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光學(xué)創(chuàng)新永不眠,新動(dòng)向精彩紛呈

SUYb_GeWu_IOT ? 來源:lp ? 2019-04-17 16:20 ? 次閱讀
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研究背景

光學(xué)創(chuàng)新因?yàn)槟芙o用戶帶來非常直觀而明顯的體驗(yàn)提升,成為各大手機(jī)廠商進(jìn)行差異化競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn),也讓光學(xué)成為智能手機(jī)創(chuàng)新的主戰(zhàn)場(chǎng)之一,當(dāng)前三攝像頭、潛望式攝像頭和3D Sensing正成為光學(xué)下一階段創(chuàng)新的主軸。三攝像頭在華為的帶動(dòng)下成為2018年的亮點(diǎn),可以帶來更好的成像質(zhì)量和變焦效果,有望在2019年被更多廠商采用;潛望式攝像頭則在OPPO的帶領(lǐng)下,有望被華為等廠商迅速跟進(jìn),快速滲透;自從iPhoneX開始搭載3D Sensing功能以來,蘋果已在2019年新款iPhone和iPad中全面配備3D Sensing,未來蘋果有望在旗下產(chǎn)品中全面配備3D Sensing。

我們區(qū)別于市場(chǎng)的觀點(diǎn)

光學(xué)創(chuàng)新永不眠,當(dāng)前三攝像頭、潛望式攝像頭和3D Sensing正逐漸成為新的潮流,給產(chǎn)業(yè)鏈帶來更大的市場(chǎng)空間。我們區(qū)別于市場(chǎng)的觀點(diǎn)主要有以下兩點(diǎn):

1)我們認(rèn)為三攝像頭和潛望式攝像頭有望成為2019年創(chuàng)新的重頭戲。在手機(jī)進(jìn)入存量市場(chǎng)之后,任何能吸引用戶換機(jī)的創(chuàng)新都將給手機(jī)廠商迅速采用,這一點(diǎn)在雙攝和全面屏方面體現(xiàn)得特別明顯。三攝的成像質(zhì)量和光學(xué)變焦能力相比雙攝又有了大幅提高,并且在華為的帶動(dòng)下,有望在2019年開始快速滲透。潛望式攝像頭的光學(xué)變焦能力實(shí)力強(qiáng)勁,在OPPO、華為的帶領(lǐng)下,有望在2019年也加速滲透。

2)我們認(rèn)為大陸光學(xué)產(chǎn)業(yè)鏈將在上述創(chuàng)新中扮演重要角色。在經(jīng)過多年的發(fā)展之后,大陸廠商已經(jīng)在準(zhǔn)直鏡頭、光學(xué)鏡頭、濾光片、模組等環(huán)節(jié)具備了較強(qiáng)實(shí)力,涌現(xiàn)出了一批優(yōu)質(zhì)的上市公司。除此之外,大陸廠商正在突破圖像傳感器、VCSEL激光源等更高難度的產(chǎn)品,向高附加值產(chǎn)品延伸。兩大創(chuàng)新帶來的是全新的增量市場(chǎng),競(jìng)爭(zhēng)烈度較小,進(jìn)入供應(yīng)鏈的廠商可以充分享受到創(chuàng)新帶來的紅利。

投資觀點(diǎn)

三攝像頭和潛望式則有望在華為、OPPO的帶領(lǐng)下,在2019年得到快速滲透;蘋果給iPad Pro配備3D Sensing功能,未來將全面使用3D Sensing取代指紋識(shí)別。光學(xué)創(chuàng)新帶來全新的增量市場(chǎng),空間廣闊,我們首次覆蓋光學(xué)行業(yè),給予“買入”評(píng)級(jí)。歐菲科技在模組領(lǐng)域具備很強(qiáng)實(shí)力,已進(jìn)入頂級(jí)客戶供應(yīng)鏈,有望分享行業(yè)紅利,維持“買入”評(píng)級(jí)。水晶光電在紅外截止濾光片和窄帶濾光片領(lǐng)域?qū)嵙Τ霰姡蛻魞?yōu)質(zhì),也有望借助創(chuàng)新得到較快發(fā)展,首次覆蓋給予“買入”評(píng)級(jí)。舜宇光學(xué)科技在模組和鏡頭領(lǐng)域均是業(yè)內(nèi)領(lǐng)先企業(yè),也將受益光學(xué)創(chuàng)新,維持“買入”評(píng)級(jí)。瑞聲科技研發(fā)的WLG有望在3D Sensing得到使用,給公司貢獻(xiàn)新的成長動(dòng)力,維持“增持”評(píng)級(jí)。

1、光學(xué)創(chuàng)新永不眠,新動(dòng)向精彩紛呈

1.1、光學(xué)始終是智能手機(jī)創(chuàng)新的主戰(zhàn)場(chǎng)之一

光學(xué)創(chuàng)新因?yàn)槟芙o用戶帶來非常直觀而明顯的體驗(yàn)提升,成為各大手機(jī)廠商進(jìn)行差異化競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn),也讓光學(xué)成為智能手機(jī)創(chuàng)新的主戰(zhàn)場(chǎng)之一?;仡櫄v史,我們發(fā)現(xiàn)圍繞著帶來更好的拍照體驗(yàn)這個(gè)目標(biāo),光學(xué)經(jīng)歷了像素升級(jí)、光學(xué)防抖、大光圈、長焦鏡頭、光學(xué)變焦、多透鏡設(shè)計(jì)、雙攝像頭等多種創(chuàng)新,其中以像素升級(jí)和雙攝像頭最為典型。

iPhone作為智能手機(jī)的開創(chuàng)者和標(biāo)桿,其像素升級(jí)歷史最為典型。第一代iPhone的后置攝像頭像素只有200萬,隨后逐步升級(jí)到現(xiàn)在的1200萬;前置攝像頭則從iPhone 4的30萬像素,逐步升級(jí)到了現(xiàn)在的700萬像素。在蘋果的帶動(dòng)之下,安卓手機(jī)廠商也積極升級(jí)手機(jī)攝像頭像素,并在2011-2015年形成了“像素大戰(zhàn)”。

雙攝像頭則是光學(xué)的另一重大升級(jí)。華為在2016年4月發(fā)布與德國徠卡合作的旗艦手機(jī)P9,開創(chuàng)智能手機(jī)的雙攝浪潮。P9配備雙1200萬像素后置攝像頭,兩顆攝像頭分別負(fù)責(zé)彩色和黑白功能。彩色攝像頭用來獲取物體的色彩,而黑白攝像頭用來獲取物體的細(xì)節(jié),然后將兩個(gè)圖片融合為一張最終的圖片。P9的雙攝大幅提升照片質(zhì)量,受到了消費(fèi)者的熱烈歡迎,并且是華為第一次成功引領(lǐng)產(chǎn)品創(chuàng)新,是華為手機(jī)品牌美譽(yù)度得以提升的重大功臣。

蘋果則在2016年9月發(fā)布了配備雙攝像頭的iPhone 7 Plus。iPhone 7 Plus采用廣角+長焦鏡頭,通過左右攝像頭使用不同的FOV(可視角),使兩個(gè)攝像頭取景不同。當(dāng)拍近景時(shí),使用廣角鏡頭,拍遠(yuǎn)景時(shí),使用長焦鏡頭,從而實(shí)現(xiàn)光學(xué)變焦功能。iPhone 7 plus的雙攝受到了消費(fèi)者的熱烈歡迎,并由于蘋果在智能手機(jī)行業(yè)的標(biāo)桿地位,迅速被眾多安卓手機(jī)廠商所學(xué)習(xí)。

光學(xué)行業(yè)發(fā)展到今天出現(xiàn)了新的動(dòng)向,三攝像頭、潛望式攝像頭與 3D Sensing 成為行業(yè)下一階段創(chuàng)新的重點(diǎn)。三攝像頭則在雙攝的基礎(chǔ)上再次大幅提升拍照質(zhì)量,有望在華為的帶動(dòng)下成為下一階段的發(fā)展趨勢(shì);潛望式攝像頭由于可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離光學(xué)變焦,有望在 2019 年迎來大發(fā)展;3D Sensing因?yàn)榫邆涓叩陌踩?,并且可以帶?VR/AR 等更大的創(chuàng)新潛力,正逐步取代指紋識(shí)別成為手機(jī)標(biāo)配。

1.2、華為引領(lǐng)三攝浪潮,滲透率有望快速提高

華為在 2018 年發(fā)布的 P 系列和 Mate 系列兩大旗艦機(jī)中均采用了三攝像頭設(shè)計(jì)。 P20 Pro 與 Mate20 Pro 均配備一顆 4000 萬像素的主攝像頭、一顆 2000 萬像素的副攝像頭、一顆 800 萬像素的遠(yuǎn)攝像頭,三顆攝像頭分別起到彩色廣角、黑白廣角、彩色長焦的功能。

具體在進(jìn)行拍攝時(shí),通常是兩顆攝像頭在工作,要么是彩色+黑白,要么是長焦+黑白,三顆攝像頭通常不會(huì)一起工作。

三攝的第一大優(yōu)勢(shì)是暗光場(chǎng)景下的強(qiáng)大拍照能力,這個(gè)時(shí)候使用的是彩色+黑白兩顆攝像頭,彩色攝像頭用于成像,黑白攝像頭用于捕捉細(xì)節(jié)。彩色主攝像頭的傳感器尺寸較大,可以獲取更多的進(jìn)光量,再加上黑白攝像頭帶來的細(xì)節(jié)捕捉,可以在暗光下獲得更好的成像。

盡管彩色主攝像頭采用4000萬像素,但華為P20 Pro在自動(dòng)模式下并非直接輸出4000萬像素的照片,而是采用4合1的方式,靠4000萬像素感光元件輸出一張1000萬像素的照片,以有效提升暗光場(chǎng)景的拍照能力。如果需要輸出4000萬像素的照片,需要單獨(dú)進(jìn)行設(shè)置。

三攝的第二大優(yōu)勢(shì)是變焦能力。華為P20 Pro提供了3倍光學(xué)變焦和5倍三攝變焦兩種變焦模式,其中3倍光學(xué)變焦用到長焦+黑白兩顆攝像頭,5倍三攝變焦則要分別用到彩色+黑白和廣角+黑白兩種模式。

由于長焦攝像頭的80mm焦距剛好是主攝像頭27mm焦距的三倍,所以當(dāng)需要變焦拍攝遠(yuǎn)處的景象時(shí),可以從主攝像頭切換到長焦攝像頭,從而實(shí)現(xiàn)模擬3倍光學(xué)變焦,這一點(diǎn)與iPhone的光學(xué)變焦原理是相同的。這種變焦實(shí)際上是“突然”發(fā)生的,但通過算法的調(diào)校,可以讓這個(gè)過程平滑化,讓拍攝者不會(huì)感到突兀。

由于只有兩種焦距的攝像頭,所以實(shí)際上只能實(shí)現(xiàn)3倍光學(xué)變焦,5倍三攝變焦實(shí)際上是對(duì)照片進(jìn)行裁剪優(yōu)化得到的。由于4000萬像素彩色主攝像頭的成像效果非常好,所以在需要實(shí)現(xiàn)5倍三攝變焦時(shí),會(huì)把這顆攝像頭的圖像和長焦攝像頭的圖像進(jìn)行裁剪優(yōu)化,再加上黑白攝像頭的細(xì)節(jié)能力,從而呈現(xiàn)出5倍變焦的效果。

三攝像頭在大幅提升成像效果的同時(shí),也大幅增加了制造難點(diǎn),這些難點(diǎn)可以概括為硬件和算法兩方面。

在硬件方面,難點(diǎn)在于攝像頭的一致性要求。這三顆攝像頭均可以實(shí)現(xiàn)成熟的單獨(dú)量產(chǎn),但組合起來就會(huì)出現(xiàn)一致性的問題。每顆攝像頭的加工過程和安裝位置都會(huì)產(chǎn)生細(xì)微差別,對(duì)于攝像頭這種高精度的裝置,1mm的偏差就足以毀掉整張照片。為此,華為在每條產(chǎn)線上引入了高精密的調(diào)校系統(tǒng),通過光學(xué)檢測(cè)和人工智能來進(jìn)行分析和校準(zhǔn),保證對(duì)焦和成像的準(zhǔn)確性。

在算法方面,難點(diǎn)在于解決變焦時(shí)的轉(zhuǎn)換流暢度。由于三顆攝像頭是兩兩組合來使用的,在變焦時(shí)要實(shí)現(xiàn)攝像頭的切換,這個(gè)時(shí)候需要完美解決視差問題,即無論變焦到多少,切換到哪個(gè)攝像頭,都不能感覺到明顯的差異。為了實(shí)現(xiàn)像素級(jí)的精確,最終生成的圖像都需要上萬個(gè)點(diǎn)的對(duì)齊測(cè)試,這種算法的調(diào)校才是三攝的難點(diǎn)。

