光學行業深度:5G帶動技術創新+多領域需求擴展

2020-12-26 人工智慧引擎

新業態、 新模式是根植數字經濟發展土壤, 以數位技術創新應用為牽引,以數據要素價值轉化為核心, 以多元化、 多樣化、 個性化為方向, 經產業要素重構融合衍生而形成的商業新形態、 業務新環節、 產業新組織、 價值新鏈條,是關係數字經濟高質量發展的活力因子, 具有強大的成長潛力。

要點

1 全球光學攝像頭市場不斷增長,手機應用成最大助力:

受益光學行業景氣度全面提升,根據Yole數據,預計2022年全球攝像頭市場規模將超過450億美元,2016-2022年CAGR為12.2%。手機攝像頭市場佔比超80%,為全球攝像頭市場核心增長動力,根據中國產業信息網數據,預計2018-2024年,手機攝像頭行業規模預計將從271億美元增長到457億美元,CAGR為7.75%,2021年出貨量將達到75億顆。

2 手機攝像頭技術創新升級趨勢明顯,細分行業充分受益:

由於用戶對手機攝像性能要求不斷提高,手機攝像頭技術不斷創新升級,未來將逐漸向多攝、CIS高像素、7P/8P、玻塑混合、潛望式鏡頭、3D Sensing TOF等多方向發展。多攝方面,根據IDC數據,安卓系和蘋果多攝滲透率都將在2021年超過60%,在手機進入存量時代下,單機攝像頭數量提升已然成為趨勢。與此同時,單攝像頭像素提升亦成為鏡頭升級重要方向,對應CIS向高像素方向發展,40MP、64MP成為旗艦機型標配,小米CC9 Pro後置主攝像素甚至已達到108MP;為了成像更加真實清晰,鏡片從6P向7P、8P邁進,玻塑混合鏡片技術突破多鏡片性能瓶頸,有望率先應用於高端機型;遠景拍攝需求帶動光學變焦創新,相對於傳統的2-3X光學變焦,潛望式鏡頭能夠實現5X光學變焦,最新發布的華為P40 Pro+則採用了8MP潛望式鏡頭,能實現10X光學變焦;為了增強拍攝效果、獲取深度信息,TOF將被廣泛應用於後置鏡頭,在AR/VR、車用導航、3D建模等領域進行延伸,預計2020年iPhone新機也將後置TOF鏡頭,推動TOF更加成熟和普及。

3 全面屏+5G帶動光學多下遊領域強勢增長:

隨著手機全面屏需求增加,OLED屏下光學指紋出貨量持續提升,隨著LCD屏下光學指紋技術突破,匯頂科技有望於2020年實現量產,光學屏下指紋識別方案將佔據市場絕對優勢;汽車領域,ADAS滲透率不斷提升,車載攝像頭需求保持強勁增長,根據IHS及智研諮詢數據,預計2020年全球車載攝像頭出貨量將達到8277萬枚,市場規模超過170億元,CAGR達到13.98%;AR/VR方面,5G背景下光波導「全反射」無損成像技術平衡了FOV大小和設備體積的之間的矛盾,將促進AR在C端大範圍普及。

4 投資建議

我們看好手機攝像頭技術創新升級以及多下遊領域增長帶來的光學行業景氣度全面提升,建議關注:韋爾股份(CIS)、水晶光電(濾光片)、五方光電(濾光片)、聯創電子(鏡頭)、歐菲光(模組/鏡頭)、匯頂科技(光學屏下指紋)、歌爾股份(AR/VR)、晶方科技(CIS封測)。

風險提示

技術升級不及預期;ADAS及AR滲透率不及預期;新冠疫情影響手機銷量不及預期;中美貿易戰加劇。

1. 光學攝像頭市場持續增長,帶動產業鏈持續向好

1.1.攝像頭總體市場規模不斷增長,技術升級+5G 浪潮成強力驅動

光學創新及應用推廣永不眠。從2000年夏普推出全球首款搭載後置11萬像素攝像頭的拍照手機J-SH04開始,用戶對智慧型手機攝像性能要求不斷提高,各廠商技術不斷更新迭代,手機攝像頭逐漸向多攝、CIS高像素、7P/8P、鏡片玻塑混合、潛望式鏡頭變焦、TOF等多方向發展。此外,全面屏推動光學屏下指紋識別市場興起,ADAS滲透率提升使車載鏡頭市場空間廣闊,5G浪潮推動AR/VR逐漸推廣,技術創新+應用擴展為光學產業鏈增添持續增長動能,光學應用及創新成為手機、汽車、AR/VR等諸多行業關注的重點。

攝像頭需求增長和技術升級已成趨勢。攝像頭是一種圖像、視頻輸入的光學設備, 過去被廣泛的運用於視頻會議、遠程醫療及實時監控等方面。隨著網際網路技術的發展, 網絡速度的不斷提高,再加上感光成像器件技術的成熟並大量用於攝像頭的製造上,現在被廣泛應用於智慧型手機、筆電、安防監控等領域,未來,隨著科技的進步與發展,技術的快速更新迭代,人機互動、智能眼鏡及投影、智能汽車駕駛和安防等領域對精密光學元件的需求將大大增加且維持高速增長,光學攝像頭仍然具有很大成長空間。攝像頭的工作原理是將拍攝對象通過鏡頭(lens),將生成的光學圖像投射到傳感器上(colour image sensor),然後光學圖像被轉換成電信號,進行降噪等操作後,電信號再經過模數轉換變為數位訊號,數位訊號經過DSP加工處理,再被送到處理器中進行解碼 (encoding)處理,最終轉換成我們能夠看到的圖像。

技術升級推動攝像頭種類擴展。攝像頭按照外形以劃分成球面攝像頭,針孔攝像頭,魚眼攝像頭等;而按照焦距可劃分為長焦攝像頭,廣角攝像頭,變焦攝像頭等;按下遊應用可分為數位相機攝像頭,智慧型手機攝像頭,車載攝像頭,安防攝像頭。

攝像頭主要由五部分組成。根據旭日大數據,攝像頭各組成部分功能及成本佔比各不相同,主要包括圖像傳感器(將表面的上鏡頭送過來的光信號轉化成為電信號),在攝像頭組件成本中佔比52%;鏡頭(收集光線然後將物體成像到圖像傳感器),在攝像 頭組件成本中佔比20%;音圈馬達(推動鏡頭移動實現對焦,通過移動鏡頭可以得到清晰的照片),在攝像頭組件成本中佔比6%;紅外截止濾光片(過濾多餘的紅外光和紫外光,使得拍攝出來的圖像顏色更加接近我們人眼所看到的顏色),在攝像頭組件成本中佔比3%;以及最終的模組封裝(將攝像頭零組件整合到一起成為完整的攝像頭),在攝像頭成本中佔比19%。

國內外企業分庭抗禮。攝像頭各組件生產領域均有中國廠商參與其中,且佔有一席之地。尤其在CIS、鏡頭、濾光片、模組封裝領域,豪威科技(韋爾股份)、水晶光電、 歐菲光等A股龍頭企業更是處於國際領先地位,可與外國公司抗衡。

光學攝像頭市場規模不斷增長,手機成核心增長動力。根據Yole數據,全球攝像頭行業規模不斷擴大,到2022年有望超過450億美元,2016-2022年CAGR為12.2%, 行業保持持續穩定增長。從攝像頭下遊應用來看,手機佔據絕對優勢,2019Q4佔有率超過80%,是攝像頭行業最為核心的應用領域。

手機攝像頭市場規模及需求量齊升。根據中國產業信息網數據,2018-2024年,手機攝像頭行業規模預計將從271億美元增長到457億美元,CAGR為7.75%;根據Yole數據,手機攝像頭出貨量也將不斷增長,2019年出貨量為44億顆,預計2021年達到75億顆。

