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《2020中国光学产业链手机多摄生物识别应用场景市场行业研究报告（28页）.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020中国光学产业链手机多摄生物识别应用场景市场行业研究报告（28页）.docx（28页珍藏版）》请在本站上搜索。 1、2020 年深度行业分析研究报告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 10AI 算法加盟，打造“逆光也2、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3、，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 VR25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核心观点概述从 2000 年夏普推出全球首款搭载后置 14、1 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、OPPO Reno 10x 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5、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6、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7、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8、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9、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）。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 10、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，2011、19 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，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Mate 30 Pr12、o32MP440MP 超广角主摄+40MP 超广角+8MP 长焦+TOF 深感摄像头121小米Mi CC9 Pro32MP5108MP 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 Max12MP312MP 广角主摄+12MP 长焦镜头+12MP 超广角镜头117三星Galaxy Note 10+ 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Galaxy Note 10+10MP4同上116华为P30 Pro32MP440MP 超感光主摄+20MP 超广角镜13、头+8MP 长焦镜头+TOF 镜头，10 倍混合变焦116OPPOReno 10x Zoom16MP348MP 主摄+8MP 超广角主摄+13MP，5 倍光学变焦116三星Galaxy S10 5G10MP+8MP412MP 主摄+16MP 超广角镜头+12MP 长焦镜头+ToF 景深摄像头114一加7 Pro16MP348MP 主摄+16MP 超广角镜头+8MP 长焦镜头113荣耀20 Pro32MP448MP 主摄+16MP 超广角镜头+8MP 长焦镜头+2MP 微距资料来源：DXOMARK，研究所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14、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 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 Ma15、x 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 Mate 72014 年 9 月13MP5MP华为 P82015 年 4 月13MP8MP华为 Ma16、te 82015 年 11 月16MP8MP华为 P92016 年 4 月12MP+12MP8MP华为 Mate 92016 年 11 月20MP+12MP8MP华为 P102017 年 2 月20MP+12MP8MP华为 Mate 102017 年 10 月20MP+12MP8MP华为 P202018 年 3 月20MP+12MP24MP华为 Mate 202018 年 10 月16MP+12MP+8MP24MP华为 P302019 年 4 月40MP+16MP+8MP32MP华为 P30 Pro2019 年 4 月40MP+20MP+8MP+ToF32MP华为 Mate 302019 年 17、9 月40MP+16MP+8MP24MP华为 Mate 30 Pro2019 年 9 月40MP+40MP+8MP+ToF32MP资料来源：华为官网，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 18、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20MP5-8P(亿个)6013MP5080%60%4040%20%100%$60002013201420152016201720182019E资料来源：Yole，观研天下，研究所资料来源：Yole，观研天下，研究所M100%3020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 19、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%。10MP以上占比（右轴）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%舜宇光学镜头模组出货（百万件）300 10MP以上占比（右轴）丘钛科技镜头模组出货（百万件）100%5070%25060%80%4050%20060%3040%15040%2030%100220、0%5020%1010%1H142H141H152H151H162H161H172H171H182H181H19Jan-18 Mar-18 May-18 Jul-18 Sep-18 Nov-18 Jan-19 Mar-19 May-19 Jul-19 Sep-19 Nov-19资料来源：舜宇光学半年报，研究所资料来源：丘钛科技公告，研究所00%00%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21、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，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22、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。图表9： 摄像头元件拆分图表10： 摄像头元件成本构成（2018 年）模组封装19%镜头20%图像传感器音圈马达52%红外滤光6%片3%资料来源：Ofweek 工控网，研23、究所资料来源：前瞻产业研究院，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，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24、 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 IMX586SK海力士安森美其他 豪威3%6%10%12%三星21%索尼50%资料来源：Yole，研究所资料来源：天极网，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25、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。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7P镜头0.1%6P镜头64.3%5P镜头35.6%资料来源：舜宇光学官网，研究所资料来源：华经26、产业研究院，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 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27、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，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28、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，研究所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29、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30、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，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 14-20mm31、， 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，研究所资料来源：中关村在线，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 Mate 20 Pro 后置采用了徕卡三摄镜头，包括 40MP广角镜头（焦32、距 27mm）、20MP（焦距 16mm）超广角镜头和 8MP 长焦镜头，其变焦模5 倍混合变焦和 10 倍数字变焦。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33、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，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 Mate 10、以及搭载引入神经网络引擎的 A11 芯34、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 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35、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，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36、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。此外，在背景虚化、HDR 及逆光拍摄面部提亮处理上，AI 技术还37、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 P30 Pro 为例，搭载 新一代 NPU 麒麟 990 5G 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 AI HDR+ 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： iPhone 11 Pro 夜景模式启用效果图表24： HUAWEI P30 Pro AI 背景虚化及逆光提亮效果资料来源：Apple iPhone 官方网站，研究所资料来源38、：HUAWEI 官方网站，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39、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40、、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，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41、，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。CIS 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42、。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43、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，裸片封装，需要无尘环境，可将感光芯片、ISP通过将传感器倒贴在电路板上，然后盖分为灌胶类、荧光粉膜类等及软板整合在一起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，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44、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 颗三星LG小米OPPO苹果 Vivo 华为2017年品牌手机双摄渗透率0%10%20%30%40%50%60%3.02.82.62.42.22.0平均每部手机摄像头颗数（个）20142015201620172018