三攝像頭一方面可以大幅改善成像質(zhì)量,提供更好的光學(xué)變焦功能,另外一方面是對(duì)雙攝的進(jìn)一步升級(jí),在硬件和算法的層面擁有更好的基礎(chǔ),可以更快地完成滲透。我們預(yù)計(jì)在華為的引領(lǐng)下,2019年將有包括蘋果、三星、OPPO、vivo、小米等眾多廠商開始使用三攝像頭。

1.3、潛望式攝像頭有望在2019年快速滲透

潛望式攝像頭是指將鏡頭與手機(jī)平面垂直放置的攝像頭。OPPO是最早推出潛望式攝像頭的手機(jī)廠商,其在2017年的MWC上首次展示了潛望式攝像頭技術(shù)。區(qū)別于傳統(tǒng)雙攝鏡頭的并列排布,OPPO將長焦鏡頭橫向排列,與廣角鏡頭形成垂直布局,由特殊的光學(xué)三棱鏡讓光線折射進(jìn)入鏡頭組,實(shí)現(xiàn)成像。

潛望式攝像頭最大的優(yōu)勢(shì)是可以實(shí)現(xiàn)高倍數(shù)的光學(xué)變焦。變焦就是改變焦距,從而得到不同寬窄的視場(chǎng)角、不同大小的影像和不同的景物范圍。變焦通常有數(shù)碼變焦和光學(xué)變焦兩種方式,其中數(shù)碼變焦是通過數(shù)碼相機(jī)內(nèi)的處理器,把圖片內(nèi)的每個(gè)像素面積增大,從而達(dá)到放大目的;光學(xué)變焦是依靠鏡頭中鏡片的移動(dòng)(改變鏡片之間的距離),進(jìn)而改變鏡頭的焦距,實(shí)現(xiàn)變焦。

光學(xué)變焦可以分為內(nèi)變焦和外變焦兩類方案。內(nèi)變焦指前后鏡片之間的距離不變,由之間的鏡片組前后移動(dòng)變焦,簡單理解就是變焦在機(jī)身內(nèi)完成,攝像頭外觀沒有變化;而外變焦則是通過前鏡片組和后鏡片組移動(dòng)變焦,類似于我們平常見到的伸縮式鏡頭。

由于智能手機(jī)需要保持輕薄,而使用伸縮式攝像頭會(huì)大幅增加手機(jī)的厚度,并且難以防水防塵,所以內(nèi)變焦是手機(jī)實(shí)現(xiàn)光學(xué)變焦的主要方式。但由于手機(jī)厚度有限, 水平放置的攝像頭只能有較小的焦距,光學(xué)變焦能力有限,所以通過采用潛望式攝像頭的設(shè)計(jì),能大幅增加攝像頭的焦距,實(shí)現(xiàn)更好的光學(xué)變焦。

OPPO已在1月17日正式發(fā)布了其最新的潛望式攝像頭技術(shù),支持十倍光學(xué)變焦。該技術(shù)采用“接棒式”三攝配置方案,其中長焦攝像頭采用潛望式結(jié)構(gòu),等效焦距為159mm,另外超廣角鏡頭的等效焦距為15.9mm,再加上超清主攝,這樣就構(gòu)成了等效焦距15.9mm—159mm的三攝鏡頭組。OPPO的這款產(chǎn)品也贏得了MWC 2019的優(yōu)秀技術(shù)獎(jiǎng)。

在手機(jī)行業(yè)進(jìn)入存量競(jìng)爭(zhēng)之后,任何能吸引消費(fèi)者的功能都成為手機(jī)廠商創(chuàng)新的重點(diǎn)。在OPPO的帶領(lǐng)下,我們預(yù)計(jì)華為、小米等手機(jī)廠商也將很快推出配備潛望式攝像頭功能的手機(jī),潛望式攝像頭行業(yè)正引來快速發(fā)展的新階段。

1.4、3D Sensing快速滲透,行業(yè)規(guī)模不斷增長

3D Sensing是指獲取周圍環(huán)境的三維信息來進(jìn)行識(shí)別的功能,被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、醫(yī)療、交通、科研、國防等領(lǐng)域中,例如無人駕駛所使用的激光雷達(dá)就是3D Sensing的一個(gè)典型應(yīng)用。

隨著技術(shù)的進(jìn)步,3D Sensing逐步實(shí)現(xiàn)了小型化、低功耗,可以開始用于手機(jī)等消費(fèi)級(jí)的電子產(chǎn)品中。當(dāng)用于手機(jī)時(shí),具有安全性高、使用簡便、適合全面屏設(shè)計(jì)等優(yōu)點(diǎn),可以完美取代手機(jī)中的指紋識(shí)別解鎖。蘋果在2017年9月發(fā)布的iPhone X中首次配備3D Sensing功能,并命名為Face ID,并在2018年9月發(fā)布的iPhone XR、iPhone XS、iPhone XS Max中全面配備3D Sensing。

蘋果在2018年10月30日發(fā)布的最新款iPad Pro中,同樣去掉了指紋識(shí)別模塊,轉(zhuǎn)而使用3D Sensing功能,我們認(rèn)為這將成為蘋果在iPad產(chǎn)品系列中全面使用3D Sensing的開始,未來3D Sensing將成為iPad的標(biāo)配。

我們預(yù)計(jì)蘋果未來將在旗下產(chǎn)品中全線配備3D Sensing功能,由于蘋果產(chǎn)品的出貨量,未來3D Sensing將迎來廣闊的發(fā)展空間。

2、三攝+潛望式:打開產(chǎn)業(yè)鏈成長新空間

手機(jī)攝像頭主要由光學(xué)鏡頭(Lens)、音圈馬達(dá)(VCM)、紅外濾光片(IRCF)、圖像傳感器(Sensor)等組成。三攝相比單攝和雙攝分別增加兩顆和一顆攝像頭,潛望式則需要增加一組鏡片和折射鏡頭,將給整個(gè)攝像頭產(chǎn)業(yè)鏈帶來新的市場(chǎng)空間,產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)企業(yè)將迎來新的成長動(dòng)力。

從手機(jī)攝像頭產(chǎn)業(yè)鏈的價(jià)值量分布來看,CIS圖像傳感器占據(jù)了52%的價(jià)值量,是價(jià)值量最高的部件;光學(xué)鏡頭和模組的價(jià)值量占比分別達(dá)到了19%和20%,兩者旗鼓相當(dāng),僅次于CIS圖像傳感器;音圈馬達(dá)和紅外截止濾光片的價(jià)值量占比分別達(dá)到6%和3%,價(jià)值量較少。

2.1、光學(xué)鏡頭:設(shè)計(jì)和制造難度大,經(jīng)驗(yàn)積累是關(guān)鍵

光學(xué)鏡頭的主要作用是利用光的折射和反射原理,搜集被拍攝物體的反射光并將其聚焦于圖像傳感器上。

手機(jī)攝像頭使用的鏡頭主要有塑膠和玻璃兩種材質(zhì)。塑膠鏡頭透光率不如玻璃鏡頭,但成型更為容易、良率較高、成本較低,通過不同形狀的塑膠鏡頭進(jìn)行組合,也可以達(dá)到非常好的成像效果,所以手機(jī)攝像頭使用都是塑膠鏡頭。

衡量鏡頭解析力的常用指標(biāo)是MTF(Modulation Transfer Function,調(diào)制轉(zhuǎn)換函數(shù)),它衡量的是鏡頭對(duì)對(duì)比度的還原情況。理想鏡頭的還原情況可以達(dá)到100%,最差的鏡頭無法還原對(duì)比度,所以MTF的值位于0—1區(qū)間內(nèi)。MTF的值越大,表明鏡頭的解析力越好。

例如在下圖中,黑白條的對(duì)比度原本是100%,但經(jīng)過鏡頭的處理之后,黑白條的中間地帶會(huì)由于光線的串?dāng)_而呈現(xiàn)灰色,這就是無法完全還原對(duì)比度的情況。在這個(gè)例子中,這個(gè)鏡頭的MTF值為90%,表示可以還原90%的對(duì)比度。

在手機(jī)可見光攝像頭中,盡管玻璃材料的透光量要好于塑膠鏡頭,但塑膠易于成型,可以組成各種所需要的組合,對(duì)光線的控制也更優(yōu),所以塑膠鏡頭的MTF反而會(huì)大于玻璃鏡頭?;诖?,我們認(rèn)為塑膠鏡頭仍將是未來一段時(shí)間內(nèi)手機(jī)可見光鏡頭的主流,但玻璃鏡頭或玻塑混合鏡頭大概率也將會(huì)占有一席之地。

光學(xué)鏡頭具有非常高的技術(shù)難度,目前能大批量穩(wěn)定生產(chǎn)高品質(zhì)鏡頭的廠商較為稀少。光學(xué)鏡頭的難點(diǎn)主要在于設(shè)計(jì)和制造環(huán)節(jié)。

光學(xué)鏡頭的難點(diǎn)之一在于設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)需要的是多年的經(jīng)驗(yàn)積累,以及想象力的發(fā)揮,不僅僅是一門工程,更是一門藝術(shù)。每一個(gè)設(shè)計(jì)的光學(xué)鏡頭都可以專門申請(qǐng)專利,保護(hù)設(shè)計(jì)師的心血結(jié)晶。設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)直接決定廠商能否生產(chǎn)某一規(guī)格的鏡頭,是進(jìn)入這個(gè)行業(yè)的門票。

光線在穿過鏡頭時(shí),會(huì)發(fā)生非常復(fù)雜的折射過程才能到達(dá)圖像傳感器。這些復(fù)雜的折射過程會(huì)使圖像傳感器上的成像與根據(jù)高斯光學(xué)得到的理論結(jié)果產(chǎn)生差距,這就是像差。

像差主要由三種原因產(chǎn)生:1)通光介質(zhì)的折射率隨波長變化而變化;2)透鏡表面通常為球面;3)光具有波粒二象性。由第一種原因產(chǎn)生的成像偏差稱為色差,第二種產(chǎn)生的成像偏差稱為球差,第三種產(chǎn)生的成像偏差稱為衍射效應(yīng)。目前已知的像差已經(jīng)有幾百種,比如軸向色差、球差、橫向色差、慧差、場(chǎng)曲、像散和畸變等。

像差無法完全消除,所以這個(gè)世界不存在完美的鏡頭。光學(xué)設(shè)計(jì)就是通過組合不同形狀、不同數(shù)目的透鏡,實(shí)現(xiàn)對(duì)這些像差的控制,盡可能獲得盡可能完美的成像效果。但是因?yàn)橄癫顚?shí)在太多,所以想實(shí)現(xiàn)完全的像差控制是不可能的,只能通過光學(xué)設(shè)計(jì)在眾多像差中取得平衡。光學(xué)設(shè)計(jì)不是工程,而是藝術(shù),是對(duì)于美的理解,考驗(yàn)的是光學(xué)設(shè)計(jì)師的經(jīng)驗(yàn)、天賦和靈感。萊卡和蔡司作為最優(yōu)秀的光學(xué)廠商,引以為傲的正是其在光學(xué)設(shè)計(jì)上的深厚積累。華為與萊卡合作,主要的合作內(nèi)容就是萊卡幫助華為改善光學(xué)設(shè)計(jì)。

光學(xué)鏡頭的難點(diǎn)之二在于制造環(huán)節(jié)。如果說設(shè)計(jì)解決的是鏡頭廠商能否生產(chǎn)的問題,那么制造環(huán)節(jié)就是決定生產(chǎn)良率和一致性的關(guān)鍵。在模具、成型、組裝等環(huán)節(jié),對(duì)于生產(chǎn)精度都有非常高的要求,任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)差錯(cuò)都會(huì)對(duì)最后的成像效果產(chǎn)生非常大的影響。

模具環(huán)節(jié)是塑膠鏡頭制造的最關(guān)鍵部分。模具的質(zhì)量直接影響鏡片的成型,所以需要非常高精度的模具,不僅需要有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)人員來進(jìn)行設(shè)計(jì),還需要制造人員具有精密加工和檢測(cè)方面的基礎(chǔ)。

在設(shè)計(jì)模具時(shí),應(yīng)該將成型時(shí)的所有可能影響精度的因素加以控制,包括成型機(jī)、成型條件、成型材料。整體模具的設(shè)計(jì)需要注意成型機(jī)的尺寸和精度、成型條件和成型材料的特性,并考慮到具有累加性的誤差,如平行度、垂直度、同心度,以及影響塑膠流動(dòng)的因素,例如排氣孔的位置和澆口形狀。

在制造模具時(shí),需要考慮模具的加工方法、工作機(jī)械和模具材料,比如零件制造的機(jī)臺(tái)、方法、程序是否合理。任何失誤都會(huì)直接影響模具的尺寸精度,很容易導(dǎo)致模具無法達(dá)到設(shè)計(jì)的公差范圍。

