电子行业深度报告：从智能手机到自动驾驶光学创新引领先机.pdf

从智能手机到自动驾驶， 光学创新 引领先机 Table_Industry 电子行业深度 报告 Table_ReportDate 2021年 01月 20日 请阅读最后一页免责声明及信息披露 2 证券研究报告 行业 研究 Table_ReportType 行业深度研究 Table_StockAndRank 电子 投资评级 看好 上次评级 看好 Table_Author 数据来源：万得，信达证券研发中心 方 竞 电子行业首席分析师 联系方式： 15618995441 执业编号： S1500520030001 邮 箱： 刘 志 来 研究助理 联系方式： 17621917725 邮 箱： 信达证券股份有限公司 CINDA SECURITIES CO.,LTD 北京市西城区闹市口大街 9号院 1号楼 邮编： 100031 Table_Title 从智能手机到 自动驾驶 ，光学 创新引领先机 Table_ReportDate 2021 年 01 月 20 日 本期内容提要 : Table_Summary Table_Summary 从智能手机 迈 向自动驾驶， 光学 是未来长周期创新主线 。 智能手机进入 存量时代 ，厂商之间的竞争日益激烈。为了吸引终端消费者，势必在硬 件上有更多创新。 我们认为，对于手机品牌的落地宣传而言，除 5G驱动 外，最显性、最能带动机型整体热度的赛道就是光学。 而在 汽车方面 ， 硬 件 +软件厂商投资不断加码， 自动驾驶 渐行渐近，目前已有 L2+、 L3 级 自动驾驶车型落地，相较传统汽车，其搭载 的传感器数量倍增，特别是 车载摄像头的增量空间十分可观。 综上， 光学是过去数年间手机价值增 量最大的组件，亦将是未来贯穿 汽车电子 的创新主线，值得重点关注 。 手机光学 质量齐升， 创新 持续向前。 量 ： 随着多摄方案日益成熟 ， “主摄 +广角 +长焦 ”搭配成为主流 ， 潜望式 、 ToF从高端机型开始渗透。 据 IDC的数据，近年来多摄手机占比不断提 升， 2020年三季度，搭载双摄及以上的手机占比已经超过 80%，其中三 摄及以上机型占比约为 60%。 展望 2021 年， 我们认为 非旗舰机型会 稳定在 三摄方案 ，不再追求量的 进一步堆叠 。而旗舰机型方面，光学升级仍未停步 ，如小米 10至尊版、 华为 Mate 40 Pro+、 vivo X50 Pro+采用了潜望式摄像头； iPhone 12 Pro 系列首次搭载了 LiDAR激光雷达。 未来随着潜望、 ToF等光学创新的日 渐成熟，其价位段亦将不断下沉，可期待光学的创新表现 。 质：中端机型在主打高像素卖点的同时，还需保持产品性价比、控制成 本 ， 因此 CIS像素尺寸微缩势在必行 。 目前图像传感器主要采用 0.8m 像素 尺寸 ， 而豪威 科技则率先进入 0.7m时代 ， 于 2Q20推出 0.7m的 OV64B，抢占市场先机 ，并 有望持续引领像素微缩趋势。 对于旗舰手机而言，品牌厂商追求极致的成像效果， 采用的是 高像素大 底 CIS。 像素尺寸 增 大， 可 捕捉更多光线，从而让照片拥有更丰富的细 节和色彩，尤其是在弱光环境下，也能拍出清晰的照片。以小米 10至尊 版为例，其采用了豪威的 48MP 传感器 OV48C，感光尺寸高达 1/1.32 英寸， dxomark拍照评分达到 133分，斩获 当时的 评测头名。 创新： 潜望式、深度相机、屏下摄像头等创新不断，其中 潜望式技术较 为成熟，正逐步在高端机型上普及；同时 AR 应用日益兴起，有利于结 构光、 iToF/dToF等深度相机发展，如苹果、华为、三星等厂商已有机型 采用。此外屏下摄像头技术可 解决前摄摆放的问题，实现真正的全面屏 ， 目前中兴在 Axon20 上已有应用，未来随屏下方案更加成熟，更多厂商 有望引入 。 自动驾驶渐行渐近，车载摄像头冉冉升起。 随着汽车电动化、智能化、 网联化的发展趋势，单车搭载的摄像头数量逐渐提升。如特斯拉 Model 3搭载 8颗摄像头，蔚来近期发布的 ET 7更是搭载 11 颗摄像头。 除了 数量增加以外，车载摄像头的像素数也有提高的趋势， 据蔚来 官网 数据， -20% 0% 20% 40% 60% 电子 (申万 ) 上证指数 请阅读最后一页免责声明及信息披露 3 相比 1.2MP摄像头， 8MP的摄像头的感知距离可以扩大 3倍 。 