1.2.攝像頭需求增長刺激上遊光學組件市場擴張

需求增長+技術升級推動手機攝像頭各組件及整體市場規模擴張。根據Yole數據, 2018-2024年,CIS市場規模將從123億美元增長到208億美元,CAGR為9.2%;鏡頭市場規模將從41億美元增長到60億美元,CAGR為6.7%;音圈馬達市場規模將從23億美元增長到44億美元,CAGR為11.5%;模組封裝市場規模將從85億美元增長到139億美元,CAGR為8.9%;全球手機攝像頭市場規模將從271億美元增長到457億美元,CAGR為9.1%。受益於下遊需求增長及技術升級,從攝像頭各組件到整體都有望迎來高速增長期,行業景氣度持續提升。

1.2.1. CIS市場產量產值持續攀升

CIS市場規模和總體出貨量有望不斷走強。目前大部分帶有攝像頭設備使用的都是 CIS,根據Yole數據,2015-2018年,CIS市場規模由102.48億美元增長到154.78億美元,CAGR為10.86%,預計2024年達到近240億美元,整體規模不斷上升;根據群智諮詢數據,2019年全球CIS出貨量高達47億顆,預計2024年可攀升至65億顆。

市場集中度高,龍頭企業遙遙領先。根據Yole數據,CIS市場集中度較高,CR3為 80.2%,其中索尼佔比49.2%,三星佔比19.8%,豪威佔比11.2%。根據群智諮詢數據,2019年CIS全球出貨量47億顆,出貨量前三名分別為索尼(13.2億顆),三星(7.2億顆),豪威(6億顆),排名前三廠商出貨量遙遙領先其他廠商,龍頭地位穩固。

1.2.2. 鏡頭市場持續向好,龍頭廠商掌控市場

鏡頭市場規模持續增長,下遊應用佔比穩定。受益於手機、車載、監控等市場的發展,鏡頭市場規模連年遞增,根據中國產業信息網數據,2014-2019年,全球鏡頭市場規模從27.55億美元增長到67.43億美元,CAGR為16.09%,預計2021年可達約75.64億美元。從下遊應用來看,手機、視頻監控、車載攝像機是三個最大的應用市場,中國產業信息網數據顯示,2014-2021年,市佔率方面常年保持穩定,其中手機鏡頭佔比72-80%,監控鏡頭佔比9-13%,車載鏡頭佔比9-15%。

鏡頭市場集中度高,龍頭廠商出貨量絕對領先。根據中國產業信息網數據,2018年 CR3為54%,大立光佔比35%,舜宇光學佔比10%,玉晶光佔比9%。根據旭日大數據的數據,從出貨量上可以看出,2019年12單月出貨量上億的僅有大立光和舜宇光學,二者處於行業絕對領先地位。

玻塑混合鏡片有望成為鏡片發展新趨勢。攝像頭鏡片主要分為塑料鏡片、玻璃鏡片和玻塑混合鏡片。雖然塑料鏡片透光率存在一定劣勢,但是由於手機鏡頭需求量大且對成本要求高,塑料鏡片在工藝難度、量產難度、成本等方面優勢便體現出來,因此目前手機鏡頭多以塑料鏡片為主,而手機市場應用佔比80%以上,這也是龍頭廠商多集中於塑料鏡片的原因。而在安防車載領域,對鏡片透光率要求更高,而對成本相對不敏感, 所以更多使用玻璃鏡片。玻塑混合鏡片透光率高於塑料鏡片,量產難度與成本低於玻璃鏡片,且可應用領域更為廣泛,在手機、安防、車載領域均有使用,對於提升相片質量是較優的選擇,因此玻塑混合鏡片有望在未來得到廣泛應用。

1.2.3. 音圈馬達(VCM)市場規模持續增長,市場格局分散

VCM市場規模及出貨量持續上升。根據Yole數據,2016-2019年,VCM市場規模從17億美元增長到24億美元,CAGR為9%,預計2024年達到44億美元;出貨量方面,2016-2019年,出貨量從15.2億顆增長到23.4億顆,CAGR為11.39%,預計2024年增長到40.2億顆。

VCM技術壁壘低,市場結構分散。VCM的技術並不複雜,但由於對靈敏度的要求較高,所以生產時的精度控制是關鍵,這涉及到設計、材料等各個環節的改進。正因為VCM技術難度並不高,所以全球參與VCM產業的廠商有上百家,市場較為分散,根據第一手機界研究院數據,CR3僅為44.4%,未超市場的一半,沒有絕對的龍頭,市佔率最大的阿爾卑斯也僅有17%的份額,市場呈現多寡頭對峙格局。根據旭日大數據,2019年12月全球 VCM出貨量前三的廠商分別為阿爾卑斯(2900萬顆)、TDK(2700萬顆)、 三星電機(2650萬顆),但與後續幾名差距不大。

1.2.4. 紅外截止濾光片(IRCF)量價齊升

藍玻璃IRCF應用更廣。紅外截止濾光片(IRCF,IR-Cut filter) 是一種允許可見光透過而截止紅外光的光學濾光片。當光線進入鏡頭,折射後可見光和紅外光會在不同靶面成像,可見光成像為彩色,紅外光成像為黑白。當把可見光所成圖像調試好之後,紅外光會在此靶面形成虛像,影響圖像的顏色和質量。IRCF的生產最關鍵的是鍍膜工藝和鍍膜基材,鍍膜需要保證鍍膜的均勻性和一致性,以藍玻璃為基材鍍膜製成的IRCF,是採用吸收的方式過濾紅外光,可過濾630nm以上波長的光,比較徹底;而以普通玻璃為基材鍍膜所製成的IRCF是以反射的方式過濾掉紅外光,可過濾650nm以上波長的光, 反射光容易造成幹擾,效果差於藍玻璃IRCF。

市場規模持續增長,IRCF量價齊升。根據旭日大數據的數據,2016-2019年全球 IRCF市場規模從44億元增長到68億元,CAGR為11.5%,根據Wind數據,全球IRCF出貨量也在不斷升高,2016年出貨量33.2億片,2019年攀升至46.9億片,同時每片單價從 2016年的1.32元,增長到2019 年的1.45元,IRCF市場呈現量價齊升的趨勢。

1.2.5. 攝像頭模組市場格局分散,MOB/MOC新工藝引領未來

攝像頭模組(CCM)技術壁壘低,市場較為分散。攝像頭模組技術壁壘較低,行業入場成本較低,這也導致手機攝像頭模組市場比較分散。根據群智諮詢數據,2019年攝像頭模組市場出貨量CR3為32.7%,第一名歐菲光(12.6%),第二名舜宇光學 (11.5%),第三名丘鈦科技(8.6%),整個市場較為分散。根據中國產業信息網數據, 2018年國內手機CCM出貨量前三名分別為歐菲光(4.78億顆),舜宇光學(4.23億顆),丘鈦科技(2.64億顆),其餘廠商出貨量都在2億顆以下,龍頭廠商有一定領先優勢。

MOB/MOC是模組封裝技術未來趨勢。模組封裝是將攝像頭零組件整合成為攝像頭的加工過程,手機攝像頭模組主流封裝工藝有CSP、COB、MOB/MOC 和 FC四種,其中 CSP主要用於低端產品,COB是目前最主流的工藝,MOB/MOC是COB改造升級後的技術,暫時只有少數大廠商在使用,FC則僅有蘋果在使用。COB封裝正向MO和MOC發展,MOB與COB的區別在於底座與線路板一體化,MOB通過將電路器件包覆於內部,降低了模組厚度,而MOC比MOB更加先進的地方在於將連接線一起包覆於內部,進一步降低了模組厚度。MOB/MOC相較COB,封裝性能更優,並且正在逐漸接近FC封裝性能,同時相較於FC成本更低,是模組封裝的未來趨勢。

