光学领域的创新脚步加快

光学镜头是光学成像系统中的必备组件，是影响成像质量的关键因素，镜头一般主要由 镜片 lens、间隔圈 Spacer 和镜筒组成。镜头主要分为塑胶镜头、玻璃镜头和玻璃塑胶混 合镜头三大类。一般情况下，若其他参数相同，镜片的数量越多镜头的成像质量就越高。 塑胶镜头与玻璃镜头在材料、透光率、铸造工艺等方面都存在着较大差异，适用的范围 也不尽相同。

如今智能手机进入存量时代，各大手机厂商都在寻找新的手机性能以谋求差异化的竞争 优势和销量突破。在智能手机进化的过程中，摄像头的升级是消费者见证的的升级之一。 从生物识别到人脸识别，从 3D 建模到虚拟现实，随着 5G 时代的到来，光学的革命性创 新将与新的 ARVR 领域息息相关，也为供应商带来了更多的创新方向和更大的市场空间。

手机摄像头经历了五轮升级，光学领域不断创新。2000 年 6 月夏普首先开始在手机上装 载摄像头，开启了移动端的光学市场；iPhone 4 首发手机前置摄像头并且摄像头的体积 得到了缩减；之后前置摄像头的规格也在不断升级；2017 年双摄爆发式增长，如今 3D 建模等功能正在加速导入，未来手机摄像头将会继续导入 AR 等功能，光学在自动驾驶、 虚拟现实、工业等领域也将取得新的突破。

三摄、多摄加速渗透

随着消费者对高质量拍照、录像的需求日益增加，摄像头模组的进化是智能手机发展的 必经之路。伴随着双摄、三摄渗透率的提高，市场将会开启新的成像变革。中国产业信 息网数据显示，2015 至 2017 年中国双摄渗透率分别为 2%、5%、15%，整体呈快速增 长态势，旭日大数据预计 2018 年双摄渗透率将达 35%。智研咨询预计 2020 年双摄渗 透率将超 60%。

从 2017 年品牌双摄手机总出货量情况看，双摄主要集中在苹果、华为、OPPO、vivo、 小米、LG、三星等品牌身上，其中华为（包含荣耀系列）是全球双摄手机渗透率最大的 手机品牌厂商，据统计 2017 年华为有超过 20 款机型搭载双摄配置，出货量占总出货量 的 5 成以上，价格下探至千元机。vivo 手机是继华为之后双摄渗透率第二的手机厂商， 自 2016 年开始，vivo 便切入双摄，并率先推出了前置双摄相比之下，三星的双摄渗透 率仅达 2.6%，去年，vivo 的双摄渗透率超越苹果，达到四成以上。

另外，旗舰机种的像素不断升级，由 2000 万逐渐升至 4000 万。前置摄像头也逐渐由 800 万升级至 2400 万，拍照效果提升。此外，国内高端机种的镜头也逐渐从 5P 升级到 6P，以便实现超级大广角，大光圈，光学变焦也不断升级至三倍，使得夜拍效果逐渐加 强。IDC 预计 2018 年后置镜头的 6P 渗透率约为 40%。

手机厂商也不断对镜头进行创新升级，由双摄逐渐向三摄和多摄转变。我们认为摄像头 三摄甚至多摄的普及也是未来两年手机创新的重要领域之一。为什么要用三摄镜头？三 摄最大的优势在于暗光下拍摄效果效果佳，并且可以突破 3 倍以上的光学变焦，可以支 持 4D 预测追焦、四合一混合对焦、5 倍混合变焦、10 倍数码变焦等功能，背后闪光灯 也有多重色温可选，感光器面积增大，可以让噪点控制更优异。

根据 Statista 的预测，2018 年三摄渗透率仅为 1.6%，而到了 2020 年三摄的渗透率将达 到 24.5%。在采用三摄的机型上，安卓阵营在今明两年或比苹果更加积极。 IDC 预测 2018 年和2019年安卓阵营三摄的渗透率为1.2%和9%，苹果三摄的渗透率为0.0%和15.0%。