2020年疫情影响 全球汽车销量表现 ，但国内 疫情控制得当，供应链厂商 可借此提升市占率。 如舜宇车载镜头逆势上升，全年出货超过 5600 万 件，同比增长 12%，龙头地位更加稳固。 未来随着疫情因素去化，国内 光学龙头有望在车载领域大放异彩，实现更快增长 。 自动驾驶系统还会搭载各类雷达，用来丰富视觉系统的数据。 具体而言， 超声波传感器 和毫米波雷达 作为整套视觉系统的补充， 可以为 视觉系统 提供更丰富的数据。 而 激光雷达 则 是相对较新的传感器，其特点是可以 实现三维的高精度测量，而且不受环境光的影响，整个市场正处于快速 发展的状态，代表厂商有 Velodyne、 Luminar、 禾赛科技等公司 。 产业链 重点 环节 CIS： 目前 智能手机是 CIS 最主要的 下游 ， 据 Frost&Sullivan 的 统计 ， 2019年智能手机 市场 占到全球 CIS销售额 73%的份额，市场规模达 121 亿美元； 预计 2024年手机 CIS市场规模将达 164亿美元，出货量增长 至 68亿颗。从 CIS的竞争格局来看，目前主要由 Sony、三星以及豪威 科技占据市场主导地位。 索尼在高端 CIS市场中保持领先；三星凭借自 有手机品牌占据不少市场份额；豪威在被韦尔收购整合后开始频频发力， 陆续推出了多款高阶产品，且成功打入多款国内旗舰机型 。 车载 CIS领域，市场格局略有差异，根据咨询机构 Yole的统计，安森美 和豪威占据了较大的 市场份额， 2018 年市占率分别为 36%、 22%。 其 中 ，豪威 在高动态范围，小像素领域独有优势 ， 不断推出业内领先的 车载 CIS， 如 2020年推出 3微米大像素的 OX03C10，其动态范围高达 140db， 还具备 LED闪烁抑制功能 。 豪威科技作为全球车载 CIS的双雄之一，未 来 有望 充分受益于 自动驾驶 趋势。 镜头 ： 其 价值量仅次于 CIS， 根据材质的不同，光学镜片主要分为玻璃、 塑料两种。目前智能手机镜头多采用塑料镜片 ， 也有 部分 手机厂商为了 降低镜头组的厚度，选择使用 玻塑混合镜头。 随摄像头光圈的增大 ， 所需 要的镜片片数越多 ， f/2.0、 f/1.7、 f/1.4等超大光圈 被 更多机型 采用 ， 6P 以上镜头逐渐成为主摄标配，部分旗舰机型 更是 搭载 8P镜头 ， 并且大立 光近期在 4Q20业绩说明会上表示， 9P镜头已经开始 design in。 手机光学镜头市场集中度较高，大立光、舜宇、玉晶光三家占据优势地 位，其中大立光技术实力领先，主打塑料高阶镜头，产品主要应用于苹果 和安卓高端机型；舜宇光学紧随其后，在安卓系龙头厂商中有不俗份额， 而且在车载镜头领域处于行业领先地位；玉晶光则主要供应苹果。 音圈马达 （ VCM） 和 红外截止滤光片 （ IRCF） ： 受益于智能手机多摄的 普及， VCM市场规模保持快速增长，据咨询机构 Yole的预测， 2025年 VCM市场规模将达 67亿美元。目前， VCM市场主要由日韩厂商主导， 但国内厂商正迎头赶上，市场份额差距在不断缩小。 红外截止滤光片（ IRCF）一般在镜头和 CIS之间，通过滤除红外光，保 证到达 CIS的光线为可见光，进而减少色偏，使成像更符合人眼视觉体 验，国内的水晶光电、五方光电处于业内领先位置。 模组： 多摄和 创新应用 仍 是摄像头模组行业的主要增长动力。此外，在 请阅读最后一页免责声明及信息披露 4 自动驾驶的趋势下，汽车搭载的摄像头数量和规格也在逐步升级，也将 对模 组市场有较大推动。据咨询机构 Yole 预计， 2019 年摄像头模组行 业规模约为 313亿美元，到 2025年有望达 570亿美元，六年复合增长 率约为 10.5%。 就行业格局而言， 2019年 LGI、欧菲光、舜宇光学和鸿海 （夏普） 四家 厂商营收规 模位居前列，合计占据了近半的市场份额 。 未来 行业规模扩 张的过程中 ，市占率较大的 国内厂商 有望 畅享增长红利 。 算法： 智能手机硬件不断迭代升级，各厂商的同价位机型配置趋同，系 统、软件、算法逐渐成为差异化的来源。 对光学领域而言，普通用户对 高级拍照参数调校不甚了解，难以判断在当前拍摄场景下选择哪种拍照 模式更加合适， 通过算法可以 让手机自主识别场景与拍摄对象，调整参 数变得尤为重要。 