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深度剖析:国内外摄像头模组行业趋势维持看好

发布时间:2015-11-24 00:00:00


手机轻薄化的需求带动摄像头模组技术的不断进步,当前摄像头模组的高度决定了手机的厚度。为了手机轻薄化的需求,摄像头模组的封装正在从CSP封装往COB封装、FlipChip封装转型。

2012年全球摄像头市场规模为555亿美元,其中手机摄像头市场为138.75亿美元占25%,平板和笔记本摄像头市场为33.3亿美元占6%。

随着智能手机、平板电脑和带摄像头的笔记本电脑出货量持续增长,对应的摄像头也将会快速增长。预计到2016年,手机摄像头市场将达233.4亿美元,年复合增长率为13.9%,平板电脑和笔记本摄像头市场将达到93.36亿,年复合增长率为29.4%。

手机摄像头市场规模

国内外摄像头模组行业趋势维持看好

资料来源:ICinsights

平板电脑和笔记本摄像头市场规模

国内外摄像头模组行业趋势维持看好

资料来源:ICinsights

/upload/newspic/2015112417412698288.jpg摄像头的成像过程就是将光信号数字化的过程。光线首先通过镜头到达感光元件CCD或CMOS,两者的作用都是将光线转换为数字信号,然后数字信号被传送到一个专门的处理器芯片(DSPIC),进行图像信号增强以及压缩优化后再传输到手机或者其他存储设备上。

手机摄像头由镜头(Lens)、红外截止滤光片(IR)、图像传感器(Sensor)、视频信号处理芯片(DSPIC)、软板(FPC)和框架(Holder)六个部分组成,其中Lens、Sensor和DSPIC是决定摄像头性能的最关键三个环节。

手机摄像头模组分解图

国内外摄像头模组行业趋势维持看好

资料来源:公司资料

手机摄像头产业链

国内外摄像头模组行业趋势维持看好

资料来源:公司资料

Lens、Sensor和DSPIC环节难以切入

正如大多数科技含量最高的产业一样,Lens、Sensor和DSPIC等这种光学技术含量最高的产业具备非常高的专业门槛,目前仍集中在日本、美国、韩国、台湾厂商手中,大陆电子厂商难以从这些环节切入摄像头产业链。

1)Sensor

CCD与CMOS传感器是当前用于摄像头的两种主流影像传感器。CCD传感器技术由日本厂商主导,以索尼、松下、夏普为市场龙头。现在CMOS传感器凭借成本低、体积小等优势,已经占据了手机摄像头市场的主导地位,有后来者追上的态势。

CMOS传感器技术由美国、韩国厂商主导,美国厂商OmniVision(豪威科技)、Micron(美光科技)为龙头,韩国三星、现代、台湾原相、锐相为中坚,掌握着全球CMOS传感器市场。

2)Lens

镜头是指由不同的透镜经系统组合而成的整体。由于透镜的折射作用,景物光线通过镜头,在焦平面上形成清晰的影像,并使CMOS或CCD感光器记录景物的影像。

目前,镜头由台湾、日本厂商占主导,主要有台湾光学三雄(大立光、玉晶光电、亚洲光学)和日本的关东辰、富士能等企业。

3)DSPIC

视频信号处理器芯片对视频图像进行数字处理和压缩编码,提高图像清晰度和数据传输速度,有效降低延迟。目前,德州仪器(TI)占据该领域绝对主导,国内则主要有华为海思、格科微电子做设计,晶方科技、华天科技做封装。

摄像头技术趋势

像素持续升级,前置摄像头像素提升超预期

像素是成像质量的一个非常重要的因素,当前5M和8M的摄像头已经成为后置摄像头的主力,而且千万像素摄像头已经成为各品牌新一代旗舰机型的标配,诺基亚808PureView的像素达到4100万。

从舜宇光学的手机照相模组业务看,5M以上的摄像头已经占到出货量的一半以上。前置摄像头的主流配置是130W和200W像素,但是自拍、美颜的需求正在带动前置摄像头往5M和8M升级,如OPPOUlike2、步步高vivoXplay的前置摄像头达到5M;而Mirror800、美图秀秀推出的MeituKiss、以及vivoXshot前置摄像头达到8M。

OIS(光学防抖)功能将来会走向普及

光学防抖(OpticalImageStabilizer)是依靠特殊的镜头或者CCD感光元件的结构在最大程度的降低操作者在使用过程中由于抖动造成影像不稳定。光学防抖技术是在镜头内的陀螺仪侦测到微小的移动,并且会将信号传至微处理器立即计算需要补偿的位移量,然后通过补偿镜片组,根据镜头的抖动方向及位移量加以补偿,从而有效的克服因相机的振动产生的影像模糊。