在成型環(huán)節(jié),材料發(fā)生了相變化、密度變化、溫度變化以及壓力變化,必須嚴(yán)格精確控制這些變量才能使透鏡擁有良好的光學(xué)特性,這對(duì)廠商的生產(chǎn)提出了極高的要求,不僅需要高精度的儀器,還需要有經(jīng)驗(yàn)的熟練工人才能完成操作,任何差錯(cuò)都會(huì)影響最后的成像質(zhì)量。比如萊卡在冷卻成型時(shí),是按照一小時(shí)下降一度的速率逐漸降低溫度的,以求得到最優(yōu)質(zhì)的光學(xué)鏡頭。

組裝環(huán)節(jié)是按照順序逐一將加工完成的鏡片、隔片、壓圈等部件完成裝配,并實(shí)現(xiàn)光學(xué)性能的過程,目前主要通過自動(dòng)化方式實(shí)現(xiàn)組裝。鏡頭組裝技術(shù)要點(diǎn)十分復(fù)雜,對(duì)部件加工精度、組裝精度具有極高的要求,整體公差一般不超過3微米,而大立光等企業(yè)甚至達(dá)到2微米。組裝還需要經(jīng)驗(yàn)豐富功底深厚的專家團(tuán)隊(duì),不斷改進(jìn)探索,需要多年積累才能制作一顆合格的鏡頭。

光學(xué)鏡頭設(shè)計(jì)非常復(fù)雜,目前已知的像差就有數(shù)百種,仍有大量未知的像差不斷被發(fā)現(xiàn),需要在設(shè)計(jì)中被考慮進(jìn)去。光線的折射和反射路徑數(shù)不勝數(shù),需要設(shè)計(jì)師去不斷計(jì)算和權(quán)衡。透鏡的形狀、位置、材料可以有無數(shù)種組合方式,讓設(shè)計(jì)師們有空間去不斷挖掘更好的設(shè)計(jì)。光學(xué)鏡頭行業(yè)永遠(yuǎn)沒有進(jìn)步的終點(diǎn),永遠(yuǎn)都有探索的空間。

正因?yàn)檫@個(gè)行業(yè)進(jìn)步永無止境,所以時(shí)間和經(jīng)驗(yàn)才顯得極為重要。無論是在設(shè)計(jì)還是在制造環(huán)節(jié),鏡頭行業(yè)都需要大量的經(jīng)驗(yàn)積累和有經(jīng)驗(yàn)的熟練工人,去掌握設(shè)計(jì)的技巧和制造中的know-how,所以鏡頭行業(yè)經(jīng)??梢砸姷街挥袚碛杏凭脷v史的公司才能生產(chǎn)出優(yōu)秀的鏡頭。例如德系的蔡司和萊卡,日系的佳能、尼康、索尼,都是具有幾十年甚至上百年歷史的頂級(jí)光學(xué)鏡頭廠商。時(shí)間和經(jīng)驗(yàn)是光學(xué)鏡頭行業(yè)最重要的資產(chǎn),也是競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手難以逾越的屏障。

手機(jī)鏡頭的生產(chǎn)盡管不像相機(jī)鏡頭那么困難,但時(shí)間和經(jīng)驗(yàn)依然很重要。例如***的大立光是最早開始研究塑膠鏡頭的廠商之一,成立至今已有接近40年的歷史。盡管塑膠鏡頭是在智能手機(jī)興起之后才開始蓬勃發(fā)展,但大立光在此之前已積累了接近20年,所以其他廠商始終難以企及大立光的鏡頭品質(zhì)和生產(chǎn)良率,這也造就了大立光在手機(jī)鏡頭領(lǐng)域的霸主地位。

除了大立光,大陸的舜宇光學(xué)在近些年也發(fā)展迅猛。在2012年收購柯尼卡美能達(dá)的上海工廠,并與其達(dá)成合作協(xié)議之后,舜宇光學(xué)掌握了大量設(shè)計(jì)和制造中的know-how,鏡頭品質(zhì)和良率迅速改善,出貨量大幅增加。時(shí)至今日,舜宇光學(xué)已經(jīng)大幅縮小了與大立光的差距,技術(shù)實(shí)力非常出眾。

在整個(gè)手機(jī)鏡頭行業(yè)中,***地區(qū)的大立光是絕對(duì)的霸主,2017年占據(jù)了34.5%的全球市場(chǎng)份額,并且主要供應(yīng)高階鏡頭。舜宇光學(xué)作為來自大陸的后起之秀,也占據(jù)了9.4%的市場(chǎng)份額,位居市場(chǎng)第二位,并在國產(chǎn)手機(jī)供應(yīng)鏈中具有重要地位。除了大立光和舜宇光學(xué),重要的手機(jī)鏡頭廠商還包括玉晶光、世高光、關(guān)東辰美等廠商。

2.2、音圈馬達(dá):總體技術(shù)難度不高,精度控制是關(guān)鍵

手機(jī)中控制鏡頭對(duì)焦的器件為音圈馬達(dá)(VCM)。單反相機(jī)的對(duì)焦是通過轉(zhuǎn)動(dòng)鏡筒帶動(dòng)鏡頭里某個(gè)鏡片或者某組鏡片前后移動(dòng),來修正光路,使成像落在感光元件上是最清晰的。普通的手機(jī)攝像頭無法做到像單反相機(jī)那樣移動(dòng)某塊鏡片或者某組鏡片來對(duì)焦,因此手機(jī)攝像頭是通過鏡頭組整個(gè)前后移動(dòng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對(duì)焦,驅(qū)動(dòng)這一動(dòng)作的就是VCM。

不同廠商的VCM結(jié)構(gòu)略有不同,但總體上均包括外殼、支架、墊片、簧片、磁石、線圈、載體、底座等部件,內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。

音圈電機(jī)(VCM)基于安培定理工作,即當(dāng)線圈導(dǎo)電,其中的電流產(chǎn)生的作用力推動(dòng)固定在載體上的鏡頭移動(dòng),從而改變對(duì)焦距離??梢钥吹?,音圈電機(jī)(VCM)器件對(duì)于對(duì)焦距離的控制實(shí)際上是通過對(duì)線圈中電流的控制來實(shí)現(xiàn)的。

手機(jī)攝像頭的VCM需要Driver IC配合完成對(duì)焦,通過Driver IC控制VCM供電電流的大小,來確定VCM搭載的鏡頭移動(dòng)的距離,從而調(diào)節(jié)到適當(dāng)?shù)奈恢门臄z清晰圖像。

衡量VCM的性能主要有以下幾個(gè)指標(biāo):

1)行程,簡單來說就是音圈馬達(dá)在額定電流下能夠跑多遠(yuǎn);

2)靈敏度,就是電流與行程曲線之間的斜率,靈敏度越高越好;

3)磁滯,磁性物體都有保留其磁性的傾向,磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化總是滯后于磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化,所以會(huì)造成音圈馬達(dá)在同一電流下向上或者向下的行程產(chǎn)生位置差,磁滯越小越好;

4)啟動(dòng)電流,就是需要多大的電流來驅(qū)動(dòng) VCM,越小越好。

VCM的技術(shù)并不復(fù)雜,但由于對(duì)靈敏度的要求較高,所以生產(chǎn)時(shí)的精度控制是關(guān)鍵,這涉及到設(shè)計(jì)、材料等各個(gè)環(huán)節(jié)的改進(jìn)。

正因?yàn)閂CM技術(shù)難度并不高,所以全球參與VCM產(chǎn)業(yè)的廠商有上百家,總體上來看,這些廠家可以劃分為日本、韓國、中國三大陣營。

2016年日本的音圈馬達(dá)占據(jù)全球超過四成的市場(chǎng)份額,并掌握著全球音圈馬達(dá)先進(jìn)技術(shù)和制造能力,代表企業(yè)主要包括阿爾卑斯、三美、TDK等,其中阿爾卑斯和三美向蘋果供應(yīng)音圈馬達(dá)。

韓國廠商占據(jù)全球VCM市場(chǎng)的超過兩成份額,主要包括三星電機(jī)、磁化、Hysonic和LG-Innotek等。

2016年國產(chǎn)音圈馬達(dá)在全球市場(chǎng)占據(jù)了三成以上的份額,企業(yè)數(shù)量在50家以上,主要包括新思考、比路電子、中藍(lán)等,其中比路電子和新思考在國際市場(chǎng)表現(xiàn)較為出色。

2.3、紅外截止濾光片:鍍膜工藝是關(guān)鍵,水晶光電實(shí)力強(qiáng)勁

紅外截止濾光片(IR-Cut filter) 是一種允許可見光透過而截止紅外光的光學(xué)濾光片。當(dāng)光線進(jìn)入鏡頭,折射后可見光和紅外光會(huì)在不同靶面成像,可見光成像為彩色,紅外光成像為黑白。當(dāng)把可見光所成圖像調(diào)試好之后,紅外光會(huì)在此靶面形成虛像,影響圖像的顏色和質(zhì)量。

紅外截止濾光片又可細(xì)分為兩種,一種是反射式濾光片,另一種是吸收式濾光片。濾光片最關(guān)鍵的工藝是鍍膜,需要保證鍍膜的均勻性和一致性,鍍膜又可分為真空鍍膜和化學(xué)鍍膜兩種方式。鍍膜之后基本可以濾除650nm以上波長的光,滿足基本的使用需求。

以藍(lán)玻璃為基材鍍膜制成的IRCF,是采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制成的IRCF是以反射的方式過濾掉紅外光,反射光容易造成干擾,效果差于藍(lán)玻璃IRCF。

紅外截止濾光片的主要生產(chǎn)廠商有歐菲光、水晶光電、田中技研、哈威特(已被奧托侖收購),歐菲光早在2002年就研發(fā)生產(chǎn)IRCF,此后進(jìn)軍觸控屏及影像系統(tǒng)領(lǐng)域,IRCF增長放緩。水晶光電作為后起之秀,目前是國內(nèi)龍頭,同時(shí)也間接向蘋果供應(yīng)紅外截止濾光片。

2.4、CIS傳感器:技術(shù)創(chuàng)新與定制化是行業(yè)兩大特點(diǎn),IDM模式更有優(yōu)勢(shì)

CMOS圖像傳感器(CIS,CMOS Image Sensor)是實(shí)現(xiàn)將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器

CMOS圖像傳感器由兩部分組成:感光區(qū)域和處理電路。

感光區(qū)域由大量的感光二極管構(gòu)成,每個(gè)感光二極管就是一個(gè)像素單元。光子在經(jīng)過感光二極管之后,就會(huì)通過激發(fā)光電二極管中的材料放電,從而轉(zhuǎn)化為電子被釋放出來。電荷被儲(chǔ)存而形成電勢(shì)差,電勢(shì)差被測(cè)量出來,從而可以得到該像素單元的灰度值。

處理電路是對(duì)感光區(qū)域獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的電路,例如自動(dòng)對(duì)焦、光學(xué)防抖、曝光時(shí)間控制、自動(dòng)增益控制、時(shí)序控制、同步信號(hào)、行起始信號(hào)、場(chǎng)起始信號(hào)等,在傳感器的工作過程中起著非常重要的作用。

技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)與客戶定制化要求高是CMOS圖像傳感器行業(yè)的兩個(gè)重要特點(diǎn)。

CMOS圖像傳感器是個(gè)技術(shù)密集型的行業(yè),只有不斷開創(chuàng)新技術(shù)的廠商才能立于不敗之地。CMOS圖像傳感器的第一次重大創(chuàng)新是由前照式(FSI)轉(zhuǎn)變?yōu)楸痴帐剑˙SI)。

像素單元由片上透鏡、彩色濾光片、金屬線路、光電二極管構(gòu)成。前照式結(jié)構(gòu)中,當(dāng)光線射入像素單元,經(jīng)過了片上透鏡和彩色濾光片后,先通過金屬排線層,最后光線才被光電二極管接收。在這個(gè)過程中,金屬線路會(huì)遮擋和反射一部分光線,極為影響成像質(zhì)量。

索尼改變了這種制造像素單元的方式,采用背照式結(jié)構(gòu),將光電二極管放在金屬線路的前面。這一方法讓像素可以獲得更多的感光量,大幅提高了信噪比,而且可以采用更復(fù)雜、更大規(guī)模電路來提升傳感器讀取速度。這一進(jìn)步大幅提高了手機(jī)的拍攝質(zhì)量,直接促成了數(shù)碼相機(jī)的衰落,也讓索尼擊敗豪威科技拿到iPhone 4S的圖像傳感器訂單。

CMOS圖像傳感器的第二次重大創(chuàng)新是由非堆棧式轉(zhuǎn)變?yōu)槎褩J健?/p>

非堆棧式是將感光區(qū)域和處理電路在同一片晶圓上制作,但這樣會(huì)面臨兩個(gè)問題。

第一個(gè)問題是非堆棧式的兩個(gè)區(qū)域都只能采用相同的工藝,比如65nm工藝。這樣的工藝對(duì)于感光區(qū)域的像素制作是足夠的,但是對(duì)于處理電路而言,更先進(jìn)的工藝可以有更高的晶體管密度,其對(duì)于像素區(qū)域的管控能力也能得到提高,可以得到更好的畫質(zhì)。