大廠商長期成本優勢顯著,技術更迭市場集中度有望提高。舜宇、歐菲光等較大的模組廠商均使用COB技術進行封裝,設備成本高但封裝成本低,屬於高端工藝,長期而言,產品成本較低,有利於企業的長期發展,這是大廠商的顯著優勢,而中小廠商考慮到初始成本和風險規避,大多選擇設備成本較低的CSP,但由於封裝成本高,屬於低端工藝,長期而言,產品成本相對較高,在下遊要求不斷提升的趨勢下,中小企業在長期競爭中處於劣勢。FC是蘋果特有的封裝技術,主要是索尼、LG、夏普等廠商在使用,產出的模組厚度最薄但設備成本和封裝成本均較高。在COB技術改進後的MOB、MOC雖然初始成本高,但封裝成本低,模組厚度較薄,對大廠商而言是性價比較高的封裝技術,未來有望取代 COB和FC,成為大廠商偏愛的封裝技術。由於新冠病毒疫情和技術更迭的衝擊,中小廠商的生存將愈加困難,未來市場集中度有望逐步提升。

2. 手機攝像頭全面升級,各類創新持續不斷

光學升級,旋律不斷。隨著移動網際網路和智慧型手機興起,QQ、微信、短視頻、直播等應用在消費者當中持續滲透,人們利用手機拍照、錄製視頻並進行分享等相關活動也愈加頻繁,消費者也展現了對手機拍照性能的持續追求,具體體現在圖片色彩豐滿度、 照片清晰度、取景廣度、成像立體感、鏡頭變焦能力等各個方面,手機廠商也將光學升級做為重要創新領域。廠商開始為手機搭載多個性能不同的鏡頭來提升拍照性能全面性,如搭載 TOF鏡頭提升立體感、搭載超廣角鏡頭提升空間感等,通過提高單個鏡頭的像素、增加單個鏡頭鏡片數來提升單鏡頭清晰度,研發潛望式鏡頭來以突破因為手機體積,鏡頭進行光學變焦的限制。2019年,蘋果推出性能參數為「前置12MP+後置12MP廣角主攝+12MP 長焦鏡頭+12MP超廣角鏡頭」的 iPhone 11 Pro Max,華為也推出性能參數為「前置像素 32、後置 40MP超廣角主攝+40MP超廣角+8MP長焦+TOF深感攝像頭」 的 Mate 30 Pro,我們認為,光學升級不會停止,多攝趨勢、單鏡頭升級、潛望式鏡頭變焦以及TOF鏡頭的應用將成為光學賽道持續景氣的主要動力。

2.1. 多攝勢不可擋,拉動鏡頭整體需求

鏡頭的量變造就圖像的質變,多攝成行業趨勢。受限於手機外觀、硬體,單個手機鏡頭難以像相機鏡頭一樣,在測距、變焦、感光等方面同時具備較好的性能。於是手機廠商另闢蹊徑,在手機上另外搭載一個不同性能的鏡頭同時拍照,利用手機上的算法將兩張圖片融合成一張圖片,以華為P9的彩色鏡頭+黑白鏡頭組合為例,彩色鏡頭主要拍攝整體彩色畫面,黑白鏡頭主要負責捕捉更多細節,最後合成的照片畫質更棒,細節更清晰。隨著廣角、長焦、超感光等鏡頭的研發,手機上可以搭載更多種類的鏡頭,三攝、 四攝、五攝陸續出現,各種鏡頭組合方案百花齊放,多攝已成為行業趨勢。

手機多攝趨勢明顯,滲透率有望超6成。出於手機拍照的追求,單機鏡頭配置數量 增長,更多的手機將會配置三個或四個鏡頭。根據IDC數據,2018-2021年,安卓手機的雙攝滲透率在2019年達到53%,之後將開始下降,到2021年將下降至31%,但三攝與四攝的滲透率將迅速上升,2021年分別為45%和16%。蘋果的多攝滲透率和安卓系有同樣的規律,雙攝2019年後開始下降,多攝滲透率逐步提升,預計2021年蘋果三攝、 四攝滲透率分別為50%和10%。不難看出,安卓系和蘋果多攝滲透率都將在2021年超過60%,多攝手機在未來將佔據絕對主導地位。

前置3D攝像有望增加。根據IHS數據,2018-2021年,前置單攝鏡頭、雙攝鏡頭出貨量基本穩定不變,而3D鏡頭出貨量將0.85億顆增長2.7億顆,其佔比也由5.65%升至 15.64%。

後置多攝出貨增長,行業維持高景氣度。根據IHS數據,2018-2021年,後置單攝鏡頭出貨量將從8.53億顆大幅降至1.31億顆,後置雙攝鏡頭出貨量變動不大,後置三攝鏡頭、四攝鏡頭以及3D鏡頭出貨量將分別從0.21/0/0.01億顆分別增至4.62/2.18/1.85億顆。後置三攝、四攝鏡頭以及3D鏡頭出貨佔比分別將從1.48%/0.00%/0.07%分別增至 28.15%/13.28%/11.27%。

手機存量市場下,光學升級推動鏡頭需求量穩定增長。根據IHS數據,2018-2021年,全球智慧型手機出貨量將從14.17億部增長至14.56億部,CAGR為0.91%;全球智慧型手機鏡頭需求量將從35.47億顆升至56.50億顆,CAGR為16.79%。經過我們計算, 平均每部智慧型手機鏡頭數將從2.50顆升至3.88顆,CAGR為15.78%,說明在人口紅利消失,手機進入存量時代下,單機平均鏡頭數仍然將保持穩健增長,手機多攝增加已然成為趨勢。

2.2.單鏡頭多元化升級,CIS及鏡片有望充分受益

像素是手機廠商鏡頭升級的重要方向。像素是攝影的基礎,像素越高,照片解析度就越大,鏡頭對畫面的解析能力就越強。根據Yole數據,2017年$200以上價位的手機中,8-13MP、13-20MP像素的攝像頭成為主流,兩者佔比合計達到90%,手機千萬像素成為普遍現象。2015-2019年,華為手機前置、後置像素同步升級,前置主攝像素自8MP升至 32MP,後置主攝像素自13MP升至40MP,2019年推出的Mate 30 Pro搭載前置32MP,後置廣角雙40MP+長焦8MP+TOF四攝鏡頭,而小米新推出的CC9 Pro前置像素達到 32MP,後置主攝像素達到108MP,像素成為手機的重要賣點,也是手機的關鍵參數,未來升級化趨勢不可避免。

高像素時代下,CIS為攝像頭行業首選。成像過程中,手機鏡頭先捕捉畫面,轉化成電信號,再由圖像傳感器將電信號轉化成數位訊號,經過DSP處理後,再形成圖片, 圖像傳感器在其中的作用至關重要。圖像傳感器可分為CCD(電荷耦合器件)和CMOS(互補金屬氧化物半導體)傳感器(CIS)兩種。CCD靈敏度高、解析度高、噪音小, 但是CIS 能耗低、體積小、重量輕、集成度高、價格低,而且經過像素與CMOS的迭代升級,在高感光度下也能有很好的成像質量,所以CIS已成為攝像頭首選方案。

高像素CIS出貨量激增。隨著高像素鏡頭用量增加,與之匹配的高像素CIS出貨量也同步上升,根據Yole及觀研天下數據,2013-2019年,5MP及以下的CIS出貨量自21億個降至7億個,13MP像素及以上的CIS出貨量自6億個大幅增長至39億個,高像素CIS出貨量迅速提升。

鏡片數逐步拉升,6P向7P、8P演進。當光線通過鏡頭的鏡片時,鏡片可以過濾雜 光,鏡頭片數提升,圖像對比度與解析度越高,成像越清晰、真實;另外,受限於手機攝像頭模組體積,鏡頭移動範圍與焦距較短,可利用多鏡片鏡頭去模擬超短焦距的鏡頭,為了優化成像效果,鏡頭將有望從目前主流的6P鏡頭向7P、8P鏡頭演進。根據華經產業研究院數據,2018年中國智慧型手機中,35.6%的智慧型手機主攝像頭鏡片為5P鏡頭, 64.3%的手機主攝為6P鏡頭,0.1%的手機主攝為7P鏡頭。2018年推出的OPPO R17 Pro、2019 年推出的小米9透明探索版、華為P30 Pro等都已搭載7P鏡頭,2019年小米發布的CC9 Pro還是首款使用8P鏡頭的手機。

