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手机多摄/车载/AR市场加速爆发,光学行业新一轮升级开启

芯智讯 | 有料的科技新媒体! 2020/01/19 22:52

随着手机多摄的发展,高像素、玻塑混合、潜望式镜头、TOF镜头陆续导入,再加上车用摄像头、AR市场的市场的爆发,新一轮光学创新周期开启,光学“赛 道”进入新一 轮高速成长期。

一、多摄持续渗透,模组龙头充分受益

1、多摄优化拍照效果,适用更多场景

拍照要求不断提升,单摄拍照性能已开发至理论极限,受制于手机体积和厚度等因素,镜头、传感器芯片、模组等技术升级难度大,双摄打开单摄性能瓶颈,可以在不增加摄像头和手机厚度的情况下实现拍照的虚化、光学广角、大范围变焦等功能。➢ 双摄打开思路,多摄不断升级。双摄、三摄、四摄升级的逻辑不同,双摄为加强画质和深度测距,三摄为实现焦段的全覆盖,四摄强调3D视觉和创新,不同组合的多摄满足不同需求。

新知图谱, 手机多摄/车载/AR市场加速爆发,光学行业新一轮升级开启

▲资料来源:公司官网,中关村在线,民生证券研究院

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▲资料来源:各公司官网, 民生证券研究院

2、拍照需求持续提升,多摄渗透加速

2019Q3,双摄、三摄、四摄占比分别为37%、23%、7%,双摄、三摄模组渗透率不断提升,已成为智能手机标配。➢ 2019Q3各大主流国产机双摄占比已超过70%,多摄为确定性的演进趋势,华为Mate 30 Pro搭载四摄,引领四摄趋势。

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▲数据来源:IDC、民生证券研究院

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3、图像传感器和镜头为摄像模组主要价值构成

摄像头模组由数个镜片、VCM音圈马达、间隔环、图像传感器、FPC等组成。其中,图像传感器、镜头、音圈马达是高壁垒环节。在价值链构成看,图像传感器约占摄像头模组的52%,其次是模组(20%)和光学镜头(19%)。

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4、受益于多摄渗透率不断提高,摄像头模组行业市场空间广阔

预测安卓手机出货量在19/20/21年分别达11.9/12.5/13.0亿部,苹果手机出货量分别为1.8/2.2/2.2亿部,19/20/21年安卓手机摄像模组市场空间为1075/1404/1663亿元,苹果手机摄像模组市场空间为244/391/392亿元。➢ 预测摄像头模组总市场空间在19/20/21年分别达1319/1795/2055亿元,19-21年CAGR达25%。

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▲资料来源:IDC,民生证券研究院

5、行业壁垒提升,份额向龙头集中

据旭日大数据统计,2018年全球智能手机市场前六大手机厂商占据全球约77.7%的市场份额,终端厂商的市占率不断集中。

与此同时,手机厂商对模组厂商的产能、技术、良率等要求也不断提高,且随着多摄渗透提高了行业制造难度和壁垒,技术和产能领先的供应商会受到客户的青睐,份额不断集中,2015-2018年TOP5模组厂份额占比从28%提升到41%。

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▲资料来源:TSR,民生证券研究院

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二、新一轮创新周期开启,光学镜头持续高景气

1、像素升级,7P、8P镜头渗透提升

①、3200万像素以上占比达28%

2019-2020年手机主摄和前置摄像头的像素升级都在加速。40/48MP已成为主流,64MP和108MP在2021-2022年将快速渗透。

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②、7P、8P镜头相继面世

成像要求提高驱动摄像头镜片数从6P增长到7P/8P。镜片数量提升能够增强镜头的对比度与解析度、改善眩光(蓝光玻璃),更好控制像差。手机拍摄性能的提升要求镜片数增长到6P以上,iPhone X采用了6个塑料镜片, OPPO R17 Pro、小米9透明探索版、华为P30 Pro已搭载7P镜头。

7P快速渗透,8P即将上市。随大厂率先在旗舰机型采用,7P镜头有望渗透至更多机型。大立光2019年开始销售7P镜头,2019Q2开始设计8P镜头,预计很快就会上市。

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▲资料来源:民生证券研究院整理

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2、玻塑混合镜头打开性能瓶颈

①、塑料镜头遇到天花板,玻塑混合镜头打开性能瓶颈

智能手机内部空间越来越小,承载的功能和零组件越来越多,塑料镜片凭借成本低、易批量生产等优势成为智能手机光学镜头的主流,但随手机摄像头超高像素、大光圈方向升级,塑料镜头在成像清晰度、失真率等光学性能方面遇到瓶颈。