华为 P20 Pro 作为第一款三摄手机也是受到了市场的广泛关注，华为 P20 Pro、Mate 20 系列以及 P30 系列的热销也充分反应了市场对三摄的认可。消费者也在网上展示出了 P30 Pro、iPhone XS 等手机的拍照对比，三摄在夜拍的表现要明显优于双摄，照片效果 更加清晰，细节更加清楚。

继华为的三摄取得优异的市场反馈后，其他厂商也将陆续跟进，三摄在 2019 年也迎来 了爆发式的增长。

手机摄像头对应的产业链企业包括图像传感器制造商、模组封装厂商、镜头厂商、马达 供应商、滤光片供应商等。由于行业技术壁垒和集中度高，产业链的龙头多为日本、韩 国、中国台湾所垄断，大陆的厂商主要集中在红外滤光片和镜头模组封装上，包括舜宇 光学、欧菲科技、水晶光电、立讯精密（立景）、丘钛科技等。

在 CIS 市场份额上面，索尼一家独大，市场份额高达 42%，三星居第二位，市场份额达 到了 18%，豪威排第三，市场份额为 12%，随着手机、汽车、工业等下游应用领域对 CIS 的需求不断增加，市场空间有望进一步扩大。Yole Development 数据显示，2016 年 CMOS 图像传感器市场规模达到 115 亿美元，相较 2015 年同比增长约 13%，预计 2016 至 2022 年全球 CMOS 图像传感器市场复合年均增长率将保持在 10.50%左右，2022 年 将达到约 210 亿美元。出货量方面，2017 年全球 CIS 出货量超 40 亿颗，预计 2021 年 全球出货量将达 70 亿颗。

在摄像头模组上面，根据 TSR 的数据 2016 和 2017 年欧菲科技的市场份额为 9%和 13.3%，舜宇光学的市占率为 7.9%和 9.5%，丘钛科技的市占率为 5.3%和 6.5%。2017 年，全球 TOP 摄像头模组厂商占据了全球超过 50%的市场份额，比 2016 年增长了 13 个百分点，集中化趋势愈加明显。一方面，产业集中度不断提高，另外一方面，以光学 领域的双摄、3D 摄像头和柔性显示为代表的功能性和差异化的创新层出不穷，持续利好 自主创新能力强和具有产业整合及规模优势的龙头企业。

2018 年，品牌集中度进一步加剧，全球 TOP 摄像头模组厂商与二、三线摄像头模组的 出货量呈现两极分化，通常情况下，全球 TOP 摄像头模组厂商的月出货量可达 35KK， 而二、三线摄像头模组厂商最高出货量不超过 15KK。前三大模组厂商也不断扩产，以满 足下游需求。

在镜头市场，中国台湾的大立光占有绝对的龙头地位，在 iPhone 中供应了超过 50%的 镜头份额。在中国手机厂商方面，舜宇光学镜头的市占率在不断增加。目前大立光的年 产能约为 1.5 亿，遥遥领先于其他厂商。

TOF&结构光：开启深度信息的新未来

目前已经比较成熟的方案是结构光和 TOF。其中结构光方案最为成熟，已经大规模应用 于工业 3D 视觉，但是极易受到外界光的干扰、反应速度较慢、精度较低，而 TOF 在这 几个方面均比结构光方案具有一定的优势，因此 TOF 目前在移动端较被看好的方案。

通过对已经上市的主流 3D 摄像头产品进行拆解分析，3D 摄像头产业链可以被分为：

1、上游：红外传感器、红外光源、光学组件、光学镜头以及 CMOS 图像传感器；

2、中游：传感器模组、摄像头模组、光源代工、光源检测以及图像算法；

3、下游：终端厂商以及应用。

光学将在 AR、VR 的发展中持续发力

根据中国信息通信院的最新数据显示，全球虚拟现实产业规模接近千亿元人民币， 2017-2022 年均复合增长率有望超过 70%。在整体规模方面，根据 Greenlight 预测， 2018 年全球 ARVR 市场规模超过 700 亿元人民币，同比增长 126%。其中，VR 整体市 场超过 600 亿元，VR 内容市场约 200 亿元，AR 整体市场超过 100 亿元，AR 内容市场 接近 80 亿元，预计 2020 年全球虚拟现实产业规模将超过 2000 亿元，其中 VR 市场1600 亿元，AR 市场 450 亿元。

