈的成熟配套,LCD 產品在世界範圍內市場的份額 佔比不斷加速提升,逐漸壓縮原有的臺灣、韓國企業份額空間。2017 年起隨著 大陸在 8.5 及 10.5 代產線上的持續投入,全球液晶面板產能佔比也逐步提升。根 據 IHS 發布的統計數據,2018 年中國大陸地區已經超越韓國,成為 LCD 顯示面 板最主要的產能來源地,預計 2020 年以後全球超過 40%的產能將來源於大陸地 區,LCD 領域超過 50%的產能將來自於中國大陸。
中國大陸逐漸將佔據 TV-LCD 市場主導。分地區來看,過去幾年伴隨著國 內廠商的大幅擴產,我國大陸面板廠商市場份額持續穩定提升,2020H1 中國 TV-LCD 出貨面積份額達到 54.4%(同比+13.4pct),中國臺灣及韓國(不含夏普) 2020H1 出貨面積合計份額為 42.9%(同比-13.8pct),收縮明顯;根據 Digitimes 預 測,到 2025 年全球大尺寸 LCD 面板行業不會再發生 2018~2019 年產能年增率達 9.4%的情況,整體供需趨於健康。
產能資源呈現持續向龍頭企業集中的趨勢。2020 年下半年,國內面板龍頭 在整合資源方面動作頻頻,TCL 科技收購了三星蘇州產線,京東方則收購了中 電熊貓兩條產線的大部分股權。從收購影響來看,以京東方為例,產能方面,龍 頭企業產能集中度和市場主導權將提升,根據我們測算數據,收購完成後京東方 LCD 面板年產能將提升 1260 萬平方米/年,按照 90%切割效率和全部切 TV 算, 全球 TV-LCD 總產能約為 1.9-2 億平方米/年,公司收購完成後 TV 面板份額將提 升約 6%;產品方面,京東方在 50 寸產品線較為空白,中電熊貓成都 8.6 代線有 望填補這條產品線上的空白;客戶結構方面,京東方客戶主要為品牌客戶,而中 電熊貓以小客戶乃至白牌客戶為主,收購後有望豐富京東方客戶數量,進一步增加自身在下遊客戶的影響力;技術方面,中電熊貓主要使用 Oxide(IGZO)技 術,專利布局深厚,有望提升京東方 Oxide 產品良率,IGZO 技術同時可應用到 OLED 等下一代顯示技術,是大尺寸 OLED 繞不過的坎。
TV-LCD 行業 BOE、TCL 華星雙巨頭格局確立。按廠商來看,2020H1 京 東方、華星光電出貨面積份額分別以 19.05%和 17.06%位列前二,群創、三星、 LG、友達分別以 11.51%/11.38%/10.58%/9.39%位列三到六名,供給端上,隨著 國產廠商 10.5 代線產能進一步釋放及國內面板產能資源持續整合,加之海外部 分廠商產能最終退出,產業資源加速向大陸面板龍頭廠商集中,需求端上,疫情 衝擊逐步消散,需求持續回暖,國內面板行業龍頭京東方 A、TCL 科技有望在 寒冬之後分享行業集中度提升、周期性變弱帶來的長期盈利紅利。
TV-LCD 面板產能長期內供需吃緊的局面將持續。LCD 行業具有典型的周 期性特徵,對於 LCD 價格變化趨勢的判斷將是重中之重。在 TV-LCD 行業,15% 的 Glut 值是供需平衡的一個參照值,Glut 大於 15%,供需關係惡化,供給嚴重 大於需求,價格呈下降趨勢,Glut 小於 15%,價格則有上行動力。2016-2019 年, 全球 LCD 產能持續擴充,供求關係惡化,面板價格一度下探至現金成本以下, 韓系產商陸續宣布將逐步退出 LCD 領域,TV 面板供需關係呈現好轉跡象,盡 管受到 2020 年全球疫情蔓延擴散的影響,2020H1 全球 TV-LCD 出貨量僅同比下 跌 9.8%,受益於 TV 大尺寸化的趨勢,出貨面積僅同比下跌 2.2%;全球宅經濟 的刺激,以及北美政府消費補貼帶來的強力助推,2020Q3 面板供不應求,面板 價格迅速回暖,根據 Omdia 預測,中長期來看,隨著疫情後需求恢復以及韓國 LCD 產能的最終退出,Glut 值有望持續下降,TV 面板行業未來向好。
