电子设备行业专题研究：新技术及新应用出现，CIS市场有望持续成长.pdf

Table_Title 电子设备行业专题研究 新技术及新应用 出现 ， CIS市场有望持续成长 2020 年 06 月 22 日 Table_Summary 【 投资要点 】 CMOS 是市场主流的图像传感器，整体市场规模持续上涨。 图像传感器发明到现在还不足百年，技术经过了从光导摄像管到 CCD 再到 CMOS的迭代，最终确定了以 CMOS 为主流的路径。 CIS 市场是半导体业务中最为活跃的领域，市场保持了多年的增长， 2013-2018 年均复合增长率为 13.9%，预计 2018-2023 年复合增长率为 8.7%，虽然增速略有下滑，但是市场规模将逐年创新高，索尼在市场中处于绝对领先的地位，2019年占到整体市场份额约 50%，我国企业 通过 收购美国豪威进入 CIS领域，市场份额约为 9.5%。 智能手机是 CIS 最大应用领域，大像素及多摄为主要发展方向。 从 CIS下游应用来看，智能手机占据了 64%的市场份额，是最为主要的应用领域。手机拍照经过了近 20 年的发展，从最早的 11 万像素摄像头发展至现在的一亿像素摄像头，从单一后置摄像头发展至如今前置双摄后置五摄共计七枚摄像头，大像素和多摄是近年来主要的发展方向，截至 2019Q4，多摄手机占比一路攀升，占比接近八成，预计未来三摄将会加速在中低端机型中渗透，而四摄则会开始在各大品牌的旗舰机中渗透。 汽车 CIS 在 ADAS 的推动下保持较高增速。 根据 IC Insights 预测，2018 年至 2023 年，车用 CIS 市场规模将从 8.7 亿美元增长至 32 亿美元，年均复合增长率达到 29.7%，是 CIS 下游应用增速最快的市场，其主要推动力则是 ADAS 的快速发展，单车摄像头需求从一枚提升至10 枚以上，将大量创造 CIS 需求。此外车载摄像头在高温、防震、防水等方面都有更高的要求，也将提升 CIS 的单颗价值量。 【配置建议】 建议关注韦尔股份（ 603501），公司通过收购豪威科技切入 CIS 赛道，公司在手机、安防、汽车、医疗等领域 市场份额领先 ，近期公司在手机领域发力，相继推出了 48M 及 64M 产品， 未来期望增加在高端手机市场份额 ；此外公司在汽车领域 处于领先地位，具备全套车用 CIS 解决方案，随着汽车智能化市场的快速发展，公司业绩有望提速 。 建议关注晶方科技（ 603005） ， 公司 是全球第二大 CIS 晶圆级芯片封测服务商 ， 产品广泛应用于手机、安防以及汽车领域，公司的 CMOS 晶圆级封装技术实现 CIS 体积进一步缩小，技术实力行业领先，未来将深度受益于 CIS 需求量的提升。 【风险提示】 智能手机销量下滑超过预期； 汽车 CIS需求不及预期。 Table_Rank 强于大市 （维持） Table_Author 东方财富证券研究所 证券分析师：何玮 证书编号： S1160517110001 联系人：危鹏华 电话： 021-23586480 Table_PicQuote 相对指数表现 Table_Report 相关研究 生物识别技术发展前景广阔 2020.06.11 潜望式镜头，带你看更远的风景 2020.05.14 疫情对电子行业景气度影响有限，建议关注被错杀的优质个股 2020.02.06 大基金一期投资硕果累累，二期蓄势待发 2019.12.31 TOF 有望成为 3D 感测主流方案 2019.12.31 -3.74%19.36%42.47%65.57%88.68%111.78%6/19 8/19 10/19 12/19 2/19 4/19 6/19电子设备 沪深 300Table_Title1 行业研究 /电子设备 / 证券研究报告 挖掘价值 投资成长 敬请阅读本报告正文后各项声明 2 Table_yemei 电子设备行业专题研究 正文目录 1.图像传感器 . 4 1.1.图像传感器种类 . 4 1.2.CMOS 超越 CCD 成为主流 . 5 1.3.CIS 市场空间持续增长 . 