同时， 多摄 的 实际使用 中，一方面要保证摄像头之间的 平滑过渡切换，避免“跳跃”，另一方面要将两镜头同步捕捉的广角和长 焦图像融合为用户需求变焦倍数的高质量图像，拍照时通过镜头的切换， 同时结合视频和图像融合算法，平滑变焦得以在手机上实现。 投资评级： 我们认为 光学创新 将是贯穿 智能手机和汽车电子 的投资主线， 值得重点关注 ， 给予 “看好 ”评级 。 建议关注 CIS 芯片 ： 韦尔股份 、 格科 微、思特威（未上市） ； CIS封测： 华天科技、晶方科技； 镜头及 模组 产 业链：舜宇光学科技、丘钛科技、 立景创新（未上市）、 欧菲光、 联创电 子 、水晶光电 等 ；算法领域的虹软科技等。 风险因素： 市场竞争加剧；疫情持续，影响需求；潜望式以及 ToF镜头 发展不及预期；车载镜头渗透不及预期 。 请阅读最后一页免责声明及信息披露 5 目 录 光学创新成手机差异化首选，车载摄像头赛道宽广 . 7 一、量：多摄不断精进，三摄将成中端主流 . 9 1、详解摄镜头参数，变幻之间多彩尽现 . 9 2、详解多摄组合，主摄广角长焦成标配 . 10 3、中端机型稳定三摄，旗舰机创新不止 . 12 二、质：高像素 +大底， CIS快速升级 . 14 1、像素微缩成主流趋势 . 14 2、大底 +高像素，旗舰机标配 . 16 3、 CMOS底部架构改进 . 17 三、手机光学创新持续向前 . 19 1、光学变焦能力持续增强，潜望式加速渗透 . 19 2、 AR 应用日益兴起，利于深度相机发展 . 20 3、全面屏理想方案，屏下摄像头尚需时日 . 22 四、自动驾驶渐行渐近，车载摄像头冉冉升起 . 25 1、车载算力不断增强，自动驾驶级别提升 . 25 2、摄像头是自动驾驶感知层核心部件 . 27 五、产业链各环节市场情况 . 31 1、 CIS市场 . 31 2、光学镜头 . 33 3、音圈马达及红外截止滤光片 . 37 4、摄像头模组 . 39 5、算法 . 42 六、投资建议 . 44 风险因素 . 44 表 目 录 表 1：各大手机厂商部分机型后置摄像头配置 . 11 表 2：三星的 0.7 微米 CIS 产品线 . 15 表 3：不同光学变焦解决方案对比 . 20 表 4：不同深度相机解决方案对比 . 21 表 5：特斯拉 Autopilot 的感知硬件对比 . 27 表 6：三款自动驾驶车型搭载的感知系统对比 . 28 表 7： iPhone 系列手机主摄的光圈大小和镜片数 . 34 表 8：不同基材的 IRCF 的功能用途 . 39 表 9：摄像头模组工艺对比 . 41 图 目 录 图 1： 2008-2019 智能机及功能机出货量情况（亿部） .7 图 2： 1Q15-3Q20 全球智能机出货量情况（百万部） .7 图 3： 2018 及 2019 年度手机热门功能统计 .7 图 4： 2012-2020 手机热点竞争赛道发展历程 .7 图 5：常用 APP 均有拍照 /录像需求 .8 图 6：手机摄像头发展历程 .8 图 7：焦距对成像大小的影响 .9 图 8： FOV 与焦距之间的关系 .9 图 9：光圈大小和景深大小的关系 . 10 图 10：焦距长短和景深大小的关系 . 10 图 11：广角摄影作品 . 11 图 12：超广角摄影作品 . 11 图 13：长焦摄影作品 . 11 图 14：智能手机摄像头数量演变示意图 . 12 图 15： CIS 传感器的结构示意图 . 12 图 16：高通骁龙 4-8 系列芯片产品矩阵图（红框 -支持 5G、蓝框 -仅支持 4G） . 12 图 17：红米 K30 系列光学规格 . 13 图 18： HMOV 旗舰机型的光学系统继续升级，搭载了潜望式或 3D 深感摄像头 . 13 图 19：摄像头模组的结构 . 14 图 20： CIS 传感器的结构示意图 . 14 图 21：串扰示意图及其解决方案 . 15 图 22：索尼 DTI 像素隔离技术示意图 . 15 图 23： CIS 像素技术的发展历程 . 15 图 24：背照式方案对比 . 15 图 25：智能手机的像素尺寸变化趋势 . 16 图 26：华为旗舰机 . 16 图 27： iPhone CIS 大小比上一代提升 47% . 16 图 28：旗舰机主摄使用越来越大的 CIS . 17 图 29：拜尔阵列滤光示意图 . 17 图 30：三星 Tetracell 排列结构变换示意图 . 