谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准
中关村在线 时间:2021-03-27 阅读:()
1证券研究报告行业研究/深度研究2020年02月05日电子元器件增持(维持)胡剑执业证书编号:S0570518080001研究员021-28972072hujian@htsc.
com刘叶执业证书编号:S0570519060003研究员021-38476703liuye@htsc.
com1《电子元器件:远程会议/远程诊疗在疫情中成为热点》2020.
022《兆易创新(603986SH,买入):NorFlash景气攀升,TWS强化成长》2020.
013《乐心医疗(300562SZ,买入):可穿戴+云服务,全面布局健康IoT》2020.
01资料来源:Wind多功能叠加多场景,光学赛道优且长光学产业链研究报告光学创新叠加场景拓展双轮驱动,光学产业链赛道优且长移动互联网时代,电子设备信息输入及输出对光学应用的依赖度不断提升.
我们认为光学创新叠加应用场景拓展将为光学产业链注入持续增长动能,主因1)高清+广角+长焦+3D多摄方案将成主流,渗透率持续提升;2)生物识别从手机向多终端渗透;3)智能驾驶兴起,全方位、高规格车载镜头需求增加;4)5G时代VR/AR实景交互升级打造光学新场景.
我们看好技术储备和创新能力突出的上游光学元件供应商、镜头及模组厂商,推荐水晶光电、歌尔股份,建议关注汇顶科技、韦尔股份、欧菲光、联创电子.
高清、广角、长焦、3D多摄方案持续渗透,光学产业链需求全线放量从2000年夏普推出首款拍照手机至今,消费者对移动互联网时代照片实时分享、短视频、直播等依赖使得光学已成为智能手机厂商的重要创新方向.
随着手机镜头模组不断从单摄向高清、广角、长焦、3D的多摄方案升级,Counterpoint预计2021年全球三摄及以上机型渗透率将从2019年的15%提升至50%,我们测算这将新增至少14.
4亿颗摄像头需求(基于2019年全球智能手机13.
7亿部出货),较2018年的41.
5亿颗增加35%,由此带动镜头模组及上游光学元件需求全线放量.
此外,玻塑混合镜头、潜望式摄像头(微型棱镜)等光学创新也将成为手机光学产业链重点关注方向.
手机端生物识别应用兴起,3D感知应用场景拓展带来全新增量随着全面屏推广,屏下光学指纹成为安卓系替代传统指纹解锁的主流方案.
CINNOResearch预计2024年全球支持屏下指纹解锁的手机出货量将达到12.
6亿部,对应19-24年CAGR为89%.
苹果发布支持面部识别的iPhoneX开启生物识别新潮流,用于面部解锁、支付的前置结构光方案和用于增强拍摄效果、支持体感游戏的后置ToF方案也逐渐在华为、OPPO等旗舰机型中应用.
随着手机端3D感知渗透率提升,应用场景向NB/Pad、工控、安防、医疗等领域拓展,3D模组以及上游Vcsel激光器、WLO准直镜头、窄带滤光片、DOE、Diffuser将成为光学产业链全新增量.
智能驾驶、VR/AR接棒光学应用新场景,5G时代大有可为智能驾驶兴起,单车车载镜头从后视向侧视、前视、环视、内视等高规格品类拓展,Yole预计2023年全球单车平均车载镜头数量将从18年的1.
7颗增加至3颗.
随着5G大幕拉开,VR/AR产业生态在硬件技术设备优化、高速网络环境支持、以及应用场景拓展推动下逐步成熟,基于3D感知的实景交互将进一步提升VR/AR用户体验、升华社交属性.
我们认为VR/AR有望成为5G时代继TWS、智能手表之后的主流可穿戴设备,与此相关的菲涅尔透镜、光波导以及3D感知也将成为5G时代光学产业链的新天地.
核心标的水晶光电(光学元件)、歌尔股份(光学元件)、汇顶科技(指纹识别)、韦尔股份(CIS)、欧菲光(镜头及模组)、联创电子(镜头及模组).
风险提示:5G换机、多摄渗透率不及预期;市场竞争加剧产业链利润承压.
02142638419/0219/0419/0619/0819/1019/12(%)电子元器件沪深300一年内行业走势图相关研究行业评级:行业研究/深度研究|2020年02月05日谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准2正文目录核心观点概述3高清、超大广角、高倍变焦的多摄已成手机光学升级首选4高清仍为手机拍照第一要素,前置后置像素升级同步进行.
5主流品牌在售手机主摄像素超过40MP,升级趋势仍在继续.
5图像传感器为镜头模组关键元件,像素升级推动CMOS迭代升级6高像素时代多片式镜头为主流,2018年中国6P主摄镜头渗透率为64.
3%.
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7多摄时代镜头升级多元化发展,手机替代单反成为可能9大光圈、广角、变焦兴起,对镜头厂商设计能力提出较高要求.
9潜望式镜头解决多倍变焦与机身厚度矛盾,华为P30Pro及OPPOReno机型均已搭载.
10AI算法加盟,打造"逆光也清晰"、"照亮你的美"弥补硬件缺憾10多摄渗透率提升全面推动光学产业链增长,安卓系增长更胜一筹.
11多摄模组组装难度提升,技术优势及创新能力成制胜关键.
11安卓系市占率提升且多摄升级节奏快,供应链高端多摄模组厂出货创新高.
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12多摄渗透率提升驱动下,镜头及上游元件需求全面放量14生物识别潮流兴起,应用场景拓展带来全新机遇.
16全面屏普及催生全新手机解锁方案,屏下光学指纹与人脸识别同步发展.
162017年VIVO首发光学屏下指纹解锁方案,低成本或加速终端渗透16苹果首推3D面部识别方案,开启手机生物识别新潮流18生物识别拓展产业链新机遇,3D感知带来全新需求.
193D人脸识别更精准捕捉生物信息,生物识别场景不断丰富.
193D感知兴起为产业链带来全新增量,模组及上游元件需求同步提升21智能驾驶兴起,"全方位+高标准"车载摄像头市场方兴未艾23驾驶智能化提升,车载镜头从后视向侧视、环视、前视、内视多方位拓展232023年全球单车镜头数将达3颗,高规格车载镜头渗透空间更大.
235G大幕拉开,VR/AR实景交互打开光学新场景25VR发展进入新阶段,菲涅尔透镜打造广FOV轻型VR.
25光学系统为AR成像关键,光波导技术进步将推动AR向C端普及26万物互联时代,3D感知将重构VR/AR实景交互想象空间27推荐及建议关注标的一览.
29水晶光电(002273.
SZ)29歌尔股份(002241.
SZ)29汇顶科技(603160.
SH)29韦尔股份(603501.
SH)29欧菲光(002456.
SZ)29联创电子(002036.
SZ)29风险提示.
30行业研究/深度研究|2020年02月05日谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准3核心观点概述从2000年夏普推出全球首款搭载后置11万像素摄像头的拍照手机J-SH04开始,到如今移动互联网时代照片实时分享、短视频、直播等应用兴起,光学应用在智能手机中扮演着越发重要的角色,成为消费者选择手机的重要参考指标.
"柔光双摄,照亮你的美"、"逆光也清晰"等围绕光学成像的标语成为手机品牌的重要卖点,光学升级也因此成为智能手机厂商重点关注的创新领域.
在手机相机升级替代单反的过程中,像素升级是消费者及手机厂商关注的首要参数.
如今,主流品牌在售手机包括华为Mate30系列、OPPOReno10x等机型主摄像素超过40MP,且升级趋势仍在继续,19年11月5日小米发布的CC9Pro后置主摄像素高达1亿.
像素的升级直接推动了图像传感器由CCD向CMOS升级迭代,同时多片式镜头也已成为主流.
根据华经产业研究院数据,2018年中国智能手机出货中有35.
6%主摄像头为五片式5P镜头,64.
3%主摄像头为六片式6P镜头,而小米最新发布的CC9Pro后置主摄则采用了7P镜头(尊享版8P镜头).
为了进一步丰富智能手机拍照功能、完善其对单反替代的使命,大光圈、广角、变焦等方案兴起,同时具备高清、广角、变焦、大光圈等镜头的多摄模组成为各品牌旗舰机的标配方案.
尽管全球智能手机渗透率趋于饱和、用户换机周期拉长,但多摄模组升级以及多摄渗透率提升趋势仍在继续.
我们以2019年全球13.
7亿部智能手机出货为基数,测算2019-2021年全球三摄及以上机型渗透率从15%提升至50%将带来14.
4亿颗新增摄像头需求(2018年全球出货41.
5亿颗),加之多摄模组镜头持续向高清、广角、变焦等方向升级,手机光学产业链将迎来量价齐升的增长机遇,包括上游光学元件(CIS、马达等)、镜头及模组在内的厂商将全线受益.
除拍照功能升级外,全面屏时代屏下光学指纹和3D面部识别解锁先后在安卓系和苹果机型中应用,生物识别潮流由此兴起,为手机光学产业链注入新的增长动力.
与此同时,OPPO、华为等手机品牌也开始在后置模组中搭载TOF镜头,用于增强拍摄效果,并不断向3D体感游戏、3D试装、AR游戏、全息影像交互等应用延伸.
同时,随着手机端3D感知渗透率提升,应用场景向汽车(智能驾驶)、VR/AR(3D实景交互)、工业控制(工业流程虚拟3D可视化)、安防(3D人脸识别与检测)、医疗(VR虚拟教学、案例模拟)、家装(设计方案3D可视化)等领域拓展,3D模组以及上游Vcsel激光器、WLO准直镜头、窄带滤光片、DOE、Diffuser将成为光学产业链全新增量.
随着5G商用启动、"电子+"时代来临,非电子产品的电子化、简单电子产品的智能化成为物联网时代移动终端的发展方向.
汽车作为现代最为重要的交通工具,驾驶智能化的需求不断提升,车载镜头开始从后视向侧视、前视、环视、内视等高规格品类拓展,Yole预计2023年全球单车平均车载镜头数量将从18年的1.
7颗增加至3颗.
另一方面,随着5G大幕拉开,VR/AR产业生态在硬件技术设备优化、高速网络环境支持、以及应用场景拓展推动下逐步成熟,基于3D感知的实景交互将进一步提升VR/AR用户体验、升华社交属性.
我们认为VR/AR有望成为5G时代继TWS、智能手表之后的主流可穿戴设备,与此相关的菲涅尔透镜、光波导以及3D感知也将成为5G时代光学产业链的新天地.
考虑到移动互联网时代电子设备信息输入及输出对光学应用的依赖度不断提升,我们认为以手机光学产业链为基础的光学创新,叠加以汽车、VR/AR、工控、安防、医疗等多场景应用拓展的双轮驱动,将为光学产业链带来持续的量价齐升增长机遇,而具备技术优势及创新能力的企业将成为优长光学赛道中的主要赢家,推荐水晶光电(光学元件)、歌尔股份(光学元件),建议关注汇顶科技(指纹识别)、韦尔股份(CIS)、欧菲光(镜头及模组)、联创电子(镜头及模组).
行业研究/深度研究|2020年02月05日谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准4高清、超大广角、高倍变焦的多摄已成手机光学升级首选光学升级成为智能手机厂商重点关注的创新领域.
从2000年夏普推出全球首款搭载后置11万像素摄像头的拍照手机J-SH04开始,到2007年三星推出全球首款后置双摄镜头手机SCH-B710,2012年OPPO推出全球首款具备美颜拍照功能的U701,手机逐步成为相机、单反的替代品.
移动互联网时代,照片实时分享、短视频、直播等应用兴起使得消费者对手机拍照性能的要求进一步提升,光学升级也由此成为智能手机厂商重点关注的创新领域.
2019年,OPPO推出可实现10倍光学变焦的Reno、华为推出搭载徕卡四摄的Mate30Pro、小米推出后置五摄且主摄像素高达108MP的CC9等,我们看到智能手机光学创新已从单一的像素升级向多元化多摄方案升级.
根据DxoMark对智能手机拍照性能测评结果,2019年推出的拍照性能前十名智能手机前置像素均已超过10MP,后置个数均超过3个,国产品牌主摄像素超过40MP.
随着手机光学升级继续,我们认为"广角+超广角+长焦"三摄或"广角+超广角+微距+景深"四摄已成为智能手机多摄的主流方案,而主摄像素升级、辐摄功能多元化、多摄模组升级、以及光学创新不断从高端机型向中低端机型渗透都将为光学产业链带来持续的增量.
图表1:智能手机光学升级演进图资料来源:中光村在线,科学技术宅,华为官网,华泰证券研究所图表2:2019智能手机拍照功能DxoMark测评结果前十名参数对比分数品牌型号前置像素后置摄像头个数后置模组参数121华为Mate30Pro32MP440MP超广角主摄+40MP超广角+8MP长焦+TOF深感摄像头121小米MiCC9Pro32MP5108MP超高清主摄+12MP长焦镜头+20MP超广角+12MP人像镜头+8MP超长焦镜头117苹果iPhone11ProMax12MP312MP广角主摄+12MP长焦镜头+12MP超广角镜头117三星GalaxyNote10+5G10MP412MP广角主摄+12MP长焦镜头+16MP超广角镜头+3D景深摄像头117三星GalaxyNote10+10MP4同上116华为P30Pro32MP440MP超感光主摄+20MP超广角镜头+8MP长焦镜头+TOF镜头,10倍混合变焦116OPPOReno10xZoom16MP348MP主摄+8MP超广角主摄+13MP,5倍光学变焦116三星GalaxyS105G10MP+8MP412MP主摄+16MP超广角镜头+12MP长焦镜头景深摄像头114一加7Pro16MP348MP主摄+16MP超广角镜头+8MP长焦镜头113荣耀20Pro32MP448MP主摄+16MP超广角镜头+8MP长焦镜头+2MP微距资料来源:DXOMARK,华泰证券研究所行业研究/深度研究|2020年02月05日谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准5高清仍为手机拍照第一要素,前置后置像素升级同步进行主流品牌在售手机主摄像素超过40MP,升级趋势仍在继续像素是数码影像的基本单元,也是影响成像效果真实度的重要参数.
像素越大,照片分辨率就越大,即镜头对于画面的解析能力就越强.
在手机相机升级替代单反的过程中,像素升级便成为消费者及手机厂商关注的重要参数.
华为2013年3月推出的首款Mate手机,前置像素100万(1MP)、后置像素800万(8MP);至2019年9月,华为Mate30Pro已达到前置32MP,后置广角双40MP+长焦8MP+ToF四摄镜头.
根据DxoMark对智能手机拍照性能测评结果,2019年推出的拍照性能前十名智能手机中,除iPhone11ProMax和三星三款Galaxy系列外,其他机型后置主摄像素已超过4000万像素(40MP),前摄像素也普遍超过10MP.
小米推出的CC9Pro后置主摄像素更是达到108MP,前置像素达到32MP.
由此可见,像素升级仍然是手机厂商镜头升级的重要突破方向.
图表3:华为Mate及P系列前置及后置像素升级路径机型推出时间后置像素前置像素华为Mate2013年3月8MP1MP华为P62013年6月8MP5MP华为P72014年5月13MP8MP华为Mate72014年9月13MP5MP华为P82015年4月13MP8MP华为Mate82015年11月16MP8MP华为P92016年4月12MP+12MP8MP华为Mate92016年11月20MP+12MP8MP华为P102017年2月20MP+12MP8MP华为Mate102017年10月20MP+12MP8MP华为P202018年3月20MP+12MP24MP华为Mate202018年10月16MP+12MP+8MP24MP华为P302019年4月40MP+16MP+8MP32MP华为P30Pro2019年4月F32MP华为Mate302019年9月40MP+16MP+8MP24MP华为Mate30Pro2019年9月32MP资料来源:华为官网,华泰证券研究所2017年中高端机型13MP及以上像素渗透率超过51%.
根据Yole及观研天下数据,2017年200美元以上价位的机型均已采用8MP以上的镜头,13MP以上出货占比达到51%,8MP以上出货占比达到78%;而从CMOS图像传感器出货分布来看,5MP及以下的手持设备CMOS图像传感器出货量逐年走低,至2018年已有超过一半的手持设备像素超过13MP,且随着智能手机像素不断升级,Yole预计2019年13MP及以上手持设备CMOS图像传感器出货量将进一步提升.
图表4:不同价位手机摄像头像素分布(2017年)图表5:手持设备CMOS图像传感器出货量按像素分布资料来源:Yole,观研天下,华泰证券研究所资料来源:Yole,观研天下,华泰证券研究所0%20%40%60%80%100%$60020MP5-8MP01020304050602013201420152016201720182019E(亿个)13MP行业研究/深度研究|2020年02月05日谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准6镜头厂商10MP以上镜头出货占比持续提升.
根据舜宇光学半年报披露,1H14公司10MP以上镜头模组出货占模组总出货量比例为13%,1H18最高达到78%,1H19环比小幅回落但同比仍有提升.
根据丘钛科技月度公告数据,丘钛科技自2018年初起镜头模组出货量除季节因素波动外总体呈现持续增长态势,2019年丘钛镜头模组总出货量中10MP以上模组出货占比同比提升10pct至54%.
图表6:1H19舜宇10MP以上镜头模组出货占比达到65%图表7:2019年丘钛10MP以上模组出货占比提升10pct至54%资料来源:舜宇光学半年报,华泰证券研究所资料来源:丘钛科技公告,华泰证券研究所图像传感器为镜头模组关键元件,像素升级推动CMOS迭代升级从镜头成像原理来说,手机摄像头是通过镜头捕捉画面并在图像传感器上产生可移动电荷,然后经由图像传感器将电信号转化为数字信号、DSP对数字信号处理后,在屏幕上呈现图像.
因此,除镜头捕捉画面能力强弱外,图像传感器也是影响摄像成像效果的关键因素.
图表8:手机摄像头成像原理资料来源:手机资讯技术网,华泰证券研究所根据前瞻产业研究院估算,2018年单颗摄像头成本构成中,约52%来自于图像传感器、20%来自于镜头、19%来自于模组封装,仅6%和3%来自于音圈马达和红外滤光片.
目前,图像传感器可分为CCD(电荷耦合器件)传感器和CMOS(互补金属氧化物半导体)传感器(CIS)两大类.
CCD图像传感器是一种用于捕捉图像的感光半导体芯片,其所捕捉到的画面中每个像素的电荷数据会依次传送到下一个像素中,由最底端输出后经传感器边缘放大后输出.
CIS是将图像信息经光电转换后产生电流或电压信号,在CMOS晶体管开关阵列中直接读取,无需逐行读取,因此在灵活性和集成度上显著优于CCD.
图像传感器尺寸是影响感光元件成像效果的关键因素,即传感器尺寸越大,感光面积越大,成像效果越好.
尽管CCD在灵敏度、分辨率和噪音控制等方面表现均好于CIS,但随着CMOS工艺发展以及手机像素升级,CIS低功耗、高集成度的特性使得其能够在实现高像素、大感光面积的同时有效控制成本,因而成为高像素时代手机图像传感器的首选方案.
0%20%40%60%80%100%0501001502002503001H142H141H152H151H162H161H172H171H182H181H19舜宇光学镜头模组出货(百万件)10MP以上占比(右轴)0%10%20%30%40%50%60%70%01020304050Jan-18Mar-18May-18Jul-18Sep-18Nov-18Jan-19Mar-19May-19Jul-19Sep-19Nov-19丘钛科技镜头模组出货(百万件)10MP以上占比(右轴)行业研究/深度研究|2020年02月05日谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准7图表9:摄像头元件拆分图表10:摄像头元件成本构成(2018年)资料来源:Ofweek工控网,华泰证券研究所资料来源:前瞻产业研究院,华泰证券研究所图表11:图像传感器CCD与CMOS性能对比CCDCMOS工作原理电荷信号先传送,后放大,再A/D电荷信号先放大,后A/D,再传送成像质量灵敏度好,分辨率好,噪音小灵敏度低,噪音明显(高感光度下表现好)制造工艺复杂相对简单、成本合格率高制造成本高低耗电量高(驱动电压高)低(高整合度、体积小)处理速度慢快资料来源:智研咨询,华泰证券研究所根据Yole数据,2018年全球CIS市场中索尼独占50%份额,三星和豪威(被韦尔收购)分别以21%和12%市占率位居二三.