玻璃塑料混合镜头结合了玻璃镜头和塑料镜头的优点,能够减少镜头厚度和失真率、提高成像清晰度和光圈尺寸,有望在高端旗舰机型主摄中取得应用。

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▲资料来源:民生证券研究院整理

②、玻塑混合镜头更符合手机轻薄要求

1G6P镜头透光率在92%-99%之间,厚度为7.2mm,比7P镜头减少了0.3mm。

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▲资料来源:ittbank,民生证券研究院

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▲图2-8:iPhone XS摄像头使用了6P镜头,摄像头凸起

③、模造玻璃为当前玻璃镜片生产的主要工艺

光学玻璃量产难度较大,当前玻璃镜片生产工艺主要包括模造玻璃、WLO和WLG。 模造玻璃工艺较为成熟,可实现量产,未来模具改造可提高良率。WLO和WLG技术尚不成熟,成本、良率等克服难度较大。

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▲资料来源:中国光学光电子行业网,ittbank,民生证券研究院

④、各镜头厂商针对玻塑混合镜头进行相关布局

玻塑混合镜头方案要求供应商同时具备玻璃和塑料镜头制造能力,各镜头厂商对此进行了相关布局。

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▲资料来源:公司公告,ittbank,民生证券研究院

3、潜望式镜头为高倍变焦必经之路

手机光学变焦要求升级,5X、10X将成为主流。华为P20/P30/P30 pro、OPPO Reno系列手机已搭载潜望式摄像头。华为P30 pro采用潜望式摄像头结构,实现了5倍光学变焦、10倍混合变焦及50倍最大数码变焦。

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▲资料来源:公司官网,民生证券研究院

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▲图2-9:华为P30 Pro搭载潜望式镜头,实现了5倍光学变焦

潜望式镜头在大幅增加摄像头焦距,更好实现光学变焦的同时,保证手机的薄型外观(OPPO首创的潜望式结构实现了十倍混合变焦,但与传统方式比节省了55%的空间)。 潜望式镜头与常规摄像模组零部件构成总体一致,需增加镜片数量、棱镜,同时加入马达以实现镜头内部透镜的可移动。

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▲资料来源:《影像技术——什么是潜望式镜头》,民生证券研究院

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①、潜望式镜头:机遇与挑战并存,头部供应商率先受益

核心难点:新增的玻璃材质转向棱镜将带来一系列的连锁反应,折射透光率、防抖设计为核心难点。在潜望镜中使用的棱镜通常为全反射棱镜,它能改变光的进行方向,从而调整其成像位置。潜望式镜头对三棱镜的摆放精度、两道光路的调优有着几乎双倍严苛于现有的光学标准,需要更先进的制造工艺。

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▲资料来源:公司公告,民生证券研究院   ▲资料来源:智东西,SOOIP ,民生证券研究院

②、潜望式镜头:机遇与挑战并存,头部供应商率先受益

对镜头厂商而言,潜望式镜头可以打开单个镜头镜片数量的空间;但新增的1-2块玻璃材质转向棱镜要求镜头企业具备玻璃光学元件的设计与制造能力。对模组厂商而言,潜望式镜头可以加速多摄趋势;但也对模组厂的组装能力、算法以及设备提出新的严苛要求。头部供应商提前布局,随潜望式摄像头的加速渗透,将会继续提升在高端智能手机中的占有率,进一步受益。

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▲资料来源:民生证券研究院

4、TOF镜头加速渗透

①、TOF镜头可实现远距离识别

结构光方案识别距离较近,与照明强度成正比,同时产品成本高、容易受光照影响。TOF实现了较远的识别距离,识别距离区间在短距离(不足1m)至长距离(10m)之间,与光源功率成正比,同时抗干扰性较好,但其平面分辨率低,功耗较大。

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▲资料来源:Lucid VisionLabs ,民生证券研究院

②、大厂示范下,其他厂商纷纷跟进

华为选择TOF方案。华为多款手机选择搭载TOF,Mate 30 Pro前后均搭载TOF模块。三星、OPPO等品牌厂商已在多款高端机型中搭载TOF镜头,核心供应商包括大立光、舜宇光学、欧菲光、丘钛科技等。

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▲资料来源:公司官网,前瞻网,民生证券研究院

③、TOF镜头渗透率不断提升

随着在各厂商机型的进一步下沉,TOF在3D Sensing中渗透率不断提升,将迎来爆发式增长。➢ 2019年TOF在3D sensing中渗透率为25%,2020年有望达到35%。