6 1.4.CIS 产业链 . 8 2.大像素及多摄成为移动 CIS 主要发展动力 . 9 2.1.发展初期大像素为主要方向 . 9 2.2.多摄开启智能手机摄像头发展新 方向 . 10 2.3.多摄比例一路攀升 . 11 3.汽车 CIS 领域保持高增速 . 13 3.1.ADAS 发展推升摄像头用量 . 13 3.2.车用摄像头性能要求更高 . 14 3.3.车用摄像头市场将保持较快增长 . 15 4.配置建议 . 16 4.1.韦尔股份 . 16 4.1.晶方科技 . 18 5.风险提示 . 20 图表目录 图表 1： 17mm 光导摄像管 . 4 图表 2：用于摄影处理 CCD . 4 图表 3： CMOS 图像传感器 . 5 图表 4： CMOS 超越 CCD . 6 图表 5： CMOS 市场规模 . 6 图表 6： CIS 行业发展 . 7 图表 7： CMOS 下游应用市场 . 7 图表 8： CIS 下游应用增速 . 8 图表 9：图像传感器产业链 . 8 图表 10：图像传感器市场份额 . 9 图表 11：全球首款拍照手机夏普 J-SH53 . 9 图表 12：首款千万级像素手机三星 B600 . 10 图表 13：诺基亚 808 搭载 4100 万像素传感器 . 10 图表 14： iPhone 7 Plus 首次搭载双摄像头 . 11 图表 15： 华为 P40 Pro+搭载后置五摄 . 11 图表 16：多摄手机出货量占比 . 12 图表 17：智能手机 CIS 出货量预测 . 12 图表 18：移动 CIS 厂商产能规划 . 12 图表 19：汽车上摄像头需求 . 13 图表 20：自动驾驶汽车需配备传感器数量 . 14 图表 21：移动摄像机功能转型 . 14 图表 22：移动摄像机功能转型 . 15 图表 23： 2018 年图像传感器市场 . 15 图表 24：摄像头模组市场规模 . 16 敬请阅读本报告正文后各项声明 3 Table_yemei 电子设备行业专题研究 图表 25： 2018 年豪威科技下游应用占比 . 17 图表 26： 2017 年豪威科技下游应用占比 . 17 图表 27：豪威科技推出 大像素 CIS . 17 图表 28：豪威科技汽车领域应用 . 18 图表 29：车载 CIS 环视及前视范围 . 18 图表 30：晶方科技营业收入 . 19 图表 31：晶方科技净利润 . 19 图表 32：晶方科技实现手机 CIS 封装小型化 . 19 图表 33：硅通孔和空腔 - 玻璃 - 硅夹层结构 . 19 图表 34：车载 CIS 要求封装高可靠性 . 20 图表 35：车载 CIS 封装技 术 . 20 图表 36：建议关注公司盈利预测（截至 2020-06-15） . 20 敬请阅读本报告正文后各项声明 4 Table_yemei 电子设备行业专题研究 1.图像传感器 1.1.图像传感器 种类 图像传感器是一种将光信号转化为电信号的设备，被广泛应用在数码相机、智能手机、视频监控等光学设备中。较为早期的图像传感器主要采用 模拟信号，以 摄像管 为主 （ video camera tube），常见于二十世纪三十至八十年代，摄像管的主要原理是使用被偏转的阴极射线扫描受光辐射成像的靶，最终将光信号转变为与入射光强度相关的电信号。 图表 1： 17mm 光导摄像管 资料来源： 维基百科 ，东方财富证券研究所 1969 年 电荷耦合器件 CCD（ charge-coupled device）由美国贝尔实验室的威拉德以及乔治所发明，通过光电效应可以使 CCD 表面产生电荷，进而组成数字图像。此后 CCD 被广泛应用于数码相机、扫描器以及摄像及的光感组件，其光效率可以达到 70%，即可以捕捉 70%的入射光，远远好于传统软片的 2%。 图表 2： 用于摄影处理 CCD 资料来源： 维基百科 ，东方财富证券研究所 敬请阅读本报告正文后各项声明 5 Table_yemei 电子设备行业专题研究 与 CCD 几乎在同个时间， 1968 年美国无线电公司团队成功研发出第一个互补式金属氧化物半导体（ CMOS）集成电路，可以执行光信号到电压的转换 ，电压经过放大和量化后最终变成输出的数字信号 。 