电子元器件行业光学产业链研究报告：多功能叠加多场景光学赛道优且长-20200205-华泰证券-31页.pdf

谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准 1 证券研究报告证券研究报告 行业研究/深度研究 2020年02月05日 电子元器件 增持（维持）胡剑胡剑 执业证书编号：S0570518080001 研究员 021-28972072 刘叶刘叶 执业证书编号：S0570519060003 研究员 021-38476703 1 电子元器件电子元器件:远程会议远程会议/远程诊疗在疫情中远程诊疗在疫情中成为热点成为热点2020.02 2兆易创新兆易创新(603986 SH,买入买入):Nor Flash景气攀升，景气攀升，TWS 强化成长强化成长2020.01 3乐心医疗乐心医疗(300562 SZ,买入买入):可穿戴可穿戴+云云服务，全面布局健康服务，全面布局健康 IoT2020.01 资料来源：Wind 多功能叠加多场景，光学赛道优且长多功能叠加多场景，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、高清、广角、长焦、3D 多摄方案持续渗透多摄方案持续渗透，光学产业链需求全线放量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，手机端生物识别应用兴起，3D 感知感知应用场景拓展带来全新增量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。CINNO Research 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iPhone X 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、智能驾驶、VR/AR 接棒接棒光学光学应用应用新场景新场景，5G 时代大有可为时代大有可为 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300一年内行业一年内行业走势图走势图 相关研究相关研究 行业行业评级：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%.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 P30 Pro 及 OPPO Reno 机型均已搭载.10 AI 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.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.16 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.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.19 3D 人脸识别更精准捕捉生物信息，生物识别场景不断丰富.19 3D 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.23 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.23 5G 大幕拉开，VR/AR 实景交互打开光学新场景.25 VR 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。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、OPPO Reno 10 x 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 CC9 Pro 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 CC9 Pro 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。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全面屏时代屏下光学指纹和和 3D 面部识别解锁先后在安卓系和苹果机面部识别解锁先后在安卓系和苹果机型中应用型中应用，生物识别生物识别潮流由此潮流由此兴起兴起，为，为手机光学产业链注入新的增长动力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，驾驶智能化的需驾驶智能化的需求不断提升，车载求不断提升，车载镜头开始从镜头开始从后视向侧视后视向侧视、前视前视、环视环视、内视等内视等高规格高规格品类品类拓展拓展，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。我们认为我们认为 VR/AR 有望成为有望成为 5G 时代时代继继 TWS、智能手表之后的主流可穿戴设备，、智能手表之后的主流可穿戴设备，与此相关的菲涅尔透镜、光波导以及与此相关的菲涅尔透镜、光波导以及 3D 感知感知也将成为也将成为 5G 时代时代光学产业链的新天地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）、歌尔股推荐水晶光电（光学元件）、歌尔股份（份（光学元件光学元件），建议关注汇），建议关注汇顶科技（指纹识别）、韦尔股份（顶科技（指纹识别）、韦尔股份（CIS）、欧菲光（镜头及模组）、）、欧菲光（镜头及模组）、联创电子（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、高倍变焦的多摄高清、超大广角、高倍变焦的多摄已成已成手机光学升级首选手机光学升级首选 光学升级成为智能手机厂商重点关注的创新领域。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Mate 30 Pro、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、主摄像素升级、辐摄辐摄功能多元化、多摄模组功能多元化、多摄模组升级、以及光学创新不断从升级、以及光学创新不断从高端机型向中低端机型渗透高端机型向中低端机型渗透都将为都将为光学产业链带来持续的增量光学产业链带来持续的增量。图表图表1：智能手机光学升级演进图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 图表图表2：2019 智能手机拍照功能智能手机拍照功能 DxoMark 测评结果前十名参数对比测评结果前十名参数对比 分分数数 品牌品牌 型号型号 前置像素前置像素 后置摄像头个数后置摄像头个数 后置模组参数后置模组参数 121 华为 Mate 30 Pro 32MP 4 40MP 超广角主摄+40MP 超广角+8MP 长焦+TOF 深感摄像头 121 小米 Mi CC9 Pro 32MP 5 108MP 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 iPhone 11 Pro Max 12MP 3 12MP 广角主摄+12MP 长焦镜头+12MP 超广角镜头 117 三星 Galaxy Note 10+5G 10MP 4 12MP 广角主摄+12MP 长焦镜头+16MP 超广角镜头+3D 景深摄像头 117 三星 Galaxy Note 10+10MP 4 同上 116 华为 P30 Pro 32MP 4 40MP 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 116 OPPO Reno 10 x Zoom 16MP 3 48MP 主摄+8MP 超广角主摄+13MP，5 倍光学变焦 116 三星 Galaxy S10 5G 10MP+8MP 4 12MP 主摄+16MP 超广角镜头+12MP 长焦镜头+ToF 景深摄像头 114 一加 7 Pro 16MP 3 48MP 主摄+16MP 超广角镜头+8MP 长焦镜头 113 荣耀 20 Pro 32MP 4 48MP 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主流品牌在售手机主摄像素超过 40MP，升级趋势仍在继续，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升级便成为消费者及手机厂商关注的重要重要参数。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 Mate 30 Pro 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 iPhone 11 Pro Max 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 CC9 Pro 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。