当前,多种品牌手机的旗舰机型都采用了光学防抖功能,如诺基亚Lumia920、vivoXshot等;据海外媒体报道称,苹果在iPhone6中仍将新增光学防抖功能。从趋势看,光学防抖功能未来也将成为手机主摄像头的标配。OIS摄像模组有两个技术路线:分别为基于平移式(Pureshift)OIS对焦马达以及基于移轴式对焦马达。不论是平移式还是移轴式,其基本原理都是一样的,即控制镜头相对于图像传感器平移而将手抖造成的图像偏移抵消补偿掉。

两种技术路线的对比如下,当前看由于移轴式的马达存在量产稳定性以及良率问题,市场上以平移式的马达为主。

对于VCM厂商来说,OIS的发展为其带来了新的发展机遇,也带来比较大的挑战,有可能打破原有的行业竞争格局。

3D,不仅仅是拍照需求,更是人机交互变革的需要

进入2014年,越来越多的手机厂商将3D拍照、3D感测功能集成到手机中。2014年3月,HTC发布的新一代旗舰手机HTCOneM8在手机摄像方面一个重大的突破是,通过后置的双镜头3D立体相机内建景深组件,实现3D拍照。Google旗下ProjectTango项目正在研发一种带3D环境感应技术的智能手机和智能平板,有望在未来能够随时建立实时的3D环境结构图。

ProjectTango的背面装备了两个摄像头和一个深度传感器,一个摄像头为400万像素感光元件,采用大尺寸感光元件,对光更加敏感并具备更快的拍摄速度;而另外一个摄像头装备170度广角鱼眼镜头,主要追踪物体的动态行为。Tango能够在每秒捕捉25万次动态影像的情况下,描绘出眼前实时的3D结构图。

另一个对3D摄像感兴趣的亚马逊,亚马逊公司近期正式推出了旗下首款手机FirePhone,3D和摄像头识别功能是FirePhone的重要特点。FirePhone共配备了6个摄像头,后置摄像头为1300万像素,除了前置摄像头之外,其余的4个摄像头可以追踪用户的眼球活动,而根据用户的眼睛运动信息进行分析,通过计算屏幕能以3D的方式呈现给用户。

在2014年的CES展上,英特尔推出了RealSense3D摄像头,这款摄像头只有一枚硬币厚度,具有高精度动作感应能力,可以判断手指移动,识别人类面部表情;同时具有虚拟现实增强技术,还可以以三维模式进行物体扫描。这块摄像头可以拍摄制作3D图像、远程视频通话、游戏与娱乐、教育学习等功能。

从硬件看,3D摄像头的普及将带来手机摄像头数量的大幅增长:后置从1颗至少变为2颗,前置手势识别的需求也需要增加摄像头。从应用看,3D将为手机带来更丰富的应用,更便捷的人机交互方式。

OpticalZOOM(光学变焦)开始应用于手机

前面曾提到手机摄像头可以分为固定对焦、自动对焦和光学变焦三种,光学变焦指通过镜片移动来放大与缩小需要拍摄的景物,光学变焦倍数越大,能拍摄的景物就越远。

当前,光学变焦已经在照相机领域广泛应用,但是手机中还比较少,主要原因是手机轻薄化是需求与光学变焦所需的巨大镜头存在冲突。三星在2013推出了主打拍照的GALAXYS4zoom,具备10倍光学变焦能力。近期,三星又推出了新一代的光学变焦手机GALAXYKzoom。以GALAXYS4zoom为例,其机身厚度为0.6英寸,而GALAXYS4的机身厚度仅0.3英寸。

不过,随着光学变焦镜头的越来越小型化,未来可能将会有更多的手机具备光学变焦功能。其中,MEMS技术的发展或将实现光学变焦镜头的小型化。谷歌曾经申请的一项Alvarez镜头专利,通过折射实现光学变焦功能,其最大的好处就是非常适合小型数码设备如智能手机使用,可以实现一定倍数的光学变焦功能,不增加手机体积和功耗。

MEMS摄像头,产业化仍需时间

MEMS摄像头就是用MEMS机构来驱动镜头组移动从而实现自动对焦功能的自动对焦摄像头。相比VCM摄像头,MEMS摄像头结构更简单,优势在于对焦速度快、精度高、功能低、以及最重要的体积足够小,更能够满足手机轻薄化的需求。其缺点也非常明显:画质比较差、抗摔性能差、供应商少,当前能够提供MEMS摄像头仅DOC(DigitalOpticalCorporation)一家厂商。

当前,只有OPPO的一款手机中用了DOC的MEMS摄像头产品。对于MEMS摄像头,多数厂商仍处于观望中。欧菲光在2014年4月公告收购了DOC的MEMS摄像头技术专利及相关资产,预计欧菲光会持续推动MEMS摄像头的产业化,目前看来MEMS摄像头的普及仍需要时间。