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▲资料来源:民生证券研究院

④、TOF镜头具有成本优势

ToF比结构光的成本低5美元左右。结构光基于iPhone X解决方案,由3个模块组成(点投影仪、近红外相机、泛光照明+近距离传感器),ToF解决方案将3个模块集成为一个模块,因此包装、模块组装和其他组件的成本更低。

TOF镜头中,传感器成本占比最高,为30%;继传感器之后,VCSEL为测量距离的关键部件,成本占比约为18%。

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▲资料来源:民生证券研究院

⑤、TOF镜头供应链即将成熟

TOF仍为较少机型采用,供应链有待成熟。产业链环节包括外延片、晶圆代工、VCSEL、TOF传感器、滤光片、模组、三维算法系统和平台/软件。

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▲资料来源:民生证券研究院整理

5、光学镜头市场空间广阔,龙头份额不断提升

①、手机镜头量价齐升

随摄像头功能持续升级,单个镜头价值上升,并叠加多摄渗透,手机镜头迎来量价齐升。预测镜头总市场空间在19/20/21年分别达109/141/168亿元,19-21年CAGR达25%。

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▲数据来源:IDC,民生证券研究院

②、光学镜头行业集中度较高

手机镜头中,2015-2018年行业前四大公司市场份额均在60%左右,大立光市场份额保持连年领先。2015-2018年大立光和舜宇光学镜头市场份额不断提升,历年份额均在40%以上。

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6、车载镜头为光学行业新蓝海

①、受益ADAS渗透提升,车载镜头出货量稳步增加

车载镜头为光学镜头第二大应用领域,汽车实现自动驾驶之前,消费者对于主动安全的需求将持续提升ADAS渗透率,而超过80%的ADAS技术会用到摄像头。2019年车载镜头出货量达1.17亿件,2016-2019年复合增长率达16%。

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▲资料来源:TSR,民生证券研究院

②、摄像头是实现ADAS功能的基础元器件之一

ADAS的核心功能包括图像和视频捕捉、人像识别、实时监控、智能交互等,摄像头是实现这些功能的基础元器件之一。车载镜头按照安装位置可分为前视、后视、环视、侧视以及车内监控五种,ADAS 系统初期以前视镜头为主,完善的ADAS 至少需要 7 枚车载镜头的辅助。

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▲资料来源:盖世汽车研究院,民生证券研究院

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③、车载镜头为高壁垒产业,传统镜头商占据主要份额

车载镜头壁垒高、寿命长。汽车类客户认证周期长达2-3年,技术条件要求苛刻,一旦认证通过,产品寿命周期长达7年以上,而且产品出货节奏会从第1/2年的小批量出货快速增长至第3/4年的批量出货高峰,随后进入平稳供货阶段。舜宇光学为全球第一大车载镜头供应商,市场份额约为30%左右。

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▲资料来源:公司公告,民生证券研究院整理

三、AR行业带来光学新一轮成长

1、AR面临新的发展机遇,即将放量

AR终端出货量持续提升,一体与主机式产品增长显著。预计2022年AR终端出货量接近2640万台,2018-2022 五年期间出货量增速约为 146%,一体与主机式增速远超手机式,有望成为AR主要终端形态。AR市场空间达千亿元。预计2020年全球AR市场规模将超过450亿元,2018-2022年全球AR产业规模年均复合增长率超过77%。

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▲资料来源:IDC,民生证券研究院

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2、光学为AR创新焦点,技术沉淀催化行业爆发

以Hololens为例,其主要硬件包括全息处理模块、2个光导透明全息透镜、2个LCOS微型投影以及6个摄像头,其中光学环节(包括透明全息透镜和高清光引擎)和摄像头的成本占比达58%,是整机的核心。

新知图谱, 手机多摄/车载/AR市场加速爆发,光学行业新一轮升级开启

▲资料来源:莫尼塔咨询,民生证券研究院

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▲资料来源:莫尼塔咨询,民生证券研究院

①、光波导为主流光学显示方案

光学显示方案包括离轴光学、棱镜光学、自由曲面棱镜、光波导和光场,离轴光学壁垒最低,光场技术门槛最高。光波导由于技术成熟、能够减小传播距离,简洁轻巧成为大多厂商选择的光学显示方案,代表公司包括HoloLens和Lumus。