为匹配手机像素升级需求,作为全球CIS龙头,索尼于2018年率先推出48MP的CISIMX586,单位像素仅0.
8μm,并且使用了"QuadBayer"4像素同色绿色器阵列,可在夜拍模式下将单个像素调整为1.
6μm,由此优化夜间拍摄效果.
随后,三星和豪威也先后推出了48MP的CMOS图像传感器GM1和O48B.
图表12:2018年全球CMOS图像传感器市场份额图表13:索尼2018年发布CMOS图像传感器IMX586资料来源:Yole,华泰证券研究所资料来源:天极网,华泰证券研究所高像素时代多片式镜头为主流,2018年中国6P主摄镜头渗透率为64.
3%在像素升级的过程中,为了进一步优化成像效果,镜头厂商往往选择多片式镜头,因为增加镜片能够增强镜头汇聚光线的能力从而优化镜头解析力与对比度,同时改善暗态出现眩光的现象.
此外,多镜片还能够实现大光圈、变焦等不同功能.
根据华经产业研究院数据,2018年中国智能手机出货中有35.
6%主摄像头为五片式5P镜头,64.
3%主摄像头为六片式6P镜头,还有0.
1%主摄像头为七片式7P镜头.
镜头20%音圈马达6%红外滤光片3%图像传感器52%模组封装19%索尼50%三星21%豪威12%SK海力士3%安森美6%其他10%行业研究/深度研究|2020年02月05日谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准8图表14:舜宇光学光学六片式(6P)镜头图表15:2018年中国智能手机主摄像头镜片数以六片式为主资料来源:舜宇光学官网,华泰证券研究所资料来源:华经产业研究院,华泰证券研究所镜片数增加导致光线损耗、镜头体积增大,且对光学设计提出更高要求.
小米于19年11月5日发布的CC9Pro采用后置五摄方案,其主摄采用了7P镜头(尊享版8P镜头)实现1亿像素,1/1.
33英寸超大感光元件和f1.
7大光圈.
镜头片数增加直接导致镜头体积增加.
根据驱动中国不同像素镜头体积对比,我们测算108MP像素镜头垂直投影面积约为2.
9cm2,远高于13MP像素镜头垂直投影面积(约0.
7cm2).
尽管像素升级过程中仍需要镜头片数增加以优化成像效果,但我们认为镜片厂商及手机品牌商也需要权衡镜片数量增加以提升像素和多镜片导致的光线损耗、设计难度增加、以及镜头体积轻薄化之间的矛盾.
图表16:1亿像素镜头体积显著高于13MP像素镜头体积资料来源:驱动中国,华泰证券研究所玻塑混合镜头解决镜头性能瓶颈,但量产难度高尚未普及.
目前常见的镜片材质为玻璃和塑料两类,尽管玻璃相比于塑料具有更高的折射率和更好的透光性,但受制于重量、生产良率、成本等因素,玻璃镜头较难在手机领域广泛应用,因此目前常见的手机镜头为多片式塑料镜头,而我们通常所说的6P镜头也多指六片式塑料镜头.
2017年,舜宇实现全球首款玻塑混合镜头量产.
相比之下,玻塑混合镜头能够改善多片式塑料镜头所导致的光线损耗、画面失真等问题,但现阶段其生产成本和量产难度均高于塑料镜片,因此在智能手机领域的应用较为有限.
图表17:不同材质镜片参数对比特点塑料镜片玻璃镜片玻塑混合镜片工艺难度低高居中量产难度高低居中生产成本低高居中热膨胀系数高低居中重量轻重居中透光率89%-92%99%介于两者之间主要下游应用手机高端安防、监控、车载手机、高端安防、监控、车载代表企业大立光、玉晶光、舜宇光学腾龙、富士能、福建福光、舜宇光学、凤凰光学资料来源:GlobalMarketMonitor,华泰证券研究所5P镜头35.
6%6P镜头64.
3%7P镜头0.
1%行业研究/深度研究|2020年02月05日谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准9多摄时代镜头升级多元化发展,手机替代单反成为可能大光圈、广角、变焦兴起,对镜头厂商设计能力提出较高要求2007年,三星发布全球首款后置双摄镜头手机SCH-B710,但直至2016年华为推出首款搭载徕卡双摄镜头模组的P9机型起,智能手机正式开启双摄时代,而2018年华为推出的全球首款后置三摄手机P20Pro,则进一步将智能手机推向多摄时代.
随着后置摄像头数量增加,手机拍照功能也从高清向大光圈、长焦、广角等方向丰富,使得手机替代单反成为可能.
但考虑到大光圈、广角镜头及长焦镜头在成像过程中受光线折射影响易出现畸变现象,镜头厂商在此类镜头的光学设计及调配组装能力也面临较大挑战.
光圈是镜头控制感光元件进光量的装置.
在感光元件大小相同、镜头焦距不变的情况下,镜头通光直径越小(F/通光直径),镜头光圈越大,镜头进光量就越大.
在此情况下,大光圈能够实现背景虚化,同时提升快门速度有效防抖以捕捉动态画面.
为了优化手机拍照功能使其接近单反使用体验,如今大光圈已成为主流品牌旗舰机摄像模组标配.
2019年6月推出的荣耀20Pro主摄光圈达到F/1.
4,成为目前光圈最大的机型.
然而,光圈变大会导致光线在折射过程中色差、色散增加,因此镜头厂商所面临的光学设计难度(校正像差)和装配调试难度(确保同轴组立精确度)也随之增加.
图表18:镜头通光直径越小,进光量越大,成像效果越好资料来源:华强电子网,华泰证券研究所广角镜头可通过较小的焦距实现更大的视角范围,目前主流智能手机品牌旗舰机型已有部分采用了广角镜头(焦距24-35mm,视角范围60-84度)和超大广角镜头(焦距14-20mm,视角范围94-118度).
广角镜头的设计难度在于受镜片折射影响画面边缘会产生畸变,因而需要通过更为精细镜片组合优化光学设计、采用高质量光学玻璃生产镜片,以及通过后期算法对镜片成像效果进行处理.
图表19:标准焦距呈现效果图表20:广角镜头导致两侧画面畸变资料来源:中关村在线,华泰证券研究所资料来源:中关村在线,华泰证券研究所长焦镜头是指焦距85mm的镜头,视角范围小,可用于拍摄距离较远的物体.
相比于数码变焦仅通过扩大固定区域内单个像素点面积拍摄远景,长焦镜头能够在不损失画质的情况下实现远景更为真实的呈现.
例如华为Mate20Pro后置采用了徕卡三摄镜头,包括40MP广角镜头(焦距27mm)、20MP(焦距16mm)超广角镜头和8MP长焦镜头,其变焦模式包括3倍光学变焦、5倍混合变焦和10倍数字变焦.
行业研究/深度研究|2020年02月05日谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准10潜望式镜头解决多倍变焦与机身厚度矛盾,华为P30Pro及OPPOReno机型均已搭载在智能手机不断向着机身轻薄化趋势发展之际,手机长焦镜头变焦倍数增加所带来的模组厚度增加将导致高倍数的变焦模组很难嵌入手机之中;而潜望式摄像头能够在满足变焦需求的基础上,通过将镜头模组与机身平行设计从而避免因变焦镜头带来的机身增厚情况.
OPPO于17年2月发布了其独创的通过内置光学棱镜实现的5倍无损变焦技术.
微型棱镜是手机能够实现高倍数光学变焦的重要配件,目前华为的旗舰款手机P30Pro已搭载潜望式摄像头,OPPO也于19年4月发布了可实现10倍混合光学变焦技术的Reno系列(48MP主摄镜头+8MP超广角镜头+13MP潜望式长焦镜头).
图表21:OPPO潜望式摄像头通过内置微型棱镜实现无损变焦资料来源:OPPO官网,华泰证券研究所AI算法加盟,打造"逆光也清晰"、"照亮你的美"弥补硬件缺憾在智能手机光学升级过程中,除光学元器件本身性能、数量提升之外,后期光学成像效果也成为手机厂商新的突破方向.
随着搭载全球首颗负责AI计算的NPU智能手机处理芯片的华为Mate10、以及搭载引入神经网络引擎的A11芯片的iPhone8/8Plus/X推出,AI拍照成为2018年以来智能手机摄影新风潮.
例如,华为P30Pro已将AI技术应用在夜景拍摄、HDR逆光美艳、背景虚化、场景识别、智能防抖等场景.
图表22:主流手机品牌热销型号中各场景AI算法应用品牌及型号/应用场景低光夜景拍摄HDR逆光美颜算法人像分割背景虚化智能场景识别AIS智能防抖华为P30Pro√(超级夜景)√(AI面部打光)√(AI智能处理)√(AI摄影大师)√苹果iPhone11Pro√(智能夜间模式)√(面部识别提亮)√(A13仿生实时处理)三星GalaxyNote10√(智能自调光圈)√(动态色调映射)√(视频背景虚化)√(AI智能场景识别)GooglePixel4XL√(智能夜视模式)√(AIHDR+处理)√(AI前后景切割)√(智能防动态模糊)VIVONEX3√(超级夜景)√(自拍美颜)√(镜头组合算法优化)资料来源:HUAWEI、Apple、三星、谷歌、VIVO、小米手机官方网站,华泰证券研究所AI算法的引入,首要解决的则是传统智能手机在夜间低光场景下的拍摄限制.
以iPhone11/11Pro为例,手机识别夜景场景后拍摄时可一次性拍摄多张照片,然后运用内置AI算法的相机软件,在其A13仿生芯片的支持下,通过协调多张照片清晰部分进行拼和来修正抖动的画面,然后以算法自动调节整张照片对比度,使得画面中所有元素保持整体色彩平衡,并按照自然真实的视觉色彩对画面进行颜色精调,最后通过AI算法智能处理,消除图片中的噪点,并补充细节,生成清晰的夜拍照片.
谷歌于2017年推出的Pixel2,虽为单摄配置,但通过在摄像头中加入专门用于图像处理协处理器(IPU)及各类传感器,该摄像头能够主动感知空间深度并通过AI算法调整曝光时间,智能处理并最终生成清晰自然的夜景照片.
根据脚本之家讯,谷歌于2019年10月15日最新推出的Pixel4XL,已能够在算法支持下直接拍摄清晰星空银河.
行业研究/深度研究|2020年02月05日谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准11此外,在背景虚化、HDR及逆光拍摄面部提亮处理上,AI技术还解决了传统多摄模组在背景虚化与拍摄主体分割处理不自然、缺乏细节处理的问题.
以华为P30Pro为例,搭载新一代NPU麒麟9905G芯片引入AI分割算法后,后置多摄模组能够在优化背景虚化细节的同时,还能够增强实时视频的背景虚化渲染能力,而前置摄像头则通过采用AIHDR+人像分割算法,使得镜头捕捉画面中的人、景分离,逆光条件下也能最大程度保证拍摄主体尤其是面部明亮自然,背景清晰细腻.
图表23:iPhone11Pro夜景模式启用效果图表24:HUAWEIP30ProAI背景虚化及逆光提亮效果资料来源:AppleiPhone官方网站,华泰证券研究所资料来源:HUAWEI官方网站,华泰证券研究所多摄渗透率提升全面推动光学产业链增长,安卓系增长更胜一筹多摄模组组装难度提升,技术优势及创新能力成制胜关键在双摄问世之前,单颗摄像头模组(CCM)封装技术门槛较低,因此拍照手机盛行便吸引了大量供应商涌入CCM封装行业.
但随着CCM向多摄升级,具备量产能力的模组厂商数量逐渐减少,因为多摄模组对模组精度、组装设备和技术有着更高要求,而模组厂商在进行组装时需要考虑镜头增加对模组体积的影响,以及镜头增加带来的成像系统校准难度增加的问题,组装难度及设备投入也会因此大幅增加.
根据ittbank不完全统计,全球单摄模组供应商超过28个,而双摄模组供应商为10个,三摄模组供应商仅剩3个.
多摄升级及渗透率提升为手机镜头行业带来可观的增量需求,但对模组厂商而言这既是机遇又是挑战.
考虑到技术研发难度提升,模组厂在多摄模组生产初期会因良率爬坡面临较大的利润压力,且随着模组生产进入成熟期,模组厂商又需要面临来自下游客户的价格压力.
在此情况下,保证技术优势与创新能力将成为模组厂商同业竞争的制胜关键.
图表25:摄像头模组供应商一览分类供应商单摄模组欧菲光、舜宇光学、丘钛科技、LG、三星电机、夏普、信利国际、致伸科技、Partron、Cowell、Cammsys、美细耐斯、索尼、光阵光电、意法半导体、合力泰、三赢兴、深圳四季春、惠州桑莱士、深圳金康光电、深圳凯木金、深圳成像通、深圳博立信、深圳科特通、百辰光电、广州大凌实业、深圳亿利威、康隆光电等双摄模组LG、舜宇光学、欧菲光、三星电机、丘钛科技、光宝集团、夏普、致伸科技、信利国际、大凌三摄模组欧菲光、舜宇光学、光宝集团资料来源:ittbank,华泰证券研究所常见的图像传感器封装技术包括芯片尺寸封装CSP、板上芯片封装COB和倒装芯片封装FC三类;其中,CSP多用于低像素(5M以下)传感器,通过SMT产线组装即可完成,COB/FC适用于中高级像素(5M以上)传感器,能够实现较高的图像质量与致密精确性,模组厚度相对较薄,但产线成本也更高.
为满足手机像素升级需求,目前主流品牌摄像头模组供应商如舜宇、欧菲光、丘钛、LG、夏普、索尼等均采用了COB/FC的封装技术.
行业研究/深度研究|2020年02月05日谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准12CIS芯片封装完成后,模组厂需根据设备调节参数移动零部件,将图像传感器与马达、镜头、线路板、镜座等组装起来;但随着像素提升、镜头个数增加,模组零部件间叠加公差加大,难以保证镜头与传感器光轴同心度和垂直度,将导致成像画面周边出现暗角、模糊等现象,因此需要AA(光学主动对准)设备进行主动式调焦.
根据立鼎产业研究院数据,AA设备单价约200-300万元,目前一线模组厂多采用进口设备,国内模组厂如舜宇也在进行自主研发.
AA设备的高成本也成为中小型模组厂涉足多摄模组的资本障碍.
除自主研发AA设备外,舜宇还自主研发了MOB(板上封装)和MOC(芯片上封装)新型封装技术.
MOB/MOC封装可用于大光圈模组封装,能够进一步压缩模组尺寸,更符合全面屏窄边框的设置,并且此类技术能够优化模组结构性能,无需再通过AA工序进行校准.
根据旭日大数据,舜宇所研发的MOB、MOC技术相较于COB技术能够将模组基座面积缩减11.
4%、22.
2%.
根据公司官网信息,欧菲光也于2017年6月自主研发了CMP小型化封装工艺,并于2018年第三季度正式量产.
图表26:CCM主流封装技术对比CSP(芯片尺寸封装)COB(板上芯片封装)FC(倒装芯片封装)封装特点封装尺寸和芯片核心尺寸基本相同,由玻璃覆盖,分为灌胶类、荧光粉膜类等裸片封装,需要无尘环境,可将感光芯片、ISP及软板整合在一起通过将传感器倒贴在电路板上,然后盖上镜头进行封装模组厚度厚相对较薄较COB薄约1毫米致密精确性低高高图像质量相对低相对高相对高产品良率高于96%约96%约96%生产线成本相对低,仅需SMT生产线相对高,约1000万元较COB高约30%-50%应用厂商中小模组厂商舜宇、欧菲光、丘钛等欧菲光、索尼、LG、夏普、高伟电子资料来源:立鼎产业研究院,华泰证券研究所安卓系市占率提升且多摄升级节奏快,供应链高端多摄模组厂出货创新高作为全球首家发布后置徕卡双摄机型的品牌,华为在双摄机型的普及速度上显著领先其他厂商.
根据旭日大数据,2017年华为双摄渗透率已达到52.
7%,Vivo、苹果、OPPO、小米双摄渗透率也已经达到41.
9%、35.
0%、22.
6%、16.
8%.
随着各品牌多摄渗透率进一步提升,根据中国信通院数据,2018年中国在售手机中后置双摄机型占比已达到64%,前置双摄渗透率也已达到7%.
根据前瞻产业研究院数据,2018年全球平均每部手机搭载摄像头个数已达到2.
84个.
图表27:2017年华为手机双摄渗透率已达到52.
7%图表28:2018年全球平均每部手机摄像头已达2.
84颗资料来源:旭日大数据,华泰证券研究所资料来源:前瞻产业研究院,华泰证券研究所根据Yole数据,2018年全球CCM市场规模为271亿美元,预计2024年将达到457亿美元,对应2019-2024年复合增速为9.
1%.
从市场份额来看,2018年LG与三星在全球CCM市场市占率均达到12%,并列市场龙头;夏普市占率11%位居第二;国内模组厂商欧菲光和舜宇则均以9%市占率并列第三;丘钛科技与Liteon均以4%市占率位列第四.
0%10%20%30%40%50%60%华为Vivo苹果OPPO小米LG三星2017年品牌手机双摄渗透率2.
02.
22.
42.
62.
83.
020142015201620172018平均每部手机摄像头颗数(个)行业研究/深度研究|2020年02月05日谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准13根据旭日大数据,2017年欧菲光前三大客户华为/小米/OPPO分别贡献公司当年CCM出货量的35%/19%/8%;舜宇光学前四大客户华为/OPPO/Vivo/小米分别贡献公司当年CCM出货量的28%/25%/17%/11%;丘钛科技前四大客户Vivo/OPPO/联想/小米分别贡献公司当年CCM出货量的28%/21%/16%/13%.
图表29:以HOVM为主的安卓系手机市占率不断提升图表30:2018年全球摄像头模组厂市场份额资料来源:IDC,华泰证券研究所资料来源:Yole,华泰证券研究所图表31:中国前三大摄像头模组厂商CCM客户结构(2017)图表32:中国前三大摄像头模组厂商CCM出货量资料来源:旭日大数据,华泰证券研究所资料来源:欧菲年报,舜宇年报,丘钛年报,华泰证券研究所2019年CCM出货高增长态势延续.
受益于安卓系国产品牌市占率提升及多摄模组渗透率提升,根据各公司年报,2018年中国前三大模组厂商欧菲光、舜宇、丘钛CCM出货量分别同比增加14%、30%、53%至5.
5亿件、4.
2亿件、2.
6亿件.
根据公司月度公告,2019年舜宇、丘钛CCM出货量分别同比增长28%、54%至5.
4亿件、4.
1亿件.
图表33:舜宇CCM月度出货图表34:丘钛CCM月度出货资料来源:舜宇公告,华泰证券研究所资料来源:丘钛公告,华泰证券研究所0%20%40%60%80%100%20152016201720189M19三星苹果华为OPPO小米其他LG12%三星12%夏普11%舜宇9%欧菲9%Liteon4%丘钛4%AMS3%其他36%0%20%40%60%80%100%欧菲光舜宇丘钛华为OPPOVivo小米联想其他0100200300400500600欧菲光舜宇丘钛(百万件)20142015201620172018-20%0%20%40%60%80%100%010203040506070Jan-18Mar-18May-18Jul-18Sep-18Nov-18Jan-19Mar-19May-19Jul-19Sep-19Nov-19舜宇CCM出货量(百万件)同比增速(右轴)0%20%40%60%80%100%120%140%051015202530354045Jan-18Mar-18May-18Jul-18Sep-18Nov-18Jan-19Mar-19May-19Jul-19Sep-19Nov-19丘钛CCM出货量(百万件)同比增速(右轴)行业研究/深度研究|2020年02月05日谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准14多摄渗透率提升驱动下,镜头及上游元件需求全面放量在多摄升级驱动下,据前瞻产业研究院数据,2018年全球智能手机摄像头出货达到41.
