手机摄像头产业专题研究：手机摄像头之双摄崛起.pdf

请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 行业 研究 Page 1 证券研究报告 深度报告 IT 硬件与设备 Table_IndustryInfo 手机摄像头 产业专题研究 超配 （维持评级） 2016 年 08月 23 日 一年该行业与 沪深 300 走势比较 行业专题 手机摄像头之双摄 崛起 传统 “单摄” 难以满足日益增长的拍照需求 传统 单摄存在难以突破的 瓶颈 ， 包括有 ： 单纯像素数量提高难以改善拍照质量、暗光拍摄成像较差、 难以更 快速 地 对焦、多任务拍摄 无法 完成 ，因此传统单摄已然难以满足日益增长的拍照需求。 “ 双摄 ”正在崛起， 突破“单摄”瓶颈 双摄突破单摄瓶颈，各大厂商纷纷力推 双摄 ，并且双摄 能够 拓展新 的拍照 应用 ，将大幅提升拍照体验，应用包括有 双图像拍摄、光学变焦、图像暗光增强、 3D拍摄和建模 。 伴随着双摄渗透率的提升， 双摄 将大幅拉动 双摄 产业链 市场空间，预计 16-18 年 CAGR 达 134%， 2018 年 双摄产业链 市场规模预计超过 87.3 亿元 。 “双摄”产业链盛宴，芯片、模组、镜头 等 核心组件受益明显 通过对手机摄像 头 结构的剖析， 我们 重点分析了 摄像头 核心组件 CMOS 芯片、镜头 、 VCM、模组 等市场份额、竞争格局、技术要点及行业壁垒 。根据当前 产业情况 ， 我们认为 CMOS 芯片、 镜头和模组等产业环节将显著受益 。 “双摄” 产业链企业及上市公司标的 根据双摄的产业链 ， 我们列举了相关的企业，其中主要上市公司标的有镜头（ 舜宇光学 ）， 模组 （ 舜 宇 光学 、 丘钛 科技 ） ，图像传感器中 封装检测环节 (晶方科技，华天科技 )。 摄像头模组 上市 公司对比 分析 :舜宇、欧菲光各有千秋；丘钛 迎增速拐点、信利稳步发展。 我们 重点对比四家摄像头模组 上市公司 :舜宇光学，欧菲光，丘钛科技，信利国际等的 行业地位 、销售收入趋势及 毛利率变化 ，我们认为舜宇光学仍然保持着龙头老大地位，光学镜头和 摄像头 模组业务都 将 明显受益；欧菲光摄像头模组业务发展迅速； 丘钛摄像头模组迎增速拐点；信利稳步增长 。 重点公司盈利预测及投资评级 公司 公司 投资 昨收盘 总市值 EPS PE 代码 名称 评级 （元） （百万元） 2016E 2017E 2016E 2017E 002185 华天科技 买入 12.22 13,021 0.39 0.52 31.3 23.5 资料来源： Wind、国信证券经济研究所预测 相关研究报告： 半导体材料行业研究：材料为产业基石，迎结构性历史机遇 2016-08-05 半导体设备行业专题研究：设备是产业支柱，机遇与挑战并存 2016-08-05 行业重大事件快评：紫光联合新芯，加速国家存储器战略落地 2016-07-29 行业重大事件快评：新能源汽车电子发展中的十大成就、十大疑虑及相关问题探讨 2016-07-12 行业重大事件快评： NB-IOT 标准化工作完成，助力物联网市场爆发 2016-06-20 证券分析师：刘翔 电话： 021-60875160 E-MAIL： liuxiang3guosen 证券投资咨询执业资格证书编码： S0980515110001 证券分析师：唐泓翼 电话： 021-60875135 E-MAIL： tanghyguosen 证券投资咨询执业资格证书编码： S0980516080001 独立性声明： 作者保证报告所采用的数据均来自合规渠道，分析逻辑基于本人的职业理解，通过合理判断并得出结论，力求客观、公正，其结论不受其它任何第三方的授意、影响，特此声明 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 A-15 O-15 D-15 F-16 A-16 J-16 IT硬件与设备 沪深 300 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 2 投资摘要 投资摘要 关键结论与投资建议 当前全球宏观经济增长放缓，手机市场趋于饱和，全球手机从两位数 的增速 滑落到 今年的 7%左右 ，预计 未来 将进一步缓步下滑 。 