第二個(gè)問題是為了提高像素集合光的效率,需要引入光波導(dǎo)管。光波導(dǎo)管的干刻過程中,硅晶圓和像素區(qū)域會(huì)有損傷,此時(shí)則要進(jìn)行一個(gè)叫做“退火(annealing process)”的熱處理步驟,讓硅晶圓和像素區(qū)域從損傷中恢復(fù)回來,這時(shí)候需要將整塊CMOS加熱。這種加熱會(huì)對(duì)處理電路產(chǎn)生不必要的損傷,會(huì)對(duì)信號(hào)讀出產(chǎn)生影響。

索尼創(chuàng)造性地提出堆棧式的方法,解決了上面兩個(gè)問題。首先利用晶圓和基板的熱傳導(dǎo)系數(shù)差異,通過加熱將兩者分離。然后使用65nm工藝制作感光區(qū)域,使用40nm工藝制作處理電路,然后堆疊在一起。這樣一來,感光區(qū)域的面積也可以增大,可以制作更多的像素,處理電路也得到了優(yōu)化。這樣的攝像頭體積變得更小,但功能和性能反而增強(qiáng)。

索尼在堆棧式結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上再接再厲,在2017年2月推出了業(yè)界首款配備DRAM的三層堆棧式CMOS圖像傳感器IMX400。據(jù)索尼在ISSCC2017的論文中介紹,這個(gè)新型CIS的像素?cái)?shù)組位于裸晶的頂層,DRAM數(shù)組和列驅(qū)動(dòng)器位于中間,其余的區(qū)塊則位于底部的ISP裸晶。加入了DRAM能夠大大提升數(shù)據(jù)的讀取速度,滿足高質(zhì)量照片的拍攝需求。

CMOS圖像傳感器行業(yè)的第二個(gè)重要特點(diǎn)是定制化要求非常高。

由于各大手機(jī)廠商對(duì)拍照性能的要求不同、理解也不同,所以對(duì)CMOS圖像傳感器的性能要求也不一樣,這就需要進(jìn)行定制化生產(chǎn)。

與公版感光元件固定化的參數(shù)相比,定制化的感光元件在參數(shù)選擇上更加靈活。以華為P9為例,在確定了雙攝像頭理念后,找到索尼定制RGB/Monochrome架構(gòu)的CMOS能夠讓雙攝像頭的實(shí)力得到更大發(fā)揮。另外如果在畫質(zhì)上有很高的追求,則可以找索尼定制一款低像素、大面積+大像素尺寸這種綜合實(shí)力很強(qiáng)的CMOS(諸如IMX260)。

定制化要求CMOS圖像傳感器供應(yīng)商具有柔性生產(chǎn)和較強(qiáng)的響應(yīng)客戶的能力,這也是在這個(gè)行業(yè)立足的核心競(jìng)爭(zhēng)力之一。

技術(shù)創(chuàng)新與定制化這兩大特點(diǎn)使得IDM模式在CMOS圖像傳感器行業(yè)更有優(yōu)勢(shì)。

IDM模式即將設(shè)計(jì)與制造兩大環(huán)節(jié)垂直整合的模式,F(xiàn)abless模式即只專注設(shè)計(jì)而將制造環(huán)節(jié)外包的模式。根據(jù)前面的分析,CMOS圖像傳感器其實(shí)有大量技術(shù)創(chuàng)新是在制造環(huán)節(jié),那么IDM模式的廠商就可以更深刻地理解制造過程,從而實(shí)現(xiàn)技術(shù)上的改進(jìn),而代工的Fabless模式則因距離制造環(huán)節(jié)太遠(yuǎn)而無法更好地創(chuàng)新;與此同時(shí),IDM模式讓廠商在生產(chǎn)環(huán)節(jié)有了更多的掌控力,可以更好地完成手機(jī)廠商所要求的定制化參數(shù)。

根據(jù)Yole的統(tǒng)計(jì),在2017年全球價(jià)值139億美元的CMOS圖像傳感器市場(chǎng)中,索尼占據(jù)了42%的市場(chǎng)份額,是當(dāng)之無愧的霸主。在索尼之后的是三星電子、豪威科技(Omnivision)、安森美(On Semi)等廠商。

索尼、三星、佳能、尼康等廠商采用的是IDM模式,SK海力士則通過收購Siliconfile而成為IDM廠商。其余廠商則采用Fabless/Fablite的模式,例如安森美(On Semi)交給L-Foundry代工,意法半導(dǎo)體交給臺(tái)聯(lián)電代工,豪威科技主要交給臺(tái)積電代工,格科微主要交給中芯國際代工。

2.5、模組:技術(shù)壁壘不高,良率提升決定盈利能力

模組是把上述零組件整合到一起后的器件。手機(jī)攝像頭模組的主流工藝有CSP、COB和FC三種,其中CSP主要用于低端產(chǎn)品,COB是最主流的工藝,F(xiàn)C則僅有蘋果在使用。

CSP(芯片級(jí)封裝)的優(yōu)勢(shì)在于制造設(shè)備成本低、潔凈度要求低、良率較高,劣勢(shì)在于鏡頭透光率低、模組厚度較高。

COB(板上封裝)的優(yōu)勢(shì)在于設(shè)備成本較高但封裝成本低,劣勢(shì)在于潔凈度要求高、良率較低,制程時(shí)間相對(duì)較長。

FC(倒裝芯片)的優(yōu)勢(shì)在于封裝密度很高、封裝所得攝像頭模組厚度最薄、缺點(diǎn)在于成本較高、良率較低。

與此同時(shí),COB封裝正向MOB(Molding On Board)和MOC(Molding On Chip)發(fā)展。MOB與COB的區(qū)別在于底座與線路板一體化,將電路器件包覆于內(nèi)部,而MOC比MOB更加先進(jìn)的地方在于將連接線一起包覆于內(nèi)部。隨著MOB和MOC的推出,COB封裝的性能進(jìn)一步向FC靠近,同時(shí)成本更低,未來有望取代FC封裝。

攝像頭模組行業(yè)的技術(shù)壁壘并不高,這也導(dǎo)致國內(nèi)手機(jī)攝像頭模組市場(chǎng)比較分散。根據(jù)旭日產(chǎn)研的數(shù)據(jù),歐菲科技是2017年國內(nèi)手機(jī)攝像頭模組市場(chǎng)的第一名,但其所占份額也僅為11%。除了歐菲科技之外,還有舜宇、丘鈦、信利、光寶、合力泰等也可以供應(yīng)攝像頭模組,但市場(chǎng)份額均只有個(gè)位數(shù)。

在技術(shù)壁壘不高的情況,良率提升就成為決定盈利能力的關(guān)鍵。由于技術(shù)壁壘不高,所以很多廠商可以進(jìn)入這個(gè)市場(chǎng),但每家廠商在設(shè)備自動(dòng)化水平、產(chǎn)線布局、控制算法開發(fā)、生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)等方面存在差異,這導(dǎo)致各家廠商在生產(chǎn)同規(guī)格產(chǎn)品時(shí)的良率會(huì)出現(xiàn)很大不同。所以盡管進(jìn)入這個(gè)行業(yè)的門檻不高,但擁有較高的良率水平才是盈利的關(guān)鍵。

蘋果作為目前唯一使用FC封裝的手機(jī)廠商,其攝像頭模組供應(yīng)具有很強(qiáng)的封閉性,只有具備大量FC封裝產(chǎn)能的模組廠才可能進(jìn)入蘋果供應(yīng)鏈。目前全球擁有FC封裝產(chǎn)能的模組廠包括LG-Innotek、夏普、索尼、歐菲科技(收購索尼廣州廠)和高偉電子,所以蘋果的前后置攝像頭模組都有這幾家負(fù)責(zé)。目前LG-Innotek和夏普是蘋果后置雙攝的模組供應(yīng)商,而歐菲科技和高偉電子則是蘋果前置單攝的模組供應(yīng)商。由于擁有FC技術(shù)的模組廠并不多,所以蘋果的攝像頭模組供應(yīng)較為穩(wěn)定。

舜宇和歐菲則主要依靠國產(chǎn)手機(jī)廠商,例如華為、OPPO、vivo、小米等。這兩大模組廠在模組小型化探索上領(lǐng)先國內(nèi)其他廠商,已基于COB技術(shù)開發(fā)出了新型封裝技術(shù),尺寸進(jìn)一步縮小。兩大模組廠的產(chǎn)品定位較為高端,主要供應(yīng)各大手機(jī)廠商的旗艦機(jī)型。伴隨著國產(chǎn)手機(jī)廠商的快速崛起,以及華為、OPPO、vivo、小米四大廠商的份額快速提升,舜宇和歐菲的攝像頭模組業(yè)務(wù)也實(shí)現(xiàn)了快速成長。

3、3D Sensing:全新市場(chǎng),技術(shù)難度大,供應(yīng)鏈要求高

3D Sensing的硬件可以分為發(fā)射端和接收端兩部分。發(fā)射端由VCSEL激光源、準(zhǔn)直鏡頭和DOE擴(kuò)散片組成,接收端由窄帶濾光片、光學(xué)鏡頭和紅外CIS組成。

在工作時(shí),VCSEL激光源首先會(huì)發(fā)射出數(shù)百束特定頻率的紅外光,這些紅外光經(jīng)過準(zhǔn)直鏡頭的校準(zhǔn)之后,被傳導(dǎo)到DOE擴(kuò)散片,擴(kuò)散片會(huì)將紅外光束分散成3萬多個(gè)隨機(jī)的紅外光點(diǎn),照射到人的面部;經(jīng)過面部反射之后的紅外光被接收端接收,在經(jīng)過窄帶濾光片的過濾之后,特定頻率的紅外光經(jīng)過光學(xué)鏡頭的投射被紅外CIS所接收。

3D Sensing是一個(gè)全新的增量市場(chǎng),將給產(chǎn)業(yè)鏈帶來新的成長動(dòng)力。發(fā)射端的元器件大部分是創(chuàng)造了新的產(chǎn)業(yè),價(jià)值量較大,在VCSEL激光源、準(zhǔn)直鏡頭、DOE光學(xué)衍射元件、模組等領(lǐng)域給相關(guān)企業(yè)帶來了巨大的全新需求。但發(fā)射端元器件的難度較高,需要較多的技術(shù)積累,所以目前主要是海外企業(yè)參與供應(yīng)鏈,這也給未來大陸廠商的突破帶來了契機(jī)。

接收端的元器件主要是在對(duì)存量產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域的進(jìn)一步的擴(kuò)大,價(jià)值量相對(duì)發(fā)射端要小。大陸企業(yè)在窄帶濾光片、光學(xué)鏡頭、模組等領(lǐng)域已經(jīng)具有較強(qiáng)的實(shí)力,完全可以參與進(jìn)去。但在紅外CIS方面還是空白,需要未來的進(jìn)一步突破。

3.1、VCSEL激光源:技術(shù)難度大,海外廠商主導(dǎo)

VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser,垂直共振腔表面射型激光)具有光束集中、精度高、小型化、低功耗、高可靠、轉(zhuǎn)換效率高、成本低等諸多優(yōu)點(diǎn),從而順理成章地?fù)魯〖t外LED和EEL成為3D Sensing的主流紅外光源,被蘋果等廠商所使用。

VCSEL的原理較為復(fù)雜,在介紹其工作原理前,我們首先介紹激光二極管的電激發(fā)光原理。

以砷化鎵激光二極管為例,首先需要在砷化鎵激光二極管芯片的上下各蒸鍍一層金屬電極,對(duì)著芯片施加電壓,當(dāng)芯片吸收電能時(shí),會(huì)發(fā)出某種波長的光。發(fā)射的光在左右兩個(gè)反射鏡(DBR1、DBR2)間來回反射,產(chǎn)生諧振放大。由于右側(cè)的反射鏡被設(shè)計(jì)成可以透過一部分光(DBR2的層數(shù)較少),所以特定波長的高能量光束就會(huì)從右方穿出。

在上述過程中,DBR(Distributed Bragg Reflector,分布布拉格反光鏡)起到了選取特定波長的光的重要作用。DBR由一系列不同折射率的介質(zhì)層組成,每一介質(zhì)層的厚度為波長的四分之一。當(dāng)光遇到折射率大的介質(zhì)時(shí),光的速度變慢;遇到折射率小的介質(zhì)時(shí),光的速度變快。由于光在不同折射率介質(zhì)的接口都會(huì)發(fā)生折射和反射,所以經(jīng)過復(fù)雜的光學(xué)設(shè)計(jì)之后,DBR可以選擇特定波長的光通過。

由于激光激發(fā)過程會(huì)產(chǎn)生波長很廣的不“純凈”的光,所以在經(jīng)過DBR的選擇之后,可以產(chǎn)生波長范圍很小的“純凈”的光,從而保證后續(xù)的使用。

在VCSEL中,發(fā)光層被稱為多量子阱(MQW),其中由銦鎵砷(InGaAs)和鋁鎵砷(AlGaAs)組成的MQW最為合適。銦(In)的比例可以決定最后發(fā)射激光的波長,當(dāng)銦(In)的比例為0時(shí),發(fā)射的是波長850nm的紅外激光,這時(shí)的外延工藝較為簡單,這也是850nm紅外激光被廣泛使用的原因;當(dāng)銦(In)的比例為20%時(shí),發(fā)射的是940nm波長的紅外激光,這也是iPhone X所使用的紅外激光的波長。