5亿颗,较2014年的28.
6亿颗增长45%;平均每部手机搭载的摄像头也已达到2.
84颗.
根据Counterpoint数据,2019年全球三摄及以上机型渗透率为15%,2021年这一比率将达到50%.
我们基于IDC所示的2019年全球智能手机13.
7亿部出货,可测算得出2019-2021年仅三摄及以上渗透率由15%提升至50%将带来14.
4亿颗新增摄像头需求,较2018年全球41.
5亿颗智能手机摄像头出货增加35%.
在多摄渗透率提升推动手机镜头需求增加情况下,手机镜头厂商将成为直接受益者.
图表35:2018年全球摄像头出货量为41.
5亿颗图表36:2021年全球三摄及以上渗透率将达到50%资料来源:前瞻产业研究院,华泰证券研究所资料来源:Counterpoint,华泰证券研究所根据IDC数据,2018年大立光在IOS系镜头供应链市占率约54%,居龙头地位;在安卓系市占率约38%,高于舜宇(34%).
随着安卓系手机市场份额持续提升,且多摄升级不断向中低端机型渗透,以大立光、舜宇为首的镜头厂商2018年至今镜头出货量大幅增长.
除了数量需求提升之外,主摄镜头像素提升、超大光圈、潜望式镜头等升级趋势也将为镜头厂商带来产品单价提升的增长点.
根据Wind数据,2019年大立光收入同比增长22%至608.
4亿新台币,其中11M19单月收入同比增长66%至66.
6亿新台币,创近两年新高.
根据舜宇月度公告,2019年公司手机镜头出货量同比增长41%至13.
4亿颗,其中2019年12月单月手机镜头出货量同比增长68%至1.
27亿片.
另一方面,由于手机性能升级、内置电子元器件增加将导致机身厚度增加,而智能手机又不断向轻薄便携化发展方向,因此超薄镜头以及内置微棱镜的潜望式摄像头成为镜头厂商的创新方向.
2019上半年舜宇在完成64MP大像面(1/1.
7'')手机镜头研发的同时,也实现了16MP超大广角、超小头部、7P超大光圈以及16MP超薄手机镜头的量产.
根据2019年1月互动平台信息,水晶光电的棱镜产品可应用于手机摄像头,并已实现小批量出货.
图表37:IOS系镜头供应商图表38:安卓系镜头供应商资料来源:IDC,华泰证券研究所资料来源:IDC,华泰证券研究所0.
00.
51.
01.
52.
02.
53.
00102030405020142015201620172018全球智能手机摄像头出货(亿颗)平均每部手机摄像头颗数(右轴)0%10%20%30%40%50%60%2019E2020E2021E三摄及以上渗透率0%20%40%60%80%100%201620172018E2019E2020E大立光康达智Genius其他0%20%40%60%80%100%201620172018E2019E2020E大立光舜宇康达智瑞声其他行业研究/深度研究|2020年02月05日谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准15图表39:2019年大立光收入同比增长22%图表40:2019年舜宇光学手机镜头出货量同比增长41%资料来源:Wind,华泰证券研究所资料来源:公司公告,华泰证券研究所多摄渗透率提升及像素升级有望带动CIS元件量价齐升.
CIS是镜头模组的重要元件,受益于多摄渗透率提升及像素升级,单位CIS尺寸增加将带动其价值量提升.
根据群智咨询数据,2019-2021年全球智能手机传感器市场将在量价齐升推动下同比增长41%/40%/32%至116/162/214亿美元.
在CIS需求大幅放量之际,全球CIS龙头厂商也开始面临产能瓶颈.
根据台湾《经济日报》2019年12月8日消息,索尼因产能不足首次将高端CIS订单转至台积电生产,而台积电也已根据订单需求采购设备,正积极进行扩产准备.
马达是高像素镜头模组的重要零部件,通过在永久磁场内改变马达内线圈直流电流的大小、控制弹簧片的拉升位置,实现镜头微距移动达到自动聚焦(AF)的效果.
随着前置以及后置多摄模组中像素规格升级,马达需求也将相应增加.
根据旭日大数据,2018年全球前十名摄像头马达厂商出货共计10.
7亿颗,2019年将同比增长19%至12.
8亿颗.
此外,尽管滤光片在镜头模组中成本占比较低,但作为不可或缺的光学元件,在手机、电脑、车载、安防等多领域摄像头需求推动下,滤光片需求也维持强劲.
根据手机报在线消息,2019年业内多家摄像头滤光片厂商也维持了订单持续满产的状态.
图表41:2019年全球智能手机摄像头传感器市场将同比增长41%图表42:全球前十名摄像头马达厂商出货资料来源:群智咨询,华泰证券研究所资料来源:旭日大数据,华泰证券研究所-60%-40%-20%0%20%40%60%80%02,0004,0006,0008,000Jan-18Mar-18May-18Jul-18Sep-18Nov-18Jan-19Mar-19May-19Jul-19Sep-19Nov-19大立光月收入(百万新台币)同比增速(右轴)0%20%40%60%80%100%050100150200Jan-18Mar-18May-18Jul-18Sep-18Nov-18Jan-19Mar-19May-19Jul-19Sep-19Nov-19舜宇光学手机镜头出货量(百万个)同比增速(右轴)05010015020025020182019E2020E2021E全球智能手机摄像头传感器销售(亿美元)050100150200250300350400450TDK皓泽友华微三美达东勤(百万颗)20182019E行业研究/深度研究|2020年02月05日谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准16生物识别潮流兴起,应用场景拓展带来全新机遇全面屏普及催生全新手机解锁方案,屏下光学指纹与人脸识别同步发展从2016年小米发布全球首款全面屏手机Mix起,智能手机便已正式进入全面屏时代.
根据WitsView数据,2017/2018年全球全面屏智能手机渗透率约为9%/44.
6%,2021年有望突破90%.
全面屏时代,传统正面按键式指纹解锁将被淘汰,取而代之的将是新的指纹解锁方案以及面部识别.
2017年VIVO首发光学屏下指纹解锁方案,低成本或加速终端渗透指纹解锁根据技术原理可分为电容式、光学和超声波三种.
由于传统的电容式指纹解锁是利用手机正面或背面的电容传感器采集指纹信息完成解锁、较难通过开孔、在屏下放置电容指纹识别传感器,因此全面屏时代正面电容式指纹解锁方案不再适用.
同时,考虑到后置开孔式设计有损手机一体性和美观性,而超薄机身设计导致侧面指纹解锁难度加大,因此屏下指纹解锁成为全面屏时代手机厂商以及消费者更为青睐的指纹解锁方案.
目前,屏下指纹解锁有光学与超声波两种方案.
尽管超声波方案成像能力强、解锁更为精确,但在现有技术能力支持下,屏下光学指纹方案成熟度高、成本低廉,更符合高性价比定位的国产安卓系机型,也因此成为国产品牌智能手机屏下指纹解锁首选方案.
2017年,VIVO发布全球首款搭载屏下指纹解锁方案的手机X21,随后三星GalaxyS10/Note10、OPPOReno、小米8屏下指纹版、华为Mate20Pro等机型也纷纷采用了屏下指纹解锁方案.
根据CINNOResearch数据,1H19中国搭载屏下指纹的手机出货量合计4400万,其中OPPO屏下指纹系列手机出货最多达到1880万部;我们基于IDC所公布的1H19中国智能手机1.
8亿部出货,测算出1H19中国屏下指纹手机渗透率为24%.
图表43:屏下指纹解锁方案对比光学方案超声波方案原理根据放射光明暗收集指纹形状利用超声波扫描皮肤表层细微特征体积/功耗/成本大/高/低小/低/高成像能力干手指解锁效果差,抗油渍/汗渍能力弱干手指解锁效果好,抗油渍/汗渍能力强图像质量需矫正好防伪能力强强穿透玻璃厚度1mm0.
8mm资料来源:电子工程世界,电子发烧友,华泰证券研究所图表44:1H19中国屏下指纹手机出货量按品牌分布资料来源:CINNOResearch,华泰证券研究所OLED面板自发光特性与光学屏下指纹方案形成完美搭档.
光学屏下指纹是借用OLED(多为AMOLED)面板自发光特性照射指纹,然后将光线反射到屏幕下方的指纹传感器上,因此目前屏下光学指纹方案主要用于AMOLED面板机型上.
由于AMOLED面板具有更轻薄、反应速度快的特点,因而终端智能手机面板也在逐步由LCD向OLED升级.
02468101214161820OPPO华为VIVO小米魅族三星一加其他(百万部)1H19中国屏下指纹手机出货量按品牌分布行业研究/深度研究|2020年02月05日谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准17中国屏下指纹识别手机机型渗透率快速提升.
根据CINNOResearch数据,2Q19中国智能手机出货同比下降4.
8%至9740万部,AMOLED智能手机出货同比增长22.
3%至3290万部,其中支持屏下指纹识别的智能手机出货从2Q18的150万部增长到2847万部,在AMOLED机型中渗透率为86.
5%,在中国智能手机市场渗透率为29%.
图表45:中国智能手机分类型出货图表46:中国屏下指纹识别手机渗透率快速增长资料来源:CINNOResearch,华泰证券研究所资料来源:CINNOResearch,华泰证券研究所尽管AMOLED为目前屏下光学指纹首选面板类型,但根据汇顶科技CEO张帆2020年新年致辞,公司针对LCD的屏下光学指纹方案预计将在2020年实现量产.
该方案是将指纹传感器设置在液晶面板非显示器区域的下方,即指纹传感器所接收的手指反射的光信号不需要经过背光模组;同时该方案还设定了完整的指纹采集算法流程,以保证指纹采集内容能够满足完成指纹识别的信息要求.
图表47:针对LCD屏下光学指纹方案2020年有望实现量产资料来源:集微网,汇顶科技,华泰证券研究所根据丘钛科技年报及月度公告,2018年公司指纹模组出货共77.
8万件,其中2H18推出的光学屏下指纹模组出货合计9.
2万件,仅占总出货量的11.
8%;2019年公司光学屏下指纹模组出货大幅提升,其中仅9M19单月出货达到68.
2万件.
根据CINNOResearch数据,2018年全球支持屏下指纹识别的智能手机出货0.
28亿部,随着全面屏时代屏下指纹渗透率提升,预计2019年全球支持屏下指纹识别的智能手机出货量有望增加至2.
2亿部,2024年将达到12.
6亿部,对应2019-2024年复合增速为89%.
我们认为,随着LCD屏下光学指纹推出,光学屏下指纹方案将进一步向搭载LCD显示屏的机型渗透,光学屏下指纹在整个智能手机市场的渗透率也将进一步提升,而具备光学屏下指纹模组量产能力的企业将从中持续受益.
0204060801001201Q182Q183Q184Q181Q192Q19(百万部)智能手机AMOLED智能手机屏下指纹识别手机0%20%40%60%80%100%1Q182Q183Q184Q181Q192Q19屏下指纹AMOLED手机渗透率屏下指纹手机市场渗透率行业研究/深度研究|2020年02月05日谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准18图表48:2024年全球屏下指纹识别智能手机出货将达到12.
6亿部图表49:丘钛科技光学屏下指纹模组出货资料来源:CINNOResearch,华泰证券研究所资料来源:丘钛科技月度公告,华泰证券研究所苹果首推3D面部识别方案,开启手机生物识别新潮流随着全面屏时代来临,2017年9月,在iphone问世十周年之际,苹果也发布了其首款全面屏手机iphoneX,采用3D感知结构光模组以FaceID替代TouchID,通过使用红外传感器、点阵投影系统和泛光照明器创建3D人脸模型完成解锁,并在随后的iphone系列中延续了这一方案.
在苹果手机开启3D感知生物识别浪潮后,2018年10月,华为在其发布的Mate20Pro前置摄像头中也采用了自研3D结构光方案.
结构光是基于激光散斑原理,通过采集物体的三维数据构建3D模型,具有成像精度较高、反应速度快与成本适中的特点,主要用于近距离3D人脸识别,实现手机面部解锁、智能支付等功能.
此外,3D感知还包括飞行时间测距法(ToF)和立体视觉方案.
其中,飞行时间测距法(ToF)利用反射时间差原理,通过计算探测光飞行时间实现3D成像,刷新率较快,能够覆盖中远距离,可广泛应用在手势追踪、手机后置辅助相机等.
立体视觉需要测距并配合三角测量,成本高且使用环境受限,并未广泛应用.
图表50:3Dsensing三种成像方案对比结构光方案方案立体视觉方案基础原理激光散斑反射时间差测距配合三角测量示意图分辨率/精度/成本中/高/中低/中/低高/中/高适用环境暗光无法使用全天候全天候反应速度中高中工作距离(米)0.
2~1.
20.
4~5中关村在线,华泰证券研究所图表57:全球人脸识别市场规模图表58:中国人脸识别市场规模资料来源:前瞻产业研究院,华泰证券研究所资料来源:前瞻产业研究院,华泰证券研究所除手机端采用结构光及ToF方案外,3D感知的应用也在不断向笔记本电脑等其他消费电子产品推广.
根据中关村在线,苹果在2018年推出的iPadPro中引入FaceID,并计划在未来推出的MacBookPro、iPadAir等产品中陆续引入FaceID.
根据Yole预测,2023年全球3D成像与传感器市场规模将从2017年21亿美元增加至185亿美元,对应2018-2023年CAGR达到44%;其中,消费电子市场发展最为迅速,2023年3D成像与传感器在消费电子领域的市场规模将达到138亿美元,约占总市场规模的75%,对应2018-2023年CAGR为82%.
此外,3D感知还将向汽车(智能驾驶)、VR/AR(3D实景交互)、工业控制(工业流程虚拟3D可视化)、安防(3D人脸识别与检测)、医疗(VR虚拟教学、案例模拟)、家装(设计方案3D可视化)等领域拓展.
根据Yole预测,2023年汽车将成为仅次于消费电子的第二大3D感知应用场景,其3D成像和传感器市场规模达到24亿美元,对应2018-2023年复合增速为35%.
图表59:全球3D成像和传感器市场规模按应用行业分布图表60:3D感知应用场景不断多元化资料来源:Yole,华泰证券研究所资料来源:映维网,华泰证券研究所0%20%40%60%80%201720182D人脸识别技术占比3D人脸识别技术占比0%20%40%60%80%051015202530201020112012201320142015201620172018全球人脸识别市场规模(亿美元)同比增速(右轴)0%10%20%30%02040602016201720182019E2020E2021E中国人脸识别市场规模(亿元)同比增长(右轴)050100150消费电子汽车医疗工业/商业科研/国防/航空(亿美元)2023E2017行业研究/深度研究|2020年02月05日谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准213D感知兴起为产业链带来全新增量,模组及上游元件需求同步提升受3D感知应用推广,包括结构光、ToF在内的3D感知模组及上游光学元件均迎来了新的发展机遇.
3D感知模组与传统摄像头模组结构不同之处在于红外光源、光学组件和红外传感器.
以苹果iPhoneX前置模组的拆解为例,3D结构光模组分为发射端、接收端和加强端3个部分,其中接收端和发射端完成主要的3D感应过程,而加强端可以在较暗环境下完成人脸识别功能,并进行初步人脸探测工作.
3D模组发射端和增强端最重要的光学元件是红外激光发射源,能够提供800-1000nm波段的红外光源包括红外LED、红外发射激光二极管LD-EEL和垂直腔面发射激光器Vcsel三类.
相比之下,Vcsel具有精度准、低功耗、可靠性高等优点,且Vcsel垂直结构更适合晶圆级制造封装,具有尺寸小、一致性好的特点,规模量产后更具成本优势.
随着技术成熟性价比提升,如今3D感知模组多采用Vcsel.
但由于Vcsel发出的光波较宽不利于后续衍射,因此需要采用准直镜头将较宽的光汇聚为窄波光.
此外,结构光模组发射端还需要衍射光学元件DOE将光源转化为扩散图案,得到结构光方案所需的散斑图案.
3D模组接收端为红外摄像机,是在传统镜头结构基础上增加仅允许特定波段光信号通过的窄带滤光片和用于接收红外光线生成深景信息的红外CMOS.
窄带滤光片与传统摄像头中红外滤光片功能恰好相反,其工作原理是通过多次镀膜使得光线在穿过滤光片时仅保留红外光穿过.
窄带滤光片对生产商的镀膜技术和设备提出较高要求,目前全球具备窄带滤光片大型量产能力的企业仅有美国的VIAVI和国内的水晶光电.
图表61:iPhoneX3D模组拆解及产业链详情资料来源:elecfans,苹果官网,华泰证券研究所从苹果推出iPhoneX首次引入3D感知模组至今已有2年,但目前3D模组在安卓系的使用仍集中在ToF方案,结构光应用较少,这主要是因为结构光所需的高效Vcsel组件生产难度高,且结构光模组3D模型准确度更高,因而模组运算复杂性以及设计难度均高于ToF方案.
此外,3D感知模组在组装时热胀冷缩问题也会提高组装难度,导致具备3D感知模组组装能力的厂商较为有限.
以上技术难点在一定程度上为3D感知行业设立了较高的准入门槛,但另一方面而言,对于已经实现技术突破的厂商而言,高准入门槛又成为其有效的行业护城河.
行业研究/深度研究|2020年02月05日谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准22在生物识别应用兴起之际,国内外厂商也在积极结合产业链上下游进行3D感知模组的研发生产.
根据映维网讯,高通与奇景光电2017年8月宣布合作研发高分辨率、低功耗的3D深度感知模组.
根据芯智讯消息,舜宇光学与AMS合作联合开发移动设备和汽车应用场景所需的3D结构光摄像头解决方案,其子公司宁波舜宇光电也与PMDtechnologies合作为中国及全球移动设备OEM厂商开发3D传感摄像头解决方案.
此外,国内非上市企业奥比中光也已推出了针对智能手机的前置3D人脸识别结构光摄像头模组方案AstraP;OPPO于2018年发布的FindX机型便是采用了奥比中光3D结构光模组.
根据拓璞产业研究院数据,2018年全球3D感知模组市场规模为51.
2亿元,其中iphone所贡献的产值达到84.
5%.
随着终端3D感知模组方案逐步成熟,我们认为安卓系前置、后置3D感知方案的应用也将进一步提升.
根据旭日大数据测算,2018年全球3D感知模组的渗透率仅有9%,2019年3D感知模组渗透率将达到25%.
在3D感知渗透率提升驱动下,根据LEDinside数据,2018年全球手机3D感测用Vcsel市场规模为9.
0亿美元,2019年将同比增长26%至11.
4亿美元.
此外,随着生物识别3D感知从手机、电脑端向汽车、工业制造、VR/AR、游戏、家装、安防摄像头、工业制造等领域拓展,全球3D感知市场空间将进一步扩大.
根据Yole预测,2018年全球3D传感应用涉及的照明器件市场规模为7.
2亿美元,2024年将达到61亿美元,对应2019-2024年复合增长率高达42.
6%.
图表62:2019年3D感知模组渗透率将达到25%图表63:2019年全球手机3D感测用Vcsel市场规模将达11.