因此我们着眼于产业变化与机会， 关注到 随 着 客户日 益 增长的拍照需求，手机厂商越来越重视拍照的体验，并以此作为手机的卖点和核心竞争力，同时我们观察到 越来越多的手机主流品牌推出双摄手机， 我们判断这一趋势将不断深化，并 将显著拉动 手机双摄 产业链 ，而 产业链上 的龙头企业也将会充分受益。 通过对手机摄像头结构的剖析， 我们深入浅出地分析了 摄像头核心组件 CMOS芯片、镜头、 VCM、模组等市场份额、竞争格局、技术要点及行业壁垒。根据当前产业情况，我们认为 CMOS 芯片、镜头和模组等产业环节将显著受益。 其中主要上市公司标的有镜头（舜宇光学）， 摄像头 模组（舜宇光学、 丘钛科技），图像传感器中封装检测环节 (晶方科技 、 华天科技 )。 最后我们选择了上市数量较多 、 竞争较为激烈的手机模组 产业，重点分析对比舜宇光学 、 欧菲光 、 丘钛科技 、 信利国际等四家公司的行业地位 、 销售收入趋势 及 毛利率变化，我们认为舜宇光学仍然保持着龙头老大地位，光学镜头和模组业务都明显受益；欧菲光摄像头模组业务发展迅速；丘钛 摄像头模组 迎增速拐点 ； 信利 稳步增长 。 核心假设 第一，双摄当前 渗透率在 5%左右，预计未来 2018 年 将达到 40%。 第二，随着消费者对手机拍照的需求提升，手机厂商愿意不断增加手机摄像头的成本支出。 第三，全球智能手机的出货量趋于缓慢的增长 。 核心假设 的主要风险 智能手机出货量不达预期 双摄市场渗透率不达预期 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 3 内容目录 1. 单摄像头难以满足日益增长的拍照需求 . 5 1.1. 像素提高遇瓶颈 . 5 1.2. 暗光拍摄成像较差 . 6 1.3. 难以进一步提高对焦速度 . 6 1.4. 无法满足多任务拍摄需求 . 6 2. 双摄正在崛起，突破单摄瓶颈 . 7 2.1. 双摄多种应用 :双图像拍摄、光学变焦、暗光增强、 3D 拍摄 . 7 2.2. 双摄拉动产业链增速 :3 年复合增长达 27.4% . 9 2.3. 双摄像头门槛较高 . 10 3. “双摄 ”产业链盛宴，核心组件受益明显 . 11 3.1. 手机摄像头的结构 .11 3.2. 手机摄像头产业链分布 :芯片、模组、镜头环节明显受益 .11 3.3. CMOS 芯片 :日韩企业强势主导高端市场，产业收购搅动市场格局 . 12 3.3.1. CMOS 芯片厂商模式较量 :一体化模式和分段外包模式 . 12 3.3.2. CMOS 芯片技术 :索尼、三星引领产业技术发展 . 13 3.3.3. CMOS 芯片行业壁垒突出 :工艺、人才、资本缺一不可 . 14 3.4. 镜头行业 :高毛利率高壁垒，市场份额相对集中 . 15 3.4.1. 镜头市场 :大力光一家独大，舜宇光学稳步增长 . 15 3.4.2. 四大工艺影响镜头成像质量 . 16 3.5. VCM 国内市场快速增长 . 17 3.6. 手机摄像头模组竞争激烈，市场份额集中度较低 . 18 3.6.1. 模组技术 COB、 CSP、 CSM 各有所长 . 18 3.6.2. 双摄像头模组大幅提高工艺难度 . 19 4. 产业链受益企业及上市公司标的 . 20 5. 摄像头模组公司对比 :舜宇、欧菲光各有千秋；丘钛增速拐点、信利稳步发展 . 21 国信证券投资评级 . 28 分析师承诺 . 28 风险提示 . 28 证券投 资咨询业务的说明 . 28 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 4 图 表 目录 图 1：各大厂商纷纷推出双摄手机 . 7 图 2：双摄的应用 . 7 图 3：光学变焦的演示 . 8 图 4：彩色 +黑白摄像头模组 . 8 图 5： 3D景深的效果演示 . 9 图 6：手机摄像头市场规模测算 . 9 图 7：手机摄像头的结构示意图 . 11 图 8：手机摄像头的结构示意图 . 11 图 9： 2012 年手机摄像头的产业链市场份额 . 11 图 10： 2015 年全球 CMOS 供应商市场份额占比 . 12 图 11： CMOS 传感器原理模拟图 . 13 图 12：单像素进光量效果图 . 14 图 13： CMOS 芯片行业壁垒 . 15 图 14：光学镜头供应商市场份额 . 15 图 15：手机摄像头镜片模拟结构 . 16 图 16：镜头均匀性 . 16 图 17： VCM 结构图 . 17 图 18： VCM 全球市场份额 . 