在终端整机方面，根据 IDC 3 月 28 日的报告《Worldwide Quarterly Augmented and Virtual Reality Headset Tracker》显示，全球 VR/AR 头显出货量预计在 2019 年达到 890 万，同比增长 54.1%。未来出货量预计将以 66.7%的复合年增长率在 2019-2023 年间保 持强劲增长，并在 2023 年达到 6860 万。

中国的虚拟现实技术的日渐成熟，市场规模将进一步扩大，中商产业研究院预计 2018 年中国虚拟现实市场规模将突破百亿元大关。到了 2020 年中国虚拟现实市场规模将达 到 300 亿人民币。

在收入构成方面，中商产业研究院数据显示，2017 年中国虚拟现实硬件收入达到 4.7 亿 元，软件收入为 1.7 亿元。软件收入将会逐渐提升，预计 2018 年中国虚拟现实行业软 件收入将达到 30%，硬件收入占比为 70%；软件收入将有望在 2019 年超越硬件收 入。

随着 ARVR 产品不断丰富，应用领域不断扩张，用户规模也不断攀升，中商产业研究院 数据显示，中国虚拟现实用户规模从 2015 年的 52 万人增长至 2017 年的 500 万人， 到了 2020 年有望超过 2000 万人。

各大厂商积极布局 ARVR 领域，进行了一系列的收购与投资。

3D 摄像头技术提供的手势识别功能将成为未来 AR/VR 领域的核心交互手段。目前各 大厂商推出的 VR 设备大都需要控制器，游戏控制器的优势在于控制反馈及时、组合状 态多。以HoloLens 为例，就拥有一组四个环境感知摄像头和一个深度摄像头，环境感 知摄像头用于人脑追踪，深度摄像头用于辅助手势识别并进行环境的三维重构。

HoloLens 相比以往任何设备的强大之处，在于其能够实现对现实世界的深度感知并进行 三维建模。HoloLens 拥有拥有一组四个环境感知摄像头和一个深度摄像头，环境摄像头 获得周围图像RBG信息，深度摄像头则利用TOF技术获得视觉空间深度图（Depth Map） 并以此重建三维场景、实现手势识别。

LCOS（液晶覆硅技术）是小型化 AR 头显的关键技术之一。三片式的 LCOS 成像系统， 首先将投影光源发出的白色光线，通过分光系统系统分成红绿蓝三原色的光线，然后， 每一个原色光线照射到一块反射式的 LCOS 芯片上，系统通过控制 LCOS 面板上液晶分 子的状态来改变该块芯片每个像素点反射光线的强弱，最后经过 LCOS 反射的光线通过 必要的光学折射汇聚成一束光线，经过投影机镜头照射到屏幕上，形成彩色的图像。

下一波创新性革命，AR 应用前景巨大。外观系列创新之后，下一波移动终端创新将围绕 AR 进行革命性创新。光学领域 TOF 有望接力结构光，从生物感知到虚拟现实，从人脸 识别到 3D 建模，带来产业端升级和用户体验优化，前置人脸识别+后置虚拟现实功能可 能成为手机的下一个形态。手机实现虚拟现实同样需要使用 3D 摄像头模组，进一步推 动光学产业链的升级。

屏下指纹识别：开启全面屏下新的解锁方式

随着光学指纹识别产业链的初步成熟，供应链的进一步完善，屏下指纹识别应用规模将 显著扩大，同时，随着国内 OLED 面板厂商的生产能力逐渐导入，目前只适用于 OLED屏幕的光学式和超声波式屏下指纹识别方案的成本将会逐渐下降，光学式屏下指纹识别 方案的渗透率将进一步提升。根据 IHS Markit 数据预测，2018 光学式指纹识别模组的 出货量将预计超过 9000 万颗；2019 年继续保持高速增长，出货量预计将超过 1.75 亿 颗；至 2021 年预计将超过 2.8 亿颗，对光学指纹传感器（CIS）的需求潜力巨大。