3.2、 OLED:韓國廠商主導,大陸廠商加速追趕
OLED 最主要需求來自智慧型手機。AMOLED 特點符合智慧型手機越來越高的 顯示要求。OLED 不僅更輕薄、能耗低、亮度高、發光率好,還可以做到彎曲, 同時 AMOLED還是現在屏下指紋最合理的解決方案,這些特性都促使 AMOLED 在智慧型手機領域逐步替代 LCD 屏。受限於 OLED 的尺寸不易做大,智慧型手機一 直是 OLED 需求佔比最高的市場,2019 年佔比 82%,市場規模達 287 億美元, 預計未來市場規模會進一步擴大。全面屏、柔性屏、屏下指紋等都得到了消費者 認可,並且隨著工藝的成熟,成本下降,AMOLED 的滲透率將從 2017 年的 28% 提升至 2019 年的 41%。根據 Counterpoint 預測,2020 年滲透率將進一步提高, AMOLED 手機出貨量達 6 億臺以上。
柔性屏將持續拉動手機 AMOLED 需求。在柔性屏可分為「可彎折」、「可折 疊」和「可彎曲」三種。可彎折是屏幕是按固定的角度彎曲,比如三星 Edge 系列手 機,其優秀的視覺效果得到了消費者的青睞。根據 IHS Markit 預測,柔性 AMOLED 面板出貨量將在 2020 年達到 3.4 億臺,超過剛性 AMOLED 面板 3.159 億臺的出貨量,佔比將從 2018 年的 38.9%上升到 52%。三星、華為等終端廠商 都相繼發布了摺疊式手機,而摺疊屏背後最核心的技術在於柔性 OLED 面板上, 目前由於能量產摺疊屏的廠商不多,2019 年出貨量只有大約 110 萬臺,滲透率 較低。我們認為未來隨著更多的面板廠商加入,摺疊屏手機滲透率將會有明顯提 升,WitsView 預計到 2022 年滲透率有望突破 3.4%。
電視也是柔性 AMOLED 重要應用領域之一。OLED 電視可以更好的還原色 彩,目前由於良率較低、成本較高,且大尺寸 OLED 面板只有 LG 一家,因此 OLED 電視市場滲透率極低,根據群智諮詢預計,2018 年 OLED 電視面板出貨 量為 290 萬片,同比增長 66%,預估 2019 年 OLED 電視面板出貨量為 360 萬 片,同比增長 28%,增長速度下滑的主要因素為 LG 在廣州 G8.5 代線投產前產 能受限。預計 2020 年全球 OLED 電視面板的出貨規模將達到 400 萬臺,滲透率提升至 3%,2023 年 OLED 電視市場產值將達到 105 億美元,2018-2023 年年復 合增長率為 31%。
OLED 新興應用領域前景廣闊:智能手錶、VR/AR 等可穿戴設備或成未來 重要增長點。智能手錶近年保持高速增長,2019 年出貨量預計 6260 萬臺,IDC 預計至 2022 年每年將有 20%以上的增長。VR/AR 頭顯設備 2019 年出貨達 890 萬臺,同比增長 54.1%,IDC 預計 2022 將突破 4120 萬臺,複合增長率 66.7%, 由於 VR 要求沉浸式的體驗,因此 FOV(視場)需求較高,整個屏幕需要較大 並且解析度要求高。
OLED 照明市場:OLED 光線具有高度均勻性,並可以持續進行調光還,可 以分割成較小部分,並賦予不同亮度。OLED 率先應用在裝飾、室內照明和車載 照明市場上,未來將逐步拓展到通用照明及廣告、醫療、工業等領域。OLED 照 明已經率先在寶馬和奧迪的車燈上有所應用。IDTechEx 預測,全球 OLED 照明 市場規模將於 2023 年增至 13 億美元,並且從此每年將以 40%~50%的增長率迅 猛增長。