在MQW發(fā)光層的上下部分是p-DBR與n-DBR,用于篩選出特定波長的“純凈”光。由于出射光的方向一般是頂部,所以在底部還需要一層襯底。

陽光中的940nm紅外光會(huì)在長距離傳播中被空氣中的水分吸收掉,而iPhone X所用的940nm紅外光則因距離面部近而不會(huì)被吸收,這樣可以避免陽光中的紅外光干擾產(chǎn)生“紅暴”現(xiàn)象,所以蘋果才選用這個(gè)波長的紅外光。850nm紅外光則一般用于光通信中。

VCSEL的生產(chǎn)過程可以分為外延工藝和芯片工藝兩部分,前者用于生產(chǎn)處外延片,后者是對(duì)外延片進(jìn)一步的加工。

外延工藝的目的是在襯底上生成多量子阱諧振腔(MQW)和反射鏡(DBR)等外延層,使用的工藝是MOCVD(金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積),與傳統(tǒng)化合物半導(dǎo)體的外延工藝很相近。

外延的基本過程是,將前驅(qū)物和摻雜物由反應(yīng)氣體送入一個(gè)已加熱的高溫反應(yīng)腔體,砷、鎵等三五族原子受熱產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),并且在晶格成長最后形成原子排列整齊的薄膜,這種薄膜的沉積就被稱為外延。

外延工藝的難點(diǎn)在于精準(zhǔn)控制每層外延層的厚度、均勻度,以及控制缺陷密度。由于每層外延層只有幾納米至幾十納米厚度,所以對(duì)于工藝精細(xì)度的要求非常高。

芯片工藝包括多次清洗、光刻、干法刻蝕、金屬化工藝以及一次濕法氧化工藝,與傳統(tǒng)的芯片制造工藝較為類似。

濕法氧化工藝是VCSEL芯片制造中最關(guān)鍵的工藝,外延結(jié)構(gòu)中高鋁組分氧化層通過濕法氧化工藝后變成低折射率、高絕緣性的Al2O3形成有效的光場(chǎng)和電場(chǎng)限制。氧化孔徑的大小和形狀影響著VCSEL器件的很多性能參數(shù),如VCSEL的閾值電流大小、光功率大小、串聯(lián)電阻大小等。濕法氧化工藝時(shí),通過控制氮?dú)鈿怏w流量、腔室內(nèi)加熱溫度來控制氧化速率,保證氧化速率的穩(wěn)定性,從而達(dá)到用時(shí)間精準(zhǔn)控制氧化孔徑大小的目的,同時(shí)還使用紅外光源的CCD用于實(shí)時(shí)觀察氧化情況,保證氧化工藝的成功率。

VCSEL產(chǎn)業(yè)由設(shè)計(jì)、外延片、晶圓代工、封測(cè)等四個(gè)環(huán)節(jié)組成,整個(gè)產(chǎn)業(yè)高度分工、專業(yè)化程度很高,擁有較高的技術(shù)門檻。

大部分設(shè)計(jì)廠商都是從光通信領(lǐng)域切入消費(fèi)電子領(lǐng)域,主要廠商包括Lumentum、Finsar、Princeton等。Lumentum為蘋果核心供應(yīng)商,其一方面采用IDM模式自行制造VCSEL,另外也與代工廠合作生產(chǎn)。除了Lumentum,蘋果正在積極扶持Finsar,以降低供應(yīng)鏈集中的風(fēng)險(xiǎn)。Princeton已在2017年被AMS(艾邁斯)所收購,并已在新加坡建設(shè)新工廠,用于生產(chǎn)高功率VCSEL,已成為小米8透明探索版的VCSEL供應(yīng)商,未來可能是安卓廠商的首選。

在外延片領(lǐng)域,英國公司IQE是全球最大的獨(dú)立外延片供應(yīng)商,市場(chǎng)份額大約為80%,是蘋果核心供應(yīng)商。其他的外延片供應(yīng)商還包括***地區(qū)的全新和聯(lián)亞光電。

在代工領(lǐng)域,***地區(qū)的穩(wěn)懋為全球最大的化合物半導(dǎo)體代工廠,其在化合物半導(dǎo)體代工市場(chǎng)的市占率超過50%,并與Lumentum緊密合作而成為蘋果核心供應(yīng)商。而宏捷科則擁有AMS(艾邁斯)入股,未來有望隨著AMS而切入消費(fèi)電子3D Sensing產(chǎn)業(yè)。

在封測(cè)領(lǐng)域,主要廠商均來自***地區(qū),主要包括聯(lián)均、欣品和同欣等廠商。

3.2、準(zhǔn)直鏡頭:技術(shù)難度高,Heptagon壟斷專利

VCSEL發(fā)出的光具有較寬的波瓣,不利于后續(xù)的衍射過程,需要將這些光匯聚校準(zhǔn)為窄波瓣的近似平行光。這種將激光校準(zhǔn)為平行光的器件就是準(zhǔn)直鏡頭。

由于準(zhǔn)直鏡頭靠近VCSEL紅外激光源,VCSEL產(chǎn)生的大量熱量會(huì)影響準(zhǔn)直鏡頭的形狀、尺寸及折射率,所以耐熱性成為了準(zhǔn)直鏡頭的關(guān)鍵?,F(xiàn)在準(zhǔn)直鏡頭的制造工藝有WLO、WLG和模造工藝三種

WLO(Wafer Level Opticals,晶圓級(jí)光學(xué)鏡頭)采用晶圓和特殊液體聚合物作為光學(xué)材料,被蘋果選為iPhone X的準(zhǔn)直鏡頭方案。WLO的生產(chǎn)過程主要包括以下六個(gè)步驟:

1)將特定液態(tài)聚合物的微小液滴準(zhǔn)確分布到硅晶圓表面;

2)使用特定的精細(xì)模具壓印聚合物,使用紫外光固化晶圓上的聚合物,使其硬化;

3)將晶圓從模組中分離出來;

4)在晶圓的另一面重復(fù)上述過程;

5)使用小間隔物堆疊按上述過程生產(chǎn)的晶圓;

6)將堆疊而成的硅晶圓切割成單獨(dú)的微光學(xué)結(jié)構(gòu),每個(gè)晶圓可以產(chǎn)生上千個(gè)微光學(xué)結(jié)構(gòu)。

在上述過程中,紫外光對(duì)聚合物的縮水補(bǔ)償是工藝的關(guān)鍵。

目前大部分WLO專利都在Heptagon(已被AMS收購)手中,形成了非常高的壁壘,蘋果iPhone X所使用的WLO就是由Heptagon所提供。

WLO采用半導(dǎo)體級(jí)工藝,具有尺寸小、高度低、一致性好、生產(chǎn)靈活等特點(diǎn),采用半導(dǎo)體工藝在大規(guī)模量產(chǎn)之后具有成本優(yōu)勢(shì)。但目前WLO工藝仍處于生產(chǎn)的初級(jí)階段,積累的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)不多,導(dǎo)致良率不高。同時(shí)WLO工藝目前最高像素只能做到3M,只適合做非成像鏡頭(如準(zhǔn)直鏡頭),限制了其適用范圍。而在至關(guān)重要的耐熱性方面,由于WLO是聚合物和玻璃混合在一起,聚合物的耐熱性較差,導(dǎo)致WLO的整體耐熱性受到限制。正因?yàn)閃LO的耐熱性較差,所以業(yè)內(nèi)正在尋找各種替代方案。

除了WLO方案,目前還有WLG工藝和模造工藝涌現(xiàn),同樣可以解決耐熱性問題,可能在未來成為準(zhǔn)直鏡頭的選擇。未來準(zhǔn)直鏡頭的技術(shù)路徑存在較大的不確定性。

WLG(Wafer Level Glass,晶圓級(jí)玻璃)采用半導(dǎo)體級(jí)工藝生產(chǎn)玻璃鏡頭,具有良好的耐熱性,可能在未來取代WLO成為準(zhǔn)直鏡頭的首選方案。

WLG首先制作兩塊相互吻合的模具,然后使用這兩塊模具在晶圓級(jí)玻璃的上下兩面同時(shí)壓制,就可以得到所需要的鏡頭形狀,最后將晶圓級(jí)玻璃切割成單個(gè)鏡頭即可使用。上述過程中的模具設(shè)計(jì)和制造是關(guān)鍵。

WLG由于使用全玻璃材料,所以相比WLO具有更好的耐熱性,更利于用作準(zhǔn)直鏡頭。WLG的最大像素可以達(dá)到20M,可實(shí)現(xiàn)多層透鏡疊加,工藝一致性好,所以除了準(zhǔn)直鏡頭,還可以用作成像鏡頭。

目前WLG方案進(jìn)展最快的廠商是瑞聲科技,公司擁有來自丹麥的WLG模具設(shè)計(jì)和制造團(tuán)隊(duì)(Kaleido)、日韓光學(xué)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)和高效的本土管理團(tuán)隊(duì)。瑞聲除了可將WLG用作準(zhǔn)直鏡頭,還可以用于手機(jī)前后置攝像頭等成像鏡頭,具有較大的想象空間。但目前WLG方案仍不成熟,產(chǎn)能、良率、成本等方面仍需要時(shí)間才能突破。

模造工藝即首先使用模造工藝生產(chǎn)玻璃透鏡和塑膠透鏡,然后將玻璃透鏡或塑膠透鏡組合到一起制成準(zhǔn)直鏡頭。在具體材料組成方面,有全玻璃、玻塑混合、全塑膠三種組合。盡管塑膠的耐熱性不如玻璃,但***的大立光通過在塑膠鏡頭中多增加一片透鏡,并增加音圈馬達(dá),也可以具有較強(qiáng)的耐熱性。根據(jù)大立光最新的股東常會(huì)透露,其全塑膠方案已向客戶送樣。

模造工藝生產(chǎn)流程主要包括玻璃初胚的制作、加熱成型、退火處理、量測(cè)、芯取、鍍膜、切邊、涂墨等工序,制造過程中需要掌握大量know-how才能控制好質(zhì)量和良率,對(duì)工藝的精細(xì)度要求非常高。

模造工藝是目前制造鏡頭的最成熟工藝,目前手機(jī)攝像頭所用的成像鏡頭都是使用模造工藝制成的,所以模造工藝在產(chǎn)能、良率、成本上都有較為明顯的優(yōu)勢(shì),大立光、舜宇光學(xué)、瑞聲科技等均可大規(guī)模制造模造鏡頭。如果模造工藝成為準(zhǔn)直鏡頭的方案,將對(duì)這些傳統(tǒng)手機(jī)鏡頭供應(yīng)商帶來較大的增量市場(chǎng)空間。

3.3、光學(xué)衍射元件:精度控制是關(guān)鍵,***地區(qū)廠商掌握主導(dǎo)權(quán)

經(jīng)過準(zhǔn)直鏡頭校準(zhǔn)后的激光束并沒有特征信息,因此下一步需要對(duì)激光束進(jìn)行調(diào)制,使其具備特征結(jié)構(gòu),光學(xué)衍射元件(DOE)就是用來完成這一任務(wù)的。VCSEL射出的激光束經(jīng)準(zhǔn)直后,通過DOE進(jìn)行散射,即可得到所需的散斑圖案(Pattern)。

DOE的基本原理是利用衍射原理在元件表面制備一定深度的臺(tái)階(光柵),光束通過時(shí)產(chǎn)生不同的光程差,滿足布拉格衍射條件。通過不同的設(shè)計(jì)來控制光束的發(fā)散角和形成光斑的形貌,實(shí)現(xiàn)光束形成特定圖案的功能。DOE是一個(gè)單一光學(xué)元件,可將入射光束分散成無數(shù)個(gè)光束再射出。每一個(gè)分散之后再射出的光束,都與原先入射進(jìn)來的光束擁有相同的光學(xué)特性,包括偏振性、相位等。DOE可產(chǎn)生1D(1xN)或2D(MxN)的光束矩陣,視DOE的表面微結(jié)構(gòu)而定。

DOE的特點(diǎn)是能夠在保持較高衍射效率的同時(shí)對(duì)光強(qiáng)分布進(jìn)行精確控制,因此DOE成為讓激光生成隨機(jī)散斑的理想元件。

DOE的表面是大量的臺(tái)階式光柵,需要保證納米級(jí)別的精細(xì)度,所以一般是用半導(dǎo)體生產(chǎn)中的光刻、刻蝕等工藝來制造。

DOE的制造門檻較高,蘋果是由其自行設(shè)計(jì)pattern,然后交由臺(tái)積電采購玻璃后進(jìn)行圖案化過程,精材科技將臺(tái)積電pattern后的玻璃進(jìn)行堆疊、封裝和研磨,然后交采鈺進(jìn)行ITO工序,最后由精材科技進(jìn)行切割。***地區(qū)的奇景光電也具有生產(chǎn)DOE的能力,目前正與高通合作。大陸地區(qū)還沒有具備DOE設(shè)計(jì)和加工能力的公司。