图表图表3：华为华为 Mate 及及 P 系列前置及后置像素升级路径系列前置及后置像素升级路径 机机型型 推出推出时间时间 后置像素后置像素 前置像素前置像素 华为 Mate 2013 年 3 月 8MP 1MP 华为 P6 2013 年 6 月 8MP 5MP 华为 P7 2014 年 5 月 13MP 8MP 华为 Mate 7 2014 年 9 月 13MP 5MP 华为 P8 2015 年 4 月 13MP 8MP 华为 Mate 8 2015 年 11 月 16MP 8MP 华为 P9 2016 年 4 月 12MP+12MP 8MP 华为 Mate 9 2016 年 11 月 20MP+12MP 8MP 华为 P10 2017 年 2 月 20MP+12MP 8MP 华为 Mate 10 2017 年 10 月 20MP+12MP 8MP 华为 P20 2018 年 3 月 20MP+12MP 24MP 华为 Mate 20 2018 年 10 月 16MP+12MP+8MP 24MP 华为 P30 2019 年 4 月 40MP+16MP+8MP 32MP 华为 P30 Pro 2019 年 4 月 40MP+20MP+8MP+ToF 32MP 华为 Mate 30 2019 年 9 月 40MP+16MP+8MP 24MP 华为 Mate 30 Pro 2019 年 9 月 40MP+40MP+8MP+ToF 32MP 资料来源：华为官网，华泰证券研究所 2017 年年中高端中高端机型机型 13MP 及及以上以上像素渗透率像素渗透率超过超过 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。图表图表4：不同价位手机摄像头像素分布不同价位手机摄像头像素分布（2017 年年）图表图表5：手持设备手持设备 CMOS 图像传感器图像传感器出货量按像素分布出货量按像素分布 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%$600 20MP 5-8MP01020304050602013201420152016201720182019E(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 镜头厂商镜头厂商 10MP 以上镜头出货占比以上镜头出货占比持续持续提升提升。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%。图表图表6：1H19 舜宇舜宇 10MP 以上以上镜头模组出货占比达到镜头模组出货占比达到 65%图表图表7：2019 年丘钛年丘钛 10MP 以上模组出货占比提升以上模组出货占比提升 10pct 至至 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。图表图表8：手机摄像头成像原理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 图表图表9：摄像头元件拆分摄像头元件拆分 图表图表10：摄像头元件成本构成（摄像头元件成本构成（2018 年年）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 图表图表11：图像传感器图像传感器 CCD 与与 CMOS 性能对比性能对比 CCD CMOS 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CIS IMX586，单位像素仅0.8m，并且使用了“Quad Bayer”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 1.6m，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。图表图表12：2018 年全球年全球 CMOS 图像传感器市场份额图像传感器市场份额 图表图表13：索尼索尼 2018 年发布年发布 CMOS 图像传感器图像传感器 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，高像素时代多片式镜头为主流，2018 年中国年中国 6P 主摄镜头主摄镜头渗透率为渗透率为 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 图表图表14：舜宇光学光学六片式（舜宇光学光学六片式（6P）镜头）镜头 图表图表15：2018 年中国智能手机主摄像头镜片数年中国智能手机主摄像头镜片数以六片式以六片式为主为主 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。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 CC9 Pro 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2.9 cm2，远高于 13MP 像素镜头垂直投影面积（约 0.7 cm2）。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。图表图表16：1 亿像素镜头体积显著高于亿像素镜头体积显著高于 13MP 像素镜头体积像素镜头体积 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。图表图表17：不同材质镜片参数对比不同材质镜片参数对比 特特点点 塑料镜片塑料镜片 玻璃镜片玻璃镜片 玻塑混合镜片玻塑混合镜片 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：Global Market Monitor，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 多摄多摄时代时代镜头升级多元化发展，手机替代单反成为可能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 P20 Pro，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变现象，象，镜头镜头厂商在此类镜头的厂商在此类镜头的光学设计及调配组装能力光学设计及调配组装能力也面临较大挑战也面临较大挑战。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 20 Pro 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。图表图表18：镜头通光直径越小，进光量越大，成像效果镜头通光直径越小，进光量越大，成像效果越好越好 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。图表图表19：标准焦距呈现效果标准焦距呈现效果 图表图表20：广角镜头导致两侧画面畸变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。下实现远景更为真实的呈现。例如华为 Mate 20 Pro 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，华为潜望式镜头解决多倍变焦与机身厚度矛盾，华为 P30 Pro 及及 OPPO Reno 机机型均已型均已搭载搭载 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 P30 Pro 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）。图表图表21：OPPO 潜望式摄像头通过内置微型棱镜实现无损变焦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 Mate 10、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 P30 Pro 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。图表图表22：主流主流手机品牌热销型号中手机品牌热销型号中各场景各场景 AI 算法算法应用应用 品牌及型号品牌及型号/应用场景应用场景 低光夜低光夜景景拍拍摄摄 HDR 逆光美颜逆光美颜 算法人像分割算法人像分割背景虚化背景虚化 智能智能场景识别场景识别 AIS 智能防抖智能防抖 华为 P30 Pro（超级夜景）（AI 面部打光）（AI 智能处理）（AI 摄影大师）苹果 iPhone 11 Pro（智能夜间模式）（面部识别提亮）（A13 仿生实时处理）三星 Galaxy Note 10（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）Google Pixel 4 XL（智能夜视模式）（AI HDR+处理）（AI 前后景切割）（智能防动态模糊）VIVO NEX 3（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 iPhone 11/11 Pro 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 Pixel 2，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 Pixel 4XL，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