韓國三星和 LG 壟斷柔性面板產能。目前市場柔性 OLED 面板供應十分有限,產能集中在韓國廠商,智慧型手機小尺寸用的柔性 AMOLED 處於供不應求的 情況,目前市場 90%的供應都來自於三星。電視用大尺寸 OLED 主要由 LGD 供 應,京東方大尺寸 OLED 已有產能,預計未來會和 LGD 競爭市場。
未來三星和 LG 仍有意積極擴產和升級技術。韓媒今年 11 月報導,三星有 計劃重啟 A5 產線的建設,預計三年之內能夠量產,月產能為 18 萬至 27 萬片基 板。LGD 廣州 OLED 工廠 2017 年動工,現在正處於品質、良品率等調試階段, 預計明年第一季度能量產。
LCD 時代,大陸廠商使得臺灣、日本廠商份額下跌較多,但在 OLED 面板 上,日、臺廠商積極引入新技術、擴大產能,縮小與韓國廠商差距。夏普、友達 和富士康在 2018、2019 年集中量產了 8 條 OLED 產線。日本廠商希望通過技術 的優勢實現超越,JOLED 在今年第四季度建成首條印刷 OLED,相對於傳統蒸 鍍,效率有了較大的提升,預計明年實現量產,月產能達 2 萬片/月。
國內廠商 OLED 產能擴建積極。2018、2019 年是國內廠商集中投產的時間, 僅 2019 年國內就有 10 條 OLED 產線投產,其中大部分是柔性屏產線,總投資 額超過了 4000 億,預計未來兩年全球柔性 OLED 新增產能的 80%來自於大陸廠 商,IHS 預計到 2020 年中國將成為僅次於韓國的世界第二大 OLED 供應商,總 產能佔比將達到 28%。
4、 光學:多領域持續助力,光學行業加速成長
4.1、 手機攝像頭升級趨勢不改,需求持續旺盛
智慧型手機整體創新頻率減緩,當前攝像頭是手機創新主戰場。由於光學創 新能給用戶帶來直觀、易察覺的體驗提升,一直以來各大手機廠商都把光學作為 手機差異化競爭策略的重要著力點。回顧歷史可以發現,從第一顆攝像頭出現在 手機上以來,手機攝像頭數量以及數量都在不斷提升。2000 年 Sharp 推出了第 一款帶攝像頭的手機,2007 年 iPhone 推出後前後置攝像頭成為了標配,同時後 置攝像頭經歷了多攝、像素升級、光學防抖、大光圈、光學變焦等多輪創新。從 舜宇、丘鈦、歐菲(僅計算了攝像頭模組業務)等公司歷年營收也可以看出,三 家公司的營收多年來與手機光學市場一道保持高速增長。
智慧型手機攝像頭模組價值量佔比顯著提升。根據全球知名拆解機構 Techinsights 分析,從 IPhone X 到 IPhone 11 Pro Max,攝像模組+結構光模組成 本大幅提升,IPhone X 的攝像模組物料成本為 51.7 美元,而 IPhone 11 Pro Max 攝像模組成本為 73.5 美元,提升幅度達 42%,遠超手機售價漲幅,相應地,攝 像模組在 BOM 中的價值佔比也從 IPHONE X(64G+3G)的 14.00%提升到了 IPHONE 11 Pro Max(512G+4G)的 15.65%
攝像頭:多攝、像素升級、潛望式為主要技術路線。從各個手機廠商曆年 來推出的旗艦機型來看,主要有幾個趨勢:(1)像素升級:蘋果攝像頭像素從最 初的 3M 增長到 12M,而安卓端在像素升級方面更為激進,預計 48M 即將成為 市場主流,部分旗艦級甚至到了 1 億級。(2)多攝趨勢:從單攝到雙攝再到三攝, 攝像頭數量持續增加,根據 Yole 數據,2015-2019 年,全球手機平均搭載攝像頭 數量從 2.22 個上升到了 3.21 個,全球智慧型手機搭載攝像頭總數從 11.9 億顆增長 到了 23.34 億顆(3)傳感器尺寸變大:為了搭配鏡頭獲得更好的成像效果,傳 感器至關重要,一般而言,越大的傳感器能帶來越好的圖像還原度(4)其他: 大光圈、光學變焦、超廣角、防抖等新功能加入。