光学指纹识别方案的产业链主要分为算法及芯片（核心领域）、CMOS（将光信号转化为 电信号）、Lens（主要是微透镜阵列）、滤光片以及产品封装。作为国内主要图像传感器 供应商之一的豪威科技，将受益于光学指纹识别产业市场规模的快速扩张。

目前，市场上已发售的智能手机大多采用光学屏下指纹识别技术，京东方的专利申请量 最多，排在国内首位，天马微电子、信炜科技、三星和欧菲分列第二名至第五名。中国 的手机厂商率先大规模应用了屏下指纹技术，小米和 vivo 是最早大规模应用光学屏下指 纹技术的手机厂商。华为在此次的 Mate 20 Pro 也搭配了屏下指纹版本。供应商为汇顶 科技。

第一部采用屏下指纹手机的是 VIVO X20Plus UD，其采用的是新思科技的算法芯片。随 后，vivo X21 UD，华为 Mate RS 保时捷版，小米 8 探索版、vivo Nex 和华为 Mate 20 Pro 也纷纷配置了屏下指纹解锁的功能，采用的主要是汇顶科技的算法。OPPO 与 18 年 下半年的新机也都配备了屏下指纹解锁的功能，主供为思立微。神盾凭借着与三星之间 的供应关系，已经通过了认证，成为目前三星光学指纹辨识主要供应商。

最近美国专利局显示，三星注册了全屏屏下指纹专利技术，这种屏下指纹专利没有指定 区域，而是整个屏幕，从而提高指纹识别的处理速度并提高用户的体验。

潜望式镜头开启光学变焦新革命

目前手机大多数的光学变焦倍数多为 2x，我们认为未来随着消费者对手机拍照的要求越 来越高，光学变焦倍数会进一步发展，5x 甚至 10x 的光学变焦将成为主流，潜望式的设 计可以很大程度上缩小镜头模组的高度，实现手机轻薄化的趋势，也将引领新一轮摄像 头领域的升级。

OPPO 的 10 倍混合变焦的超高清主摄采用 4800 万像素 CMOS，超广角镜头等效焦距为 16mm(120 度视觉)，长焦镜头焦距拥有等效 160mm 的焦距。整个拍摄单元焦段覆盖范 围极广。10 倍混合光学变焦技术实现的等效 15.9mm-159mm 的焦段覆盖，正式通过三 颗镜头的合力协作完成的。OPPO 官方将其称之为“ 三摄接棒式方案”。负责焦段覆盖 范围最多的，依然是那颗超清主摄。由于其采用的是数码变焦方案，要覆盖如此广的焦 段范围同时还要保证画质，就要求这颗主摄拥有足够的解析力。

其中，拥有 120°视角的超广角摄像头具备16mm 等效焦距，带来广角取景的独特视野。 而具备 4800 万像素的超清主摄摄像头，能够确保照片画质的顶尖水准，再配合拥有 160mm 等效焦距的长焦摄像头，以及独特的“潜望式结构”支持高倍变焦，实现拍摄距 离和拍摄精度的兼得。

华为 P30 Pro 同时首创全新RYYB 的传感器设计，以黄色像素替换三原色中的绿色像素， 进光量提升 40%。P30 Pro 两颗广角镜头均支持光学防抖，能更好的进行夜间拍摄。同 时华为 P30 ISO 值超过 20 万，华为 P30 Pro ISO 值超过 40 万。

豪威全球独创夜视芯片已经在旗舰机型应用，已经接到主要厂商定制要求，P30 发布将 大幅提升行业需求，单品价格及毛利率均大幅提升。夜间拍照成为手机最大的卖点，夜 间拍摄效果提升将成为手机的下一个杀手锏应用。

P30 Pro 新增的 ToF 镜头可捕捉深度信息，达到更出色的虚化能力。TOF 投射器主要包 括 VCSEL+Diffuser。TOF 的 VCSEL 并不像结构光那样对编码图案有一定要求，常规的规 则排列即可，因此可供选择的 VCSEL 供应商也会更多。