17 图 19： VCM 国内销售份额 . 17 图 20： 2015 年手机摄像头模组市场份额 . 18 图 21：一体结构 . 20 图 22：分体结构 . 20 图 23： 16 年 1-6 月前 10家摄像头模组厂商 (5-18M)出货量对比 . 22 图 24： 2013-2016 上半年四家龙头摄像头模组业务销售收入 (亿元 ) . 22 图 25：摄像头模组业务毛利率对比 . 23 图 26：摄像头模组公司的主要客户群体 (排名不分先后 ) . 23 图 27： 2015-2016 上半年舜宇光学手机摄像头模组收入 . 24 图 28： 2015-2016 上半年舜宇光学手机摄像头出货量占比 . 24 图 29： 2011-2015 丘钛 手机摄像头收入及像素分类 . 25 图 30： 2015-2016 上半年丘钛手机摄像头出货量分类 . 25 图 31： 2015-2016 上半年欧菲光摄像 头模组收入 . 26 图 32： 2016 上半年欧菲光摄像头模组出货量分类 . 26 表 1：手机摄像头市场规模测算 . 10 表 2： 2015 年全球 CMOS 供应商市场份额 . 12 表 3： SONY IMX135 与 IMX214 参数 . 13 表 4： CSP、 CSM、 COB 模组封装案例对比 . 18 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 5 1. 单摄像头难以满足 日益增长的 拍照需求 1.1. 像素提高遇 瓶颈 手机像素 2000 万之上， 在感光芯片大小收到约束条件下 ,单纯 像素 数量地 提升 ,将导致单像素的感光面积下降 ,因此难以 有效提升图像质量，相反由于小尺寸上光的干涉 作用会导致 噪点增加。 聊聊像素则必须聊聊 像素 的发展历程 ： 2000 年 世界上第一个搭载摄像头 的手机 问世了 ，第一款 是夏普制造的 型号 :J-SH04,搭载了 像素 11 万 CCD 传感器 。 2003 年 夏普 将其 手机摄像头 像素提升到了 10 倍达到了 100 万 像素，仍然搭载的是 CCD 传感器 。然而 曾经辉煌一时的夏普，而今却已在手机领域难觅一席之地，也是令人慨叹， 花开花落的无奈。 从那 之后 更高像素的手机摄像头不断涌现， 200 万像素、 500 万像素、 800 万像素 .并且手机摄像头的功能也不断提升， 诺基亚第一次为手机配备了前臵摄像头，松下 手机 搭载了首款自动对焦 摄像头，三星带来了首款能 2 倍光学变焦的手机。而 到 2006 年里程碑的千万 级 像素问世， 那是 三星 B600 搭载了 1000万像素的 CCD 传感器， 具有 三倍光学变焦和五倍数字变焦功能 。只用了 6 年时间，像素总数 已然 提升了 100 倍 ，摩尔定律 不断 显现着强大威力。 经历了高速发展的前 6 年， 之后的发展历程似乎也预示着像素提升的艰难，首先 2008 年 CMOS 传感器以其更廉价的成本，更快的采样速度，更好的扩展性能，开始全面替代 CCD传感器，虽然成像质量略微不如 CCD,但“ who cares?”。广大非专业拍照的消费者并感受不到其中差别，但却充分感受到了价格的优势，以及高像素 噱头的快感， 生产厂商更是 享受着 CMOS 规模化生产后，更加低廉的成本所带来的 巨额 利润。 然后我们看到 两年之后的， 08 年 手机摄像头 主流 像素 仍然是 500 万 -800 万，而 CMOS 传感器最小的单像素尺寸 1.75 m， 09 年主流像素 800 万 -1000万 ，单像素 最小尺寸 1.4 m， 11 年 主流 像素 在 1000 万 上下，单像素 最小 尺寸降到了 1.12um， 到了 13 年苹果 4s 手机像素也才 800 万， 16 年苹果 6s plus 手机像素 1200 万， 手机像素的提升速度明显放缓， 当然市面上 也有些 手机 搭载了2000 万像素 摄像头 ， 16 年 图像传感器 CMOS 的 单像素 最 小 尺寸 为 1.10 m。可以感受到， 手机摄像头像素提升倍数， 后十年 年 只是翻了 1 倍， 已经明显缓于 前 6 年 的 100 倍 ，同时单像素的面积却是下降了很多 。 这是 说明了 什么 ? 