3.4、接收端鏡頭:使用普通手機(jī)鏡頭,產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)殖墒?/p>

傳統(tǒng)的手機(jī)鏡頭需要達(dá)到非常好的成像效果,所以需要非常復(fù)雜的光學(xué)設(shè)計(jì)和制造工藝。(關(guān)于手機(jī)鏡頭的工藝難點(diǎn)和行業(yè)特性,請(qǐng)參見本報(bào)告的2.1節(jié))但接收端紅外攝像頭對(duì)光學(xué)鏡頭的要求遠(yuǎn)不如可見光攝像頭那么高,對(duì)光線的通光量、畸變矯正等指標(biāo)容忍度較高,所以目前3D Sensing接收端鏡頭主要使用已成熟的普通鏡頭。

蘋果iPhone X接收端鏡頭為4P結(jié)構(gòu),供應(yīng)商為***地區(qū)的大立光和玉晶光。除了這兩大廠商,還有關(guān)東辰美、舜宇光學(xué)、瑞聲科技等均可提供接收端鏡頭。隨著大陸手機(jī)廠商開始普及3D Sensing功能,舜宇光學(xué)和瑞聲科技可能憑借本土供應(yīng)鏈優(yōu)勢(shì)而獲得較大的份額。

3.5、窄帶濾光片:所起作用十分重要,鍍膜工藝是關(guān)鍵

窄帶濾光片是只允許特定波長的光通過而濾除其余波長的光的光學(xué)元件。3D Sensing的發(fā)射端會(huì)發(fā)射940nm波長的紅外光,接收端需要濾除其余波長的光而僅僅接受940nm紅外光,所以需要使用窄帶濾光片。窄帶濾光片的通帶相對(duì)比較窄,一般要求在中心波長值的5%以下。

窄帶濾光片的薄膜一般由低折射率和高折射率的兩種膜組成,疊加后層數(shù)達(dá)幾十層,每一層薄膜的參數(shù)漂移都可能影響最終性能;而且窄帶濾光片透過率對(duì)薄膜的損耗非常敏感,所以制備峰值透過率很高、半帶寬又很窄的濾光片非常困難。制備薄膜的方法有很多種,包括化學(xué)氣相沉積、熱氧化法、陽極氧化法、溶膠凝膠法、原子層沉積(ALD)、原子層外延(ALE)、磁控濺射等,而不同方法制備的薄膜性能差異很大。

窄帶濾光片的難度和價(jià)值量都高于傳統(tǒng)攝像頭所用的濾光片,目前僅有VIAVI和水晶光電的技術(shù)較為成熟,這兩家也是蘋果iPhone X的窄帶濾光片供應(yīng)商。

隨著國產(chǎn)手機(jī)廠商將在2019年開始快速普及3D Sensing功能,水晶光電作為本土的窄帶濾光片供應(yīng)商,將有望占據(jù)更為重要的位置。

3.6、紅外CIS:技術(shù)較為成熟,定制化是行業(yè)主要特點(diǎn)

紅外CIS(CMOS Image Sensor)即紅外CMOS圖像傳感器,是用來將接收到的紅外光轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的器件,在技術(shù)上已經(jīng)比較成熟。

在原理上,紅外CIS與可見光CIS是一致的,但可見光CIS需要識(shí)別RGB三種顏色,并且需要呈現(xiàn)非常清晰的圖像,所以對(duì)分辨率的要求很高(關(guān)于RGB CIS的詳細(xì)分析,請(qǐng)參見本報(bào)告的2.4節(jié))。而紅外CIS只需要獲取結(jié)構(gòu)光的深度信息,不需要產(chǎn)生清晰的成像,所以分辨率要求不高,通常2M像素即可滿足要求。目前紅外CIS的供應(yīng)商主要有意法半導(dǎo)體、奇景光電、三星電子、富士通、東芝等,其中意法半導(dǎo)體是iPhone X紅外CIS的供應(yīng)商。

由于各廠商使用的3D Sensing方案差異較大,各個(gè)廠商對(duì)紅外CIS的要求也有很大的差異,所以需要供應(yīng)商提供定制化的紅外CIS。例如iPhone X所用的接收端紅外CIS使用了獨(dú)創(chuàng)的SOI襯底和深溝隔離(DTI)兩種技術(shù),用于滿足蘋果的定制化要求。

紅外CIS成像系統(tǒng)的有效范圍與其靈敏度直接相關(guān),并由兩個(gè)關(guān)鍵性的測(cè)量參數(shù)所確定:量子效率(QE)和調(diào)制傳遞函數(shù)(MTF)。紅外CIS的QE代表其捕獲光子與其轉(zhuǎn)換為電子的比率,QE越高,NIR照明所能達(dá)到的距離越遠(yuǎn),并且圖像亮度越高。MTF所測(cè)量的是在特定的分辨率下圖像傳感器將成像物的對(duì)比度傳送到圖像中的能力,MTF越高,圖像越清晰。

SOI襯底是使用二氧化硅絕緣物作為襯底的一種新型硅片。在傳統(tǒng)硅片里,使用單晶硅作為襯底,由于硅襯底可以導(dǎo)電,所以源極和漏極其實(shí)是相連的,襯底中會(huì)有存在漏電,增大功耗,同時(shí)產(chǎn)生巨大的寄生電容。SOI襯底由于使用絕緣物作為襯底,就會(huì)大幅減少漏電,也大大減少了寄生電容,這樣可以提高量子效率。

由于像素與像素之間會(huì)產(chǎn)生光線與電流的串?dāng)_問題,這種串?dāng)_會(huì)降低成像的銳度,影響圖像的還原,形成噪點(diǎn)。深溝隔離技術(shù)可以理解為一堵墻,可以避免像素間的干擾,增強(qiáng)光線利用率。

3.7、模組:行業(yè)門檻并不高,良率提升是盈利關(guān)鍵

3D Sensing模組環(huán)節(jié)就是把上述各元件組裝形成一個(gè)整體的過程。模組環(huán)節(jié)技術(shù)難度并不大,并且受益于攝像頭模組行業(yè)的發(fā)展(關(guān)于攝像頭模組行業(yè)的討論,請(qǐng)參考本報(bào)告的2.5節(jié)),已經(jīng)擁有眾多廠商可以生產(chǎn)3D Sensing模組,所以行業(yè)門檻并不高。

盡管行業(yè)進(jìn)入門檻不高,但如何把產(chǎn)品良率維持在一個(gè)較高的水平是穩(wěn)定盈利的關(guān)鍵。影響3D Sensing模組良率的環(huán)節(jié)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

1)發(fā)射端擁有準(zhǔn)直鏡頭、衍射光學(xué)元件等非常精密的光學(xué)元件,在組裝時(shí)需要保證非常高的精度;

2)發(fā)射端的VCSEL激光器需要進(jìn)行光譜檢測(cè)和校準(zhǔn);

3)發(fā)射端、接收端、泛光感應(yīng)器件需要通力合作,三者在位置上的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性對(duì)于最終3D Sensing效果有非常重要的影響,需要高難度的匹配和校準(zhǔn)。

以上環(huán)節(jié)主要是對(duì)精度的要求,稍有不慎就會(huì)產(chǎn)生廢品降低良率,所以這是一個(gè)需要精密和準(zhǔn)確的行業(yè),而不是一個(gè)依靠技術(shù)創(chuàng)新的行業(yè)。

目前,具備3D Sensing模組制造能力的廠商包括LG Innotek、富士康、夏普、歐菲科技、舜宇光學(xué)等。其中LG Innotek是iPhone 3D Sensing發(fā)射端模組的獨(dú)家供應(yīng)商,富士康和夏普是iPhone 3D Sensing接收端模組的供應(yīng)商。歐菲科技、舜宇光學(xué)等大陸廠商在模組領(lǐng)域也具備很強(qiáng)的實(shí)力,已經(jīng)可以大規(guī)模量產(chǎn)3DSensing模組。隨著國內(nèi)手機(jī)廠商在3D Sensing領(lǐng)域快速推進(jìn),歐菲科技、舜宇光學(xué)將有望深度受益。

4、投資建議:關(guān)注成功進(jìn)入創(chuàng)新供應(yīng)鏈的企業(yè)

無論是三攝像頭、潛望式攝像頭還是3D Sensing,都是智能手機(jī)的增量創(chuàng)新,都將帶來全新的增量市場(chǎng)空間。當(dāng)創(chuàng)新得到應(yīng)用時(shí),只要是成功進(jìn)入創(chuàng)新供應(yīng)鏈的企業(yè),都將充分受益于創(chuàng)新帶來的紅利。所以我們建議投資者關(guān)注成功進(jìn)入三攝像頭、潛望式攝像頭還有3D Sensing創(chuàng)新供應(yīng)鏈的企業(yè)。

歐菲科技是模組行業(yè)的龍頭企業(yè),充分受益于三攝像頭、潛望式攝像頭和3D Sensing的創(chuàng)新。在三攝像頭和潛望式攝像頭方面,公司是華為兩款旗艦手機(jī)三攝模組的重要供應(yīng)商,也是OPPO潛望式攝像頭的重要供應(yīng)商,同時(shí)正積極協(xié)同其他客戶開發(fā)三攝和潛望式方案,有望繼續(xù)受益;在3DSensing方面,公司已經(jīng)成功進(jìn)入蘋果3D Sensing接收端模組的供應(yīng),同時(shí)也為華為等廠商供應(yīng)3D Sensing模組。

水晶光電是濾光片行業(yè)的龍頭企業(yè),也將深度受益于三攝像頭、潛望式攝像頭和3D Sensing的創(chuàng)新趨勢(shì)。在三攝像頭和潛望式攝像頭方面,公司一直都是蘋果、華為等各大廠商的紅外截止濾光片主要供應(yīng)商,隨著三攝像頭趨勢(shì)不斷滲透,公司有望繼續(xù)受益;在3D Sensing方面,公司是蘋果接收端窄帶低通濾光片的核心供應(yīng)商,同時(shí)也已經(jīng)進(jìn)入華為等廠商的供應(yīng)鏈。

4.1、歐菲科技:光學(xué)模組業(yè)務(wù)充分受益于創(chuàng)新趨勢(shì)

華為、OPPO等客戶的三攝和潛望式模組核心供應(yīng)商,率先受益光學(xué)創(chuàng)新的進(jìn)一步擴(kuò)散。公司與華為、OPPO等優(yōu)質(zhì)客戶擁有長期的合作關(guān)系,是其三攝和潛望式模組的核心供應(yīng)商,率先積累了足夠的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),在競(jìng)爭(zhēng)中較有優(yōu)勢(shì)。除了華為與OPPO,公司與蘋果、vivo、小米、三星等主要手機(jī)廠商都有良好的合作關(guān)系,都是這些客戶已有攝像頭模組的主要供應(yīng)商。未來隨著這些客戶也開始加快光學(xué)創(chuàng)新,公司有望搶占先機(jī),率先受益創(chuàng)新的進(jìn)一步擴(kuò)散。

3D Sensing模組成功進(jìn)入優(yōu)質(zhì)客戶供應(yīng)鏈,受益3D Sensing滲透率的持續(xù)提升。公司在2017年收購索尼華南廠,借此成功進(jìn)入蘋果前置攝像頭模組供應(yīng)鏈。收購?fù)瓿珊?,公司積極擴(kuò)充產(chǎn)能,加強(qiáng)內(nèi)部管理、提高良率,積極配合蘋果研發(fā),在2018年成為蘋果3D Sensing接收端模組供應(yīng)商。與此同時(shí),公司積極開拓安卓廠商,目前已成為華為等優(yōu)質(zhì)客戶的3D Sensing模組核心供應(yīng)商。未來隨著3D Sensing應(yīng)用范圍的進(jìn)一步擴(kuò)大,公司的出貨量也有望繼續(xù)大幅增加,推動(dòng)業(yè)績持續(xù)高速增長。

2018年前三季度業(yè)績繼續(xù)保持快速增長。公司2018年前三季度實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入311.50億元,同比增長27.35%;實(shí)現(xiàn)歸母凈利潤13.76億元,同比增長34.69%;扣非后歸母凈利潤為12.36億元,同比增長56.38%。公司產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)一步提升,高端產(chǎn)品占比增加,毛利率同比提升2.41pct,盈利能力進(jìn)一步增強(qiáng)。

盈利預(yù)測(cè)、估值與評(píng)級(jí):我們認(rèn)為歐菲科技在三攝像頭、潛望式攝像頭和3D Sensing等光學(xué)創(chuàng)新趨勢(shì)中卡位精準(zhǔn),擁有先發(fā)優(yōu)勢(shì),將繼續(xù)受益于兩大創(chuàng)新的擴(kuò)散。根據(jù)公司最新的業(yè)績快報(bào),我們下調(diào)公司2018年EPS至0.68元(前值為0.77元),考慮到手機(jī)攝像頭創(chuàng)新可能不足以彌補(bǔ)手機(jī)總體出貨量下降的影響,我們下調(diào)公司2019—2020年EPS分別至0.90/1.12元(前值分別為1.10/1.44元)??紤]到光學(xué)行業(yè)的未來創(chuàng)新仍將涌現(xiàn),公司作為光學(xué)行業(yè)龍頭有望繼續(xù)受益,我們維持“買入”評(píng)級(jí)。