4亿美元资料来源:旭日大数据,华泰证券研究所资料来源:LEDinside,华泰证券研究所0%5%10%15%20%25%30%35%20172018E2019E2020E3D感知渗透率0246810122016201720182019E全球手机3D感测用VCSEL市场规模(亿美元)行业研究/深度研究|2020年02月05日谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准23智能驾驶兴起,"全方位+高标准"车载摄像头市场方兴未艾驾驶智能化提升,车载镜头从后视向侧视、环视、前视、内视多方位拓展根据国际汽车工程师协会(SAE)制定的标准,汽车智能化可根据驾驶操作、环境监测、回退性能、系统接管四个方面的自动化程度分为L0-L5五个等级,其中自L3等级开始汽车在完成综合辅助功能的同时还需具备环境感知能力.
目前,海外已有部分车企能够实现接近3的智能驾驶方案,但国产品牌仍停留在L1至L2之间,距离自动驾驶仍有很大升级空间.
环境感知包括视觉感知和雷达感知两个方面,其中视觉感知主要通过车载摄像头捕捉画面识别信息.
随着驾驶智能化程度不断提升,其对于车载摄像头的需求也逐步从后视向侧视、环视、前视、内视多个方位拓展,用于捕捉外部环境中的车辆、行人、车道线、路标等信息,以及识别车内驾驶员状态.
由于后视摄像头多用于倒车环境监测,其画面覆盖范围小且工作时间短,而侧视、环视、前视、内视等镜头需要提供稳定的拍摄内容、排除外界干扰并保持长期工作,因此非后视摄像头对于镜头的质量、性能等都相对于普通摄像头有更高的要求.
图表64:智能驾驶等级进阶功能需求演进图资料来源:Elecfans,新智元,华泰证券研究所图表65:车载摄像头分类及应用安装部位摄像头类型实现功能功能描述前视单目/双目FCW、LDW、TSR、PCW安装在前挡风玻璃上,视角45°左右,双目拥有更好的测距功能,但成本较单目贵50%环视广角全景泊车广角摄像托,在车四周装配四个摄像头进行图像拼接已实现全景,加入算法可实现道路感知后视广角倒车影像安装在后尾箱上,实现泊车辅助侧视普通视角盲点监测安装在后视镜下方部位内置广角疲劳提醒安装在车内后视镜处监测司机状态资料来源:艾微视图像,华泰证券研究所2023年全球单车镜头数将达3颗,高规格车载镜头渗透空间更大通常,一套完整的ADAS系统需包括6个摄像头(1个前视,1个后视,4个环视),而高端智能汽车的摄像头个数可达到8个.
例如,根据电子发烧友网,特斯拉Autopilot搭载了3个前视,2个侧视和3个后视用于视觉感知.
随着汽车智能化程度不断提升,根据Yole数据,2023年全球平均每辆汽车搭载将从2018年的1.
7颗增加至3颗,但距离完整ADAS系统所需的摄像头个数仍有差距.
据高工智能产业研究院预测,2020年我国后视摄像头(1颗)渗透率为50%,前视摄像头(1颗)渗透率为30%,侧视摄像头(2颗)渗透率为20%,内置摄像头(1颗)渗透率仅有6%.
从不同类型车载摄像头渗透率来看,我国智能驾驶车载摄像头市场,尤其是高规格车载镜头仍有很大发展空间.
行业研究/深度研究|2020年02月05日谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准24图表66:2023年平均每辆汽车搭载摄像头数量将提升至3个图表67:2020年中国车载摄像头渗透率按位置分布资料来源:Yole,华泰证券研究所资料来源:高工智能产业研究院,华泰证券研究所尽管全球汽车需求疲弱,但随着汽车智能化推动单车车载摄像头数量提升,TSR预计全球车载摄像头总出货量将由2018年的1.
09亿颗增加至2021年的1.
43亿颗,对应2019-2021年CAGR为6.
9%.
舜宇光学作为全球车载市场龙头企业,2018年车载镜头出货3395万颗,占全球车载摄像头总出货的37%;2019年舜宇车载摄像头同比增长25%至5010万颗,创历史新高,表明终端车载摄像头需求仍在不断增长.
图表68:2021年全球车载摄像头总出货将达到1.
43亿颗图表69:11M19舜宇光学车载摄像头出货519万颗创新高资料来源:TSR《2017年镜头市场调研报告》,华泰证券研究所资料来源:舜宇光学公告,华泰证券研究所考虑到车载摄像头,尤其是侧视、环视、前视、内视等镜头对性能要求较高因而对质量要求更高,据AlliedMarketResearch数据,2017年全球车载摄像头市场规模约114亿美元,2025年将有望达到241亿美元,对应2018-2025年复合增长率为9.
7%.
中国作为智能驾驶发展尚在初期的地区,根据QYResearch预测,2023年中国汽车驾驶辅助系统(ADAS)市场规模将超过1200亿元,对应2018-2023年复合增速为37%,其中前装市场规模约为950亿元,后装市场规模约为250亿元.
图表70:2025年全球车载摄像头市场规模将达到241亿美元图表71:2023年中国ADAS市场规模将超过1200亿元资料来源:AlliedMarketResearch,华泰证券研究所资料来源:QYResearch,华泰证券研究所0.
00.
51.
01.
52.
02.
53.
03.
52016201720182019E2020E2021E2022E2023E单辆汽车搭载摄像头数量(个)0%10%20%30%40%50%60%后视摄像头(1颗)前视摄像头(1颗)侧视摄像头(2颗)内置摄像头(1颗)中国车载摄像头渗透率0%5%10%15%20%25%30%0501001502002015201620172018E2019E2020E2021E全球车载摄像头出货量(百万颗)同比增速(右轴)0%20%40%60%80%100%0123456Jan-18Mar-18May-18Jul-18Sep-18Nov-18Jan-19Mar-19May-19Jul-19Sep-19Nov-19舜宇光学车载摄像头出货(百万颗)同比增速(右轴)050100150200250300201720182019E2020E2021E2022E2023E2024E2025E全球车载摄像头市场规模(亿美元)0%10%20%30%40%50%02004006008001,0001,2001,4002013201420152016201720182019E2020E2021E2022E2023E中国ADAS市场规模(亿元)同比增速(右轴)行业研究/深度研究|2020年02月05日谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准255G大幕拉开,VR/AR实景交互打开光学新场景从2G到4G,人类基于移动终端信息交互媒介经历了文字、语言、图片、视频的演进,而随着5G时代到来,我们认为信息传递纵深有望继续拓展,而基于VR/AR的实景交互或代表通信产业新的发展方向.
根据《5G经济社会影响白皮书》,从1G到2G移动通信技术完成了从模拟到数字的转变;从2G到3G,数据传输能力得到显著提升,峰值速率可达2Mbps至数十Mbps;从3G到4G,峰值速率进一步提升到100Mps至1Gbps,预计5G将提供峰值10Gbps以上带宽、毫秒级时延和超高密度连接,有效支持虚拟显示、物联网、车联网等应用要求.
在5G网络环境解决3D内容实时传输以及因时延所产生眩晕问题的情况下,我们认为VR/AR光学产业也由此进入了全新的发展阶段.
图表72:4G/5G技术指标对比4G参考值5G目标值提升倍数峰值速率(bps)1G20G20倍用户感知速率(bps)10M0.
1~1G10-100倍时延(ms)1010.
1倍移动速度(km/h)40度高LBS全息反射薄膜~10mm适中50%小~15度高资料来源:珑璟光电、微软、NorthFocal、MagicLeap等公司官网,华泰证券研究所2012年GoogleGlass发布之时,受产品用户视野受限、定价过高且定位不明确等影响,并未取得用户认可.
而根据公司官网资料,微软在2015年1月所发布的Hololens1采用了光波导技术实现30度FOV,2019年2月发布的Hololens2进一步将FOV提升至52度,并搭载4颗800万像素提供2K分辨率显示器,进一步优化用户体验.
随着采用光波导技术的HoloLens1、2以及MagicLeapOne产品问世,光波导逐渐被视为满足AR眼镜成像需求的主流解决方案,这主要是因为光波导能够实现光的全反射,即光机完成成像后,将光耦合进入波导的玻璃基底,通过"全反射"原理将光传输到眼镜前方,再释放出来.
光波导的"全反射"在保证成像清晰、图像对比度高的基础上,还能为用户提高较大的FOV.
光波导在技术原理上满足了AR眼镜的成像需求,但其生产工艺复杂且良率低所造成的高成本,又成为众多厂商选择光波导生产AR眼镜的阻碍.
随着AR逐渐兴起,全球多家厂商纷纷布局光波导领域的技术研发,包括初创企业灵犀微光、珑璟光电、MagicLeap和DigiLens等,以及传统光学巨头Sony、肖特等.
2019年6月,Vivo公布首款AR眼镜产品,作为5G手机屏幕扩展的附属产品,镜片内配置两块独立光波导显示屏.
2019年12月,OPPO发布首款AR眼镜,采用衍射光波导技术,并计划于1Q20发布商用版.
在C端AR眼镜新品陆续推出之际,我们认为,随着AR行业发展推动终端技术进步,光波导镜片成本将逐步下降,推动AR眼镜向C端加速渗透.
2184218314125402004006008001,0001,2001,4001k2k3k4k8k码率(Mbps)行业研究/深度研究|2020年02月05日谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准27图表77:HoloLens1&2与GoogleGlass规格对比HoloLens2HoloLens1GoogleGlass发布时间2019年2月25日2015年1月22日2012年4月5日FOV(度)523015摄像头数量431摄像头像素800万200万500万分辨率2kHD720p芯片高通骁龙850IntelAtomx5-Z8100pOMAP4430储存空间64G64G16G价格($)350030001500光学显示系统光波导光波导微型反射投影资料来源:微软及谷歌公司官网,华泰证券研究所图表78:光波导原理示意图图表79:2016-18年国内AR眼镜价格及光学系统资料来源:elecfans,华泰证券研究所资料来源:雷锋网,影创科技、亮风台等官网,华泰证券研究所万物互联时代,3D感知将重构VR/AR实景交互想象空间随着5G商用启动、VR/AR硬件设备性能优化,消费者在VR/AR实景交互中的体验有所优化,对VR/AR的应用也重燃热情.
除了视觉感受优化外,VR/AR的定位追踪也成为实景交互的重要渠道,目前常见的定位追踪是通过外接3DOF或6DOF配件实现实景交互.
DOF即自由度,指物体在空间移动的不同方式,可分为平移和旋转两类;其中平移包括前后、上下、左右三类,旋转包括纵摇、横摇和垂摇三类.
通常,3DOF能够感知头部上下、左右、前后回转三类动作,但无法捕捉移动过程中的VR设备,早期OculusGo、GoogleGlass均属于3DOF方案;6DOF能够捕捉设备在空间中不同方向不同类型的自由移动,在3DOF基础上能够增加捕捉用户身体上下、前后、左右的移动信息,2018年推出的HTCViveWaveVR一体机、MagicLeapOneAR眼镜、以及2019年推出的华为VRGlass均配备了可实现6DOF的配件.
图表80:6DOF可同时捕捉头部动作及身体动作图表81:华为VRGlass外接6DOF手柄套件升级交互体验资料来源:网展资讯,华泰证券研究所资料来源:华为官网,华泰证券研究所行业研究/深度研究|2020年02月05日谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准28外接DOF配件可以支持用户在虚拟/增强现实场景下进行实景交互,但随着生物识别应用兴起,我们认为搭载3D感知方案的终端设备如手机、电视等也可用于构建VR/AR场景,并通过与VR/AR设备定位追踪等功能结合,进一步丰富并优化VR/AR实景交互体验.
2016年,任天堂推出手机端AR游戏《PokémonGo》,用户通过手机后置镜头拍摄现实场景并根据游戏设定捕捉手机拍摄画面中的宠物精灵.
然而,PokémonGo推出之时手机端并无3D模组搭载,我们认为如果采用搭载3D感知模组的手机运行AR游戏,其对现实场景的捕捉将更加细腻,由此也将带来更好的用户体验.
2019年12月,OPPO在未来科技大会上公布了首款一体式AR眼镜,采用衍射光波导光学模组实现40°FOV,单眼720p分辨率,搭载高清RGB相机用于完成手势交互的同时,还配备了ToF模组用于测距和三维建模.
根据青亭网使用体验,OPPOAR眼镜可支持单手握拳竖大拇指(确认)、挥手、滑动、双手缩放以及手势交互与追踪等,整体操作流畅稳定.
尽管目前尚无3D感知叠加VR设备的成熟方案,但随着3D感知及VR生态成熟,我们认为可在现有VR+6DOF配件基础上增加TOF方案用于识别真实场景,并通过将真实场景的三维模型与虚拟场景相结合,打造更为生动的VR体验.
此外,我们认为3D感知模组的应用还能够通过实现同一真实空间多人互动VR游戏体验,进一步升华VR社交属性.
图表82:AR游戏PokemonGo图表83:多人VR游戏资料来源:天极网,华泰证券研究所资料来源:雷锋网,中关村在线,华泰证券研究所进入5G时代,随着VR/AR数据运算与存储转入云端,VR/AR将不断向着性能升级、外形轻便化方向发展.
在硬件技术设备不断优化以及高速网络环境的支持下,VR/AR娱乐游戏体验将进一步优化,应用场景也将不断向医疗、家装、工业、智能办公等领域拓展,由此带动VR/AR产业生态不断成熟.
与此同时,基于3D感知方案引入也将进一步升华VR/AR用户实景交互体验和社交属性.
我们认为VR/AR有望成为下一代继TWS、智能手表之后在终端渗透的主流可穿戴设备.
IDC预计2023年全球VR/AR出货量将达到6728万台,对应2019-2023年复合增速为71%;中国信通院预测2022年全球VR/AR市场规模将达到4750亿元,对应2019-2022年复合增速为61%.
图表84:全球VR/AR头显出货量图表85:全球VR/AR市场规模资料来源:IDC,华泰证券研究所资料来源:中国信通院,华泰证券研究所-40%-20%0%20%40%60%80%100%120%01,0002,0003,0004,0005,0006,0007,0008,000201720182019E2020E2021E2022E2023EVR/AR头显出货量(万台)同比增速(%)0%20%40%60%80%100%120%140%01,0002,0003,0004,0005,000201720182019E2020E2021E2022E全球VR/AR市场规模(亿元)同比增速(右轴)行业研究/深度研究|2020年02月05日谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准29推荐及建议关注标的一览水晶光电(002273.
SZ)水晶成立于2002年,居全球红外滤光片市场龙头地位,是全球仅次于VIAVA的大型具备窄带滤光片供应商.
同时,水晶积极布局潜望式摄像头棱镜、晶圆级光学元件,并围绕镜头减薄、光学面板、3D成像智能家居端应用等与客户展开合作.
此外,根据公司年报及中报,水晶通过投资全球阵列光波导激素龙头企业Lumus、与全球著名玻璃供应商肖特成立合资公司提供成像晶圆材料.
根据青亭网讯,2019年12月18日,AR全息波导显示技术领军企业Digilenns宣布与水晶合作,联合拓展中国市场,把握AR产业发展机遇.
歌尔股份(002241.
SZ)歌尔成立于2001年,主要从事声光电精密零组件、声学智能整机、智能硬件等设备的研发、制造和销售.
根据公司官网及年报资料,公司于2010年建立光电产业园,16年起独家代工索尼PSVR及Oculus.
除提供VR/AR声学方案外,歌尔还掌握了前沿的VR/AR领域光学技术解决方案,提供VR产品主流的菲涅尔透镜,并与全球领先的衍射光波导元件企业WaveOptics签订了独家代工协议.
汇顶科技(603160.
SH)汇顶成立于2002年,主要从事移动智能终端人机交互及生物识别领域的芯片设计、软件开发及整体解决方案.
根据19年中报,公司作为全球指纹识别芯片龙头企业,自18年推出屏下光学指纹芯片以来,受益于光学屏下指纹的快速推广,1H19营业收入同比增长108%至28.
9亿元,其中86%来自指纹识别芯片.
光学屏下指纹解决方案广泛商用于华为、OPPO、Vivo、小米、一加、魅族、联想等主流品牌,并已拓展至平板、笔记本电脑、IoT等领域.
韦尔股份(603501.
SH)韦尔成立于2007年,主要从事半导体分立器件、电源管理IC等产品的研发以及被动件、结构器件、分立器件等半导体产品分销.
根据公司2019年中报,2019年7月30日,公司已成对北京豪威100%股权收购,而北京豪威主要经营实体为美国豪威,即全球第三大CIS厂商.
在手机摄像头多摄渗透率提升、主摄像素提升、智能驾驶兴起、以及生物识别多场景应用驱动下,CIS作为镜头重要的元件将成为核心受益环节.
根据IT之家2019年6月17日消息,豪威已推出首款0.
8um48MPCIS,可达到1/2''光学尺寸分辨率,4Q19量产.
欧菲光(002456.
SZ)欧菲光成立于2001年,是全球手机摄像头模组市场高端双摄、三摄模组主力供应商,且具备光学式和超声波式屏下指纹识别模组批量出货能力,是各品牌机型屏下指纹识别模组的主力供应商.
根据公司2019年中报,在多摄升级、渗透率提升以及屏下指纹在终端应用推广驱动下,1H19年公司摄像头模组收入同比增长40%至143亿元,出货量同比增长23%至2.
9亿颗;生物识别产品收入同比增长40%至1.
36亿颗,收入同比增长100%至39.
4亿元.
联创电子(002036.
SZ)联创成立于1998年,主要从事手机、平板电脑、智能驾驶、智能家居、VR/AR等领域光学镜头、摄像头模组等产品的研发生产及销售.
根据1H19中报,公司主要向华勤、闻泰、龙勤等国内ODM提供手机镜头和模组,研发的结构光激光准直镜头已量产出货,屏下光学指纹镜头也获得国际知名手机品牌客户认可.
此外,公司已有十多款车载镜头获国际知名汽车电子厂商Valeo、Magna认可并量产出货,且Tesla车载镜头也在稳定量产出货中.
行业研究/深度研究|2020年02月05日谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准30图表86:光学产业链标的估值Wind一致预期(截至2020年2月5日)PEEPS(元)公司收盘价(人民币元)总市值(人民币亿元)2018A2019E2020E2018A2019E2020E002273.
sz水晶光电14.
70169.
915.
935.
027.
80.
550.
420.
53002241.
sz歌尔股份21.
75705.
815.
255.
337.
70.
270.
390.
58603160.
sh汇顶科技329.
431,501.
356.
665.
553.
51.
625.
036.
16603501.
sh韦尔股份190.
471,645.
035.
1280.
987.
80.
330.
682.
17002456.
sz欧菲光15.
88430.
812.
784.
625.
9-0.
190.
190.
61002036.
sz联创电子16.
94121.
213.
137.
726.
20.
440.
450.
65平均数---24.
893.
243.
10.
501.
191.
78资料来源:Wind,华泰证券研究所风险提示5G换机、多摄渗透率不及预期.
随着智能手机市场渗透率趋于饱和,全球智能手机出货量自4Q17年同比下滑.
在5G换机需求驱动下,3Q19全球智能手机重现正增长.
与此同时,拍照功能升级作为智能手机重要卖点,其多摄升级、以及从高端旗舰机型向中低端机型渗透趋势仍在升级.
但考虑到经济疲弱、5G网络覆盖尚未完成、智能手机拍照功能升级用户边际感受递减等因素,终端仍然面临5G换机不及预期,多摄渗透率提升不及预期的风险,届时将削弱光学产业链公司的增长弹性.
市场竞争加剧产业链利润承压.
消费电子产业链以技术创新为增长主要驱动力,但在技术迭代过程中,成熟技术应用将继续从高端机型向中低端机型渗透.
在此过程中,产业链公司将面临来自同业公司在市场份额竞争中所带来的价格压力,届时将削弱公司的盈利能力.