三攝滲透率將持續提升,四攝、五攝機型逐漸增多,多功能攝像頭協同已 經成為手機光學升級的大趨勢:相比於雙攝,三攝在暗光拍照、變焦、畫質等方 面具有更大的優勢,明顯提升了消費者的使用體驗。從下遊手機廠商動作來看, 各大手機廠商均在中低端機型中也推出了三攝,三攝滲透率持續提升。從最新的 趨勢來看,蘋果 IPhone12 Pro Max 採用了後置 4 攝+前置雙攝的搭配,華為新上 市的旗艦機型華為 Mate40 RS 保時捷版採用了後置 5 攝+前置雙攝的 7 攝像頭配 置。
潛望式攝像頭:華為在 P30 Pro 中推出了全球首款商用潛望式攝像頭,主要 用於實現高倍數的光學變焦,使得相機拍照水平進一步提升,同時又節省了手機 內部空間,隨著技術的成熟和成本的下降,潛望式攝像頭有望成為標配。
ToF 鏡頭:ToF 是 Time-of-Flight 的縮寫,ToF 技術通過向外發射紅外光, 遇到物體後反射,反射到攝像頭結束,計算從發射到反射回攝像頭的時間差或相 位差,並將數據收集起來,形成一組距離深度數據,從而得到一個立體的 3D 模 型的成像技術。
屏下攝像頭:技術距離成熟仍需要時間。由於屏下前置攝像頭完全內置在 屏幕之下,因此屏幕不再是劉海屏或滴水屏,是真正的全面屏手機,2020 年 9 月發布的中興 Axon 20 5G 是全球第一款採用屏下攝像頭技術的手機,但在淺色 主題下,屏下攝像頭的矩形輪廓依稀可見,此外,使用前置攝像頭逆光自拍會看 到成像素質明顯下降,如果自拍時背景有點光源,還有可能出現光暈。屏下攝像 頭一直是廠商試圖攻克的難題之一,一旦實現有望迅速推廣,成為主流趨勢。
光學市場空間廣闊,攝像模組產業鏈未來幾年仍將持續高速成長
三攝滲透率將持續提升,市場空間持續增長。根據 Yole 數據,2019 年 CMOS 攝像模組市場為 313 億美元,受益於下遊應用需求持續旺盛,預計 2025 年將達 到 570 億美元,CAGR 高達 12.8%。按各項核心組件拆分來看:Camera 模組組 裝市場將從2019年的87億美元增長至2025年的191億美元,CAGR達到14.4%; CMOS 圖像傳感器市場將從 2019 年 143 億美金增長至 2025 年的 237 億美元, CAGR 達到 11.0%;鏡頭製造市場將從 2019 年 49 億美金增長至 75 億美金,CAGR 達到 7.1%;執行器(馬達、防抖等)市場將從 2018 年 32 億美金增長至 67 億美 金,CAGR 達到 14.2%。
產業格局:CCM 產業鏈分析及供應商統計
攝像頭(CCM)產業包括光學鏡頭、CMOS 傳感器、紅外截止濾光片、音 圈馬達、模組等。根據 Yole 數據,如下圖所示,索尼作為全球圖像傳感器龍頭, 在 2019 年 CCM 產業鏈中營收遙遙領先其餘廠商,攝像頭模組廠商 LG Innotek、 歐菲光、舜宇光學科技位居二到四位,鏡頭、馬達價值量相對較小,因此對應龍 頭廠商排名也相對靠後。
光學鏡頭:競爭格局穩定,行業壁壘在於鏡頭設計和製造環節,主要供應商 是大立光、舜宇等公司,新進入者進入非常難。CMOS 傳感器:競爭格局與鏡 頭類似,是一個技術密集型行業,CMOS 主要供應商是 sony、三星以及北京豪 威(韋爾股份)。紅外截止濾光片:主要考驗廠商的鍍膜工藝,水晶光電、五方光電、歐菲等是行業主要供應商。音圈馬達:技術難度不大,壁壘不高,競爭格 局非常的分散。模組:技術難度最低,主要靠規模優勢,安卓系供應商主要是舜 宇、歐菲、邱鈦等公司,蘋果的供應商是 LD、歐菲、高偉電子等。
4.2、 3D 感知創新步伐提速,下遊應用場景廣闊