玻塑混合鏡頭突破瓶頸,有望應用於主流高端機型。目前常見的攝像頭有塑料鏡片和玻璃鏡片,塑料鏡片成本低、易批量生產,成為手機鏡頭的主流,但其成像清晰度有限,失真率過高,難以跟上目前手機攝像頭超高像素趨勢。玻璃鏡片性能更好,但其量產難度大,生產成本高,難以在手機領域廣泛應用。為了讓圖像更加清晰真實,目前已發展到8P 鏡頭,但鏡片太多,鏡頭厚度會相應增加,不利於手機輕薄化,而且塑料鏡片清晰度有限,太多塑料鏡片也會提高失真率,此時玻塑混合鏡片的出現突破了性能瓶頸。玻塑混合鏡頭將塑料鏡片和玻璃鏡片混合使用,成像清晰度比塑料鏡片高,成本也介於塑料鏡片與玻璃鏡片之間,6片塑料鏡片+1片玻璃鏡片組成的玻塑混合鏡頭成像效果與8片塑料鏡片相當,但其鏡片數少,鏡頭厚度有所改善,所以玻塑混合鏡頭有望應用於主流旗艦機型。

2.3. 潛望式鏡頭解決光學變焦瓶頸,有望成市場主流

傳統手機鏡頭變焦方式難以滿足遠景拍攝。變焦可以理解為使物體在圖像中顯示的效果變得更近或更遠,通過放大可以讓我們通過更近的距離拍攝目標,而縮小則可以拍攝到更廣闊的空間。手機變焦主要分為光學變焦、數碼變焦與混合變焦。光學變焦通過改變鏡頭間的距離實現變焦,效果較好,但受限於手機厚度。數碼變焦是對原有畫面進行場景切割,會將像素放大,照片的質量有明顯的降低,通常利用AI算法彌補缺陷。混合變焦結合光學變焦、數碼變焦以及軟體算法,當變焦需求超過鏡頭的物理極限時, 就可以從光學變焦切換成數碼變焦,實現更好的效果,但還是受限於手機厚度。在手機輕薄化趨勢下,清晰的光學變焦倍數與混合變焦倍數非常小,數碼變焦倍數較大,但清晰度有限。

潛望式鏡頭實現高倍清晰變焦。潛望式鏡頭是將長焦鏡頭橫向排列,與廣角鏡頭形成垂直布局,利用稜鏡折射實現成像,能夠在保證手機薄型外觀的同時,大幅增加攝像頭焦距,但鏡頭色散抑制是難點,這就對稜鏡的折射透光率、擺放精度要求非常高。

多款手機已搭載潛望式鏡頭,未來市場前景廣闊。目前華為P30 Pro/P40 Pro/P40 Pro+、OPPO Reno系列、Vivo X30已搭載潛望式鏡頭。華為P30 Pro/P40 Pro/P40 Pro+利用潛望式鏡頭,大幅降低四攝模組的厚度,實現5-10X光學變焦,遠超傳統的2-3 倍光學變焦,可以清晰地拍攝更遠處的場景。根據群智諮詢數據,預計2020年全球配備潛望式鏡頭智慧型手機的出貨量將達到0.83億部,2023年出貨量有望突破4億部,潛望式鏡頭成為光學變焦升級的一個重要方向。

2.4. 手機 TOF 開啟深度視覺新形態

2.4.1. 結構光與TOF成為3D Sensing主流

3D結構光藉助蘋果打開消費電子市場。2017年9月,蘋果發布首款全面屏手機 iPhone X,支持面部識別,開啟生物識別新潮流。3D結構光方案也由此打開消費電子市 場。目前3D人臉識別仍然是高端手機的必備配置。2019年發行的iPhone11系列和華為 Mate 30 Pro均採用了3D人臉識別和解鎖方案,售價均在5000元以上。3D人臉識別不僅用於手機解鎖,還可以用於人臉支付,誤識率低於百萬分之一,反應時間僅40ms, 生成結果高度可靠。自蘋果發布搭載結構光3D Sensing功能後,安卓陣營逐步推廣3D Sensing功能,手機TOF(Time of Flight)鏡頭配置應運而生。

手機後置TOF運用和交互場景運用帶動TOF滲透率提升。前置3D結構光方案主要被蘋果採用,安卓端由於產業鏈尚不成熟,導入十分困難,後置TOF方案成為安卓廠商重點突破的方向,TOF鏡頭是深度攝像頭的一種,利用飛行時間進行測距。2018年8月,OPPO 率先推出後攝中搭載TOF鏡頭的R17/R17 Pro兩款手機,通過採集景深數據實現細膩的背景虛化效果,隨後華為、Vivo等手機品牌也在後置模組中搭載TOF鏡頭,用於增強拍攝效果,還在3D、AR等交互應用上進行延伸。2019年,主流安卓手機廠商均推出了配置TOF 鏡頭的手機機型,同時這種配置正在走向中低端機型,未來安卓手機廠商的TOF滲透率將進一步提升。

實現3D Sensing的技術有三種:雙目立體成像、結構光和TOF。其中結構光技術最為成熟,已經大規模應用於工業3D視覺領域,TOF則由於自身特性快速在手機等移動終端加以應用。

1)雙目立體視覺是基於視差原理,並利用成像設備從不同的位置獲取被測物體的兩幅圖像,通過計算圖像對應點間的位置偏差,來獲取物體三維幾何信息的方法;

2)結構光技術原理是在雷射器外放置一個光柵,雷射通過光柵進行投射成像時會發生折射,從而使得雷射最終在物體表面上的落點產生位移。當物體距離雷射投射器比較近的時候,折射而產生的位移就較小;當物體距離較遠時,折射而產生的位移也就會相應的變大。這時使用一個攝像頭來檢測採集投射到物體表面上的圖樣,通過圖樣的位移變化,就能用算法計算出物體的位置和深度信息,進而復原整個三維空間;

3)TOF技術通過向目標發射連續的特定波長的紅外光線脈衝,再由特定傳感器接收待測物體傳回的光信號,計算光線往返的飛行時間或相位差,從而獲取目標物體的深度信息。

目前主流應用技術為結構光與TOF。結構光與TOF技術由於原理差異,應用領域也不相同。結構光由於測距較近、對照明系統要求較高,適用於安全性要求高而測量距離較近的場景,比如人臉識別、AOI檢測等,蘋果是目前結構光技術應用的主力軍,預計未來蘋果新機在前置將繼續延用結構光方案。而TOF憑藉其不容易受外界光幹擾、 刷新響應速度快的特性適用於測量遠距離場景,除了手機之外應用範圍廣泛,比如3D建模、遊戲、汽車導航、AR等,未來TOF在單部手機上的應用也會增多,目前華為Mate30 Pro機型已經配置前後TOF鏡頭,單機光學價值量大幅提升。

2.4.2. 後置TOF鏡頭將成為標配

蘋果發布TOF新機將推動TOF技術應用進程。根據DigiTimes報告,2020年發布的 iPhone將搭載TOF傳感器。近期受新冠疫情影響,手機終端及供應商上下遊市場遭受重創,手機市場出貨量衰退,TOF訂單也由此受到影響。但對TOF市場而言,隨著下半年蘋果發布TOF新機,TOF技術應用將迎來拐點,蘋果在手機市場上具有重要的地位,後期的 TOF應用將會受蘋果影響變得更加成熟和普及。根據IDC和旭日大數據的預測,預計 2020年配置TOF的手機出貨量有望達到1.48億部,2021年將達到2.67億部。