行业研究/深度研究|2020年02月05日谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准31免责申明本报告仅供华泰证券股份有限公司(以下简称"本公司")客户使用.
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com刘叶执业证书编号:S0570519060003研究员021-38476703liuye@htsc.
com1《电子元器件:远程会议/远程诊疗在疫情中成为热点》2020.
022《兆易创新(603986SH,买入):NorFlash景气攀升,TWS强化成长》2020.
013《乐心医疗(300562SZ,买入):可穿戴+云服务,全面布局健康IoT》2020.
01资料来源:Wind多功能叠加多场景,光学赛道优且长光学产业链研究报告光学创新叠加场景拓展双轮驱动,光学产业链赛道优且长移动互联网时代,电子设备信息输入及输出对光学应用的依赖度不断提升.
我们认为光学创新叠加应用场景拓展将为光学产业链注入持续增长动能,主因1)高清+广角+长焦+3D多摄方案将成主流,渗透率持续提升;2)生物识别从手机向多终端渗透;3)智能驾驶兴起,全方位、高规格车载镜头需求增加;4)5G时代VR/AR实景交互升级打造光学新场景.
我们看好技术储备和创新能力突出的上游光学元件供应商、镜头及模组厂商,推荐水晶光电、歌尔股份,建议关注汇顶科技、韦尔股份、欧菲光、联创电子.
高清、广角、长焦、3D多摄方案持续渗透,光学产业链需求全线放量从2000年夏普推出首款拍照手机至今,消费者对移动互联网时代照片实时分享、短视频、直播等依赖使得光学已成为智能手机厂商的重要创新方向.
随着手机镜头模组不断从单摄向高清、广角、长焦、3D的多摄方案升级,Counterpoint预计2021年全球三摄及以上机型渗透率将从2019年的15%提升至50%,我们测算这将新增至少14.
4亿颗摄像头需求(基于2019年全球智能手机13.
7亿部出货),较2018年的41.
5亿颗增加35%,由此带动镜头模组及上游光学元件需求全线放量.
此外,玻塑混合镜头、潜望式摄像头(微型棱镜)等光学创新也将成为手机光学产业链重点关注方向.
手机端生物识别应用兴起,3D感知应用场景拓展带来全新增量随着全面屏推广,屏下光学指纹成为安卓系替代传统指纹解锁的主流方案.
CINNOResearch预计2024年全球支持屏下指纹解锁的手机出货量将达到12.
6亿部,对应19-24年CAGR为89%.
苹果发布支持面部识别的iPhoneX开启生物识别新潮流,用于面部解锁、支付的前置结构光方案和用于增强拍摄效果、支持体感游戏的后置ToF方案也逐渐在华为、OPPO等旗舰机型中应用.
随着手机端3D感知渗透率提升,应用场景向NB/Pad、工控、安防、医疗等领域拓展,3D模组以及上游Vcsel激光器、WLO准直镜头、窄带滤光片、DOE、Diffuser将成为光学产业链全新增量.
智能驾驶、VR/AR接棒光学应用新场景,5G时代大有可为智能驾驶兴起,单车车载镜头从后视向侧视、前视、环视、内视等高规格品类拓展,Yole预计2023年全球单车平均车载镜头数量将从18年的1.
7颗增加至3颗.
随着5G大幕拉开,VR/AR产业生态在硬件技术设备优化、高速网络环境支持、以及应用场景拓展推动下逐步成熟,基于3D感知的实景交互将进一步提升VR/AR用户体验、升华社交属性.
我们认为VR/AR有望成为5G时代继TWS、智能手表之后的主流可穿戴设备,与此相关的菲涅尔透镜、光波导以及3D感知也将成为5G时代光学产业链的新天地.
核心标的水晶光电(光学元件)、歌尔股份(光学元件)、汇顶科技(指纹识别)、韦尔股份(CIS)、欧菲光(镜头及模组)、联创电子(镜头及模组).
风险提示:5G换机、多摄渗透率不及预期;市场竞争加剧产业链利润承压.
02142638419/0219/0419/0619/0819/1019/12(%)电子元器件沪深300一年内行业走势图相关研究行业评级:行业研究/深度研究|2020年02月05日谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准2正文目录核心观点概述3高清、超大广角、高倍变焦的多摄已成手机光学升级首选4高清仍为手机拍照第一要素,前置后置像素升级同步进行.
5主流品牌在售手机主摄像素超过40MP,升级趋势仍在继续.
5图像传感器为镜头模组关键元件,像素升级推动CMOS迭代升级6高像素时代多片式镜头为主流,2018年中国6P主摄镜头渗透率为64.
3%.
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7多摄时代镜头升级多元化发展,手机替代单反成为可能9大光圈、广角、变焦兴起,对镜头厂商设计能力提出较高要求.
9潜望式镜头解决多倍变焦与机身厚度矛盾,华为P30Pro及OPPOReno机型均已搭载.
10AI算法加盟,打造"逆光也清晰"、"照亮你的美"弥补硬件缺憾10多摄渗透率提升全面推动光学产业链增长,安卓系增长更胜一筹.
11多摄模组组装难度提升,技术优势及创新能力成制胜关键.
11安卓系市占率提升且多摄升级节奏快,供应链高端多摄模组厂出货创新高.
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12多摄渗透率提升驱动下,镜头及上游元件需求全面放量14生物识别潮流兴起,应用场景拓展带来全新机遇.
16全面屏普及催生全新手机解锁方案,屏下光学指纹与人脸识别同步发展.
162017年VIVO首发光学屏下指纹解锁方案,低成本或加速终端渗透16苹果首推3D面部识别方案,开启手机生物识别新潮流18生物识别拓展产业链新机遇,3D感知带来全新需求.
193D人脸识别更精准捕捉生物信息,生物识别场景不断丰富.
193D感知兴起为产业链带来全新增量,模组及上游元件需求同步提升21智能驾驶兴起,"全方位+高标准"车载摄像头市场方兴未艾23驾驶智能化提升,车载镜头从后视向侧视、环视、前视、内视多方位拓展232023年全球单车镜头数将达3颗,高规格车载镜头渗透空间更大.
235G大幕拉开,VR/AR实景交互打开光学新场景25VR发展进入新阶段,菲涅尔透镜打造广FOV轻型VR.
25光学系统为AR成像关键,光波导技术进步将推动AR向C端普及26万物互联时代,3D感知将重构VR/AR实景交互想象空间27推荐及建议关注标的一览.
29水晶光电(002273.
SZ)29歌尔股份(002241.
SZ)29汇顶科技(603160.
SH)29韦尔股份(603501.
SH)29欧菲光(002456.
SZ)29联创电子(002036.
SZ)29风险提示.
30行业研究/深度研究|2020年02月05日谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准3核心观点概述从2000年夏普推出全球首款搭载后置11万像素摄像头的拍照手机J-SH04开始,到如今移动互联网时代照片实时分享、短视频、直播等应用兴起,光学应用在智能手机中扮演着越发重要的角色,成为消费者选择手机的重要参考指标.
"柔光双摄,照亮你的美"、"逆光也清晰"等围绕光学成像的标语成为手机品牌的重要卖点,光学升级也因此成为智能手机厂商重点关注的创新领域.
在手机相机升级替代单反的过程中,像素升级是消费者及手机厂商关注的首要参数.
如今,主流品牌在售手机包括华为Mate30系列、OPPOReno10x等机型主摄像素超过40MP,且升级趋势仍在继续,19年11月5日小米发布的CC9Pro后置主摄像素高达1亿.
像素的升级直接推动了图像传感器由CCD向CMOS升级迭代,同时多片式镜头也已成为主流.
根据华经产业研究院数据,2018年中国智能手机出货中有35.
6%主摄像头为五片式5P镜头,64.
3%主摄像头为六片式6P镜头,而小米最新发布的CC9Pro后置主摄则采用了7P镜头(尊享版8P镜头).
为了进一步丰富智能手机拍照功能、完善其对单反替代的使命,大光圈、广角、变焦等方案兴起,同时具备高清、广角、变焦、大光圈等镜头的多摄模组成为各品牌旗舰机的标配方案.
尽管全球智能手机渗透率趋于饱和、用户换机周期拉长,但多摄模组升级以及多摄渗透率提升趋势仍在继续.
我们以2019年全球13.
7亿部智能手机出货为基数,测算2019-2021年全球三摄及以上机型渗透率从15%提升至50%将带来14.
4亿颗新增摄像头需求(2018年全球出货41.
5亿颗),加之多摄模组镜头持续向高清、广角、变焦等方向升级,手机光学产业链将迎来量价齐升的增长机遇,包括上游光学元件(CIS、马达等)、镜头及模组在内的厂商将全线受益.
除拍照功能升级外,全面屏时代屏下光学指纹和3D面部识别解锁先后在安卓系和苹果机型中应用,生物识别潮流由此兴起,为手机光学产业链注入新的增长动力.
与此同时,OPPO、华为等手机品牌也开始在后置模组中搭载TOF镜头,用于增强拍摄效果,并不断向3D体感游戏、3D试装、AR游戏、全息影像交互等应用延伸.
同时,随着手机端3D感知渗透率提升,应用场景向汽车(智能驾驶)、VR/AR(3D实景交互)、工业控制(工业流程虚拟3D可视化)、安防(3D人脸识别与检测)、医疗(VR虚拟教学、案例模拟)、家装(设计方案3D可视化)等领域拓展,3D模组以及上游Vcsel激光器、WLO准直镜头、窄带滤光片、DOE、Diffuser将成为光学产业链全新增量.
随着5G商用启动、"电子+"时代来临,非电子产品的电子化、简单电子产品的智能化成为物联网时代移动终端的发展方向.
汽车作为现代最为重要的交通工具,驾驶智能化的需求不断提升,车载镜头开始从后视向侧视、前视、环视、内视等高规格品类拓展,Yole预计2023年全球单车平均车载镜头数量将从18年的1.
7颗增加至3颗.
另一方面,随着5G大幕拉开,VR/AR产业生态在硬件技术设备优化、高速网络环境支持、以及应用场景拓展推动下逐步成熟,基于3D感知的实景交互将进一步提升VR/AR用户体验、升华社交属性.
我们认为VR/AR有望成为5G时代继TWS、智能手表之后的主流可穿戴设备,与此相关的菲涅尔透镜、光波导以及3D感知也将成为5G时代光学产业链的新天地.
考虑到移动互联网时代电子设备信息输入及输出对光学应用的依赖度不断提升,我们认为以手机光学产业链为基础的光学创新,叠加以汽车、VR/AR、工控、安防、医疗等多场景应用拓展的双轮驱动,将为光学产业链带来持续的量价齐升增长机遇,而具备技术优势及创新能力的企业将成为优长光学赛道中的主要赢家,推荐水晶光电(光学元件)、歌尔股份(光学元件),建议关注汇顶科技(指纹识别)、韦尔股份(CIS)、欧菲光(镜头及模组)、联创电子(镜头及模组).
行业研究/深度研究|2020年02月05日谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准4高清、超大广角、高倍变焦的多摄已成手机光学升级首选光学升级成为智能手机厂商重点关注的创新领域.
从2000年夏普推出全球首款搭载后置11万像素摄像头的拍照手机J-SH04开始,到2007年三星推出全球首款后置双摄镜头手机SCH-B710,2012年OPPO推出全球首款具备美颜拍照功能的U701,手机逐步成为相机、单反的替代品.
移动互联网时代,照片实时分享、短视频、直播等应用兴起使得消费者对手机拍照性能的要求进一步提升,光学升级也由此成为智能手机厂商重点关注的创新领域.
2019年,OPPO推出可实现10倍光学变焦的Reno、华为推出搭载徕卡四摄的Mate30Pro、小米推出后置五摄且主摄像素高达108MP的CC9等,我们看到智能手机光学创新已从单一的像素升级向多元化多摄方案升级.
根据DxoMark对智能手机拍照性能测评结果,2019年推出的拍照性能前十名智能手机前置像素均已超过10MP,后置个数均超过3个,国产品牌主摄像素超过40MP.
随着手机光学升级继续,我们认为"广角+超广角+长焦"三摄或"广角+超广角+微距+景深"四摄已成为智能手机多摄的主流方案,而主摄像素升级、辐摄功能多元化、多摄模组升级、以及光学创新不断从高端机型向中低端机型渗透都将为光学产业链带来持续的增量.
图表1:智能手机光学升级演进图资料来源:中光村在线,科学技术宅,华为官网,华泰证券研究所图表2:2019智能手机拍照功能DxoMark测评结果前十名参数对比分数品牌型号前置像素后置摄像头个数后置模组参数121华为Mate30Pro32MP440MP超广角主摄+40MP超广角+8MP长焦+TOF深感摄像头121小米MiCC9Pro32MP5108MP超高清主摄+12MP长焦镜头+20MP超广角+12MP人像镜头+8MP超长焦镜头117苹果iPhone11ProMax12MP312MP广角主摄+12MP长焦镜头+12MP超广角镜头117三星GalaxyNote10+5G10MP412MP广角主摄+12MP长焦镜头+16MP超广角镜头+3D景深摄像头117三星GalaxyNote10+10MP4同上116华为P30Pro32MP440MP超感光主摄+20MP超广角镜头+8MP长焦镜头+TOF镜头,10倍混合变焦116OPPOReno10xZoom16MP348MP主摄+8MP超广角主摄+13MP,5倍光学变焦116三星GalaxyS105G10MP+8MP412MP主摄+16MP超广角镜头+12MP长焦镜头景深摄像头114一加7Pro16MP348MP主摄+16MP超广角镜头+8MP长焦镜头113荣耀20Pro32MP448MP主摄+16MP超广角镜头+8MP长焦镜头+2MP微距资料来源:DXOMARK,华泰证券研究所行业研究/深度研究|2020年02月05日谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准5高清仍为手机拍照第一要素,前置后置像素升级同步进行主流品牌在售手机主摄像素超过40MP,升级趋势仍在继续像素是数码影像的基本单元,也是影响成像效果真实度的重要参数.
像素越大,照片分辨率就越大,即镜头对于画面的解析能力就越强.
在手机相机升级替代单反的过程中,像素升级便成为消费者及手机厂商关注的重要参数.
华为2013年3月推出的首款Mate手机,前置像素100万(1MP)、后置像素800万(8MP);至2019年9月,华为Mate30Pro已达到前置32MP,后置广角双40MP+长焦8MP+ToF四摄镜头.
根据DxoMark对智能手机拍照性能测评结果,2019年推出的拍照性能前十名智能手机中,除iPhone11ProMax和三星三款Galaxy系列外,其他机型后置主摄像素已超过4000万像素(40MP),前摄像素也普遍超过10MP.
小米推出的CC9Pro后置主摄像素更是达到108MP,前置像素达到32MP.
由此可见,像素升级仍然是手机厂商镜头升级的重要突破方向.
图表3:华为Mate及P系列前置及后置像素升级路径机型推出时间后置像素前置像素华为Mate2013年3月8MP1MP华为P62013年6月8MP5MP华为P72014年5月13MP8MP华为Mate72014年9月13MP5MP华为P82015年4月13MP8MP华为Mate82015年11月16MP8MP华为P92016年4月12MP+12MP8MP华为Mate92016年11月20MP+12MP8MP华为P102017年2月20MP+12MP8MP华为Mate102017年10月20MP+12MP8MP华为P202018年3月20MP+12MP24MP华为Mate202018年10月16MP+12MP+8MP24MP华为P302019年4月40MP+16MP+8MP32MP华为P30Pro2019年4月F32MP华为Mate302019年9月40MP+16MP+8MP24MP华为Mate30Pro2019年9月32MP资料来源:华为官网,华泰证券研究所2017年中高端机型13MP及以上像素渗透率超过51%.
根据Yole及观研天下数据,2017年200美元以上价位的机型均已采用8MP以上的镜头,13MP以上出货占比达到51%,8MP以上出货占比达到78%;而从CMOS图像传感器出货分布来看,5MP及以下的手持设备CMOS图像传感器出货量逐年走低,至2018年已有超过一半的手持设备像素超过13MP,且随着智能手机像素不断升级,Yole预计2019年13MP及以上手持设备CMOS图像传感器出货量将进一步提升.
图表4:不同价位手机摄像头像素分布(2017年)图表5:手持设备CMOS图像传感器出货量按像素分布资料来源:Yole,观研天下,华泰证券研究所资料来源:Yole,观研天下,华泰证券研究所0%20%40%60%80%100%$60020MP5-8MP01020304050602013201420152016201720182019E(亿个)13MP行业研究/深度研究|2020年02月05日谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准6镜头厂商10MP以上镜头出货占比持续提升.
根据舜宇光学半年报披露,1H14公司10MP以上镜头模组出货占模组总出货量比例为13%,1H18最高达到78%,1H19环比小幅回落但同比仍有提升.
根据丘钛科技月度公告数据,丘钛科技自2018年初起镜头模组出货量除季节因素波动外总体呈现持续增长态势,2019年丘钛镜头模组总出货量中10MP以上模组出货占比同比提升10pct至54%.
图表6:1H19舜宇10MP以上镜头模组出货占比达到65%图表7:2019年丘钛10MP以上模组出货占比提升10pct至54%资料来源:舜宇光学半年报,华泰证券研究所资料来源:丘钛科技公告,华泰证券研究所图像传感器为镜头模组关键元件,像素升级推动CMOS迭代升级从镜头成像原理来说,手机摄像头是通过镜头捕捉画面并在图像传感器上产生可移动电荷,然后经由图像传感器将电信号转化为数字信号、DSP对数字信号处理后,在屏幕上呈现图像.
因此,除镜头捕捉画面能力强弱外,图像传感器也是影响摄像成像效果的关键因素.
图表8:手机摄像头成像原理资料来源:手机资讯技术网,华泰证券研究所根据前瞻产业研究院估算,2018年单颗摄像头成本构成中,约52%来自于图像传感器、20%来自于镜头、19%来自于模组封装,仅6%和3%来自于音圈马达和红外滤光片.
目前,图像传感器可分为CCD(电荷耦合器件)传感器和CMOS(互补金属氧化物半导体)传感器(CIS)两大类.
CCD图像传感器是一种用于捕捉图像的感光半导体芯片,其所捕捉到的画面中每个像素的电荷数据会依次传送到下一个像素中,由最底端输出后经传感器边缘放大后输出.
CIS是将图像信息经光电转换后产生电流或电压信号,在CMOS晶体管开关阵列中直接读取,无需逐行读取,因此在灵活性和集成度上显著优于CCD.
图像传感器尺寸是影响感光元件成像效果的关键因素,即传感器尺寸越大,感光面积越大,成像效果越好.
尽管CCD在灵敏度、分辨率和噪音控制等方面表现均好于CIS,但随着CMOS工艺发展以及手机像素升级,CIS低功耗、高集成度的特性使得其能够在实现高像素、大感光面积的同时有效控制成本,因而成为高像素时代手机图像传感器的首选方案.
0%20%40%60%80%100%0501001502002503001H142H141H152H151H162H161H172H171H182H181H19舜宇光学镜头模组出货(百万件)10MP以上占比(右轴)0%10%20%30%40%50%60%70%01020304050Jan-18Mar-18May-18Jul-18Sep-18Nov-18Jan-19Mar-19May-19Jul-19Sep-19Nov-19丘钛科技镜头模组出货(百万件)10MP以上占比(右轴)行业研究/深度研究|2020年02月05日谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准7图表9:摄像头元件拆分图表10:摄像头元件成本构成(2018年)资料来源:Ofweek工控网,华泰证券研究所资料来源:前瞻产业研究院,华泰证券研究所图表11:图像传感器CCD与CMOS性能对比CCDCMOS工作原理电荷信号先传送,后放大,再A/D电荷信号先放大,后A/D,再传送成像质量灵敏度好,分辨率好,噪音小灵敏度低,噪音明显(高感光度下表现好)制造工艺复杂相对简单、成本合格率高制造成本高低耗电量高(驱动电压高)低(高整合度、体积小)处理速度慢快资料来源:智研咨询,华泰证券研究所根据Yole数据,2018年全球CIS市场中索尼独占50%份额,三星和豪威(被韦尔收购)分别以21%和12%市占率位居二三.