3D 感知是攝像頭領域的下一個革命。3D 成像效果是當前攝像頭發展的主 要前進方向,傳統攝像頭僅能生成 2D 圖片,相較真實的 3D 世界有較多的信息 丟失,3D 感知的關鍵在於獲取深度信息,從而還原一個更加真實的世界,以實 現人臉識別、3D 建模、手勢識別、AR/VR 等功能。目前 3D Sensing 主要應用是 在人臉識別和安全支付,但是除此之外它還有更廣泛的應用市場,如 AR/VR、 智能家居領域的 Presence 監測、手勢識別,工業自動化領域的 3D 位置傳感及模 式識別,汽車領域的駕駛員身份驗證和駕駛員監控等等。在消費電子領域,目前 實現 3D 成像主要有三種技術方案:結構光、TOF、RGB 雙目立體成像:
(1)結構光:將離散光斑投射到物體表面,通過相機拍攝表面得到結構光圖像。
(2)TOF:向目標發射光脈衝,傳感器接收從物體表面反射回來的光,通過計 算時間來測算距離,從而得到深度信息。
(3)RGB 雙目立體成像:用兩個 RGB 攝像頭模仿人眼,通過二維圖像獲取三 位深度信息。
LiDAR:強化版 ToF,IPhone 12 Pro Max 加持。目前部分手機廠商大多採 用 iToF(間接飛行時間傳感器),而 LiDAR 屬於 dTof(直接飛行時間傳感器), iToF 和 LiDAR 雖說都是 ToF,但區別不小。第一,iToF 發出的是經過正弦波調 制,明暗強度呈規律變換的光信號,而 LiDAR 發出的是雷射束;第二,iToF 靠 感知正弦波光信號的差異來估算其從發射到反射回來的距離,而 LiDAR 是雷射 直接測算距離;第三,iToF 的信號很容易被幹擾,測算精度隨著距離變遠而下 降,測算也相對較慢,比較適合用於釐米範圍內的測距,LiDAR 的雷射束抗幹 擾能力強,理論上測算精度不隨距離變遠而下降,測算更快,更適合遠距離測距; 最後,iToF 更易小型化,dToF 集成小型化難度更高,所以 iToF 大多數用在手機 上,dToF 比較常用在汽車和無人機等大型裝置上。
3D 感知市場空間廣闊,汽車、消費電子應用增長最為強勁。根據 Yole 數據, 2019 年 3D 感知市場空間為 50 億美元,預計到 2025 年將達到 150 億美元,CAGR 高達 20%,細分到各個應用領域來看,消費電子依舊是最主要市場,2019 年市 場空間為 20.17 億美元,佔比 40%,預計到 2025 年將增長至 81.65 億美元;工 業自動化領域 2019 年市場規模為 10.41 億美元,預計到 2025 年增長至 17.1 億美元;汽車領域預計增長最為顯著,2019 年市場空間為 8.54 億美元,受益於自動 駕駛的快速發展,預計 2025 年市場空間將達到 36.73 億美元;2019 年醫療、國 防領域市場空間分別為 2.59 億美元和 8.77 億美元,預計到 2025 年將分別增長至 3.34 億美元和 11.97 億美元。
3D Sensing 產業鏈包括接收端和發射端,接收端包括光學鏡頭、CMOS 傳 感器、窄帶濾光片、模組,發射端則包括 VCSEL、準直鏡頭、DOE 和模組。
拆分來看,接收端產業鏈較成熟,與普通攝像頭類似;發射端/ VCSEL 主 要難點在供應端,技術壁壘和要求都非常高,目前產業鏈的主要公司都是國外的 供應商 lumentum、Finsar 等為主導;準直鏡頭專利壁壘高,大部分 WLO 專利都 在 Heptagon 手中(被 AMS 收購);DOE:光學衍射元件,製造門檻非常高;模組製造:製造門檻與傳統攝像模組差別不大,主要為舜宇光學、歐菲光、LG Innotek、三星微電子等攝像模組公司。
4.3、 汽車智能化為光學市場提供長遠驅動力