很重要的一点 是， 在手机摄像头达到千万级别的像素之后， 单纯靠像素 数量 的提升，对拍照的清晰度和成像质量上提升已然 效果有限，从物理上讲 : 假定当感光芯片总 尺寸不变的情况下， “单像素尺寸变小”使得“分辨率提高”使得“单像素感光元受光面积减小”使得“单位时间内单像素受光亮降低”使得“成像质量下降” 所以看到苹果手机一直被大家赞誉拍的照片美，但其像素并没有到 2000 万，而到 2000 万的像素手机，拍出来的照片仍然不及苹果手机。 其实说明了，此时一味的提高摄像头像素，这一噱头似乎已经慢慢 不被大家认可 ，为了追求实际上更好的拍照质量和拍照体验，生产厂商看清了像素提升这条路估计 不了太远 。 原因在于，如果在单像素面积已经只有 1.10 m 的情况下，为了 保证 受光效果不下降，必须 拥有更好的信噪比，即像素需要有 更高的 灵敏度 ，但同时 要保证噪点 不增加 。 因此 单像素尺寸的缩小受 物理 材料性质与传感器结构的限制， 而 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 6 这些 已接近 了 物理极限。 1.2. 暗光拍摄成像较差 这个大家估计深有体会，当你给你男 朋友或者女朋友 过生日时，灯暗了，蜡烛亮了，你举起手机，手机里黑黑的一片什 么都看不清，你当时 怒的想摔手机了；或者当你在一个美好的夜晚，躺着仰望着星空，发现今夜如 此美丽， 举起手机，发现手机里根本看不到星星，你当时又怒的想摔手机了。 这是 为什么呢？ 其实 原理 很简单，我们现在手机里的传感器芯片大都都是 CMOS 芯片，而 由于传统 CMOS 传感器 其自身有个最大缺点，就是它是色盲，其每个像素只能获得光的强度信号，无法辨别 光 的颜色，因此工程师想了个办法， 把 每个像素上 都放臵一个 的色彩滤光器 ，只允许一种颜色的光通过，这样 每个像素就可以记录一种颜色的光强信号。基于此，每束光 都能分解成 R+B+G 三原色 ， 并被 CMOS芯片记录下来，然后后期通过算法合成光的颜色和亮度 。 但也正 因 为 色彩滤光器的设计， CMOS 传感器会损失一部分 进光量 ，导致照片无法在低亮度的环境中，像你的眼睛一样清晰地抓拍。 1.3. 难以进一步提高 对焦 速度 传统单摄像头 目前主要的 有几种对焦模式： 相位检测自动对焦（ PDAF） :原理是在感光元件上预留出一些遮蔽像素点 ，通过像素之间的距离及其变化等来决定对焦的偏移值从而实现准确对焦。优点，只需要计算一次就完成对焦，对焦速度 快，并且降低处理器计算负担。 缺点， 在弱光环境下容易对不上焦。 激光 &红外 自动对焦 单独增加激光和红外发射设备和接受设备，发射 低强度脉冲激光 或红外，并通过相机 的 激光或红外传感器将反射 回来的信号进行回收， 计算之间的时间并乘以光速得出拍摄物体的距离，然后调整焦距， 从而实现对焦的目的。 优点是 比普通的自动对焦技术快上 更快 ，缺点是性价比略低。 由于随着客户对拍照要求 的 提升， 特别是移动中物体抓拍，比如你的女朋友对你以瞬间的 谜之微笑 ，微笑的时间在 0.5s 之内 ，正好你想要清晰的抓拍下来，似乎现在的手机还都 做不到 0.5s 就能完成对焦抓 拍 等一系列全套动作，除非你提前准备好了连拍功能 ， 目前 苹果弄了个 拍照小 视频， 来予以弥补 。 1.4. 无法满足多任务拍摄需求 传统单摄像头难以满足更多的 拍 照，例如 同时拍摄不同焦距的照片 ，比如你和女朋友去旅游，女朋友要你给她来个特写，而你更喜欢她身后的风景，这是个很大的问题！这是“自由意志”与“ 搓衣板 ” 的较量。 还有别的比如想拍个 3D 立体 照片， 或者是当前 风靡的 “五感剥夺”的 VR 拍摄 ，传统手机似乎都难以做到 。 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 7 2. 双摄 正在 崛起 ， 突破单摄瓶颈 有了以上的种种问题和难处怎么解决，手机生产厂商说双摄似乎是以上所有问题的关键钥匙。 于是乎， 看到 11 年 手机厂商推出第一次 推出了 3 款 双摄手机 ， 2 年 之后 ， 双摄推出力度加大， 14 年推出了 双摄手机 3 款， 15 年推出了 4 款， 而 16 年华为、苹果等主流厂商都 被曝 出将加入双摄的阵营，随着 苹果、华为、三星、小米 、奇酷 等行业龙头开始大力推广双摄像头，越来越的国产手机也将亦步亦趋 。 图 1： 各大厂商 纷纷 推出双摄 手机 资料来源 :百度， 国信证券经济研究所整理 2.1. 双摄 多种 应用 :双图像拍摄、光学变焦、暗光增强、 3D 拍摄 为什么要双摄？ 