为匹配手机像素升级需求,作为全球CIS龙头,索尼于2018年率先推出48MP的CISIMX586,单位像素仅0.
8μm,并且使用了"QuadBayer"4像素同色绿色器阵列,可在夜拍模式下将单个像素调整为1.
6μm,由此优化夜间拍摄效果.
随后,三星和豪威也先后推出了48MP的CMOS图像传感器GM1和O48B.
图表12:2018年全球CMOS图像传感器市场份额图表13:索尼2018年发布CMOS图像传感器IMX586资料来源:Yole,华泰证券研究所资料来源:天极网,华泰证券研究所高像素时代多片式镜头为主流,2018年中国6P主摄镜头渗透率为64.
3%在像素升级的过程中,为了进一步优化成像效果,镜头厂商往往选择多片式镜头,因为增加镜片能够增强镜头汇聚光线的能力从而优化镜头解析力与对比度,同时改善暗态出现眩光的现象.
此外,多镜片还能够实现大光圈、变焦等不同功能.
根据华经产业研究院数据,2018年中国智能手机出货中有35.
6%主摄像头为五片式5P镜头,64.
3%主摄像头为六片式6P镜头,还有0.
1%主摄像头为七片式7P镜头.
镜头20%音圈马达6%红外滤光片3%图像传感器52%模组封装19%索尼50%三星21%豪威12%SK海力士3%安森美6%其他10%行业研究/深度研究|2020年02月05日谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准8图表14:舜宇光学光学六片式(6P)镜头图表15:2018年中国智能手机主摄像头镜片数以六片式为主资料来源:舜宇光学官网,华泰证券研究所资料来源:华经产业研究院,华泰证券研究所镜片数增加导致光线损耗、镜头体积增大,且对光学设计提出更高要求.
小米于19年11月5日发布的CC9Pro采用后置五摄方案,其主摄采用了7P镜头(尊享版8P镜头)实现1亿像素,1/1.
33英寸超大感光元件和f1.
7大光圈.
镜头片数增加直接导致镜头体积增加.
根据驱动中国不同像素镜头体积对比,我们测算108MP像素镜头垂直投影面积约为2.
9cm2,远高于13MP像素镜头垂直投影面积(约0.
7cm2).
尽管像素升级过程中仍需要镜头片数增加以优化成像效果,但我们认为镜片厂商及手机品牌商也需要权衡镜片数量增加以提升像素和多镜片导致的光线损耗、设计难度增加、以及镜头体积轻薄化之间的矛盾.
图表16:1亿像素镜头体积显著高于13MP像素镜头体积资料来源:驱动中国,华泰证券研究所玻塑混合镜头解决镜头性能瓶颈,但量产难度高尚未普及.
目前常见的镜片材质为玻璃和塑料两类,尽管玻璃相比于塑料具有更高的折射率和更好的透光性,但受制于重量、生产良率、成本等因素,玻璃镜头较难在手机领域广泛应用,因此目前常见的手机镜头为多片式塑料镜头,而我们通常所说的6P镜头也多指六片式塑料镜头.
2017年,舜宇实现全球首款玻塑混合镜头量产.
相比之下,玻塑混合镜头能够改善多片式塑料镜头所导致的光线损耗、画面失真等问题,但现阶段其生产成本和量产难度均高于塑料镜片,因此在智能手机领域的应用较为有限.
图表17:不同材质镜片参数对比特点塑料镜片玻璃镜片玻塑混合镜片工艺难度低高居中量产难度高低居中生产成本低高居中热膨胀系数高低居中重量轻重居中透光率89%-92%99%介于两者之间主要下游应用手机高端安防、监控、车载手机、高端安防、监控、车载代表企业大立光、玉晶光、舜宇光学腾龙、富士能、福建福光、舜宇光学、凤凰光学资料来源:GlobalMarketMonitor,华泰证券研究所5P镜头35.
6%6P镜头64.
3%7P镜头0.
1%行业研究/深度研究|2020年02月05日谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准9多摄时代镜头升级多元化发展,手机替代单反成为可能大光圈、广角、变焦兴起,对镜头厂商设计能力提出较高要求2007年,三星发布全球首款后置双摄镜头手机SCH-B710,但直至2016年华为推出首款搭载徕卡双摄镜头模组的P9机型起,智能手机正式开启双摄时代,而2018年华为推出的全球首款后置三摄手机P20Pro,则进一步将智能手机推向多摄时代.
随着后置摄像头数量增加,手机拍照功能也从高清向大光圈、长焦、广角等方向丰富,使得手机替代单反成为可能.
但考虑到大光圈、广角镜头及长焦镜头在成像过程中受光线折射影响易出现畸变现象,镜头厂商在此类镜头的光学设计及调配组装能力也面临较大挑战.
光圈是镜头控制感光元件进光量的装置.
在感光元件大小相同、镜头焦距不变的情况下,镜头通光直径越小(F/通光直径),镜头光圈越大,镜头进光量就越大.
在此情况下,大光圈能够实现背景虚化,同时提升快门速度有效防抖以捕捉动态画面.
为了优化手机拍照功能使其接近单反使用体验,如今大光圈已成为主流品牌旗舰机摄像模组标配.
2019年6月推出的荣耀20Pro主摄光圈达到F/1.
4,成为目前光圈最大的机型.
然而,光圈变大会导致光线在折射过程中色差、色散增加,因此镜头厂商所面临的光学设计难度(校正像差)和装配调试难度(确保同轴组立精确度)也随之增加.
图表18:镜头通光直径越小,进光量越大,成像效果越好资料来源:华强电子网,华泰证券研究所广角镜头可通过较小的焦距实现更大的视角范围,目前主流智能手机品牌旗舰机型已有部分采用了广角镜头(焦距24-35mm,视角范围60-84度)和超大广角镜头(焦距14-20mm,视角范围94-118度).
广角镜头的设计难度在于受镜片折射影响画面边缘会产生畸变,因而需要通过更为精细镜片组合优化光学设计、采用高质量光学玻璃生产镜片,以及通过后期算法对镜片成像效果进行处理.
图表19:标准焦距呈现效果图表20:广角镜头导致两侧画面畸变资料来源:中关村在线,华泰证券研究所资料来源:中关村在线,华泰证券研究所长焦镜头是指焦距85mm的镜头,视角范围小,可用于拍摄距离较远的物体.
相比于数码变焦仅通过扩大固定区域内单个像素点面积拍摄远景,长焦镜头能够在不损失画质的情况下实现远景更为真实的呈现.
例如华为Mate20Pro后置采用了徕卡三摄镜头,包括40MP广角镜头(焦距27mm)、20MP(焦距16mm)超广角镜头和8MP长焦镜头,其变焦模式包括3倍光学变焦、5倍混合变焦和10倍数字变焦.
行业研究/深度研究|2020年02月05日谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准10潜望式镜头解决多倍变焦与机身厚度矛盾,华为P30Pro及OPPOReno机型均已搭载在智能手机不断向着机身轻薄化趋势发展之际,手机长焦镜头变焦倍数增加所带来的模组厚度增加将导致高倍数的变焦模组很难嵌入手机之中;而潜望式摄像头能够在满足变焦需求的基础上,通过将镜头模组与机身平行设计从而避免因变焦镜头带来的机身增厚情况.
OPPO于17年2月发布了其独创的通过内置光学棱镜实现的5倍无损变焦技术.
微型棱镜是手机能够实现高倍数光学变焦的重要配件,目前华为的旗舰款手机P30Pro已搭载潜望式摄像头,OPPO也于19年4月发布了可实现10倍混合光学变焦技术的Reno系列(48MP主摄镜头+8MP超广角镜头+13MP潜望式长焦镜头).
图表21:OPPO潜望式摄像头通过内置微型棱镜实现无损变焦资料来源:OPPO官网,华泰证券研究所AI算法加盟,打造"逆光也清晰"、"照亮你的美"弥补硬件缺憾在智能手机光学升级过程中,除光学元器件本身性能、数量提升之外,后期光学成像效果也成为手机厂商新的突破方向.
随着搭载全球首颗负责AI计算的NPU智能手机处理芯片的华为Mate10、以及搭载引入神经网络引擎的A11芯片的iPhone8/8Plus/X推出,AI拍照成为2018年以来智能手机摄影新风潮.
例如,华为P30Pro已将AI技术应用在夜景拍摄、HDR逆光美艳、背景虚化、场景识别、智能防抖等场景.
图表22:主流手机品牌热销型号中各场景AI算法应用品牌及型号/应用场景低光夜景拍摄HDR逆光美颜算法人像分割背景虚化智能场景识别AIS智能防抖华为P30Pro√(超级夜景)√(AI面部打光)√(AI智能处理)√(AI摄影大师)√苹果iPhone11Pro√(智能夜间模式)√(面部识别提亮)√(A13仿生实时处理)三星GalaxyNote10√(智能自调光圈)√(动态色调映射)√(视频背景虚化)√(AI智能场景识别)GooglePixel4XL√(智能夜视模式)√(AIHDR+处理)√(AI前后景切割)√(智能防动态模糊)VIVONEX3√(超级夜景)√(自拍美颜)√(镜头组合算法优化)资料来源:HUAWEI、Apple、三星、谷歌、VIVO、小米手机官方网站,华泰证券研究所AI算法的引入,首要解决的则是传统智能手机在夜间低光场景下的拍摄限制.
以iPhone11/11Pro为例,手机识别夜景场景后拍摄时可一次性拍摄多张照片,然后运用内置AI算法的相机软件,在其A13仿生芯片的支持下,通过协调多张照片清晰部分进行拼和来修正抖动的画面,然后以算法自动调节整张照片对比度,使得画面中所有元素保持整体色彩平衡,并按照自然真实的视觉色彩对画面进行颜色精调,最后通过AI算法智能处理,消除图片中的噪点,并补充细节,生成清晰的夜拍照片.
谷歌于2017年推出的Pixel2,虽为单摄配置,但通过在摄像头中加入专门用于图像处理协处理器(IPU)及各类传感器,该摄像头能够主动感知空间深度并通过AI算法调整曝光时间,智能处理并最终生成清晰自然的夜景照片.
根据脚本之家讯,谷歌于2019年10月15日最新推出的Pixel4XL,已能够在算法支持下直接拍摄清晰星空银河.
行业研究/深度研究|2020年02月05日谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准11此外,在背景虚化、HDR及逆光拍摄面部提亮处理上,AI技术还解决了传统多摄模组在背景虚化与拍摄主体分割处理不自然、缺乏细节处理的问题.
以华为P30Pro为例,搭载新一代NPU麒麟9905G芯片引入AI分割算法后,后置多摄模组能够在优化背景虚化细节的同时,还能够增强实时视频的背景虚化渲染能力,而前置摄像头则通过采用AIHDR+人像分割算法,使得镜头捕捉画面中的人、景分离,逆光条件下也能最大程度保证拍摄主体尤其是面部明亮自然,背景清晰细腻.
图表23:iPhone11Pro夜景模式启用效果图表24:HUAWEIP30ProAI背景虚化及逆光提亮效果资料来源:AppleiPhone官方网站,华泰证券研究所资料来源:HUAWEI官方网站,华泰证券研究所多摄渗透率提升全面推动光学产业链增长,安卓系增长更胜一筹多摄模组组装难度提升,技术优势及创新能力成制胜关键在双摄问世之前,单颗摄像头模组(CCM)封装技术门槛较低,因此拍照手机盛行便吸引了大量供应商涌入CCM封装行业.
但随着CCM向多摄升级,具备量产能力的模组厂商数量逐渐减少,因为多摄模组对模组精度、组装设备和技术有着更高要求,而模组厂商在进行组装时需要考虑镜头增加对模组体积的影响,以及镜头增加带来的成像系统校准难度增加的问题,组装难度及设备投入也会因此大幅增加.
根据ittbank不完全统计,全球单摄模组供应商超过28个,而双摄模组供应商为10个,三摄模组供应商仅剩3个.
多摄升级及渗透率提升为手机镜头行业带来可观的增量需求,但对模组厂商而言这既是机遇又是挑战.
考虑到技术研发难度提升,模组厂在多摄模组生产初期会因良率爬坡面临较大的利润压力,且随着模组生产进入成熟期,模组厂商又需要面临来自下游客户的价格压力.
在此情况下,保证技术优势与创新能力将成为模组厂商同业竞争的制胜关键.
图表25:摄像头模组供应商一览分类供应商单摄模组欧菲光、舜宇光学、丘钛科技、LG、三星电机、夏普、信利国际、致伸科技、Partron、Cowell、Cammsys、美细耐斯、索尼、光阵光电、意法半导体、合力泰、三赢兴、深圳四季春、惠州桑莱士、深圳金康光电、深圳凯木金、深圳成像通、深圳博立信、深圳科特通、百辰光电、广州大凌实业、深圳亿利威、康隆光电等双摄模组LG、舜宇光学、欧菲光、三星电机、丘钛科技、光宝集团、夏普、致伸科技、信利国际、大凌三摄模组欧菲光、舜宇光学、光宝集团资料来源:ittbank,华泰证券研究所常见的图像传感器封装技术包括芯片尺寸封装CSP、板上芯片封装COB和倒装芯片封装FC三类;其中,CSP多用于低像素(5M以下)传感器,通过SMT产线组装即可完成,COB/FC适用于中高级像素(5M以上)传感器,能够实现较高的图像质量与致密精确性,模组厚度相对较薄,但产线成本也更高.
为满足手机像素升级需求,目前主流品牌摄像头模组供应商如舜宇、欧菲光、丘钛、LG、夏普、索尼等均采用了COB/FC的封装技术.
行业研究/深度研究|2020年02月05日谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准12CIS芯片封装完成后,模组厂需根据设备调节参数移动零部件,将图像传感器与马达、镜头、线路板、镜座等组装起来;但随着像素提升、镜头个数增加,模组零部件间叠加公差加大,难以保证镜头与传感器光轴同心度和垂直度,将导致成像画面周边出现暗角、模糊等现象,因此需要AA(光学主动对准)设备进行主动式调焦.
根据立鼎产业研究院数据,AA设备单价约200-300万元,目前一线模组厂多采用进口设备,国内模组厂如舜宇也在进行自主研发.
AA设备的高成本也成为中小型模组厂涉足多摄模组的资本障碍.
除自主研发AA设备外,舜宇还自主研发了MOB(板上封装)和MOC(芯片上封装)新型封装技术.
MOB/MOC封装可用于大光圈模组封装,能够进一步压缩模组尺寸,更符合全面屏窄边框的设置,并且此类技术能够优化模组结构性能,无需再通过AA工序进行校准.
根据旭日大数据,舜宇所研发的MOB、MOC技术相较于COB技术能够将模组基座面积缩减11.
4%、22.
2%.
根据公司官网信息,欧菲光也于2017年6月自主研发了CMP小型化封装工艺,并于2018年第三季度正式量产.
图表26:CCM主流封装技术对比CSP(芯片尺寸封装)COB(板上芯片封装)FC(倒装芯片封装)封装特点封装尺寸和芯片核心尺寸基本相同,由玻璃覆盖,分为灌胶类、荧光粉膜类等裸片封装,需要无尘环境,可将感光芯片、ISP及软板整合在一起通过将传感器倒贴在电路板上,然后盖上镜头进行封装模组厚度厚相对较薄较COB薄约1毫米致密精确性低高高图像质量相对低相对高相对高产品良率高于96%约96%约96%生产线成本相对低,仅需SMT生产线相对高,约1000万元较COB高约30%-50%应用厂商中小模组厂商舜宇、欧菲光、丘钛等欧菲光、索尼、LG、夏普、高伟电子资料来源:立鼎产业研究院,华泰证券研究所安卓系市占率提升且多摄升级节奏快,供应链高端多摄模组厂出货创新高作为全球首家发布后置徕卡双摄机型的品牌,华为在双摄机型的普及速度上显著领先其他厂商.
根据旭日大数据,2017年华为双摄渗透率已达到52.
7%,Vivo、苹果、OPPO、小米双摄渗透率也已经达到41.
9%、35.
0%、22.
6%、16.
8%.
随着各品牌多摄渗透率进一步提升,根据中国信通院数据,2018年中国在售手机中后置双摄机型占比已达到64%,前置双摄渗透率也已达到7%.
根据前瞻产业研究院数据,2018年全球平均每部手机搭载摄像头个数已达到2.
84个.
图表27:2017年华为手机双摄渗透率已达到52.
7%图表28:2018年全球平均每部手机摄像头已达2.
84颗资料来源:旭日大数据,华泰证券研究所资料来源:前瞻产业研究院,华泰证券研究所根据Yole数据,2018年全球CCM市场规模为271亿美元,预计2024年将达到457亿美元,对应2019-2024年复合增速为9.
1%.
从市场份额来看,2018年LG与三星在全球CCM市场市占率均达到12%,并列市场龙头;夏普市占率11%位居第二;国内模组厂商欧菲光和舜宇则均以9%市占率并列第三;丘钛科技与Liteon均以4%市占率位列第四.
0%10%20%30%40%50%60%华为Vivo苹果OPPO小米LG三星2017年品牌手机双摄渗透率2.
02.
22.
42.
62.
83.
020142015201620172018平均每部手机摄像头颗数(个)行业研究/深度研究|2020年02月05日谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准13根据旭日大数据,2017年欧菲光前三大客户华为/小米/OPPO分别贡献公司当年CCM出货量的35%/19%/8%;舜宇光学前四大客户华为/OPPO/Vivo/小米分别贡献公司当年CCM出货量的28%/25%/17%/11%;丘钛科技前四大客户Vivo/OPPO/联想/小米分别贡献公司当年CCM出货量的28%/21%/16%/13%.
图表29:以HOVM为主的安卓系手机市占率不断提升图表30:2018年全球摄像头模组厂市场份额资料来源:IDC,华泰证券研究所资料来源:Yole,华泰证券研究所图表31:中国前三大摄像头模组厂商CCM客户结构(2017)图表32:中国前三大摄像头模组厂商CCM出货量资料来源:旭日大数据,华泰证券研究所资料来源:欧菲年报,舜宇年报,丘钛年报,华泰证券研究所2019年CCM出货高增长态势延续.
受益于安卓系国产品牌市占率提升及多摄模组渗透率提升,根据各公司年报,2018年中国前三大模组厂商欧菲光、舜宇、丘钛CCM出货量分别同比增加14%、30%、53%至5.
5亿件、4.
2亿件、2.
6亿件.
根据公司月度公告,2019年舜宇、丘钛CCM出货量分别同比增长28%、54%至5.
4亿件、4.
1亿件.
图表33:舜宇CCM月度出货图表34:丘钛CCM月度出货资料来源:舜宇公告,华泰证券研究所资料来源:丘钛公告,华泰证券研究所0%20%40%60%80%100%20152016201720189M19三星苹果华为OPPO小米其他LG12%三星12%夏普11%舜宇9%欧菲9%Liteon4%丘钛4%AMS3%其他36%0%20%40%60%80%100%欧菲光舜宇丘钛华为OPPOVivo小米联想其他0100200300400500600欧菲光舜宇丘钛(百万件)20142015201620172018-20%0%20%40%60%80%100%010203040506070Jan-18Mar-18May-18Jul-18Sep-18Nov-18Jan-19Mar-19May-19Jul-19Sep-19Nov-19舜宇CCM出货量(百万件)同比增速(右轴)0%20%40%60%80%100%120%140%051015202530354045Jan-18Mar-18May-18Jul-18Sep-18Nov-18Jan-19Mar-19May-19Jul-19Sep-19Nov-19丘钛CCM出货量(百万件)同比增速(右轴)行业研究/深度研究|2020年02月05日谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准14多摄渗透率提升驱动下,镜头及上游元件需求全面放量在多摄升级驱动下,据前瞻产业研究院数据,2018年全球智能手机摄像头出货达到41.