全球汽車銷量有望在 2022 年恢復至疫情前水平。根據中汽協數據,2019 年 全球汽車產量為 9178.7 萬輛,同比下降 4.10%,根據 LMC Automotive 預測,受 到新冠疫情影響,2020 年汽車產量將下降至約 7500 萬輛,同比減少 18.29%。 LMC Automotive 表示 2021 年將回升至 8400 萬輛,最遲在 2021 年底或 2022 年 達到 9000 萬輛水平。
車載攝像頭是 ADAS的主要視覺傳感器,未來單車攝像頭裝載數量達到 5~8 個或更多。ADAS 即高級駕駛輔助系統,其通過車載傳感器在第一時間收集車內 外環境的數據,並進行靜、動態物體的辨識、偵測與追蹤處理,使駕駛員在最快 時間內察覺可能發生的危險,從而採取相應措施的主動安全技術。車載攝像頭是 ADAS 的主要視覺傳感器,超過 80%的 ADAS 技術都會運用到攝像頭,如車道 偏離預警、前撞預警、行人碰撞預警、車道保持輔助、緊急制動剎車、自適應巡 航、交通標誌識別等功能,實現這些功能需要 5~8 個攝像頭,包括單目攝像頭、 雙目攝像頭、廣角攝像頭等。
車載攝像模組元器件單價高於手機攝像模組,加上 ADAS 滲透率持續提升, 將帶動攝像模組市場量價齊升。由於車載攝像頭使用環境複雜,其對攝像頭穩定 性的要求更高,再加上特殊的規格要求,使得車載攝像模組單價往往遠高於手機 模組。隨著汽車電氣化、智能化,根據中國產業信息網數據,預計到 2030 年, 汽車電子將佔到汽車成本的 49.55%,較 2020 年提升 15.23 個百分點。智能化方 面,搭載 ADAS 汽車比例的提升是助推汽車電子成本升高的一大原因,根據汽 車之家大數據,2019 年 360 度全景影像、自動剎車/前向碰撞預警搭載率已超過 25%,自動泊車入位仍在 15%以下,綜合來看,2019 年各項 ADAS 主要功能的 搭載率在 15%-20%左右,且處於加速上升區間,受益 ADAS 滲透率提升,車載 攝像頭滲透率也迎來提升,同時帶動車載 CMOS 圖像傳感器出貨量。
汽車智能化、電子化持續推進,汽車電子成本佔比不斷提升,推動 ADAS 高速成長。隨著,汽車電子市場規模將逆勢不斷壯大,其中 ADAS 增速最快。 根據IHS的數據統計,2016年全球汽車電子的市場規模為 1182億美元,預計2022 年將達到 1602 億美元,年均複合增速為 5.20%,其中增速最高的是 ADAS,2016 年市場規模為 73 億美元,2022 年預計達到 218 億美元,複合增速達 20.00%; 根據中國產業研究報告網數據,車載攝像頭出貨量快速增長,2014 年出貨量 2800 萬顆,預計到 2020 年將達到 8361 萬顆。
汽車智能化推動汽車攝像頭需求持續增長,預計 2025 年車載攝像頭市場將 達到 81 億美元。車載攝像頭具有廣闊市場空間的因素主要有兩個,一是 ADAS 的推進使得單車攝像頭裝載數量達到 5~8 個或更多;二是車載攝像頭單價較高。 根據 Yole 的預測,預計 2020 年汽車領域的攝像模組市場規模為 35 億美元,到 2025 年汽車攝像模組市場將增長至 81 億美元,年複合增長率高達 18%。
對車載攝像頭的 CMOS 圖像傳感器需求進行測算:假設 2019 年 ADAS 滲 透率為 18%,到 2022 年 ADAS 滲透率升至 35%,疊加搭載 ADAS 的汽車單車 攝像頭數提升至 6 個,預計 2022 年車用 CMOS 圖像傳感器需求將達到 1.89 億顆,2019~2022 年 CAGR 達到 39.65%。
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(報告觀點屬於原作者,僅供參考。報告來源:國海證券)