17 图 31： RGGB 结构变为 RYYB 结构 . 18 图 32：光学变焦原理 . 19 图 33：数码变焦和光学变焦对比 . 19 请阅读最后一页免责声明及信息披露 6 图 34： D-Cut 镜片结构的潜望式镜头组件 . 20 图 35： D-cut 镜片示意图 . 20 图 36： 3D 结构光和 ToF 原理对比 . 21 图 37： ToF 可以增强手机上的 AR 体验 . 22 图 38：使用 LiDAR 进行 3D 图像建模 . 22 图 39：部分搭载深度感测传感器的机型 . 22 图 40： iPhone X 刘海屏搭载的元器件 . 23 图 41：挖孔屏、水滴屏和刘海屏样式 . 23 图 42：升降式摄像头 . 23 图 43：滑盖式摄像头 . 23 图 44：小米 “隐视屏 ”解决方案 . 23 图 45： OPPO 关于屏下摄像头的专利 . 23 图 46：搭载自动驾驶系统的汽车 . 25 图 47： ADAS 功能的引入可降低事故发生率 . 25 图 48：自动驾驶系统各阶段定义及其特点描述 . 25 图 49：自动驾驶系统各阶段示意图 . 25 图 50：自动驾驶功能的实现过程 . 26 图 51：特斯拉车载 FSD 芯片的芯片面积对比 . 26 图 52：全球自动驾驶汽车出货量预测（万辆） . 26 图 53：汽车搭载的半导体部件价值量逐渐提升 . 27 图 54：车载摄像 头数量将随自动驾驶级别上升 . 28 图 55：高动态范围可以抑制炫光问题 . 29 图 56：高信噪比的 CIS 成像更清晰 . 29 图 57： 8MP 和 1.2MP 车载摄像头最大感测距离对比 . 29 图 58： RCCC 和 RCCB 排列对比 RGGB 排列的优点 . 29 图 59： 各类车载传感器对比 . 30 图 60： Model 3 的传感器包括摄像头 /超声波雷达 /毫米波雷达 . 30 图 61：激光雷达成像示意图 . 30 图 62：汽车半导体市场规模 . 30 图 63：汽车 ADAS 零组件市场规模预测 . 30 图 64：全球 CIS 市场规模（按销售额） . 31 图 65：全球 CIS 出货量 . 31 图 66： 2019 年 CIS 市场下游应用格局（按销售额） . 31 图 67： 2024 年 CIS 市场下游应用格局（按销售额） . 31 图 68：全球手机 CIS 市场规模 . 32 图 69：全球手机 CIS 出货量 . 32 图 70：全球手机摄像头细分市场规模（亿颗） . 32 图 71： 2019 年 CIS 市场格局（按销售额） . 33 图 72： 2019 年 CIS 市场格局（按出货量） . 33 图 73： 2018 年车载 CIS 市场格局 . 33 图 74：采埃孚 S-Cam4 车载摄像头使用了豪威的 CIS . 33 图 75：产生像差的图像 . 33 图 76：小米 10 至尊版超广角所使用的 7P 镜头 . 34 图 77： 7P 塑料镜头和 6P1G 玻塑混合镜头示意图 . 34 图 78：华为申请的液态镜头专利 . 35 图 79：液态镜头原理 . 35 图 80：液态镜头技术在扫码器上的应用 . 35 图 81：塑料镜头的制作流程 . 35 图 82：晶圆级光学技术 WLO . 36 图 83： WLG 工艺流程图 . 36 图 84：三家光学镜头厂商营收对比（单位：亿元人民币） . 36 图 85：舜宇手机镜头出货量（单位：万件） . 36 图 86：大立光近年月度营收情况（单位：亿元新台币） . 37 图 87：玉晶光近年月度营收情况（单位：亿元新台币） . 37 图 88：车载镜头出货量趋势（单位：百万件） . 37 图 89：舜宇车载镜头出货量（单位：百万件） . 37 图 90： VCM 示意图 . 38 图 91： VCM 内部结构示意图 . 38 图 92： 2017 年手机 VCM 市场份额 . 38 图 93： 2018 年手机 VCM 市场份额 . 38 图 94：红外截止滤光片示意图 . 39 图 95：红外截止滤光片原理 . 39 图 96：摄像头模组市场规模预测（单位：亿美元） . 39 图 97：舜宇光电产品历年营收情况 . 40 图 98：舜宇手机摄像头模组出货情况 . 40 图 99：丘钛科技历年营收情况 . 40 图 100：丘钛摄像头模组出货情况 . 