5G時代搭載TOF鏡頭將成為未來趨勢。從人臉識別到AR/VR虛擬實境,TOF有望接力結構光,帶來手機產業的全新升級,前置人臉識別+後置虛擬實境功能可能成為手機下一個發展趨勢。對手機來說,TOF比結構光更適合於3D視覺成像技術。TOF前置鏡頭也能應用於面部識別解鎖,加上TOF自身的優良特性,用戶體驗好,而且TOF成本較低,應用範圍更廣,更為手機廠商所青睞,越來越多的廠商開始嘗試後置攝像頭TOF方案。5G商用為手機3D視覺的應用迎來新的發展機遇。在5G技術的支持下,TOF鏡頭將會逐步運用以滿足VR/AR遊戲場景等需求,5G時代搭載TOF鏡頭將成為趨勢。根據Techno Systems Research數據,2019年採用TOF的智慧型手機滲透率為3%,到2023年滲透率有望突破 30%,成為中高端機型的標配。

2.4.3. dToF性能優越,5G AR大潮下有望成為市場主流

iTOF和dTOF原理各不相同。雷射雷達發射的光波存在兩種調製方式:直接飛行時間(dToF)測量和間接飛行時間(iToF)測量,dToF和iToF的原理區別主要在於發射和反射光的區別。dToF即直接發射一個光脈衝,之後測量反射光脈衝和發射光脈衝之間的時間間隔,就可以得到光的飛行時間。而iToF發射的並非一個光脈衝,而是調製過的光,由於接收到的反射調製光和發射的調製光之間存在相位差,通過檢測該相位差就能測量出飛行時間,從而估計出距離。

SPAD+TDC 是 dTOF 成敗關鍵。在具體的實現上,dToF 相較於 iToF 來說難度要 大很多。dToF 的難點在於要檢測的光信號是一個脈衝信號,因此檢測器對於光的敏感度比需要非常高。常見的 dToF 傳感器實現是使用 SPAD(single-photon avalanche diode, 單光子雪崩二極體)。此外,從讀出電路來看,dToF 需要能分辨出非常精細的時間差(通常使用 time-to-digital converter,TDC 來實現)。例如如果需要實現 1.5cm 的測距精度, 則 TDC 的解析度需要達到 10ps,這並不容易。總體而言,dTOF 擁有響應快、功耗低、 精度高等優勢,未來有望成為 TOF 主流技術趨勢。

dToF進一步提升AR體驗。目前蘋果iPad Pro用的是dToF技術,而華為Mate30 pro、 vivo NEX等手機採用的是iToF技術。安卓手機利用iToF技術主要是提升照片的立體感, 如華為Mate30 pro 的ToF鏡頭可精準定位物體深度信息,攝影時成像立體分明,錯落有致。而2020款iPad Pro,使用了一顆雷射雷達dToF鏡頭,AR體驗的精準度、流暢度將大大提高,功耗也會大幅降低,助力了iPad Pro展示在AR方面強大的應用,例如, Apple Arcade Hot Lava遊戲中,iPad Pro可以更快更準確地為客廳建模以生成遊戲表面。

催生5G時代AR殺手級應用,dToF有望成為主流。隨著5G網絡逐步普及,VR/AR顯示延遲將得到完美解決,在5G網絡的加持之下,VR/AR將應用在娛樂遊戲、醫療、 國防軍事、航空航天、智慧城市、裝備製造、電視直播等眾多領域中,誰能抓住VR/AR, 誰就能在5G時代大放異彩。dToF的相對於iToF測量精準、解析度高、響應快、功耗低、抗幹擾能力強,技術優勢非常明顯,是進化版的ToF鏡頭,可以配合更多AR應用, 未來有望以其技術優勢在應用層催生AR殺手級應用,在5G浪潮下推動AR產業快速發展。與此同時 AR的普及也將推動dToF的廣泛使用,成為未來TOF技術主流趨勢, 也為TOF鏡頭自身上遊供應鏈帶來新的機遇。

3. 全面屏+5G推動光學新市場擴張

3.1. 全面屏時代屏下指紋識別開啟新解鎖方式

3.1.1. LCD光學屏下指紋有望2020年量產

指紋識別是生物特徵識別技術中的一種。生物特徵識別技術是指利用人體的生理特徵或行為特徵來進行個人身份鑑定,可用的生物特徵識別技術有指紋、人臉、聲紋、虹膜等。其中,指紋識別在生物特徵識別技術中應用較為廣泛。近年來,指紋識別技術逐步應用到智慧型手機上,成為支持手機解鎖、在線支付的重要技術之一。

屏下指紋方式興起。如今,由於手機全面屏技術的突破,屏下指紋應運而生。屏下指紋技術(Fingerprint on Display, FOD),是指在屏幕玻璃下方完成指紋採集並完成識別的新技術,主要利用光學、超聲波等穿透技術,穿透各種不同的材質,從而達到識別指紋的目的。屏下指紋識別比較穩定,可以較大程度地降低手指汙垢、油脂以及汗水對解鎖的影響。屏下指紋主要有兩種:光學屏下指紋和超聲波屏下指紋。光學屏下指紋抗環境光幹擾性強,但是指紋識別容易受汙漬影響;超聲波屏下指紋識別抗汙漬能力較強,但成像質量低,識別率也有待提升。

光學屏下指紋有望大規模應用於LCD。光學屏下指紋目前大部分是用在OLED屏幕上,其原理是當用戶按壓OLED屏幕後,OLED產生的光線會照射手指紋理,然後光線再反射到屏幕下的指紋識別傳感器上,產生指紋圖像,進而與資料庫進行對比分析,最終識別指紋。目前光學屏下指紋識別技術成熟,是屏下指紋識別的主流。智慧型手機使用的光學屏下指紋放棄了傳統光學系統,改用手機屏幕作為光源,因此自發光的OELD屏幕一直是光學屏下指紋的選擇。但在2019年,LCD屏下光學指紋方案有所突破。2019年4月底,國內廠商阜時科技展示了LCD屏的屏下指紋解鎖方案,之後友達宣布推出全球首款全屏幕光學指紋識別LCD屏幕,同年6月京東方副總裁劉曉東表示京東方LCD屏下光學指紋感測技術已研發成功。2020年初,匯頂科技CEO張帆表示公司將在今年實現LCD屏下光學指紋方案的量產。

3.1.2. 光學屏下指紋識別規模不斷提升

屏下指紋識別應用規模顯著擴大。以智慧型手機為例,智慧型手機呈現全面屏趨勢,若採用電容式指紋識別方式,會造成手機設備外觀的影響,近年來傳統電容式指紋識別方式在手機上的應用佔比快速下降,屏下指紋識別佔比不斷提升。根據Trendforce數據,2018年屏下指紋識別在指紋識別中的佔比僅為4%,2019年上升至23%,到2022年有望達到50%。

全面屏需求驅動光學指紋滲透率提升。目前,光學指紋識別產業鏈成熟,供應商數量較多。光學式屏下指紋識別憑藉其技術優勢、成熟的供應鏈和良好的用戶體驗,取得了大部分的市場份額。根據Trendforce數據,2019年屏下指紋識別中,光學佔82%,超聲波佔18%。當下,全面屏手機已經成為智慧型手機選擇的主流,隨著光學屏下指紋識別技術的進一步成熟,成本會快速下降,運用光學屏下指紋方案的手機廠商會逐步增多。同時,隨著2020年LCD屏下指紋識別方案量產,光學屏下指紋技術將會下沉到千元機的市場,滲透率將會得到快速提升。根據IHS Markit數據,2019年光學式指紋識別模組的出貨量為1.8億顆,2021年出貨量有望超過2.8億顆。

光學屏下指紋識別將成為指紋識別主流。根據CINNO Research預測,2024年全球支持屏下指紋解鎖的手機出貨量將達到12.6億部,對應2019-2024年CAGR為89%。目前,光學式屏下指紋識別技術相對成熟,產業鏈內有眾多供應商,市面上大部分全面屏手機運用的都是屏下光學指紋識別解鎖方案,代表品牌有華為P30與Mate30系列、小米9系列等。隨著相關技術和產業鏈進一步完善,加上LCD屏下指紋識別方案有望在2020年實現商用突破,量產可期,光學屏下指紋成本會大幅降低,加速滲透市場。我們預計在未來光學屏下指紋識別都將是市場主流,有望佔據市場絕對優勢。