图表 3： CMOS 图像传感器 资料来源： 谷歌图片 ，东方财富证券研究所 1.2.CMOS 超越 CCD 成为主流 在 CCD 出现后，摄像管由于体积以及成像效果等原因， CCD 摄像器件逐渐取代了摄像管的摄像器件。到现在，大多数的数码相机采用了 CCD 或者 CMOS 图像传感器。 CCD 图像传感器基于模拟信号，当光照射到其表面时，产生信号电荷，然后转换成电压，并按照指定的时序将图像信号输出。 CMOS 传感器则是基于半导体的有源像素传感器，当受到光照时，每个光电传感器附近有相应的电路直接将光能量转换成电压信号，与 CCD 有差异的地方时，其并不产生信号电荷。 这两种技术在成像 质量 的差别并不大，在同等条件下， CMOS 图像传感器所用的元件数相 对更少，从而功耗较低，数据吞吐速度也比 CCD 更高。 此外， CMOS的整体制造成本要比 CCD 传感器低，并随着 CMOS 成像技术不断提升，消费型数字相机都广泛采用 CMOS，使得 CCD 的市场占有率从 2010 年代起不断下降，全球第一大 CCD 传感器生产商索尼宣布与 2017 年起停止生产 CCD。 敬请阅读本报告正文后各项声明 6 Table_yemei 电子设备行业专题研究 图表 4： CMOS 超越 CCD 资料来源： Adimec，东方财富证券研究所 1.3.CIS 市场空间持续增长 到现在 CIS 已经 成为半导体业务中最活跃的领域之一，市场空间持续增长，根据 IC Insight 数据， 2018 年全球 CIS 的销售额为 142 亿美元， 2013 年仅为74 亿美元， 2013-2018 年均复合增长率为 13.9%，预计到 2023 年，整体市场规模将达到 215 亿美元， 2018-2023 年复合增长率为 8.7%，虽然增速略有下滑，但是市场规模将逐年创新高。 从出货量看， 2013 年全球 CIS 出货量仅为 26 亿颗， 2013-2018 年保持 16%复合增长率，至 2019 年预计全球出货量达到 61 亿颗， 2023 年有望突破 95 亿颗， 2018-2023 年全球 CIS 出货量年复合增长率达到 11.7%。 图表 5： CMOS 市场规模 资料来源： IC Insights，东方财富证券研究所 目前 CIS 行业 发展 是由 智能 手机和汽车应用推动的 ，对于 智能手机摄像头的创新将会继续，尽管 这个领域的 竞争 会 非常激烈。为了保持竞争力， CIS 厂商 正将越来越多的功能整合到 移动 CIS 中 ，例如广角、长焦、微距 。 敬请阅读本报告正文后各项声明 7 Table_yemei 电子设备行业专题研究 许多其他应用将成为 CIS 未来增长的一部分。许多 IDM 和 Fabless 厂商 正在为新兴的更高利润率的 CIS 芯片，如汽车、安全、医疗和其他领域。这些 领域 出现了巨大的机会，推动了新兴供应商和现有供应商的市场和技术工作。这些新兴的机遇正在将移动成像技术推向其他增长领域， 未来 可能会看到从视觉成像到视觉感知以及其他交互式应用的转变。 图表 6： CIS 行业发展 资料来源： 中商产业 研究院，东方财富证券研究所 CIS 具备广泛的下游应用市场，包括手机、汽车、安防、工业、医疗等，其中智能手机是 CIS 最大的终端市场，占到了整体市场规模的 63.89%，其次是 单反市场占比 7.8%， 汽车占比 6.46%，工业市场占比 6.32%，安防市场占比 6.09%。 图表 7： CMOS 下游应用市场 资料来源： IC Insights，东方财富证券研究所 根据 IC Insights 预测， 2018-2023 年， CIS 下游应用中汽车 领域年均复手机64%单反8%汽车6%工业6%安防6%电脑6%医疗3%玩具 /游戏1%手机单反汽车工业安防电脑医疗玩具 /游戏敬请阅读本报告正文后各项声明 8 Table_yemei 电子设备行业专题研究 合增速将达到 29.7%，是增速最高的领域，智能手机领域由于基数较高，且智能手机销量逐步下滑，预计到 2023 年市场规模为 98 亿美元，复合增速仅为2.6%；此外安防、工业、医疗领域增速也将保持较高水平。 