40 图 101： 2019 年模组厂商市场份额（按营收） . 40 图 102： 2019 年模组厂商市场份额（按出货量） . 40 图 103：摄像头模组的 CSP 与 COB 工艺 . 41 图 104： COB 工艺与 FC 工艺对比 . 41 图 105： MOB 和 MOC 封装 . 41 图 106：普通夜景拍摄 . 42 图 107：智 HDR 夜景拍摄 . 42 图 108：自拍全景照片 . 42 图 109： 2D/3D AR 贴纸 . 42 图 110：拍摄小狗的平面照片（左）， iPhone XR（中）和 SE（右）得到的深度数据图 . 43 图 111：平滑变焦的过程 . 43 图 112：广角和长焦图像融合 . 43 请阅读最后一页免责声明及信息披露 7 光学创新 成 手机 差异化首选 ，车载摄像头 赛道 宽广 作为电子产业最重要的下游市场，全球智能机出货量自 2016年起逐年微降， 2019年跌破 14亿大关。其背后有 渗透率见顶的因素，亦有创新不足难以刺激需求的原因。据 Statista 统计， 2019 年手机换机周期拉长至接近 3 年。 2020年疫情来袭 ，手机 市场更是受损严重， 1H20全球 出货量降幅达 14%。 不过，随疫情的影响消退，手机市场快速恢复正常，根据咨询机构 IDC数据，三季度智能手机出货量 3.5亿部， 仅同比下降 1.3%。展望未来，伴随着疫情之后的消费反弹， 5G渗透率快速提升， 2021年全球手机出货量有望 实现 10%的反弹，长期预计亦将维持在 14亿部的年出货量上下波动。 图 1： 2008-2019 智能机及功能机出货量情况（亿部） 资料来源： IHS，信达证券研发中心 图 2： 1Q15-3Q20全球智能机出货量情况（百万部） 资料来源： IDC，信达证券研发中心 智能机整体销量难有大的增量，各大厂商 为了吸引终端消费者，势必在硬件上有更多创新。 近年来柔性 OLED、 3D Sensing、屏下指纹、快充、无线充电等新功能层出不穷。不过我们认为，对于手机品牌的落地宣传而言，除 5G驱动外， 最显性、最能带动机型整体热度的赛道就是屏幕及光学。 在此我们参考巨量引擎的手机行业白皮书，其中统计了 2018-2019年各手机品牌发布会的重点宣传功能。具 体来看， 2018 年中，手机屏幕、拍照及配色等均为各品牌重点宣传功能，同时厂商亦会对生物识别，结构件， 背板材料等特性有所侧重，宣传方式更为多样化。 2019 年，各品牌竞争中屏幕仍为重点，拍照功能占比大幅提 升，同时伴随着 5G的发展，手机处理器开始成为宣传核心，而其他功能宣传大幅减少。 图 3： 2018及 2019年度手机热门功能统计 资料来源： 巨量引擎， 信达证券研发中心 图 4： 2012-2020手机热点竞争赛道发展历程 资料来源：信 达证券研发中心 整理 光学方面 ，随着手机屏幕分辨率及尺寸的不断提升，以及各类拍照辅助类、视频类、生活类、社交类 APP的兴 起，用户需要有更好的拍照录像效果来展现自我、记录美好。 相较其他创新而言，光学创新更为多彩，自 2000 年夏普 J-SH04首次搭载摄像头以来，持续推陈出新。 无论是摄像头数目从单摄向多摄的一路迈进；还是 CIS芯 片的技术革新（面积持续增大、四像素成像、快速对焦等）；亦或是潜望式镜头、 ToF等创新 功能，都为大幅提 1.39 1.74 3.05 4.95 7.25 10.19 13.01 14.38 14.70 14.66 14.03 13.72 0 2 4 6 8 10 12 14 16 200820092010201120122013201420152016201720182019 SmartPhone FeaturePhone -20% -15% -10% -5% 0% 5% 10% 15% 20% 0 100 200 300 400 500 20 15 Q1 20 15 Q2 20 15 Q3 20 15 Q4 20 16 Q1 20 16 Q2 20 16 Q3 20 16 Q4 20 17 Q1 20 17 Q2 20 17 Q3 20 17 Q4 20 18 Q1 20 18 Q2 20 18 Q3 20 18 Q4 20 19 Q1 20 19 Q2 20 19 Q3 20 19 Q4 20 20 Q1 20 20 Q2 20 20 Q3 Samsung Huawei Apple Xiaomi vivo OPPO 其他 YOY 39 7 15 8 15 26 36 25 30 8 1 10 0 10 20 30 40 50 屏幕 芯片 拍照 充电 配色 /联名 其他 2018年 2019年 请阅读最后一页免责声明及信息披露 8 升了消费者的用户体验 。 