手机镜头持续升级，7P 逐渐增加，玻塑混合登上舞台

塑料镜头便于自动化批量加工，玻璃镜头需要逐个研磨加工难度较大。手机镜头由若干 镜片、隔片（隔圈）和压圈、镜筒组成。从材质上分，镜头主要分为塑料镜头和玻璃镜 头两大类；制程上又分成球面和非球面。现在手机应用的主要是非球面塑料镜头。塑料 镜头的优点在于便于大规模量产，玻璃镜头的优点在于透光率更高。除此之外，还有玻 璃塑料混合镜头，由部分玻璃镜片和部分塑料镜片共同组成，结合了二者的特点，具有 高折射率的光学性能和稳定的化学性能，广泛应用于监控摄像头、数码相机、车载摄像 头等镜头模组中。塑料镜头通过注塑、球面玻璃需要打磨，所需要的设备完全不同。

镜头制造的难度不仅体现在技术上，还体现在 1）原材料的集成、制造工艺等方面，因 为设计成功不代表可以制造出来，制造工艺需要不断地积累和沉淀；2）模具需要经过精 加工，工艺非常难，目前日本和台湾在模具方面有优势；3）镜头的可塑性，随着智能手 机越做越薄，镜头要做到 4mm 或者更薄，里面的镜片可能是 0.2mm，组装过程中如何 做到不变形、不裂，并且将几个镜片叠加在一起，这些都需要经验的积累，只有技术、 设备不能将最终的镜头做到出色。

对于手机镜头而言，镜片片数越多，光线过滤、成像和色彩还原的效果越好。7P 镜头还 进一步提升镜头的聚光能力和解析能力。手机厚度是多镜片的瓶颈限制之一。7P 可应用 于 48MP 主摄像头，未来继续升级，纯塑料镜头较难继续支撑更高像素如 64MP 等。对 于塑料镜头而言，7P 良率已经较低，8P 的设计难度越来越多，因此 6P1G 或 5P2G 或将 站上历史舞台。

玻璃镜片相对塑料镜片具有两个优点，首先是透光性好、折射率高，因此单片玻璃镜片 的厚度可以比塑料镜片薄；其次玻璃镜片稳定性好，耐高温，因此适用于车载、安防或 消费电子领域激光准直镜头。

模造玻璃像素高、技术相对成熟，有望成为玻塑混合的 RGB 镜头主要选择之一。除了 传统工艺，手机使用的玻璃镜头制造还有三种工艺：模造玻璃、晶圆级玻璃 WLG、晶圆 级光学元件 WLO。模造玻璃由于像素较高、技术成熟，有望得到广泛应用。WLO 目前像 素是较大制约，Heptagon 的产品像素 200MP， Himax 官网列示产品晶圆级光学元件像 素范围在 1.2MP 以内，主要应用于准直镜头等对于像素要求较低的领域。WLG 是瑞声科 技主推的技术路径，目前应用还不够广泛。

模造玻璃技术能够生产高解析度、高稳定性且成本较低镜头。传统的玻璃镜片生产主要 依赖研磨，抛光等工艺，因此成本较高、效率较低。玻璃镜片模造加工，通过将玻璃加 热软化，之后利用具有高精密表面的成型模具加压制成非球面形状。模造玻璃，具有高 解析度、高稳定性且成本较低等优点。日本 HOYA 是模造玻璃工艺的领导厂商，其产品 广泛出售给玻璃镜头及混合镜头生产厂商。联创电子的模造玻璃技术仅次于 HOYA，是 国内少有的大规模量产企业。

晶圆级模造玻璃（WLG）是对整片玻璃晶圆进行加热压缩，用半导体工艺批量复制加工 镜头，多个镜头晶圆压合在一起，然后切割成单颗镜头，一次性制造多颗模造镜片。具 有尺寸小、高度低、一致性好等特点。

晶圆级光学元件（WLO）是利用半导体工艺与光学技术生产的镜头，WLO 结合半导体加 工工艺，在 8 寸的白玻璃上批量制成光学镜头。晶圆级工艺初始设备投入较大，但一旦 上产能可以进行大规模的微镜头生产。这个流程下来包括 1、将液态聚合物滴在镜片上 用模具塑形；2、UV 照射固化；3、模具与晶片分离；4、反面重复一遍，两侧高精度校 对；5、绑定；6、检测、7 切割。最后再在 PCB 板上进行整合发光器件。