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▲资料来源:灵犀AR,UCCVR ,民生证券研究院

②、光波导为主流光学显示方案

国外公司技术成熟,先进技术形成垄断,国内公司紧随其后。

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▲资料来源:AR圈,民生证券研究院

③、LCOS是AR头显小型化的关键技术

AR设备的光学显示系统通常由微型显示屏和光学元件组成。其中的 微型显示屏,是用来为设备提供显示内容。它可以是自发光的有源器件,比如发光二极管面板像micro-OLED和现在很热门的micro-LED,也可以是需要外部光源照明的液晶显示屏(包括透射式的LCD和反射式的LCOS),还有基于微机电系统(MEMS)技术的数字微镜阵列(DMD, 即DLP的核心)和激光束扫描仪(LBS)。

各显示技术各有优劣势,LCOS由于明显的技术优势被知名厂商选择。Google Glass发布以来,LCOS就一直是AR眼镜中应用的主要技术,因为LCOS比数字光处理器技术(DLP)更易精简结构,耗能也更少。微软同样也选择了LCOS技术。

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▲资料来源:电子发烧友网,Coherent,民生证券研究院

奇景光电、豪威科技、水晶光电等公司率先布局LCOS技术,有望提前受益。

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▲资料来源:AR圈,民生证券研究院

四、部分产业链相关公司

1、韦尔股份

豪威新产品储备充足,腾飞在即。2019年三季度增长来自新产品推出,四季度将有望持续加速:由于私有化等影响,豪威此前发展战略较保守,收入占比较高的手机领域出货以8~16M 像素、前置或中低端后置应用为主。公司入主后将积极调整产品结构,储备的重要中高端产品有:32M 前置、48M 后置及高附加值的 8M 长焦、12M 广角等产品,并于 9 月份开始批量出货,价优、利润率高、竞争格局好,四季度将有望大批量出货,将加速拉动豪威利润增长。

手机摄像头是创新根本,国产化空间大。摄像头升级是创新核心, 芯片更是技术核心、成本大头,行业长期被日韩垄断,17 年索尼、三星、豪威市占率分别约40%、20%、10%,在芯片国产化大趋势下,豪威通过新品将享受创新产品&替代的空间足够支撑中期成长。

2、联创电子

光学发展势头强劲,推动业绩高增长。公司前三季度收入42.7亿元,同比增长20.6%,归母净利润2.2亿元,同比增长22%,扣非归母净利润1.9亿,同比增长27%,毛利率14.6%,同比提高2.46 pct。Q3单季度扣非归母净利润0.98亿,同比增长45%。业绩高增长主要来自光学业务发展势头强劲,前三季度光学各项业务进展顺利,手机镜头+模组、汽车镜头、运动相机等。预计Q4业绩持续向好,增长主要来自三星手机镜头,8/9/10/11月出货我们预计分别为1.3/3/4/5-6KK,预计12月达6KK,明年至少10KK/月,利润弹性可达1到2亿。

玻塑混合潜在弹性巨大。公司具备自制模造玻璃优势,玻璃镜头技术全球领先,已与国内龙头手机厂商深度合作,已批量出货用于3D摄像头,未来主摄升级方案有望使用玻塑混合镜头,公司也已小批量出货,弯道超车机遇大。

汽车镜头前期布局将迎来收获期。获得Mobileye认证,已获大陆、法雷奥、安波福等长期大单,连续两年实现数倍收入增长,5年有望达近10亿收入。

3、水晶光电

多摄+潜望渗透提升光学成像需求,传统业务份额进一步扩大。公司深耕红外截止滤光片业务,并具有华为、苹果、三星等雄厚客户资源,有望在多摄渗透新机遇中充分受益。此外,智能手机潜望式变焦有望成为行业差异化竞争点,受益于提前布局,公司具备微型棱镜的研发和量产能力,有望获取更大市场份额。依托在光学成像产品的技术积累,公司基础业务将保持稳健增长。

3D Sensing+屏下指纹助力窄带滤光片业务成长。在苹果公司的标杆性作用下,华为、小米、三星等多家手机厂商搭载了3D Sensing,未来3D sensing渗透率将进一步提高;此外,屏下指纹模组出货量有望迎来爆发式增长。公司的窄带滤光片业务处于行业领先地位,且公司已进入苹果供应链,有望在3D Sensing+屏下指纹的产业升级机遇中充分受益。

布局AR等新型显示行业,构建新成长空间。随着5G技术的推广及AI技术在AR/VR设备上的应用, 全球消费电子巨头对AR设备的关注度日益提升,新型显示产业的发展机会可期,公司在AR领域积极进行进行新品研发和新业务布局,持有以色列AR公司Lumus 4.8%的股份,将受益于AR行业的爆发,打开新的成长空间。

编辑:芯智讯-浪客剑

来源:民生证券《新一轮升级开启,光学行业景气持续》

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