我们认为， 由于手机现 已进入存量市场，各厂商为追求差异化优势，势必在光学领域投 入更多创新。光学是过去数年间手机价值增量最大的组件，亦将是贯穿未来 3-5年的创新主线，值得重点关注。 图 5： 常用 APP均有拍照 /录像需求 资料来源：信达证券研发中心 整理 图 6： 手机摄像头发展历程 资料来源：信达证券研发中心 整理 此外， 随着汽车电动化、智能化 、网联化 的发展趋势， 硬件 +软件厂商投资不断加码，自动驾驶渐行渐近，目前 已有 L2+、 L3级自动驾驶车型落地 ， 单车搭载的摄像头数量逐渐提升。 具体而言， 传统汽车一般搭载 1 颗倒车 影像摄像头，而新能源汽车 搭载的算力不断增强， 追求 更 高阶 的 自动驾驶， 因此 摄像头数量多倍于传统车，如特 斯拉 Model 3搭载 8颗摄像头，蔚来近期发布的 ET 7更是搭载 11 颗摄像头。 除了数量增加以外，车载摄像头 的像素数也有提高的趋势，根据蔚来公布的数据，相比 1.2MP摄像头， 8MP的摄像头的感知距离可以扩大 3倍。 综上，单车摄像头数量有望迎来快速成长，未来还有像素提升带来的价值量增长空间， 根据咨询机构 Yole的预 测， 2025年 汽车摄像头市场规模将达 81亿美元 ， 2020-2025年复合增长率达 18%左右。汽车摄像头将激发出 光学产业链更多的活力，国内光学龙头 随 市场份额逐渐提升，有望充分受益这一浪潮。 请阅读最后一页免责声明及信息披露 9 一 、 量： 多摄 不断精进， 三 摄 将成中端主流 智能手机更新换代迅速，为更好满足消费者 的 拍照要求， 手机摄像头性能 在 不断升级创新 。 由于受尺寸限制，手 机摄像头更多是定焦镜头 ， 在不同应用场景，需要切换至不同镜头从而实现特定的成像效果。 比如用超广角拍出 壮观景色，用长焦拍出压缩空间的效果等，所以 多摄像头成为 了业内通用解决方案 。 1、 详解 摄 镜头 参数 ，变幻之间多彩尽现 双摄手机 最早于 2011年开始出现，之后数年众多厂商皆尝试推出过双摄机型，然而当时反响并不佳。 2014年， 华为推出了自己的第一部双摄手机荣耀 6 Plus，但并未带来令人惊艳的拍照体验。随后华为进一步在双摄上发 力， 2016年，华为与徕卡合作打造的旗舰机 P9首次配彩色 +黑白双摄后置镜头，使拍照质量大幅上升，得到广 泛好评。苹果则在当年 9月发布的 iPhone7 plus中采用广角 +长焦镜头， 实现光学变焦，由此双摄机型开始被推 广和普及。三摄方案同样由华为首发，最早在 2018年由 P20 Pro搭载，而四摄则由三星的 Galaxy A9s在同年 首发，开启了多摄的新时代。 多摄镜头中，除了 主摄， 可选摄像头包括长焦、广角、超广角、黑白、深度镜头等， 这些镜头都 具备 各自的特性， 与主摄 搭配 组合，配合对应的算法处理，可实现长焦远摄 、画质 提升 、 景深 调整等 效果。 在具体分析多摄方案之 前，我们会先介绍以下几个镜头的重要参数：焦距、视场角（ FOV）、景深、光圈。 （ 1）焦距（ focal length）度量了光学系统中光线聚集或发散的程度。 对单片镜头而言，平行光经透镜折射形成 的汇聚点是焦点，焦距就是镜头中心到焦点的距离。但相机镜头由多片透镜组合而成，其焦距指 的是从镜头中心 点到感光元器件（ sensor）上所成清晰图像之间的距离。 焦距大小决定了成像大小，当拍摄同一物体时，焦距长 的镜头成像会较大。所以长焦镜头更适宜拍摄远景。 图 7： 焦距对成像大小的影响 资料来源： CSDN， 信达证券研发中心 （ 2）视场角（ FOV）即可视范围角度，超出范围的物体则不会出现在镜头画面内。 目前手机主摄的 FOV 一般 在 120左右。如需拍摄更大范围内的物体，则需选用 FOV超过 120的超广角镜头。同时， FOV和镜头焦距 是相关联的，对于给定的传感器尺寸， 焦距越大， FOV越小，所以长焦镜头的可视角度一般偏小。 图 8： FOV与焦距之间的关系 资料来源：信达证券研发中心 整理 （ 3）光圈是位于镜头内的、可用来控制通过镜头光线多少的孔径光阑 。