5亿颗,较2014年的28.
6亿颗增长45%;平均每部手机搭载的摄像头也已达到2.
84颗.
根据Counterpoint数据,2019年全球三摄及以上机型渗透率为15%,2021年这一比率将达到50%.
我们基于IDC所示的2019年全球智能手机13.
7亿部出货,可测算得出2019-2021年仅三摄及以上渗透率由15%提升至50%将带来14.
4亿颗新增摄像头需求,较2018年全球41.
5亿颗智能手机摄像头出货增加35%.
在多摄渗透率提升推动手机镜头需求增加情况下,手机镜头厂商将成为直接受益者.
图表35:2018年全球摄像头出货量为41.
5亿颗图表36:2021年全球三摄及以上渗透率将达到50%资料来源:前瞻产业研究院,华泰证券研究所资料来源:Counterpoint,华泰证券研究所根据IDC数据,2018年大立光在IOS系镜头供应链市占率约54%,居龙头地位;在安卓系市占率约38%,高于舜宇(34%).
随着安卓系手机市场份额持续提升,且多摄升级不断向中低端机型渗透,以大立光、舜宇为首的镜头厂商2018年至今镜头出货量大幅增长.
除了数量需求提升之外,主摄镜头像素提升、超大光圈、潜望式镜头等升级趋势也将为镜头厂商带来产品单价提升的增长点.
根据Wind数据,2019年大立光收入同比增长22%至608.
4亿新台币,其中11M19单月收入同比增长66%至66.
6亿新台币,创近两年新高.
根据舜宇月度公告,2019年公司手机镜头出货量同比增长41%至13.
4亿颗,其中2019年12月单月手机镜头出货量同比增长68%至1.
27亿片.
另一方面,由于手机性能升级、内置电子元器件增加将导致机身厚度增加,而智能手机又不断向轻薄便携化发展方向,因此超薄镜头以及内置微棱镜的潜望式摄像头成为镜头厂商的创新方向.
2019上半年舜宇在完成64MP大像面(1/1.
7'')手机镜头研发的同时,也实现了16MP超大广角、超小头部、7P超大光圈以及16MP超薄手机镜头的量产.
根据2019年1月互动平台信息,水晶光电的棱镜产品可应用于手机摄像头,并已实现小批量出货.
图表37:IOS系镜头供应商图表38:安卓系镜头供应商资料来源:IDC,华泰证券研究所资料来源:IDC,华泰证券研究所0.
00.
51.
01.
52.
02.
53.
00102030405020142015201620172018全球智能手机摄像头出货(亿颗)平均每部手机摄像头颗数(右轴)0%10%20%30%40%50%60%2019E2020E2021E三摄及以上渗透率0%20%40%60%80%100%201620172018E2019E2020E大立光康达智Genius其他0%20%40%60%80%100%201620172018E2019E2020E大立光舜宇康达智瑞声其他行业研究/深度研究|2020年02月05日谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准15图表39:2019年大立光收入同比增长22%图表40:2019年舜宇光学手机镜头出货量同比增长41%资料来源:Wind,华泰证券研究所资料来源:公司公告,华泰证券研究所多摄渗透率提升及像素升级有望带动CIS元件量价齐升.
CIS是镜头模组的重要元件,受益于多摄渗透率提升及像素升级,单位CIS尺寸增加将带动其价值量提升.
根据群智咨询数据,2019-2021年全球智能手机传感器市场将在量价齐升推动下同比增长41%/40%/32%至116/162/214亿美元.
在CIS需求大幅放量之际,全球CIS龙头厂商也开始面临产能瓶颈.
根据台湾《经济日报》2019年12月8日消息,索尼因产能不足首次将高端CIS订单转至台积电生产,而台积电也已根据订单需求采购设备,正积极进行扩产准备.
马达是高像素镜头模组的重要零部件,通过在永久磁场内改变马达内线圈直流电流的大小、控制弹簧片的拉升位置,实现镜头微距移动达到自动聚焦(AF)的效果.
随着前置以及后置多摄模组中像素规格升级,马达需求也将相应增加.
根据旭日大数据,2018年全球前十名摄像头马达厂商出货共计10.
7亿颗,2019年将同比增长19%至12.
8亿颗.
此外,尽管滤光片在镜头模组中成本占比较低,但作为不可或缺的光学元件,在手机、电脑、车载、安防等多领域摄像头需求推动下,滤光片需求也维持强劲.
根据手机报在线消息,2019年业内多家摄像头滤光片厂商也维持了订单持续满产的状态.
图表41:2019年全球智能手机摄像头传感器市场将同比增长41%图表42:全球前十名摄像头马达厂商出货资料来源:群智咨询,华泰证券研究所资料来源:旭日大数据,华泰证券研究所-60%-40%-20%0%20%40%60%80%02,0004,0006,0008,000Jan-18Mar-18May-18Jul-18Sep-18Nov-18Jan-19Mar-19May-19Jul-19Sep-19Nov-19大立光月收入(百万新台币)同比增速(右轴)0%20%40%60%80%100%050100150200Jan-18Mar-18May-18Jul-18Sep-18Nov-18Jan-19Mar-19May-19Jul-19Sep-19Nov-19舜宇光学手机镜头出货量(百万个)同比增速(右轴)05010015020025020182019E2020E2021E全球智能手机摄像头传感器销售(亿美元)050100150200250300350400450TDK皓泽友华微三美达东勤(百万颗)20182019E行业研究/深度研究|2020年02月05日谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准16生物识别潮流兴起,应用场景拓展带来全新机遇全面屏普及催生全新手机解锁方案,屏下光学指纹与人脸识别同步发展从2016年小米发布全球首款全面屏手机Mix起,智能手机便已正式进入全面屏时代.
根据WitsView数据,2017/2018年全球全面屏智能手机渗透率约为9%/44.
6%,2021年有望突破90%.
全面屏时代,传统正面按键式指纹解锁将被淘汰,取而代之的将是新的指纹解锁方案以及面部识别.
2017年VIVO首发光学屏下指纹解锁方案,低成本或加速终端渗透指纹解锁根据技术原理可分为电容式、光学和超声波三种.
由于传统的电容式指纹解锁是利用手机正面或背面的电容传感器采集指纹信息完成解锁、较难通过开孔、在屏下放置电容指纹识别传感器,因此全面屏时代正面电容式指纹解锁方案不再适用.
同时,考虑到后置开孔式设计有损手机一体性和美观性,而超薄机身设计导致侧面指纹解锁难度加大,因此屏下指纹解锁成为全面屏时代手机厂商以及消费者更为青睐的指纹解锁方案.
目前,屏下指纹解锁有光学与超声波两种方案.
尽管超声波方案成像能力强、解锁更为精确,但在现有技术能力支持下,屏下光学指纹方案成熟度高、成本低廉,更符合高性价比定位的国产安卓系机型,也因此成为国产品牌智能手机屏下指纹解锁首选方案.
2017年,VIVO发布全球首款搭载屏下指纹解锁方案的手机X21,随后三星GalaxyS10/Note10、OPPOReno、小米8屏下指纹版、华为Mate20Pro等机型也纷纷采用了屏下指纹解锁方案.
根据CINNOResearch数据,1H19中国搭载屏下指纹的手机出货量合计4400万,其中OPPO屏下指纹系列手机出货最多达到1880万部;我们基于IDC所公布的1H19中国智能手机1.
8亿部出货,测算出1H19中国屏下指纹手机渗透率为24%.
图表43:屏下指纹解锁方案对比光学方案超声波方案原理根据放射光明暗收集指纹形状利用超声波扫描皮肤表层细微特征体积/功耗/成本大/高/低小/低/高成像能力干手指解锁效果差,抗油渍/汗渍能力弱干手指解锁效果好,抗油渍/汗渍能力强图像质量需矫正好防伪能力强强穿透玻璃厚度1mm0.
8mm资料来源:电子工程世界,电子发烧友,华泰证券研究所图表44:1H19中国屏下指纹手机出货量按品牌分布资料来源:CINNOResearch,华泰证券研究所OLED面板自发光特性与光学屏下指纹方案形成完美搭档.
光学屏下指纹是借用OLED(多为AMOLED)面板自发光特性照射指纹,然后将光线反射到屏幕下方的指纹传感器上,因此目前屏下光学指纹方案主要用于AMOLED面板机型上.
由于AMOLED面板具有更轻薄、反应速度快的特点,因而终端智能手机面板也在逐步由LCD向OLED升级.
02468101214161820OPPO华为VIVO小米魅族三星一加其他(百万部)1H19中国屏下指纹手机出货量按品牌分布行业研究/深度研究|2020年02月05日谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准17中国屏下指纹识别手机机型渗透率快速提升.
根据CINNOResearch数据,2Q19中国智能手机出货同比下降4.
8%至9740万部,AMOLED智能手机出货同比增长22.
3%至3290万部,其中支持屏下指纹识别的智能手机出货从2Q18的150万部增长到2847万部,在AMOLED机型中渗透率为86.
5%,在中国智能手机市场渗透率为29%.
图表45:中国智能手机分类型出货图表46:中国屏下指纹识别手机渗透率快速增长资料来源:CINNOResearch,华泰证券研究所资料来源:CINNOResearch,华泰证券研究所尽管AMOLED为目前屏下光学指纹首选面板类型,但根据汇顶科技CEO张帆2020年新年致辞,公司针对LCD的屏下光学指纹方案预计将在2020年实现量产.
该方案是将指纹传感器设置在液晶面板非显示器区域的下方,即指纹传感器所接收的手指反射的光信号不需要经过背光模组;同时该方案还设定了完整的指纹采集算法流程,以保证指纹采集内容能够满足完成指纹识别的信息要求.
图表47:针对LCD屏下光学指纹方案2020年有望实现量产资料来源:集微网,汇顶科技,华泰证券研究所根据丘钛科技年报及月度公告,2018年公司指纹模组出货共77.
8万件,其中2H18推出的光学屏下指纹模组出货合计9.
2万件,仅占总出货量的11.
8%;2019年公司光学屏下指纹模组出货大幅提升,其中仅9M19单月出货达到68.
2万件.
根据CINNOResearch数据,2018年全球支持屏下指纹识别的智能手机出货0.
28亿部,随着全面屏时代屏下指纹渗透率提升,预计2019年全球支持屏下指纹识别的智能手机出货量有望增加至2.
2亿部,2024年将达到12.
6亿部,对应2019-2024年复合增速为89%.
我们认为,随着LCD屏下光学指纹推出,光学屏下指纹方案将进一步向搭载LCD显示屏的机型渗透,光学屏下指纹在整个智能手机市场的渗透率也将进一步提升,而具备光学屏下指纹模组量产能力的企业将从中持续受益.
0204060801001201Q182Q183Q184Q181Q192Q19(百万部)智能手机AMOLED智能手机屏下指纹识别手机0%20%40%60%80%100%1Q182Q183Q184Q181Q192Q19屏下指纹AMOLED手机渗透率屏下指纹手机市场渗透率行业研究/深度研究|2020年02月05日谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准18图表48:2024年全球屏下指纹识别智能手机出货将达到12.
6亿部图表49:丘钛科技光学屏下指纹模组出货资料来源:CINNOResearch,华泰证券研究所资料来源:丘钛科技月度公告,华泰证券研究所苹果首推3D面部识别方案,开启手机生物识别新潮流随着全面屏时代来临,2017年9月,在iphone问世十周年之际,苹果也发布了其首款全面屏手机iphoneX,采用3D感知结构光模组以FaceID替代TouchID,通过使用红外传感器、点阵投影系统和泛光照明器创建3D人脸模型完成解锁,并在随后的iphone系列中延续了这一方案.
在苹果手机开启3D感知生物识别浪潮后,2018年10月,华为在其发布的Mate20Pro前置摄像头中也采用了自研3D结构光方案.
结构光是基于激光散斑原理,通过采集物体的三维数据构建3D模型,具有成像精度较高、反应速度快与成本适中的特点,主要用于近距离3D人脸识别,实现手机面部解锁、智能支付等功能.
此外,3D感知还包括飞行时间测距法(ToF)和立体视觉方案.
其中,飞行时间测距法(ToF)利用反射时间差原理,通过计算探测光飞行时间实现3D成像,刷新率较快,能够覆盖中远距离,可广泛应用在手势追踪、手机后置辅助相机等.
立体视觉需要测距并配合三角测量,成本高且使用环境受限,并未广泛应用.
图表50:3Dsensing三种成像方案对比结构光方案方案立体视觉方案基础原理激光散斑反射时间差测距配合三角测量示意图分辨率/精度/成本中/高/中低/中/低高/中/高适用环境暗光无法使用全天候全天候反应速度中高中工作距离(米)0.
2~1.
20.
4~5中关村在线,华泰证券研究所图表57:全球人脸识别市场规模图表58:中国人脸识别市场规模资料来源:前瞻产业研究院,华泰证券研究所资料来源:前瞻产业研究院,华泰证券研究所除手机端采用结构光及ToF方案外,3D感知的应用也在不断向笔记本电脑等其他消费电子产品推广.
根据中关村在线,苹果在2018年推出的iPadPro中引入FaceID,并计划在未来推出的MacBookPro、iPadAir等产品中陆续引入FaceID.
根据Yole预测,2023年全球3D成像与传感器市场规模将从2017年21亿美元增加至185亿美元,对应2018-2023年CAGR达到44%;其中,消费电子市场发展最为迅速,2023年3D成像与传感器在消费电子领域的市场规模将达到138亿美元,约占总市场规模的75%,对应2018-2023年CAGR为82%.
此外,3D感知还将向汽车(智能驾驶)、VR/AR(3D实景交互)、工业控制(工业流程虚拟3D可视化)、安防(3D人脸识别与检测)、医疗(VR虚拟教学、案例模拟)、家装(设计方案3D可视化)等领域拓展.
根据Yole预测,2023年汽车将成为仅次于消费电子的第二大3D感知应用场景,其3D成像和传感器市场规模达到24亿美元,对应2018-2023年复合增速为35%.
图表59:全球3D成像和传感器市场规模按应用行业分布图表60:3D感知应用场景不断多元化资料来源:Yole,华泰证券研究所资料来源:映维网,华泰证券研究所0%20%40%60%80%201720182D人脸识别技术占比3D人脸识别技术占比0%20%40%60%80%051015202530201020112012201320142015201620172018全球人脸识别市场规模(亿美元)同比增速(右轴)0%10%20%30%02040602016201720182019E2020E2021E中国人脸识别市场规模(亿元)同比增长(右轴)050100150消费电子汽车医疗工业/商业科研/国防/航空(亿美元)2023E2017行业研究/深度研究|2020年02月05日谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准213D感知兴起为产业链带来全新增量,模组及上游元件需求同步提升受3D感知应用推广,包括结构光、ToF在内的3D感知模组及上游光学元件均迎来了新的发展机遇.
3D感知模组与传统摄像头模组结构不同之处在于红外光源、光学组件和红外传感器.
以苹果iPhoneX前置模组的拆解为例,3D结构光模组分为发射端、接收端和加强端3个部分,其中接收端和发射端完成主要的3D感应过程,而加强端可以在较暗环境下完成人脸识别功能,并进行初步人脸探测工作.
3D模组发射端和增强端最重要的光学元件是红外激光发射源,能够提供800-1000nm波段的红外光源包括红外LED、红外发射激光二极管LD-EEL和垂直腔面发射激光器Vcsel三类.
相比之下,Vcsel具有精度准、低功耗、可靠性高等优点,且Vcsel垂直结构更适合晶圆级制造封装,具有尺寸小、一致性好的特点,规模量产后更具成本优势.
随着技术成熟性价比提升,如今3D感知模组多采用Vcsel.
但由于Vcsel发出的光波较宽不利于后续衍射,因此需要采用准直镜头将较宽的光汇聚为窄波光.
此外,结构光模组发射端还需要衍射光学元件DOE将光源转化为扩散图案,得到结构光方案所需的散斑图案.
3D模组接收端为红外摄像机,是在传统镜头结构基础上增加仅允许特定波段光信号通过的窄带滤光片和用于接收红外光线生成深景信息的红外CMOS.
窄带滤光片与传统摄像头中红外滤光片功能恰好相反,其工作原理是通过多次镀膜使得光线在穿过滤光片时仅保留红外光穿过.
窄带滤光片对生产商的镀膜技术和设备提出较高要求,目前全球具备窄带滤光片大型量产能力的企业仅有美国的VIAVI和国内的水晶光电.
图表61:iPhoneX3D模组拆解及产业链详情资料来源:elecfans,苹果官网,华泰证券研究所从苹果推出iPhoneX首次引入3D感知模组至今已有2年,但目前3D模组在安卓系的使用仍集中在ToF方案,结构光应用较少,这主要是因为结构光所需的高效Vcsel组件生产难度高,且结构光模组3D模型准确度更高,因而模组运算复杂性以及设计难度均高于ToF方案.
此外,3D感知模组在组装时热胀冷缩问题也会提高组装难度,导致具备3D感知模组组装能力的厂商较为有限.
以上技术难点在一定程度上为3D感知行业设立了较高的准入门槛,但另一方面而言,对于已经实现技术突破的厂商而言,高准入门槛又成为其有效的行业护城河.
行业研究/深度研究|2020年02月05日谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准22在生物识别应用兴起之际,国内外厂商也在积极结合产业链上下游进行3D感知模组的研发生产.
根据映维网讯,高通与奇景光电2017年8月宣布合作研发高分辨率、低功耗的3D深度感知模组.
根据芯智讯消息,舜宇光学与AMS合作联合开发移动设备和汽车应用场景所需的3D结构光摄像头解决方案,其子公司宁波舜宇光电也与PMDtechnologies合作为中国及全球移动设备OEM厂商开发3D传感摄像头解决方案.
此外,国内非上市企业奥比中光也已推出了针对智能手机的前置3D人脸识别结构光摄像头模组方案AstraP;OPPO于2018年发布的FindX机型便是采用了奥比中光3D结构光模组.
根据拓璞产业研究院数据,2018年全球3D感知模组市场规模为51.
2亿元,其中iphone所贡献的产值达到84.
5%.
随着终端3D感知模组方案逐步成熟,我们认为安卓系前置、后置3D感知方案的应用也将进一步提升.
根据旭日大数据测算,2018年全球3D感知模组的渗透率仅有9%,2019年3D感知模组渗透率将达到25%.
在3D感知渗透率提升驱动下,根据LEDinside数据,2018年全球手机3D感测用Vcsel市场规模为9.
0亿美元,2019年将同比增长26%至11.
4亿美元.
此外,随着生物识别3D感知从手机、电脑端向汽车、工业制造、VR/AR、游戏、家装、安防摄像头、工业制造等领域拓展,全球3D感知市场空间将进一步扩大.
根据Yole预测,2018年全球3D传感应用涉及的照明器件市场规模为7.
2亿美元,2024年将达到61亿美元,对应2019-2024年复合增长率高达42.
6%.
图表62:2019年3D感知模组渗透率将达到25%图表63:2019年全球手机3D感测用Vcsel市场规模将达11.