受益于高端产品及三摄，镜头厂商月度数据向好

镜头是一个技术门槛较高的行业，行业格局集中度较高。从市场格局看，行业集中度较 高，并且有进一步提升的趋势。各厂商镜头营收占公司总营收的比例：大立光 99%、玉 晶光 95%、舜宇 18~22%、联创电子 15~20%、联合光电 98%。从手机镜头的盈利能 力来看，大立光的毛利率比舜宇高 20 个百分点，玉晶光则长期徘徊在不赚钱的境地，近 两年快速修复。

历史上镜头企业有两种模式可以生存，技术升级或差异化生产。镜头的生存方式要么进 行足够的技术积累，诸如大立光、玉晶光、舜宇光学、关东辰美；要么专注于利基市场 进行差异化竞争，诸如联合光电、联创电子。大立光是手机镜头行业绝对的霸主，舜宇 作为国内镜头龙头正在逐渐赶上，此外瑞声科技在混合镜头和 WLO 领域、联合光电在安 防镜头、联创电子在运动相机镜头领域有较强的差异化布局能力，并将逐渐进入消费电 子镜头领域。汽车镜头领域，舜宇则遥遥领先，市占率全球第一。未来大立光将进入该 市场与舜宇竞争。

舜宇是国内光学龙头，乘光学升级而迅速成长。舜宇在消费电子高端模组及镜头具有龙 头地位，在国内光学领域积累深厚。舜宇在 2004 年进入手机摄像头模组，同年开始研发 车载镜头，2007 年开始出货。目前，舜宇的光学零件产品较为多元化，包括消费电子、 汽车、安防、工业、化学、生命科学等。模组方面，公司自行研发的 MOB 和 MOC 技术， 减少 AA 制程用量的同时缩小模组尺寸，降低成本的同时具有差异化竞争力能力。

舜宇技术不断升级，与龙头厂商差距减小。舜宇在中高端智能手机份额逐渐增长，公司 在 2018 年实现 48M 及 7P 镜头的量产，技术和产品规格，竞争力不断增强，与行业龙 头厂商的差距逐渐减小。

受益于下游三摄渗透提升及舜宇产品竞争力增强，手机镜头出货量持续增长。舜宇在 2019 年 7 月手机镜头出货量 109 万颗，2019 你那 8 月手机镜头出货量 133 万颗，连续 创历史新高。2019 年上半年，舜宇光学零件业务毛利率 44.1%，同比增加 2 个百分点； 2019 年上半年，10MP 像素以上手机镜头出货占比达到 51.9%。

大立光是全球光学镜头龙头企业，具有较强的产品竞争力，保持技术领先地位。近几个 月，受益智能手机三摄应用以及 6P/7P 消耗更多产能，公司营收持续增长。 2019 年 8 月， 大立光营业收入 64.76 亿新台币，同比增长 18%，环比增长 18%，连续三个月改善。

玉晶光出货量不断增长，月度营收持续创新高，主要由于市场份额增加、产品品质提升。 玉晶光依靠在大客户获得更多 5P/6P 镜头，月度收入数据表现喜人。2019 年 8 月，玉晶 光营业收入 18.38 亿新台币，同比增长 123%，环比增长 43%，营收持续创新高。

涉及到哪些供应商？

手机摄像头对应的产业链企业包括图像传感器制造商、模组封装厂商、镜头厂商、马达 供应商、棱镜、滤光片供应商等。由于行业技术壁垒和集中度高，产业链的龙头多为日 本、韩国、中国台湾所垄断，大陆的厂商主要集中在棱镜、红外滤光片和镜头模组封装 上，其中 CMOS 厂商包括豪威（韦尔股份），镜头厂商包括舜宇光学、瑞声科技、联合光 电等，模组厂商包括舜宇光学、欧菲科技、丘钛科技、立讯精密（立景）等，棱镜以及 光学组件厂商包括舜宇光学，利达光电，水晶光电等。