国内手机摄像头产业具备产业性投资机会

随着智能手机的兴起,国内厂商不论是上游零组件领域还是下游品牌厂商都得了巨大的进步;零组件方面,如瑞声科技/歌尔声学等已经在声学领域具备全球领先定位;下游品牌厂商如华为、小米、OPPO等已经成为国内知名品牌,并开始成长为国际知名品牌。国内智能手机产业的快速崛起也为摄像头产业带来产业性的发展机遇。

1、CMOS传感器领域关注格科微、晶方科技和华天科技

国内CMOS传感器产业链已经初步成型,以格科微、思比科、比亚迪为代表的CMOS传感器IC设计公司,中芯国际为代表的晶圆代工厂,和以晶方科技、华天科技为代表的封装测试厂商。

当前格科微在国内CMOS传感器厂商中处于领先地位,货量最大,2012年格科微的出货量超过6.4亿颗,收入超过2亿美元。当前,格科微已经量产了5M的CMOS传感器,预计2014年年底将量产8M的CMOS传感器产品。当前,格科微尚未上市,如果上市值得投资者重点关注。

由于CMOS传感器采用WLCSP技术封装,当前举办CMOS芯片产业化能力的公司只有三家,台湾的精材科技和大陆的晶方科技和华天科技。随着像素的升级,CMOS芯片的面积变大,单片晶圆的传感器数量变少,从而需要的晶圆数量越多,这对封装厂商营收贡献明显(按晶圆片数收费)。虽然中芯国际在国内CMOS传感器的代工占据主导地位,但是相比其营收规模该业务占比较小,为其带来的弹性不大。

2、手机光学镜头领域,舜宇光学具备领先地位,水晶光电、凤凰光学、利达光电业务面临转型压力。

在光学镜头领域,国内的厂商基本上都是随着数码相机兴起而成长起来的,如舜宇光学、水晶光电、凤凰光学、利达光电等。由于智能手机摄像头性能快速提升,对数码相机产业产生了比较大的冲击,数码相机的年产能逐步下滑,因而相关公司的业绩也受到比较大的冲击,面临业务的转型。

面对数码相机业务的下滑,舜宇光学较早转型手机光学镜头领域,并从2013年开始获得较大突破,另外公司在汽车镜头领域的市场份额已经达到第一;水晶光电近年来拓展了新的蓝宝石加工业务及加大微投影产品的开发;凤凰光学刚刚公告更换控股股东,以实现业务更好的转型。

在VCM领域,国内公司不多,主要有金龙集团,上海比路电子等公司,尚未形成较大的产业规模。

3、CCM领域,国内厂商进步迅速,可以重点关注欧菲光

国内从CCM领域的公司众多,且进步非常快,2013年国内CCM的市场份额的全球占比为9.8%,仅次于韩国和台湾。上市公司中以舜宇光学、欧菲光、信利国际、比亚迪电子的规模比较大,我们建议投资者重点关注A股上市公司欧菲光,欧菲光CCM业务2013年实现量产,当年实现收入5.88亿元;且产能扩张速度非常快,2014年CCM业务收入有望超过30亿元,是国内CCM成长最快的公司。

1、舜宇光学

舜宇光学当前是国内手机镜头和CCM模组领域的领导者。在手机摄像头的镜头方面,公司在去年拿下三星这一大客户,今年镜头业务将迎来高速增长;在汽车镜头方面,公司已是行业市场第一的厂商,且增速持续高于行业增速;而且,公司正在与谷歌、亚马逊等合作开拓3D等新兴光学应用。

2、华天科技/晶方科技

随着晶圆级封装技术从200万像素产品往500万、800万像素升级,未来晶圆级封装将成为CMOS传感器最主要的一种封装方式,像素提升带来单颗CMOS传感器面积面大,从而需要更多的晶圆产能,因此晶圆级封装的产能需求会开始增长。另外,指纹识别芯片、MEMS传感器等产品都需要晶圆级封装,因此未来晶圆级封装的需求呈现出高速增长的趋势。从行业竞争格局看,当前具备产业化晶圆级封装能力的公司只有台湾的精材科技、大量的华天科技和晶方科技三家公司,行业竞争格局较好,业内公司受益确定性非常强。

3、欧菲光

欧菲光是国内触摸屏领域的领导者厂商,公司在2013年实现摄像头模组的产业化,当年实现了5.88亿收入。2014年,公司在摄像头模组领域的扩张速度非常快,预计今年可以实现超过30亿的收入,有可能在明年成为国内市场份额第一的厂商。2014年4月,公司收购带来MEMS摄像头的领导厂商DOC,若公司未来将MEMS摄像头产业化,其摄像头业务的前景将更加广阔。欧菲光具备一支非常优秀的管理团队,在新业务布局方面,指纹识别、蓝宝石、新材料方面在未来将构建新的增长点。

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