4亿美元资料来源:旭日大数据,华泰证券研究所资料来源:LEDinside,华泰证券研究所0%5%10%15%20%25%30%35%20172018E2019E2020E3D感知渗透率0246810122016201720182019E全球手机3D感测用VCSEL市场规模(亿美元)行业研究/深度研究|2020年02月05日谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准23智能驾驶兴起,"全方位+高标准"车载摄像头市场方兴未艾驾驶智能化提升,车载镜头从后视向侧视、环视、前视、内视多方位拓展根据国际汽车工程师协会(SAE)制定的标准,汽车智能化可根据驾驶操作、环境监测、回退性能、系统接管四个方面的自动化程度分为L0-L5五个等级,其中自L3等级开始汽车在完成综合辅助功能的同时还需具备环境感知能力.
目前,海外已有部分车企能够实现接近3的智能驾驶方案,但国产品牌仍停留在L1至L2之间,距离自动驾驶仍有很大升级空间.
环境感知包括视觉感知和雷达感知两个方面,其中视觉感知主要通过车载摄像头捕捉画面识别信息.
随着驾驶智能化程度不断提升,其对于车载摄像头的需求也逐步从后视向侧视、环视、前视、内视多个方位拓展,用于捕捉外部环境中的车辆、行人、车道线、路标等信息,以及识别车内驾驶员状态.
由于后视摄像头多用于倒车环境监测,其画面覆盖范围小且工作时间短,而侧视、环视、前视、内视等镜头需要提供稳定的拍摄内容、排除外界干扰并保持长期工作,因此非后视摄像头对于镜头的质量、性能等都相对于普通摄像头有更高的要求.
图表64:智能驾驶等级进阶功能需求演进图资料来源:Elecfans,新智元,华泰证券研究所图表65:车载摄像头分类及应用安装部位摄像头类型实现功能功能描述前视单目/双目FCW、LDW、TSR、PCW安装在前挡风玻璃上,视角45°左右,双目拥有更好的测距功能,但成本较单目贵50%环视广角全景泊车广角摄像托,在车四周装配四个摄像头进行图像拼接已实现全景,加入算法可实现道路感知后视广角倒车影像安装在后尾箱上,实现泊车辅助侧视普通视角盲点监测安装在后视镜下方部位内置广角疲劳提醒安装在车内后视镜处监测司机状态资料来源:艾微视图像,华泰证券研究所2023年全球单车镜头数将达3颗,高规格车载镜头渗透空间更大通常,一套完整的ADAS系统需包括6个摄像头(1个前视,1个后视,4个环视),而高端智能汽车的摄像头个数可达到8个.
例如,根据电子发烧友网,特斯拉Autopilot搭载了3个前视,2个侧视和3个后视用于视觉感知.
随着汽车智能化程度不断提升,根据Yole数据,2023年全球平均每辆汽车搭载将从2018年的1.
7颗增加至3颗,但距离完整ADAS系统所需的摄像头个数仍有差距.
据高工智能产业研究院预测,2020年我国后视摄像头(1颗)渗透率为50%,前视摄像头(1颗)渗透率为30%,侧视摄像头(2颗)渗透率为20%,内置摄像头(1颗)渗透率仅有6%.
从不同类型车载摄像头渗透率来看,我国智能驾驶车载摄像头市场,尤其是高规格车载镜头仍有很大发展空间.
行业研究/深度研究|2020年02月05日谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准24图表66:2023年平均每辆汽车搭载摄像头数量将提升至3个图表67:2020年中国车载摄像头渗透率按位置分布资料来源:Yole,华泰证券研究所资料来源:高工智能产业研究院,华泰证券研究所尽管全球汽车需求疲弱,但随着汽车智能化推动单车车载摄像头数量提升,TSR预计全球车载摄像头总出货量将由2018年的1.
09亿颗增加至2021年的1.
43亿颗,对应2019-2021年CAGR为6.
9%.
舜宇光学作为全球车载市场龙头企业,2018年车载镜头出货3395万颗,占全球车载摄像头总出货的37%;2019年舜宇车载摄像头同比增长25%至5010万颗,创历史新高,表明终端车载摄像头需求仍在不断增长.
图表68:2021年全球车载摄像头总出货将达到1.
43亿颗图表69:11M19舜宇光学车载摄像头出货519万颗创新高资料来源:TSR《2017年镜头市场调研报告》,华泰证券研究所资料来源:舜宇光学公告,华泰证券研究所考虑到车载摄像头,尤其是侧视、环视、前视、内视等镜头对性能要求较高因而对质量要求更高,据AlliedMarketResearch数据,2017年全球车载摄像头市场规模约114亿美元,2025年将有望达到241亿美元,对应2018-2025年复合增长率为9.
7%.
中国作为智能驾驶发展尚在初期的地区,根据QYResearch预测,2023年中国汽车驾驶辅助系统(ADAS)市场规模将超过1200亿元,对应2018-2023年复合增速为37%,其中前装市场规模约为950亿元,后装市场规模约为250亿元.
图表70:2025年全球车载摄像头市场规模将达到241亿美元图表71:2023年中国ADAS市场规模将超过1200亿元资料来源:AlliedMarketResearch,华泰证券研究所资料来源:QYResearch,华泰证券研究所0.
00.
51.
01.
52.
02.
53.
03.
52016201720182019E2020E2021E2022E2023E单辆汽车搭载摄像头数量(个)0%10%20%30%40%50%60%后视摄像头(1颗)前视摄像头(1颗)侧视摄像头(2颗)内置摄像头(1颗)中国车载摄像头渗透率0%5%10%15%20%25%30%0501001502002015201620172018E2019E2020E2021E全球车载摄像头出货量(百万颗)同比增速(右轴)0%20%40%60%80%100%0123456Jan-18Mar-18May-18Jul-18Sep-18Nov-18Jan-19Mar-19May-19Jul-19Sep-19Nov-19舜宇光学车载摄像头出货(百万颗)同比增速(右轴)050100150200250300201720182019E2020E2021E2022E2023E2024E2025E全球车载摄像头市场规模(亿美元)0%10%20%30%40%50%02004006008001,0001,2001,4002013201420152016201720182019E2020E2021E2022E2023E中国ADAS市场规模(亿元)同比增速(右轴)行业研究/深度研究|2020年02月05日谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准255G大幕拉开,VR/AR实景交互打开光学新场景从2G到4G,人类基于移动终端信息交互媒介经历了文字、语言、图片、视频的演进,而随着5G时代到来,我们认为信息传递纵深有望继续拓展,而基于VR/AR的实景交互或代表通信产业新的发展方向.
根据《5G经济社会影响白皮书》,从1G到2G移动通信技术完成了从模拟到数字的转变;从2G到3G,数据传输能力得到显著提升,峰值速率可达2Mbps至数十Mbps;从3G到4G,峰值速率进一步提升到100Mps至1Gbps,预计5G将提供峰值10Gbps以上带宽、毫秒级时延和超高密度连接,有效支持虚拟显示、物联网、车联网等应用要求.
在5G网络环境解决3D内容实时传输以及因时延所产生眩晕问题的情况下,我们认为VR/AR光学产业也由此进入了全新的发展阶段.
图表72:4G/5G技术指标对比4G参考值5G目标值提升倍数峰值速率(bps)1G20G20倍用户感知速率(bps)10M0.
1~1G10-100倍时延(ms)1010.
1倍移动速度(km/h)40度高LBS全息反射薄膜~10mm适中50%小~15度高资料来源:珑璟光电、微软、NorthFocal、MagicLeap等公司官网,华泰证券研究所2012年GoogleGlass发布之时,受产品用户视野受限、定价过高且定位不明确等影响,并未取得用户认可.
而根据公司官网资料,微软在2015年1月所发布的Hololens1采用了光波导技术实现30度FOV,2019年2月发布的Hololens2进一步将FOV提升至52度,并搭载4颗800万像素提供2K分辨率显示器,进一步优化用户体验.
随着采用光波导技术的HoloLens1、2以及MagicLeapOne产品问世,光波导逐渐被视为满足AR眼镜成像需求的主流解决方案,这主要是因为光波导能够实现光的全反射,即光机完成成像后,将光耦合进入波导的玻璃基底,通过"全反射"原理将光传输到眼镜前方,再释放出来.
光波导的"全反射"在保证成像清晰、图像对比度高的基础上,还能为用户提高较大的FOV.
光波导在技术原理上满足了AR眼镜的成像需求,但其生产工艺复杂且良率低所造成的高成本,又成为众多厂商选择光波导生产AR眼镜的阻碍.
随着AR逐渐兴起,全球多家厂商纷纷布局光波导领域的技术研发,包括初创企业灵犀微光、珑璟光电、MagicLeap和DigiLens等,以及传统光学巨头Sony、肖特等.
2019年6月,Vivo公布首款AR眼镜产品,作为5G手机屏幕扩展的附属产品,镜片内配置两块独立光波导显示屏.
2019年12月,OPPO发布首款AR眼镜,采用衍射光波导技术,并计划于1Q20发布商用版.
在C端AR眼镜新品陆续推出之际,我们认为,随着AR行业发展推动终端技术进步,光波导镜片成本将逐步下降,推动AR眼镜向C端加速渗透.
2184218314125402004006008001,0001,2001,4001k2k3k4k8k码率(Mbps)行业研究/深度研究|2020年02月05日谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准27图表77:HoloLens1&2与GoogleGlass规格对比HoloLens2HoloLens1GoogleGlass发布时间2019年2月25日2015年1月22日2012年4月5日FOV(度)523015摄像头数量431摄像头像素800万200万500万分辨率2kHD720p芯片高通骁龙850IntelAtomx5-Z8100pOMAP4430储存空间64G64G16G价格($)350030001500光学显示系统光波导光波导微型反射投影资料来源:微软及谷歌公司官网,华泰证券研究所图表78:光波导原理示意图图表79:2016-18年国内AR眼镜价格及光学系统资料来源:elecfans,华泰证券研究所资料来源:雷锋网,影创科技、亮风台等官网,华泰证券研究所万物互联时代,3D感知将重构VR/AR实景交互想象空间随着5G商用启动、VR/AR硬件设备性能优化,消费者在VR/AR实景交互中的体验有所优化,对VR/AR的应用也重燃热情.
除了视觉感受优化外,VR/AR的定位追踪也成为实景交互的重要渠道,目前常见的定位追踪是通过外接3DOF或6DOF配件实现实景交互.
DOF即自由度,指物体在空间移动的不同方式,可分为平移和旋转两类;其中平移包括前后、上下、左右三类,旋转包括纵摇、横摇和垂摇三类.
通常,3DOF能够感知头部上下、左右、前后回转三类动作,但无法捕捉移动过程中的VR设备,早期OculusGo、GoogleGlass均属于3DOF方案;6DOF能够捕捉设备在空间中不同方向不同类型的自由移动,在3DOF基础上能够增加捕捉用户身体上下、前后、左右的移动信息,2018年推出的HTCViveWaveVR一体机、MagicLeapOneAR眼镜、以及2019年推出的华为VRGlass均配备了可实现6DOF的配件.
图表80:6DOF可同时捕捉头部动作及身体动作图表81:华为VRGlass外接6DOF手柄套件升级交互体验资料来源:网展资讯,华泰证券研究所资料来源:华为官网,华泰证券研究所行业研究/深度研究|2020年02月05日谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准28外接DOF配件可以支持用户在虚拟/增强现实场景下进行实景交互,但随着生物识别应用兴起,我们认为搭载3D感知方案的终端设备如手机、电视等也可用于构建VR/AR场景,并通过与VR/AR设备定位追踪等功能结合,进一步丰富并优化VR/AR实景交互体验.
2016年,任天堂推出手机端AR游戏《PokémonGo》,用户通过手机后置镜头拍摄现实场景并根据游戏设定捕捉手机拍摄画面中的宠物精灵.
然而,PokémonGo推出之时手机端并无3D模组搭载,我们认为如果采用搭载3D感知模组的手机运行AR游戏,其对现实场景的捕捉将更加细腻,由此也将带来更好的用户体验.
2019年12月,OPPO在未来科技大会上公布了首款一体式AR眼镜,采用衍射光波导光学模组实现40°FOV,单眼720p分辨率,搭载高清RGB相机用于完成手势交互的同时,还配备了ToF模组用于测距和三维建模.
根据青亭网使用体验,OPPOAR眼镜可支持单手握拳竖大拇指(确认)、挥手、滑动、双手缩放以及手势交互与追踪等,整体操作流畅稳定.
尽管目前尚无3D感知叠加VR设备的成熟方案,但随着3D感知及VR生态成熟,我们认为可在现有VR+6DOF配件基础上增加TOF方案用于识别真实场景,并通过将真实场景的三维模型与虚拟场景相结合,打造更为生动的VR体验.
此外,我们认为3D感知模组的应用还能够通过实现同一真实空间多人互动VR游戏体验,进一步升华VR社交属性.
图表82:AR游戏PokemonGo图表83:多人VR游戏资料来源:天极网,华泰证券研究所资料来源:雷锋网,中关村在线,华泰证券研究所进入5G时代,随着VR/AR数据运算与存储转入云端,VR/AR将不断向着性能升级、外形轻便化方向发展.
在硬件技术设备不断优化以及高速网络环境的支持下,VR/AR娱乐游戏体验将进一步优化,应用场景也将不断向医疗、家装、工业、智能办公等领域拓展,由此带动VR/AR产业生态不断成熟.
与此同时,基于3D感知方案引入也将进一步升华VR/AR用户实景交互体验和社交属性.
我们认为VR/AR有望成为下一代继TWS、智能手表之后在终端渗透的主流可穿戴设备.
IDC预计2023年全球VR/AR出货量将达到6728万台,对应2019-2023年复合增速为71%;中国信通院预测2022年全球VR/AR市场规模将达到4750亿元,对应2019-2022年复合增速为61%.
图表84:全球VR/AR头显出货量图表85:全球VR/AR市场规模资料来源:IDC,华泰证券研究所资料来源:中国信通院,华泰证券研究所-40%-20%0%20%40%60%80%100%120%01,0002,0003,0004,0005,0006,0007,0008,000201720182019E2020E2021E2022E2023EVR/AR头显出货量(万台)同比增速(%)0%20%40%60%80%100%120%140%01,0002,0003,0004,0005,000201720182019E2020E2021E2022E全球VR/AR市场规模(亿元)同比增速(右轴)行业研究/深度研究|2020年02月05日谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准29推荐及建议关注标的一览水晶光电(002273.
SZ)水晶成立于2002年,居全球红外滤光片市场龙头地位,是全球仅次于VIAVA的大型具备窄带滤光片供应商.
同时,水晶积极布局潜望式摄像头棱镜、晶圆级光学元件,并围绕镜头减薄、光学面板、3D成像智能家居端应用等与客户展开合作.
此外,根据公司年报及中报,水晶通过投资全球阵列光波导激素龙头企业Lumus、与全球著名玻璃供应商肖特成立合资公司提供成像晶圆材料.
根据青亭网讯,2019年12月18日,AR全息波导显示技术领军企业Digilenns宣布与水晶合作,联合拓展中国市场,把握AR产业发展机遇.
歌尔股份(002241.
SZ)歌尔成立于2001年,主要从事声光电精密零组件、声学智能整机、智能硬件等设备的研发、制造和销售.
根据公司官网及年报资料,公司于2010年建立光电产业园,16年起独家代工索尼PSVR及Oculus.
除提供VR/AR声学方案外,歌尔还掌握了前沿的VR/AR领域光学技术解决方案,提供VR产品主流的菲涅尔透镜,并与全球领先的衍射光波导元件企业WaveOptics签订了独家代工协议.
汇顶科技(603160.
SH)汇顶成立于2002年,主要从事移动智能终端人机交互及生物识别领域的芯片设计、软件开发及整体解决方案.
根据19年中报,公司作为全球指纹识别芯片龙头企业,自18年推出屏下光学指纹芯片以来,受益于光学屏下指纹的快速推广,1H19营业收入同比增长108%至28.
9亿元,其中86%来自指纹识别芯片.
光学屏下指纹解决方案广泛商用于华为、OPPO、Vivo、小米、一加、魅族、联想等主流品牌,并已拓展至平板、笔记本电脑、IoT等领域.
韦尔股份(603501.
SH)韦尔成立于2007年,主要从事半导体分立器件、电源管理IC等产品的研发以及被动件、结构器件、分立器件等半导体产品分销.
根据公司2019年中报,2019年7月30日,公司已成对北京豪威100%股权收购,而北京豪威主要经营实体为美国豪威,即全球第三大CIS厂商.
在手机摄像头多摄渗透率提升、主摄像素提升、智能驾驶兴起、以及生物识别多场景应用驱动下,CIS作为镜头重要的元件将成为核心受益环节.
根据IT之家2019年6月17日消息,豪威已推出首款0.
8um48MPCIS,可达到1/2''光学尺寸分辨率,4Q19量产.
欧菲光(002456.
SZ)欧菲光成立于2001年,是全球手机摄像头模组市场高端双摄、三摄模组主力供应商,且具备光学式和超声波式屏下指纹识别模组批量出货能力,是各品牌机型屏下指纹识别模组的主力供应商.
根据公司2019年中报,在多摄升级、渗透率提升以及屏下指纹在终端应用推广驱动下,1H19年公司摄像头模组收入同比增长40%至143亿元,出货量同比增长23%至2.
9亿颗;生物识别产品收入同比增长40%至1.
36亿颗,收入同比增长100%至39.
4亿元.
联创电子(002036.
SZ)联创成立于1998年,主要从事手机、平板电脑、智能驾驶、智能家居、VR/AR等领域光学镜头、摄像头模组等产品的研发生产及销售.
根据1H19中报,公司主要向华勤、闻泰、龙勤等国内ODM提供手机镜头和模组,研发的结构光激光准直镜头已量产出货,屏下光学指纹镜头也获得国际知名手机品牌客户认可.
此外,公司已有十多款车载镜头获国际知名汽车电子厂商Valeo、Magna认可并量产出货,且Tesla车载镜头也在稳定量产出货中.
行业研究/深度研究|2020年02月05日谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准30图表86:光学产业链标的估值Wind一致预期(截至2020年2月5日)PEEPS(元)公司收盘价(人民币元)总市值(人民币亿元)2018A2019E2020E2018A2019E2020E002273.
sz水晶光电14.
70169.
915.
935.
027.
80.
550.
420.
53002241.
sz歌尔股份21.
75705.
815.
255.
337.
70.
270.
390.
58603160.
sh汇顶科技329.
431,501.
356.
665.
553.
51.
625.
036.
16603501.
sh韦尔股份190.
471,645.
035.
1280.
987.
80.
330.
682.
17002456.
sz欧菲光15.
88430.
812.
784.
625.
9-0.
190.
190.
61002036.
sz联创电子16.
94121.
213.
137.
726.
20.
440.
450.
65平均数---24.
893.
243.
10.
501.
191.
78资料来源:Wind,华泰证券研究所风险提示5G换机、多摄渗透率不及预期.
随着智能手机市场渗透率趋于饱和,全球智能手机出货量自4Q17年同比下滑.
在5G换机需求驱动下,3Q19全球智能手机重现正增长.
与此同时,拍照功能升级作为智能手机重要卖点,其多摄升级、以及从高端旗舰机型向中低端机型渗透趋势仍在升级.
但考虑到经济疲弱、5G网络覆盖尚未完成、智能手机拍照功能升级用户边际感受递减等因素,终端仍然面临5G换机不及预期,多摄渗透率提升不及预期的风险,届时将削弱光学产业链公司的增长弹性.
市场竞争加剧产业链利润承压.
消费电子产业链以技术创新为增长主要驱动力,但在技术迭代过程中,成熟技术应用将继续从高端机型向中低端机型渗透.
在此过程中,产业链公司将面临来自同业公司在市场份额竞争中所带来的价格压力,届时将削弱公司的盈利能力.
行业研究/深度研究|2020年02月05日谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准31免责申明本报告仅供华泰证券股份有限公司(以下简称"本公司")客户使用.
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