3.2. ADAS滲透率提升,車載鏡頭市場空間廣闊

車載攝像頭應用廣泛。光學鏡頭在汽車領域應用廣泛,攝像頭可將外部環境中車輛、行人、道路標誌等相關信息進行及時反饋。自2012年以來,車載攝像頭應用進入快速成長階段,如車載攝像頭取代後視鏡,在座艙內通過液晶顯示屏同步顯示車身周圍環境,保證安全駕駛。車載攝像頭配合雷達、紅外線等構成汽車輔助駕駛系統,包括倒車輔助影響,行車監控錄像等,為駕駛者提供更為全面的安全保障。

車載鏡頭是自動駕駛功能實現的必備傳感器。智能駕駛旨在通過人工智慧、全球定位、雷達監控等技術支持,輔助或替代人類直接參與到機動車輛的駕駛過程。其中,高級駕駛輔助系統(ADAS)是自動駕駛的主流發展趨勢,這一系統將通過安裝在車身上的雷射雷達、單/雙目攝像頭等多種傳感器,收集行車過程中外部環境數據,結合導航儀地圖,運用算法加以系統性運算和分析,做出相應行為判斷並及時告知駕駛者,保障汽車安全駕駛。隨著汽車駕駛自動化發展,特別是ADAS滲透率提高,車載鏡頭成為ADAS車道偏離預警、交通標誌識別等眾多功能實現的必備傳感器組件。根據安裝位置的不同,可分為前視、後視、環視、側視、內置五種,將與雷達等其他車載傳感器共同作用,感知汽車行駛過程中的環境變化,進行動態、靜態物體識別、偵測及追蹤,從而預先告知駕駛者潛在風險,以提升駕駛的安全性及舒適性。

智能駕駛將驅動車載鏡頭需求增長。一般來說,ADAS系統功能完整實現需要單車配備至少6個攝像頭,隨著自動駕駛化程度提升,將驅使車載攝像頭數量增長。目前特斯拉Autopilot2.0使用8顆攝像頭,其中包括3個前視、3個後視及2個側視,索尼首次對外公布的智能汽車產品「VISION-S」在車身內外嵌入33個傳感器,其中包括12個車載攝像頭,為駕駛者提供全景影像,以全方位保證車輛行駛安全。自動駕駛技術將有效促進駕駛安全,美國、日本等多國政府鼓勵安裝ADAS系統,進而加速ADAS技術滲透,車載攝像頭需求將保持強勁,加之汽車市場規模基數較大,車載鏡頭市場規模將進一步提升。根據IHS及智研諮詢數據, 2014-2020年,全球車載攝像頭出貨量將從2800萬枚增長到8277萬枚,CAGR將達到16.75%,2015-2020年,車載攝像頭市場規模將從78億元增長到171億元,CAGR為13.98%。

3.3. 光波導成為AR成像主流技術,AR有望向C端普及

AR/VR終端產品類別多樣,一體機將成為發展方向。增強現實技術(Augmented Reality,簡稱AR)是一種實時計算攝影機影像位置及角度,通過結合圖片、視頻、3D模型等在屏幕上實現虛擬環境和現實世界結合互動的技術;虛擬實境技術(VirtualReality,簡稱VR)則可以通過計算機仿真系統模擬虛擬世界,提供交互式的三維實景和實體行為,以便於用戶沉浸環境中進行體驗。目前,市場上的AR/VR產品大致可分為移動端頭戴顯示設備、外接式頭戴設備及一體機式頭戴設備三類,其中移動端頭戴設備生產成本低,使用門檻低,是入門體驗級VR產品;外接式頭戴設備依靠外接設備為用戶呈現高沉浸感VR效果及極佳的體驗感,是目前市場上的主流VR產品;一體式頭戴設備兼顧性能和輕便性,對生產工藝技術要求較高,是未來AR/VR產品發展的主要方向。

5G浪潮推動萬物互聯,AR/VR發展迎新機。隨著5G時代到來,AR/VR產業將進入新的發展階段。目前,因受到通訊技術限制,AR/VR產品存在動作延遲、解析度較低,易產生暈眩感等問題,5G通訊建設後,高帶寬、傳速快、低時延的網絡特性將為消費者帶來全新用戶體驗。同時,藉助於高速穩定的網絡,5G+雲渲染技術將提升圖像渲染解析度。華為Cloud AR/VR可以使得虛擬圖像的生成從本地移動到雲端,使終端使用更加操作簡單,依託於雲端的強大數據存儲和計算處理能力,將減少VR/AR產品對高性能CPU的依賴,從而降低使用成本,促進AR/VR的廣泛應用。

微型顯示器和光學元件組合是AR眼鏡成像關鍵。一般來說,對於AR/VR等智能眼鏡的硬體部分由近眼顯示(NED)、應用處理系統(AP)、外觀設計等構成,其中近眼顯示(Near-eye Display,簡稱NED)是AR/VR硬體設備的核心所在,旨在將顯示器上的像素通過光學元件成像,形成虛像並投射在人眼中。其中,AR相比於直接顯示虛擬圖像的VR技術來說,因其成像系統不能擋在視線前方,需要實現透視,所以需要多加一組光學組合器以「層疊」的形式,將虛擬信息和真實場景融為一體。目前,AR眼鏡的顯示系統多為包括LCOS、LBS、Micro OLED等微型顯示屏和稜鏡、自由曲面、光波導、Birdbath等光學元件的組合,這些光學元件是決定AR眼鏡成像效果的關鍵。

視場角大小和體積的之間的矛盾是AR眼鏡技術痛點。AR/VR設備成像質量不僅取決於微型顯示屏的解析度,也會受到近眼光學設計的影響,包括視場角(Field of View,簡稱FOV)、眼距(Eye Relief)、眼動範圍(Eye Box)等。視場角大多不超過30度,近兩年有新的技術突破,AR眼鏡成像時,視場角FOV越大,虛擬圖像越大,沉浸感越強,然而,市面上的AR眼鏡無論是採用稜鏡還是自由曲面的組合方案都面臨著的視場角越大,光學鏡片越厚的技術痛點,平衡視場角大小和設備體積的之間的矛盾是AR眼鏡亟需解決的技術問題。

光波導「全反射」無損成像成為主流技術,推動AR在C端普及。光波導技術包括耦入、波導、耦出三部分,可將光線耦合進入玻璃基地,並通過「全反射」原理傳輸至眼前方釋放,實現視場摺疊和復原,保證光線無損傳輸。光波導的無漏損傳輸和高穿透性在實現了輕薄光學鏡片的同時,亦可為用戶提供較大的FOV,保證眼鏡成像清晰。此外,光波導是獨立於成像系統而存在的單獨元件,可將顯示屏和成像系統移到額頭頂部或其他位置,減少對用戶的視線阻擋,優化設備佩戴感受。因此,光波導技術逐漸被視為滿足AR眼鏡成像需求的主流解決方案,有望促進AR眼鏡向C端普及。

AR/VR有望成為5G最終受益端。目前VR產業逐漸步入高速發展階段,產品形態基本成型,成像畫質逐漸提升,用戶體驗不斷優化。5G通訊網絡高速傳送及雲渲染技術有望推動AR/VR產品技術進一步更迭,刺激市場需求增長。根據IDC數據,2021年全球獨立AR及VR硬體出貨量將分別達到2700萬件、7200萬件。而賽迪顧問數據顯示,截止2021年,我國AR/VR市場規模將達到544.5億元,同比增長95.2%,AR/VR有望成為5G最受益終端。