光圈大小一般用镜头的 f值表示， f值等 请阅读最后一页免责声明及信息披露 10 于镜头焦距 /光圈直径， 数字越小，代表光圈越大 。 （ 4）景深（ DOF）是当聚焦完成后，焦点前后所能拍摄清晰的范围，范围外的物体便呈现虚化效果。 景深是由 光圈、焦距共同决定的。其中光圈越小焦距越短，则景深越大；而光圈越大焦距越长，则景深越小。 所以在用长 焦镜头拍摄远景时，由于景深较小，往往容易对焦不准，被摄物体超出景深，造成影像模糊；而单反上的 人像镜 头是典型大光圈小景深镜头，拍摄人像时可以实现背景虚化效果。 图 9： 光圈大小和景深大小的关系 资料来源： 光学纵横 ， 信达证券研发中心 图 10： 焦距长短和景深大小的关系 资料来源： Edmund Optics， 信达证券研发中心 2、 详解 多摄 组合， 主摄广角长焦成标配 前文介绍了镜头 的各种 参数， 不同 类别 的 摄像 头 ， 参数 各有不同 ， 我们就各类摄像头的特点总结如下： （ 1）主摄 镜头 ， 视场角 为 75-80度左右 ， 焦距在 24-28mm之间， 这在传统摄像领域的定义中 实则是 广角镜头。 主摄可提供和人眼正常视觉接近的取景范围，和其他同级别的镜头类别相比，标准镜头一般成像效果更好，细节 表现力更强。 （ 2）为了实现更大的取景范围，手机还会导入 超广角镜头 。超广角镜头的 视场角 一般为 120度左右， 焦距更短， 景深也 大，因此比较适合拍摄较大场景的照片，如建筑、风景等题材。 （ 3） 长焦镜头 的 视场角小，取景范围小，同时焦距长，在底片上成像大，在同一距离上能拍出比标准镜头更大 的 图像 ，有类似望远镜的功能，因此 适合拍摄远处的对象 。另外由于长焦镜头景深 较 浅，因此可 以更有效地虚化 背景突出主体 ，拍出的人像更生动。 （ 4）黑白 镜头 在多摄渗透早期 多 被采用，主要 作为辅助镜头，其特点是不使用滤光片，从而获取更大的进光量， 降低图像噪点，提升照片的清晰度和锐度，补强主摄的细节。 不过随着主摄 性能的增强， 黑白镜头逐渐 消失 。 （ 5）微距镜头 是 长焦镜头 的特殊应用 ， 一般 用于拍摄极近距离的 图像 ； 同时也有部分机型 使用超广角镜头 近距 离拍摄，然后通过画面裁切的方式实现微距效果 ，不过这种技术并非主流 。 （ 6）潜望式 镜头 是焦距更长的 镜头 ， 为了拉长焦距， 内部 镜片 需要 更长 的间距 ， 但 因为 要 保证 手机的轻薄， 镜 请阅读最后一页免责声明及信息披露 11 头 模组 采用类似潜望镜式的结构， 使用折射棱镜 将纵向的光线折射成横向， 降低了模组的厚度。 （ 7） 深度 摄像头 则 用来 捕捉环境的立体结构，实现距离、速度的测量，然后根据这些信息实现背景虚化、 AR等 等应用。目前，手机深度相机主要有结构光、 dToF/iToF等方案，如 iPhone使用结构光 进行面部解锁 ， 后摄 搭载 的 LiDAR则 属于 dToF方案 。至于更多的细节，我们将在后文中进行详细分析 。 图 11： 广角摄影作品 资料来源： dxomark，信达证券研发中心 图 12： 超广角摄影作品 资料来源： dxomark，信达证券研发中心 图 13： 长焦摄影作品 资料来源： dxomark，信达证券研发中心 目前各大 手机 厂商的 旗舰 机型中， 多 摄 方案主要 是 以“主摄 +广角 +长焦 ” 三摄 为基础 ， 早期的 黑白镜头 已被替 代，而微距 /人像 /景深 镜头的功能其实也可通过 长焦 镜头实现， 而旗舰机型则一般会额外搭载潜望式或深度摄 像头。 总的来说， 多摄方案使得手机拍摄的应用场景变得更加丰富 ， 比如用 超广角拍出壮观景色，用长焦拍出 压缩空间的效果 ， 其他如潜望式和深度摄像头的 创新引入 ，既增加了 产业链的价值量 ， 也 提升了消费者的使用 体验。 