在手机有限空间上，像素 2000 万已是极限。 消费者追求更高质量的拍照需求 消费者追求更多场景及用途的拍照需求 图 2： 双摄的应用 资料来源 :百度，国信证券经济研究所整理 双图像拍摄 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 8 一大一小摄像头的搭配，常见规格如 13M+2M， 13M+5M，两个摄像头，可以同时独立拍摄不同距离和景深的照片，满足多任务需求。 光学变焦 光学变焦的双摄像头模组，会有不同的 FOV（镜头所能覆盖的视角范围），通过图像算法达到光学变焦的效果。 图 3： 光学变焦的演示 资料来源 :舜宇光学， 国信证券经济研究所整理 单图像暗光增强 通过一个 RGB 全彩色摄像头配合一颗黑白摄像头 : 由于传统 CMOS 传感器 依靠 每个像素上 的 色彩滤光器 来获得 RGB 色彩 信息， 因此会损失一部分光亮度， 而黑白摄像头中没有 色彩滤光器 直接可以 获得光的强度信号 ，因此感光能力大幅提高，再通过图像算法提升合成最终照片 ， 能比彩色 CMOS传感器增加 2.8倍进光量。 图 4：彩色 +黑白摄像头模组 资料来源 :舜宇光学， 国信证券经济研究所整理 3D 拍摄和建模 将两个摄像头间 隔 一段距离安臵，可以通过光学算法计算成像距离 ，最终 配合图像算法 实现 3D拍摄 景深效果 和建模。 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 9 图 5： 3D 景深的效果演示 资料来源 :舜宇光学， 国信证券经济研究所整理 2.2. 双摄 拉动产业链增速 :3 年复合增长达 27.4% 按照手机摄像头当前 价格 中位数 5 美元， 2015 年 大约 31.5 亿颗摄像头，年产值预计超过 143 亿美元。 以当前各大主流品牌推广双摄速度， 保守估计 2018 年手机双摄像头市场渗透率达 40%,届时手机摄像头每年需求量将达 45.7 亿颗， 手机摄像头 年产值将达188.1 亿美元 ，而其中双摄产业链市场规模 预计 将从 16 年的 15.9 亿美元提升到 18 年的 87.3 亿美元， CAGR 可达 134%。 图 6： 手机摄像头市场规模测算 资料来源 :IDC,TrendForce，国信证券经济研究所整理 0.00% 5.00% 10.00% 15.00% 20.00% 25.00% 30.00% 35.00% 40.00% 45.00% 0.0 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0 120.0 140.0 160.0 180.0 200.0 2015 2016(E) 2017(E) 2018(E) 手机出货量 (亿 ) 双摄市场规模 (亿美元 ) 手机摄像头市场规模 (亿美元 ) 双摄渗透率 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 10 表 1： 手机摄像头市场规模测算 2014 2015 2016(E) 2017(E) 2018(E) 手机出货量 (亿 )(*1) 13.0 14.3 15.3 16.3 17.3 手机出货量增长率 10.1% 7.0% 6.5% 6.0% 双摄渗透率 0 5% 24% 40% 摄像头数量 31.5 34.6 40.2 45.7 每个 手机上单 摄像头成本中位数 (美元 ) (*2) 5.00 4.95 4.90 4.85 预估 双摄像头 成本中位数 (美元 ) (*3) 20.79 13.72 12.61 手机 摄像头市 场规模(亿美元 ) 143.3 160.1 175.4 188.1 预测 YoY 增长率 11.8% 9.5% 7.2% 双摄市场规模 (亿美元 ) 15.9 53.8 87.3 预测双摄 YoY 增长率 337% 162% 资料来源 : MIC,TrendForce，国信证券经济研究所整理 *1根据 MIC,TrendForce,IDC 等多家主流 预测机 构数据整理平均， 16 年手机出货量 在 15.3 亿左右，未来 3 年增长率有所放缓，将保持个位数的 6.5%左右的增长， 2018 年预计在 17.3 亿 *2根据 等多家 主流厂商公布摄像头成本整理汇总 ， 近 2 年 平均单个摄像头售价 中位数在 5美元左右 ， 综合考虑市场供需格局和手机摄像头模