4. 投資建議

4.1. 投資觀點

新冠病毒疫情對製造業銷量造成重大影響,也給光學廠商帶來了挑戰,各大光學廠商之間的差距也逐漸突顯出來。光學大廠在復工、資金、招聘方式、業務布局等方面處理措施顯著優於中小廠商,低復工率進一步使中小廠商陷入困境,這可能會導致大廠與中小廠間差距進一步擴大,疫情結束後,攝像頭行業洗牌將提速,行業集中度有望進一步提升。

技術創新升級疊加多應用領域需求增長推動光學行業景氣度全面提升。由於用戶對手機攝像性能要求不斷提高,手機攝像頭技術不斷創新升級,未來將逐漸向多攝、CIS高像素、7P/8P、玻塑混合、潛望式鏡頭、3D Sensing TOF等多方向發展。其他應用方面,全面屏興起及LCD屏下技術突破,推動光學屏下指紋市場需求大幅增長;ADAS滲透率提升,車載鏡頭未來市場空間廣闊;5G背景下光波導「全反射」無損成像技術平衡了視場角大小和設備體積的之間的矛盾,將促進AR在C端大範圍普及。

我們看好光學行業景氣度全面提升,各細分市場將充分受益。建議關注:韋爾股份(CIS)、水晶光電(濾光片)、五方光電(濾光片)、聯創電子(鏡頭)、歐菲光(模組/鏡頭)、匯頂科技(光學屏下指紋)、歌爾股份(AR/VR)、晶方科技(CIS封測)。

4.2. 建議關注

4.2.1. 韋爾股份(603501.SH):光學晶片龍頭,技術更迭產品量價齊升

產品高速迭代結合定製化產品放量,2020年公司量價齊升邏輯強化。公司從2019年Q2開始陸續發布3200萬、4800萬高清像素新產品,2020年再度發布4800萬、6400萬像素新品。其中首款6400萬像素產品——OV64C採用了晶片堆疊技術和電子圖像穩定(EIS)技術,可為高端手機提供領跑業界的圖像拍攝和4K視頻性能。同時,公司針對客戶需求陸續推出定製化產品,19Q4公司推出結合高端視頻和廣角性能的OV12D(1.4μm)新品,主打高質量視頻拍攝。高清像素產品相較低端像素產品單價仍有數倍提升空間,且定製類產品相較同像素其他產品單價大幅提升,高端產品迭代結合定製化,公司盈利能力有望持續提升。

多攝、高像素帶動下,CIS全球供需缺口加劇。從供給端來看,根據CIS市場近況,19Q3開始CIS市場2M/5M/VGA低像素開啟缺貨潮,並且由中低像素進一步向高像素蔓延,中高像素產能也愈發緊張,CIS價格出現大幅上漲。從需求端來看,根據IHS Markit數據,預計2019/2020/2021年鏡頭出貨量分別為44.62/51.31/56.50億顆,未來三年將保持10%以上的高速增長。我們認為從攝像頭由1到N的過程中,CIS市場規模將持續提升。受益於高行業景氣度,公司作為國內CIS龍頭廠商將迎來高速增長

4.2.2. 水晶光電(002273.SZ):深耕光電產業,受益光學元器件市場新機遇

深耕光電產業,業績保持高速增長。2019年,公司營業收入同比增長29.12%,歸母淨利潤同比增長6.79%,受行業競爭影響,公司全年毛利率和淨利率略有下降,為27.81%和 16.64%,其中生物識別和新型顯示產品毛利率呈上升態勢。

受益於3D 傳感器產業鏈,公司產品有望持續向安卓系擴散。公司的窄帶濾光片產品品質國際領先,早已進入了蘋果供應鏈。蘋果正在全面推廣3D傳感器功能,已經先後投資多家相關產業鏈企業,隨著蘋果新機將搭載3D傳感器技術,其中對本公司產品的需求將大幅增加。除蘋果外,華為、小米、三星等多家廠商加速強3D感測應用,安卓端滲透率有望在2020年持續加速。目前,公司僅僅進入安卓廠商部分產品的供應鏈,受益於3D傳感器產業鏈景氣度上行,且國產替代加速,公司未來有望持續快速向安卓系滲透。

積極布局AR/VR領域,AR/VR規模增長帶來新機遇。AR/VR行業規模增長迅速,中國市場需求量大,5G浪潮帶動AR/VR行業增長,AR/VR 產業已經形成多種技術同步發展的格局,同時上下遊產業鏈整合,產業逐步聚集,配套技術、產業延伸逐漸成型,AR/VR產品將逐漸進入消費級市場。公司積極布局新型顯示領域,生產AR/VR產品關鍵光學組件,有多年的品牌和技術積累,與Lumus、肖特等國際知名企業有深入的合作,保持行業領先,未來成長空間大。

4.2.3. 五方光電(002962.SZ):專業光學鍍膜產品製造商

公司成立以來專注於IRCF研發和製造。公司主要產品包括紅外截止濾光片(IRCF)和生物識別濾光片,產品已用於華為、小米等多個知名智慧型手機品牌。2017-2018年,公司紅外截止濾光片銷量分別為6.07億片和8.10億片,全球市佔率達到13.90%和16.13%。2019年,公司產品總銷量為10.21億片,營收為7.27億元,同比增長26.01%,歸母淨利潤為1.59億元,同比增長15.23%。

攝像頭需求量持續增加,公司IRCF業務將快速成長。智慧型手機攝像頭是智慧型手機產業鏈增速最快的行業之一,公司與國內主要攝像頭模組廠商,如歐菲光等,保持緊密合作關係。2020-2021年,三攝、四攝和五攝將會持續在智慧型手機中滲透,預計智慧型手機攝像頭需求量將分別達到51.59和62.23億顆,同比增長22%和21%,公司有望受益。同時,3D識別是手機攝像頭產品升級的重要應用領域之一。公司2018年成功開發和小批量產用於3D攝像頭的生物識別濾光片產品,2019年下半年實現量產。隨著3D識別隨著手機攝像頭發展進而快速滲透,公司未來生物識別濾光片或將迎來高速發展期,公司濾光片業務也將穩健增長。

4.2.4. 聯創電子(002036.SZ):優質光學鏡頭廠商,受益玻塑混合趨勢

公司光學業務穩定增長。2019 年公司實現營業收入60.82億元,同比增長26.65%,歸母淨利潤為2.67億元,同比增長 8.81%。2019年光學產品收入為12.75億元,佔總營收20.97%,毛利率為31.80%,2015-2019年光學產品收入的CAGR達26.12%,光學業務穩定增長。

手機技術迭代刺激鏡頭市場增長,公司技術領先增長可期。隨著手機技術更迭,單機攝像頭逐漸增多、多攝滲透率不斷上升;手機像素要求不斷提升,7P鏡頭需求量不斷提升;潛望式鏡頭代替傳統變焦鏡頭成主流;3DSensing需求旺盛,TOF攝像頭由於自身用戶體驗好,而且TOF成本較低的優良特性,已成未來趨勢。技術的更新使得單機鏡頭以及鏡片需求不斷上升,玻塑混合鏡頭迎來市場契機,公司玻塑混合鏡頭技術全球領先,未來增長動力強勁。

綁定優質汽車廠商,受益於車載鏡頭放量。為追求產品質量和穩定性,與手機鏡頭不同,車載鏡頭的鏡片更多使用玻璃。公司已具備優秀的模造玻璃鏡片生產製備能力,具備進入汽車廠商供應鏈過程中不可比擬的優勢。在車載鏡頭領域,公司已實現為特斯拉車載鏡頭穩定供貨,與Mobileye、英偉達、On-semi形成了良好的戰略合作關係,並與法雷奧、麥格納等汽車零部件供應商廣泛合作。

4.3.5. 歐菲光(002456.SZ):光學龍頭,受益屏下指紋滲透提升

公司為國內光學龍頭,經營重回正軌。公司2019年業績逐季向好,業績拐點向上,2019公司實現營收519.74億元,同比增長20.75%。營收增長動力來自於:1、光學和屏下指紋業務增長迅速,高端產品出貨佔比提升;2、加強成本控制和存貨管理,提高運營效率,財務結構得到優化。