表 1：各大手机厂商 部分 机型后置摄像头配置 厂商 型号 摄像头数 主摄 /广角 超广角 长焦 （包括人像 /景深） 微距 潜望式 深度 华为 P40 3 50MP 16MP 8MP P40 Pro 4 50MP 40MP 12MP ToF Mate40 Pro+ 5 50MP 20MP 12MP 8MP ToF Mate40 Pro 3 50MP 20MP 12MP 苹果 iPhone12 2 12MP 12MP iPhone12 Pro 3 12MP 12MP 12MP LiDAR OPPO Find X2 Pro 3 48MP 48MP 13MP Find X2 3 48MP 12MP 13MP Reno 5 Pro+ 4 50MP 16MP 13MP 2MP Reno 5 Pro 4 64MP 8MP 2MP 2MP Reno 5 4 64MP 8MP 2MP 2MP vivo X60 Pro 4 48MP 13MP 13MP 8MP X60 3 48MP 13MP 13MP X50 Pro+ 4 50MP 13MP 32MP 13MP X50 Pro 4 48MP 8MP 13MP 8MP X50 4 48MP 8MP 13MP 5MP S7e 3 64MP 8MP 2MP 小米 小米 11 3 108MP 13MP 5MP 小米 10 至尊 4 48MP 20MP 12MP 48MP 小米 10 4 108MP 13MP 2MP 2MP 请阅读最后一页免责声明及信息披露 12 小米 10 青春版 4 48MP 8MP 未标注 8MP 红米 K30S 至尊 3 64MP 13MP 5MP 资料来源：信达证券研发中心整理 3、 中端机型 稳定 三摄，旗舰机创新不止 苹果及华为开创了多摄的风潮，各大厂商亦积极跟进。 根据 咨询机构 IDC 的数据 ， 近年来 多 摄 手机 占比不断提 升 ， 2020年三季度 ， 搭载 双摄 及 以上 的 手机占比已经 超过 80%，其中三摄以上机型占比 达到 60%左右 。 图 14： 智能手机摄像头数量演变示意图 资料来源： 格科微招股说明书， 信达证券研发中心 整理 图 15： CIS传感器的结构示意图 资料来源： IDC， 信达证券研发中心 然而伴随着 5G时代的来临， 各家厂商为争夺先发优势，不断推出价格更低的 5G手机 。 价位段 下沉 的同时， 伴随着 5G套片及射频价值量的提升，从而挤压了其他零部件的成本 ，光学模组作为成本占比较高的部件， 不 可避免会 受到阶段性影响。 据信达电子产业链调研， 处理器方面 ： 高通主打旗舰机的 8系列处理器 ASP 100美金左右，相较 4G时代 ASP 提升了 30美金有余； 而高通中高端 7系列处理器在 45美金以内，但我们预计 2021年新款 方案 售价会提升 10-20美金。 射频芯片方面： 旗舰机 Sub-6方案相较 4G方案价值量提升了 15美金左右， 即便是 不追求全频段 覆盖的中低端 机型，其 价值量相较 4G也有 5美金左右的提升。 图 16： 高通骁龙 4-8系列芯片产品矩阵图（红框 -支持 5G、蓝框 -仅支持 4G） 资料来源： 信达证券研发中心 整理 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 1Q 15 2Q 15 3Q 15 4Q 15 1Q 16 2Q 16 3Q 16 4Q 16 1Q 17 2Q 17 3Q 17 4Q 17 1Q 18 2Q 18 3Q 18 4Q 18 1Q 19 2Q 19 3Q 19 4Q 19 1Q 20 2Q 20 3Q 20 单摄 双摄 三摄 四摄 + 请阅读最后一页免责声明及信息披露 13 受处理器及射频芯片的挤压，我们认为 2021年中端机型会稳定在三摄方案，不再追求量的进一步堆叠。我们在 这里以各大手机厂的次旗舰机型为例： vivo S 系列在 2020 年共推出 3 款手机，其中最新款 S7e 售价 2398 元 起，采用了 64MP广角 +8MP超广角 +2MP虚化镜头的三摄方案，而此前发布的 S5/S6机型均为四摄 。小米亦是 如此，作为 2000-4000元的主力机型，红米 K30系列的最新款 K30s至尊版也从四摄降至三摄。 有部分投资者担心摄像头数目减少会影响用户满意度，但我们了解到，摄像头数目在超过三个之后，用户的感知 是边际大为减弱的，各大手机厂在做此决策之前做了充分的用户画像调研。 同时就价值量来看，从四摄降至三摄， 一般减少的是一颗 200-500万像素的 微距 或人像 摄像头，对模组及 CIS供应商的业绩影响非常有限。 图 17： 红米 K30系列光学规格 资料来源： 小米 ， 信达证券研发中心 整理 而 旗舰机型方面，我们认为 光学升级 仍未停步 ，如小米 10至尊版、华为 Mate 40 Pro+、 vivo X50 Pro+采用了 潜望式摄像头 ； iPhone 12