風(fēng)險(xiǎn)提示:消費(fèi)電子行業(yè)景氣度下降;雙攝滲透率不及預(yù)期;汽車電子業(yè)務(wù)推進(jìn)不及預(yù)期。

4.2、水晶光電:濾光片產(chǎn)品受益于光學(xué)創(chuàng)新,首次覆蓋給予“買入”評(píng)級(jí)

4.2.1、濾光片龍頭企業(yè),業(yè)績持續(xù)增長

公司成立于2002年,2008年在深交所上市,產(chǎn)業(yè)布局包括光學(xué)鍍膜、藍(lán)寶石襯底、反光材料、虛擬顯示和鍍膜設(shè)備五大板塊。光學(xué)鍍膜業(yè)務(wù)主要包括紅外截止濾光片(IRCF)、窄帶濾光片和低通濾光片(OLPF),是公司最主要的業(yè)務(wù),營收占比超過75%。

公司2017年實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入21.46億元,同比增長27.71%,實(shí)現(xiàn)歸母凈利潤3.56億元,同比增長40.35%,保持著快速增長勢(shì)頭。這樣的增長勢(shì)頭也延續(xù)到了2018年,公司2018年前三季度實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入16.34億元,同比增長7.67%,實(shí)現(xiàn)歸母凈利潤4.05億元,同比增長49.70%。

4.2.2、三攝為紅外截止濾光片業(yè)務(wù)打開市場(chǎng)新空間

三攝相比雙攝增加了一顆攝像頭,需要增加使用一片紅外截止濾光片,市場(chǎng)空間大幅增加。公司是紅外截止濾光片行業(yè)的龍頭,技術(shù)領(lǐng)先、產(chǎn)能有保障,已經(jīng)進(jìn)了蘋果、三星、華為等頂級(jí)手機(jī)客戶的供應(yīng)鏈。隨著三攝有望在明年快速滲透,公司有望借助優(yōu)質(zhì)客戶平臺(tái)獲取較大的市場(chǎng)份額。

4.2.3、受益3D Sensing創(chuàng)新,窄帶濾光片業(yè)務(wù)迎來新機(jī)遇

公司的窄帶濾光片產(chǎn)品已進(jìn)入蘋果供應(yīng)鏈,成為其中國產(chǎn)化率最高的產(chǎn)品,表明公司產(chǎn)品品質(zhì)已進(jìn)入國際頂級(jí)行列。隨著蘋果全面推廣使用3D Sensing功能,對(duì)公司產(chǎn)品的需求將大幅增加。在安卓陣營,目前已有華為、小米、三星等多家廠商搭載3D Sensing,安卓端的滲透有望在2019年開始加速。公司與這些安卓廠商擁有多年的緊密合作關(guān)系,已經(jīng)進(jìn)入部分產(chǎn)品的供應(yīng)鏈,未來有望受益安卓端的快速滲透。

4.2.4、盈利預(yù)測(cè)與投資評(píng)級(jí)

關(guān)鍵假設(shè)

1、薄膜元器件:該部分業(yè)務(wù)主要包括紅外截止濾光片、窄帶濾光片和低通濾光片等產(chǎn)品,這些產(chǎn)品將在2019—2020年受益于3D Sensing和三攝像頭的快速滲透,我們預(yù)計(jì)該板塊2018—2020年的營收增速將分別為8%、15%和20%,毛利率則維持在29%的水平。

2、藍(lán)寶石襯底:該板塊與下游LED需求緊密相關(guān),受下游需求推動(dòng),我們預(yù)計(jì)2018—2020年?duì)I收將保持15%的穩(wěn)健增長,毛利率則保持在25%的水平。

3、反光制品:該部分市場(chǎng)已經(jīng)成熟,行業(yè)增速較低,我們預(yù)計(jì)2018—2020年?duì)I收將保持在5%的水平,毛利率則保持在47%的水平。

盈利預(yù)測(cè)

我們預(yù)計(jì)公司2018—2020年?duì)I業(yè)收入分別為23.26億、26.56億、31.40億元,分別同比增長8.39%、14.21%、18.21%;公司2018—2020年凈利潤分別為4.63億、5.32億、5.86億元,分別同比增長30.12%、14.80%、10.26%。

投資評(píng)級(jí)

我們預(yù)計(jì)公司2018—2020年的EPS分別為0.70/0.80/0.88元,當(dāng)前股價(jià)對(duì)應(yīng)PE分別為22/19/17倍。由于蘋果產(chǎn)業(yè)鏈公司通常具有相似的發(fā)展路徑,同時(shí)在市場(chǎng)認(rèn)知中具有非常強(qiáng)的板塊效應(yīng),具有比較好的參照作用。我們選取同屬于消費(fèi)電子蘋果產(chǎn)業(yè)鏈的立訊精密、歌爾股份、信維通信作為可比公司,這三家公司當(dāng)前股價(jià)對(duì)應(yīng)2019年P(guān)E平均為22倍,而公司當(dāng)前股價(jià)對(duì)應(yīng)2019年P(guān)E約為19倍,低于可比公司平均水平。公司在濾光片領(lǐng)域具有較強(qiáng)的技術(shù)實(shí)力,未來兩年增長動(dòng)力充足,我們給予公司對(duì)應(yīng)2019年21倍PE,對(duì)應(yīng)目標(biāo)價(jià)為16.80元,首次覆蓋給予“買入”評(píng)級(jí)。

4.2.5、風(fēng)險(xiǎn)分析

安卓廠商推進(jìn)3D Sensing進(jìn)展緩慢:3D Sensing具有比較高的技術(shù)難度,安卓廠商現(xiàn)有技術(shù)仍不完全成熟,可能導(dǎo)致推進(jìn)3D Sensing進(jìn)展緩慢。

三攝像頭和潛望式攝像頭成本高昂導(dǎo)致廠商跟進(jìn)意愿不強(qiáng):目前三攝像頭和潛望式攝像頭的成本相比雙攝和單攝由較大的提升,可能拖累手機(jī)廠商嘗試三攝和潛望式的動(dòng)力,使得普及進(jìn)度慢于預(yù)期。

4.3、舜宇光學(xué)科技:等待三攝、3D產(chǎn)品放量,驅(qū)動(dòng)2019年業(yè)績反轉(zhuǎn)

公司簡介

公司是全球領(lǐng)先的綜合光學(xué)產(chǎn)品和解決方案龍頭。手機(jī)攝像模組國內(nèi)出貨量份額暫居第二,但產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及ASP顯著優(yōu)于同業(yè);手機(jī)鏡頭市場(chǎng)份額位居全球及國內(nèi)第二,與龍頭大立光的技術(shù)及份額差距正在縮減;車載鏡頭全球市場(chǎng)份額第一,龍頭地位穩(wěn)固。

1H18公司實(shí)現(xiàn)營收120億元人民幣,同比增長19%。盈利能力方面,毛利率受攝像模組毛利下滑影響同比下降1.2個(gè)百分點(diǎn)至19.4%,凈利率下降1.7個(gè)百分點(diǎn)至9.9%,1H18實(shí)現(xiàn)凈利潤12億元人民幣,同比微增2.5%。

投資邏輯

◆模組ASP及毛利率短期承壓,等待19年創(chuàng)新產(chǎn)品放量驅(qū)動(dòng)業(yè)績反轉(zhuǎn)

伴隨國產(chǎn)高端新機(jī)密集發(fā)布,2018年下半年CCM出貨增速加快,然而由于光學(xué)規(guī)格升級(jí)暫緩,ASP提升不及預(yù)期;同時(shí)受原材料成本壓力、行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)加劇、流程人員結(jié)構(gòu)調(diào)整及新基地產(chǎn)能利用率不足等多重因素影響,拖累光學(xué)產(chǎn)品毛利率繼續(xù)承壓。2019年3D、三攝等創(chuàng)新產(chǎn)品放量更為明顯,受益滲透初期顯著的產(chǎn)品溢價(jià),公司CCM業(yè)務(wù)有望實(shí)現(xiàn)反彈。

◆手機(jī)鏡頭量價(jià)齊升趨勢(shì)不變,車載鏡頭出貨不及預(yù)期

手機(jī)鏡頭出貨強(qiáng)勁,高端供應(yīng)鏈地位提升明顯;且伴隨產(chǎn)品結(jié)構(gòu)升級(jí),ASP及毛利率有望繼續(xù)改善。受汽車銷量疲軟影響,車載鏡頭出貨增長不及預(yù)期,2018年1-11月累計(jì)出貨量同比增長23%低于全年指引30-35%。

◆盈利預(yù)測(cè)、估值與評(píng)級(jí)

鑒于CCM業(yè)務(wù)ASP及毛利率繼續(xù)承壓,維持18-20年凈利潤預(yù)測(cè)分別為32/43/60億元人民幣,CAGR為28%。伴隨產(chǎn)能利用率爬坡、高端產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)壓力緩解等內(nèi)外因素解決,疊加三攝、3D等高端產(chǎn)品放量推動(dòng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化,有望驅(qū)動(dòng)2019年基本面回暖,維持“買入”評(píng)級(jí),維持目標(biāo)價(jià)120元港幣,對(duì)應(yīng)19年27倍PE。

◆風(fēng)險(xiǎn)提示:鏡頭行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)加??;多攝、3D等創(chuàng)新應(yīng)用滲透不及預(yù)期。

4.4、瑞聲科技:獨(dú)創(chuàng)WLG鏡頭放量趨勢(shì)等待確認(rèn)

公司簡介

公司致力于打造集聲學(xué)、觸控馬達(dá)、結(jié)構(gòu)件、光學(xué)等核心部件一體化技術(shù)平臺(tái)。公司聲學(xué)及觸控馬達(dá)中長期技術(shù)優(yōu)勢(shì)及市場(chǎng)地位穩(wěn)固,聲學(xué)份額35%以上穩(wěn)居全球第一,同時(shí)首創(chuàng)先進(jìn)的水平馬達(dá);結(jié)構(gòu)件領(lǐng)域,作為新進(jìn)入者成功切入安卓主流客戶供應(yīng)鏈,選擇性地聚焦旗艦市場(chǎng);光學(xué)領(lǐng)域,獨(dú)創(chuàng)WLG方案是未來推進(jìn)重點(diǎn),滲透趨勢(shì)還待明確。

公司2018年前三季度實(shí)現(xiàn)營收134.3億人民幣,同比下降4.8%。盈利能力方面,前三季度毛利率下滑4.2個(gè)百分點(diǎn)至36.9%,凈利率下滑4.3個(gè)百分點(diǎn)至20.7%;2018年前三季度實(shí)現(xiàn)凈利潤27.5億元,同比下滑21.2%。

投資邏輯

◆聲學(xué)業(yè)務(wù)經(jīng)營壓力持續(xù),安卓市場(chǎng)放量為未來成長關(guān)鍵

由于聲學(xué)升級(jí)趨勢(shì)暫緩,公司在大客戶供應(yīng)鏈份額暫受擠壓,拖累聲學(xué)整體表現(xiàn),加快拓展安卓市場(chǎng)為未來成長關(guān)鍵。安卓聲學(xué)配置較大客戶仍有較大差距,未來價(jià)值量提升空間可觀,后續(xù)放量趨勢(shì)明確,然短期對(duì)整體業(yè)績的拉動(dòng)作用有限。

◆馬達(dá)及結(jié)構(gòu)件繼續(xù)承壓,等候新產(chǎn)品上量驅(qū)動(dòng)業(yè)務(wù)回暖

由于產(chǎn)品出貨量減少,18Q3觸控馬達(dá)及結(jié)構(gòu)件合并營收同比下滑;市場(chǎng)價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)壓力持續(xù)帶來結(jié)構(gòu)件毛利率下滑,拖累觸控馬達(dá)及結(jié)構(gòu)件業(yè)務(wù)整體毛利率。步進(jìn)電機(jī)模組、屏幕發(fā)聲2.0方案等新產(chǎn)品陸續(xù)發(fā)力有望推動(dòng)觸控業(yè)務(wù)恢復(fù)健康增長。金屬機(jī)殼行業(yè)成長性受限,3D玻璃行業(yè)滲透趨勢(shì)明確,后續(xù)結(jié)構(gòu)件業(yè)務(wù)表現(xiàn)取決于3D玻璃能否順利放量。

◆塑料鏡頭規(guī)模效應(yīng)漸顯,然WLG放量趨勢(shì)尚未明確

光學(xué)業(yè)務(wù)成長迅速,伴隨產(chǎn)能擴(kuò)張帶動(dòng)經(jīng)驗(yàn)曲線爬升及規(guī)模效應(yīng)凸顯,產(chǎn)品良率及利潤率有望改善。WLG已獲客戶認(rèn)可,為批量生產(chǎn)做好準(zhǔn)備,由于像素瓶頸、成本高昂等問題,未來能否放量仍面臨一定不確定性。