攝像頭模組出貨量居榜首,打造垂直產業一體化布局。在2017年歐菲光設立子公司進軍光學鏡頭產業,深入布局光學鏡頭的研發和製造,光學產品綜合競爭力不斷加強。2018年歐菲光攝像頭模組出貨量穩居國內榜首,達到5.51億顆。2019年攝像頭模組出貨量為6.60億顆,同比增長約為19.66%。公司在2018年底收購了富士天津鏡頭工廠及富士集團鏡頭相關專利,向上遊領域延伸完善車載鏡頭布局,有益於加強公司在手機鏡頭領域的專利體系,開拓汽車電子藍海市場。公司未來會重點布局VCSEL、DOE等上遊的關鍵元器件,打造光學領域的垂直產業鏈,有利於公司穩定供貨能力,控制成本,進一步提高自身競爭力。

TOF配置為手機趨勢,光學指紋識別逐步滲透。5G商用下移動終端對AR的應用存在不斷創新,TOF成為手機攝像頭的創新趨勢之一。歐菲光在鏡頭領域本身已有自己的專利布局和技術經驗。為尋求進一步突破,在3D Sensing領域,公司與以色列3D算法公司Mantis Vision達成戰略合作關係,雙方將利用各自的資源優勢,在3D成像領域展開深入的合作。此外,公司是國內手機廠商屏下指紋識別模組的主要供應商,具備量產能力。在全面屏趨勢下,屏下指紋加速滲透,量價齊升。未來隨著需求釋放,指紋識別模組新產品將形成新的利潤增長點,歐菲光將持續受益屏下指紋滲透增速提升。

4.2.6. 匯頂科技(603160.SH):全球指紋識別晶片領域的龍頭

手機屏下光學指紋產品大規模商用帶來利潤增長。公司作為全球指紋識別晶片領域的龍頭,主要產品為指紋識別晶片、電容觸控晶片和固定電話晶片等。智慧型手機應用產品是公司營收的主要來源,同時在指紋鎖、智能穿戴、汽車電子領域也已實現產品的規模商用。2018年下半年全面屏趨勢下光學屏下指紋商用規模擴大,公司業績急速增長。2019年公司實現營收64.73億元,同比增長73.95%,實現歸母淨利潤23.17億元,同比增長212.10%,毛利率達到60.4%。

光學屏下指紋和觸控方案得到客戶認可。在全面屏和大尺寸的消費趨勢下,公司的指紋識別晶片在OLED屏實現規模商用。截至2019年,公司光學指紋方案的商用機型突破100款,商用機型最多,累計出貨量最大。在2020年,公司將繼續推進超薄屏下光學指紋方案更大規模的商用,以及實現LCD屏下光學指紋方案的量產。在電容觸控產品領域,公司研發出新一代的觸控產品晶片,AMOLED觸控方案獲得了華為、小米等主流手機品牌的認可。

注重研發,大力進軍IoT領域。公司注重新品的研發投入,2019年研發費用達到10.79億元。同時,公司正在布局IoT領域,以謀求利潤在未來的進一步增長。根據小米和IHS的數據,2018年全球IoT市場規模為231.4億美元,預計2025年全球IoT市場規模將擴大到754.4億美元。公司打造IoT領域的「Sensor + MCU + Security +Connectivity」綜合平臺,未來將會在手機、平板和可穿戴產品等智能移動終端的人機互動領域不斷開拓業務新領域。

4.2.7. 歌爾股份(002241.SZ):業績超預期,持續受益於TWS及AR/VR

智能硬體戰略布局,助力公司業績增長。在外部經濟承受下行壓力,全球智慧型手機出貨量整體下滑的形式下,公司堅持「聲光電零件+智能硬體」的發展戰略,在5G浪潮下把握住新型人機互動智能硬體產業發展的機遇,積極開拓新興業務,培育新的利潤增長點。2019年公司實現營收351.48億元,同比增長47.99%,歸母淨利潤 12.80 億元,同比增長47.58%,超出市場預期。其中,智能聲學整機業務實現收入148.23億,同比增長117.58%,智能硬體實現營收85.14億,同比增長28.47%,公司業績高速增長的核心驅動來自於TWS和智能可穿戴業務的發展。

TWS耳機行業景氣度高,智能聲學整機業務快速成長。據Counterpoint數據,2019年全球TWS耳機市場規模達到1.2億部,近三年TWS耳機複合增長率將達到80%,預計到2022年全球TWS耳機市場規模將超過6億部,其中,AirPods市佔率達50%以上,AirPods將引領TWS耳機出貨量快速增長。公司作為AirPods主要組裝供應商之一,把握智能無線耳機、音響等發展機遇,密切聯繫客戶,推動產品創新更迭,積極擴大產線產能建設,提升精益製造能力,公司智能聲學整機業務將持續受益於TWS耳機快速放量,隨著TWS行業景氣度提升,公司將迎來新的一輪成長周期。

5G推動萬物互聯,AR/VR業務有望優先受益。5G浪潮推動AR/VR發展迎來新的機遇,公司進行戰略創新轉型,較早布局AR/VR業務,加強同頂級客戶之間的聯繫,重視研發投入,建立多技術融合的研發平臺,圍繞客戶實現產品開發創新和產線擴展布局,形成可為客戶提供聲光電整體性解決方案的競爭優勢。依託於在聲、光、電領域的技術積累,公司成為國內外光學部件及頭顯硬體主要供應商,佔據市場領先地位,隨著AR/VR行業景氣度提升,公司將有望優先受益。

4.2.8. 晶方科技(603005.SH):傳感器領域封裝龍頭,業績有望激增

行業整體快速回溫,公司業績顯著提升。受全球半導體產業市場下滑影響,我國集成電路產業增速下降。受益於5G、人工智慧等新興領域快速發展,聲光學智能硬體類等產品需求增長旺盛,國內封測行業產能利用率有望進一步提升,整體行業開始回溫。公司專業於傳感器領域先進封測業務,2019年全年實現營業收入5.60億元,同比下降1.04%,歸母淨利潤為1.08億元,同比增長52.27%,公司業績整體向好。

消費電子傳感器需求激增,帶動汽車電子發展。作為傳感器領域封測龍頭,公司目前封測的主要產品為影像傳感器和生物身份識別傳感器。在消費電子領域,手機是影像傳感器的最大用戶終端市場,5G手機出貨量提升帶動換機浪潮,手機攝像頭三攝、四攝創新趨勢使得未來每部手機攝像頭數目將大幅增加。同時,屏下指紋日漸成為手機生物身份識別的主流趨勢,消費電子領域影像傳感器和生物身份識別傳感器雙線封測需求激增,公司非公開募集14億資金將用於產能提升,鞏固公司的領先地位。在汽車電子領域,智能駕駛化趨勢下ADAS滲透率不斷提高,車載攝像頭是ADAS各項功能實現的核心元件,需要單車配備多個廣角攝像頭以為駕駛者提供全景影像,CMOS傳感器封裝需求提升,未來將迎來新一輪增長周期。

5. 風險提示

1)技術升級不及預期:隨著產品研發的專業化程度提升,技術開發難度和研發投入將變大。若新一代技術升級進度不及預期,光學行業的發展規模和增速可能受到影響。

2)ADAS及AR滲透率不及預期:若ADAS及AR滲透率不及預期,攝像頭等相關產品銷售可能受到影響,從而影響光學行業內公司營收的增長。

3)新冠疫情影響手機銷量不及預期:新冠病毒疫情對手機行業將造成重大影響。如果疫情得不到有效遏制,在全球進一步擴散,手機銷量受此影響將不及預期。

4)中美貿易戰加劇:若中美貿易戰加劇,將從市場需求端、產品供應鏈、核心技術升級等方面對光學行業內公司造成負面影響。

2019年陽春人在北京的小圓桌會議:構築(北)京陽(春)兩地大健康產業生態圈,迎接未來大健康產業!

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