图表 8： CIS 下游应用增速 2018（亿美元） 2023（亿美元） 复合增长率 手机 86 98 2.60% 单反 10.5 11 1% 汽车 8.7 32 29.7% 工业 8.5 18 16.10% 安防 8.2 20 19.5% 电脑 7.5 9.9 5.6% 医疗 4.3 12 22.7% 玩具 /游戏 0.9 1.72 15.10% 资料来源： 前瞻产业研究院、 IC Insights，东方财富证券研究所 1.4.CIS 产业链 目前在 CIS 产业中主要分为 以下几钟 模式，第一种是 IDM 模式实行设计生产一体化，可以更好的把控供应链，及时对市场需求进行反应，主要厂商为索尼以及三星；第二种是 Fabless 模式，产业链内进行分工，由设计厂如豪威、格科微进行设计工作，然后交由晶圆代工厂台积电、中芯国际等进行代工，最后由封测厂晶方科技进行 CIS 的封测；此外还有 fablite 模式，自身负责设计及销售，其中 有 部分晶圆交由代工厂代工。 图表 9： 图像传感器产业链 资料来源： Yole，东方财富证券研究所 从行业内竞争格局来看，索尼处于绝对的领先地位。 日本调研公司 Techno Systems Research（ TSR）发布了 2019 年图像传感器市场报告。索尼以 49.1%的份额排名第一，第二名是三星份额只有 17.9%，与索尼差距 较为 明显；第三名是美国半导体公司豪威科技， 目前已经被国内上市公司韦尔股份收购， 占据9.5%的市场份额， 2018 年 豪威市场份额为 11.5%，相比有一定程度的下滑 。 敬请阅读本报告正文后各项声明 9 Table_yemei 电子设备行业专题研究 图表 10： 图像传感器市场份额 资料来源： TSR，东方财富证券研究所 从 CIS 封测市场竞争来看， 主要的厂商包括中国大陆晶方科技、华天科技，中国台湾主要厂商有欣电、精材、胜丽等 。 欣电具备全球最大的 CIS 封测产能，晶方科技是全球第二大 ，也是 大陆首家能为 CIS 提供晶圆级芯片尺寸封装量产服务的专业封测服务商。 2.大像素及多摄成为移动 CIS 主要发展动力 2.1.发展 初期大像素 为主要方向 2000 年夏普发布了全球 第一款 拍照手机 J-SH04，其搭载了具备 11 万像素的 CCD 摄像头，并在三年后推出了首款具备百万像素的手机 J-SH53，是手机拍照领域的先驱者。 图表 11： 全球首款拍照手机夏普 J-SH53 资料来源： 知乎 ，东方财富证券研究所 Sony49%Samsung18%OmniVision9%其他24%SonySamsungOmniVision其他敬请阅读本报告正文后各项声明 10 Table_yemei 电子设备行业专题研究 到 2006 年，消费者对手机拍照需求逐步提升，三星在行业内内第一次推出了千万级像素的手机 B600，还具备 3 倍光学变焦以及 5 倍的数码变焦，实现了手机拍照向数码相机的靠近。 图表 12： 首款千万级像素手机三星 B600 资料来源： 知乎 ，东方财富证券研究所 2010 至 2013 年 间，由于缺乏 AI 算法，所以为了提升手机拍照的细腻程度，提升手机像素成为最为便捷的方法，手机摄像头像素不断刷新纪录，其中2012 年诺基亚 808 更是搭载了 4100 万像素图像传感器 图表 13： 诺基亚 808 搭载 4100 万像素传感器 资料来源： 知乎 ，东方财富证券研究所 2.2.多摄开启智能手机摄像头发展新方向 受制于手机体积，摄像头不能无限制的提升，更多的手机厂商开始关注传感器的成像质量以及大像素，此外为了弥补单一摄像头功能的限制， iPhone 7 Plus 也率先搭载了双摄像头，开启了智能手机摄像头发展新方向。