◆盈利預(yù)測(cè)、估值與評(píng)級(jí)

維持18-20年EPS預(yù)測(cè)分別為3.45/3.73/4.39元人民幣。大客戶業(yè)務(wù)承壓拖累整體業(yè)績表現(xiàn),安卓客戶、新產(chǎn)品短期拉動(dòng)力度有限,后續(xù)安卓聲學(xué)及馬達(dá)業(yè)務(wù)順利放量有望驅(qū)動(dòng)其恢復(fù)健康成長,基于DCF估值法,維持目標(biāo)價(jià)66元港幣,對(duì)應(yīng)19年16x PE,維持“增持”評(píng)級(jí)。

◆風(fēng)險(xiǎn)提示:聲學(xué)升級(jí)遲緩;馬達(dá)市場(chǎng)份額下降;金屬機(jī)殼行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)加?。?D玻璃滲透放緩。

5、風(fēng)險(xiǎn)分析

3D Sensing算法開發(fā)出現(xiàn)重大困難:算法是3D Sensing的核心,且開發(fā)難度較大,如果3D Sensing的算法開發(fā)出現(xiàn)重大困難,將延緩手機(jī)廠商配備3D Sensing的步伐;

VCSEL激光器等關(guān)鍵器件出現(xiàn)產(chǎn)能瓶頸:VCSEL激光器等關(guān)鍵設(shè)備在此之前適用范圍較窄,產(chǎn)能規(guī)模并不大,如果廠商擴(kuò)產(chǎn)不及時(shí)或良率提升出現(xiàn)困難,則可能出現(xiàn)產(chǎn)能瓶頸;

三攝像頭和潛望式成本高昂導(dǎo)致廠商跟進(jìn)意愿不強(qiáng):目前三攝像頭和潛望式的成本相比雙攝和單攝由較大的提升,可能拖累手機(jī)廠商嘗試三攝和潛望式的動(dòng)力,使得普及過程慢于預(yù)期。

6、附錄:

6.1、水晶光電:濾光片龍頭迎來成長新空間

6.1.1、濾光片是公司的主要業(yè)務(wù)

公司成立于2002年,2008年在深交所上市,產(chǎn)業(yè)布局涉及光學(xué)鍍膜、藍(lán)寶石襯底、反光材料、虛擬顯示和鍍膜設(shè)備五大板塊。

光學(xué)鍍膜業(yè)務(wù)包括紅外截止濾光片、窄帶濾光片和低通濾波器。紅外截止濾光片主要用于智能機(jī)攝像頭,服務(wù)于蘋果、華為、OPPO、vivo、小米等消費(fèi)電子客戶;窄帶濾光片為公司拓展新業(yè)務(wù),用于3D Sensing;低通濾光片主要用于數(shù)碼相機(jī)和安防監(jiān)控?cái)z像頭。 2018上半年光學(xué)鍍膜業(yè)務(wù)的營收占比達(dá)到81%。

此外,公司的藍(lán)寶石業(yè)務(wù)主要包括LED用藍(lán)寶石襯底、手機(jī)鏡頭保護(hù)鏡片;反光材料主要用于交通領(lǐng)域的夜間反光;其他業(yè)務(wù)包含了以AR眼鏡、汽車HUD等微型投影顯示系統(tǒng)為主的虛擬顯示業(yè)務(wù)。

公司第一大股東為星星集團(tuán),但星星集團(tuán)并不參與公司實(shí)際經(jīng)營管理,企業(yè)經(jīng)營決策權(quán)交給以董事長林敏為首的職業(yè)管理人團(tuán)隊(duì),其中董事長林敏持股2.28%。公司其他股東還包括中央?yún)R金、社?;?、香港中央結(jié)算等機(jī)構(gòu)投資者。

6.1.2、財(cái)務(wù)分析:業(yè)績持續(xù)穩(wěn)健增長,盈利能力持續(xù)強(qiáng)勁

近兩年公司業(yè)務(wù)勢(shì)頭正盛,業(yè)績迅速增長。2016年公司營業(yè)總收入由上年的11.85億元增長至16.80億元,增速42.20%;2017年度公司實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入21.46億元,同比增長27.71%。2016年公司歸母凈利潤2.54億元,同比增速為70.05%;2017年實(shí)現(xiàn)歸母凈利潤3.56億元,同比增長40.35%。

公司始終保持著強(qiáng)勁的盈利能力,毛利率一直維持在30%以上,而凈利率始終維持在10%以上。2017年,公司毛利率達(dá)到30.67%,凈利率達(dá)到16.90%,延續(xù)了近兩年的盈利能力增強(qiáng)勢(shì)頭。從期間費(fèi)用率來看,公司2011—2017年的費(fèi)用率基本保持穩(wěn)定。

公司在2018年前三季度實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入16.34億元,同比增長7.67%;實(shí)現(xiàn)歸母凈利潤約4.05億元,同比增長49.70%,繼續(xù)保持著快速的增長勢(shì)頭。公司前三季度毛利率達(dá)到28.91%,與前期基本持平。

6.1.3、深耕濾光片領(lǐng)域,受益光學(xué)新趨勢(shì)

蘋果掀起了使用3D Sensing的浪潮,并率先在iPhone和iPad產(chǎn)品中全面使用該功能。蘋果在業(yè)內(nèi)具有標(biāo)桿的作用,蘋果的創(chuàng)新一般都會(huì)得到安卓廠商的模仿和學(xué)習(xí)。目前已有華為、OPPO、小米等廠商推出了多款搭載3D Sensing功能的智能手機(jī),并有望從2019年開始出現(xiàn)快速滲透。3D Sensing的接收端需要窄帶濾光片,這對(duì)公司而言是一個(gè)全新的增量市場(chǎng)。

華為則開啟了三攝像頭的趨勢(shì)。三攝像頭在成像質(zhì)量、光學(xué)變焦、等各方面都有更好的效果,有望在華為的帶動(dòng)下成為新趨勢(shì)。目前除了華為,還有蘋果、OPPO、vivo、小米等廠商對(duì)三攝非常感興趣,三攝滲透率有望在2019年出現(xiàn)快速提升。公司的紅外截止濾光片迎來了更大的市場(chǎng)空間。

公司在濾光片領(lǐng)域耕耘多年,具有領(lǐng)先的技術(shù)實(shí)力。同時(shí)深度綁定蘋果、華為、OPPO、vivo、小米等頂級(jí)客戶,大部分濾光片產(chǎn)品都供應(yīng)上述優(yōu)質(zhì)廠商。隨著兩大光學(xué)創(chuàng)新的逐步滲透,公司有望借助客戶優(yōu)勢(shì)迅速搶占市場(chǎng),未來業(yè)績有望保持高速增長。

6.2、光學(xué)行業(yè)海外重點(diǎn)上市公司介紹

6.2.1、索尼:CMOS圖像傳感器行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者

索尼于1946年在日本東京成立,創(chuàng)始人為井深大和盛田昭夫,公司前身為“東京通信工業(yè)株式會(huì)社”,并于1955年改名為索尼(Sony)。索尼一向以高品質(zhì)的產(chǎn)品而聞名于世,目前公司業(yè)務(wù)包括游戲及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、音樂、電影、家庭娛樂、影像產(chǎn)品及解決方案、移動(dòng)通信、半導(dǎo)體、金融等九大板塊。

索尼在2017財(cái)年共實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入85439.82億日元,其中游戲及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)占比為21.98%,音樂業(yè)務(wù)占比為9.05%,電影業(yè)務(wù)占比為11.43%,家庭娛樂業(yè)務(wù)占比為13.83%,影像產(chǎn)品及解決方案業(yè)務(wù)占比為7.42%,移動(dòng)通信業(yè)務(wù)占比為8.18%,半導(dǎo)體業(yè)務(wù)占比為9.61%,金融業(yè)務(wù)占比為13.98%。

索尼的半導(dǎo)體業(yè)務(wù)主要就是CMOS圖像傳感器產(chǎn)品,索尼從2016財(cái)年第一財(cái)季開始單獨(dú)披露半導(dǎo)體業(yè)務(wù)的經(jīng)營狀況。半導(dǎo)體業(yè)務(wù)在2018財(cái)年前兩個(gè)財(cái)季共為索尼帶來4566.85億日元的收入,同比增長5.56%。

索尼在CMOS圖像傳感器領(lǐng)域具有執(zhí)牛耳者的地位,旗下CMOS產(chǎn)品被命名為Exmor,它的眾多創(chuàng)新大幅推動(dòng)了這個(gè)行業(yè)的發(fā)展。

第一代Exmor在每列都集成了模數(shù)轉(zhuǎn)換;第二代Exmor使用銅制程降低了厚度;第三代Exmor則減少了銅制程的布線厚度;第四代Exmor加強(qiáng)了像素阱對(duì)近紅外的感光;第五代Exmor采用背照式結(jié)構(gòu);第六代Exmor采用堆疊式結(jié)構(gòu)。

正因?yàn)樗髂嵩贑MOS圖像傳感器領(lǐng)域擁有持續(xù)的創(chuàng)新和絕對(duì)領(lǐng)先的技術(shù)水平,所以索尼成為該領(lǐng)域的霸主,在2017年擁有大約42%的市場(chǎng)份額。索尼CMOS圖像傳感器在2017年初的產(chǎn)能約為8.8萬片/月(按照等效12寸晶圓計(jì)算),至2018年初增產(chǎn)至約10萬片/月,增幅約為14%。索尼目前計(jì)劃將在2021年3月前向半導(dǎo)體業(yè)務(wù)投入6000億日元(約合53億美元),繼續(xù)擴(kuò)產(chǎn)20%—30%,以滿足市場(chǎng)不斷增長的需求。

6.2.2、大立光:手機(jī)鏡頭領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者

大立光電股份有限公司成立于1987年,前身是1980年所創(chuàng)立的大根精密光學(xué)股份有限公司,并于2002年在***證券交易所上市。大立光總部位于臺(tái)中市南屯區(qū),目前在臺(tái)中擁有5座工廠,在大陸擁有2座工廠,是全球最大的手機(jī)鏡頭制造商。

借助于智能手機(jī)的紅利,大立光的營業(yè)收入持續(xù)增長,從2008年的74.78億元新臺(tái)幣增長至2017年的531.36億元新臺(tái)幣,年復(fù)合增長率達(dá)到了24.34%;與此同時(shí),公司的盈利能力也在不斷增強(qiáng),公司2017年的毛利率達(dá)到了69.36%,凈利率達(dá)到了48.89%。

大立光技術(shù)實(shí)力出眾,所生產(chǎn)的產(chǎn)品均較為高端。公司2017年出貨的手機(jī)鏡頭中,1000萬像素以上的產(chǎn)品收入占比達(dá)到70%—80%,800萬像素產(chǎn)品達(dá)到10%—20%,500萬像素產(chǎn)品達(dá)到0%—10%,其他規(guī)格產(chǎn)品達(dá)到0%—10%。

6.2.3、Lumentum:VCSEL激光源行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者

Lumentum前身是JDS Uniphase Corporation的通信和光學(xué)產(chǎn)品業(yè)務(wù),于2015年被分拆上市而成為一家獨(dú)立公司。

Lumentum是行業(yè)領(lǐng)先的光學(xué)和光子產(chǎn)品供應(yīng)商。公司處理一系列終端市場(chǎng)的應(yīng)用,包括數(shù)據(jù)通信、電信網(wǎng)絡(luò)、商用激光器制造、檢驗(yàn)和生命科學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域。公司利用其核心光學(xué)與光子技術(shù)和批量生產(chǎn)能力,擴(kuò)大具有吸引力的新興市場(chǎng)。該市場(chǎng)具有效益優(yōu)勢(shì),提供基于光學(xué)、光電子的解決方案,包括消費(fèi)類電子產(chǎn)品的3D傳感和適用于各種消費(fèi)和工業(yè)應(yīng)用的二極管光源。

由于3D Sensing的快速滲透,Lumentum營業(yè)收入在近兩年出現(xiàn)了快速增長,2018財(cái)年的營收達(dá)到12.48億美元,同比增長24.55%;與此同時(shí),盈利能力也出現(xiàn)了大概改善,2018財(cái)年的毛利率達(dá)到34.63%,同比提升2.87pct,凈利率達(dá)到19.885,同比提升30.11pct。

從營收結(jié)構(gòu)來看,Lumentum來自通信業(yè)務(wù)的收入占比達(dá)到38.1%,消費(fèi)及工業(yè)產(chǎn)品的收入占比達(dá)到34.7%,數(shù)據(jù)通信的收入占比達(dá)到12.15,激光產(chǎn)品的收入占比達(dá)到15.1%。從客戶來看,蘋果收入占比達(dá)到30%,華為收入占比達(dá)到11%,通信公司Ciena收入占比達(dá)到11%,這是Lumentum最大的三個(gè)客戶。

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