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光學鏡頭是安防監控攝像機、手機、車載成像等諸多電子設備中光學成像系統的關鍵組成部分,近年來光學鏡頭產業迅速向中國大陸轉移,中國大陸逐步成為世界光學鏡頭主要加工生產地。光學鏡頭行業產業鏈上游包括光學原材料、光學元器件和電子元器件供應商,中游主要是光學鏡頭研發與製造商,產業下游為光學鏡頭的多種終端應用。

在人工智能、大數據發展帶動下,光學鏡頭應用領域不斷拓寬和深化,行業市場規模逐年增長,預計2023年將達到682.8億元,其中手機領域佔比最高,車載與安防領域增速領先。

手機鏡頭方面,手機鏡頭出貨量呈上升態勢,光學鏡頭保持高景氣,同時手機多攝滲透率、手機平均搭載攝像頭數量滲透率不斷提升,推動手機鏡頭需求不斷增長,預計2024年三攝及以上滲透率將高達88.3%;車載鏡頭方面,隨著自動駕駛及網聯技術的升級,車載鏡頭需求或將不斷釋放,汽車平均搭載攝像頭數量的提升帶動車載鏡頭量價齊升,2020年中國汽車攝像頭平均搭載數量為1.3顆,市場空間較大;安防鏡頭方面,安防視頻監控鏡頭市場近年來發展迅速,中國廠商佔據監控鏡頭行業壟斷地位,中國安防行業總產值迅速增長,年均增速在10%以上,5G+AIoT雙輪驅動,全球安防市場向智能化方向發展。

由於光學鏡頭與光學設計、高端精密製造緊密相關、迎合了中國政府近年來提倡的工業4.0、中國製造2025、“互聯網+”等方向,因此光學鏡頭產業的發展受到政府高度關注。光學鏡頭技術壁壘高,競爭格局相對集中,中高端光學鏡頭方面,以舜字光學、聯合光電、宇瞳光學等為代表的國內企業經過持續研發積累,逐步打破了日本、德國技術壟斷,迎來發展良機,中國產化替代正在加速。

風險提示:宏觀經濟下行致消費不振風險;行業的景氣度存在週期性波動;政策導向不如預期;上下游原材料漲價超預期風險;終端需求不及預期;擴產速度低於預期等。

目錄

1.光學鏡頭行業概述3

1.1 行業定義及分類:光學成像系統的必備組件,可分為三大類3

1.2 行業發展歷程:中國大陸逐步成為世界光學鏡頭主要加工生產地4

1.3 行業產業鏈:下游應用領域廣泛技術不斷迭代4

2.1 光學鏡頭下游需求推動市場規模不斷擴大6

2.2 手機鏡頭:手機發展勢頭強勁,鏡頭需求不斷攀升7

2.3 車載鏡頭:自動駕駛市場空間廣闊,車載鏡頭有望量價齊升9

2.4 安防鏡頭:中國廠商佔據主導,5G+AIoT拓展智能安防邊界11

3.光學鏡頭具備高壁壘,高端產品逐步實現中國產替代13

3.1 光學鏡頭技術壁壘高,競爭格局相對集中13

3.2 政策驅動行業發展,光學鏡頭高端產品逐步實現中國產替代14

4.投資建議16

5.風險提示16

正文

1.光學鏡頭行業概述

1.1 行業定義及分類:光學成像系統的必備組件,可分為三大類

光學鏡頭是電子設備中光學成像系統的關鍵組成部分。光學鏡頭也叫攝像鏡頭或攝影鏡頭,簡稱鏡頭,其功能就是光學成像。從結構來看,光學鏡頭通常由精密五金、塑膠零件、鏡片、光圈、驅動馬達、傳感器等光機電器件和鏡筒組成,並利用光學折射原理將需要拍照的景物聚焦到成像面(如膠片或者圖像傳感器芯片)上,以達到最終的成像效果。光學鏡頭是光學成像系統中的必備組件,直接影響到成像質量的好壞,影響算法的實現和效果,發展至今,光學鏡頭已是安防監控攝像機、手機、車載成像等諸多電子設備中光學成像系統的關鍵組成部分。

根據光學鏡片特性原理,光學鏡頭可分為塑膠鏡頭、玻璃鏡頭、玻璃塑膠混合鏡頭三大類。光學鏡頭其結構都是由多片鏡片構成,一般而言,鏡片越多,鏡頭的成像質量越高。塑膠鏡頭是採用光學塑膠鏡片組成,易製成非球面形狀,具有可塑性強、方便小型化等特點,廣泛應用於手機、數碼相機等設備上;玻璃鏡頭由玻璃鏡片組成,在製造技術、鍍膜工藝、精密加工等方面具有較高的技術壁壘,且具有其透光率高的特點,更多應用於高端影像領域,如單反相機、高端掃描儀等設備;玻塑混合鏡頭是由部分塑膠鏡片和玻璃鏡片共同組成,形成了較高的折射率和穩定性,廣泛應用於監控攝像頭、數碼相機和車載攝像頭等鏡頭模組中。因此,光學鏡頭在不同的光學鏡片特性下能夠呈現出不同的特點。

1.2 行業發展歷程:中國大陸逐步成為世界光學鏡頭主要加工生產地

近年來光學鏡頭產業迅速向中國大陸轉移,中國大陸逐步成為世界光學鏡頭主要加工生產地。中國大陸光學鏡頭產業起步較晚,2000年之後才有部分光學企業涉足民用光學鏡頭市場。2008年之前,國內光學鏡頭市場基本上被被日本、德國品牌所壟斷,安防監控市場、手機市場、醫療影像市場的光學圖像設備上基本沒有中國大陸自主生產的鏡頭,中國臺灣企業生產的鏡頭產品也僅出現在少數較為低端的設備上。2008年之後,隨著鏡頭製造工業日益成熟,光學產品成本逐步降低,日本的光學技術逐漸擴散到鄰近國家和地區,包括中國臺灣、南韓以及中國大陸在光學鏡頭生產上的規模日益擴大,湧現出像臺灣大立光、亞洲光學等具有世界先進水平的企業。

1.3 行業產業鏈:下游應用領域廣泛技術不斷迭代

光學鏡頭行業與下游應用具有較強的聯動性。光學鏡頭行業產業鏈上游包括光學原材料、光學元器件和電子元器件供應商,中游主要是光學鏡頭研發與製造商,產業下游為光學鏡頭的多種終端應用。從產業鏈角度看,光學鏡頭上游為生產所需的設備及原材料,其中原材料主要包括玻璃鏡片、塑膠鏡片、電子零件、塑膠原料和金屬部件等;光學鏡頭下游為應用領域,主要包括安防監控、手機相機攝像頭模組、車載攝像頭模組、機器視覺系統和VR/AR設備等,新型消費類電子和機器視覺等熱門應用領域為光學鏡頭產業的持續發展注入新的動力,不斷拓展光學鏡頭應用領域的光度和深度,驅動光學鏡頭行業市場規模提升。

行業的發展與下游應用領域的市場需求和發展變化趨勢緊密相關。按下游應用劃分,光學鏡頭的應用領域可分為消費級市場應用和工業領域應用兩大類,其中消費級市場應用包括專業相機鏡頭、手機相機模組鏡頭、安防監控鏡頭、車載鏡頭和AR/VR設備鏡頭等,工業領域應用則以機器視覺為主,主要應用在機械零件測量、塑膠零件測量、玻璃及藥用容器測量和電子組件測量等。

2.1 光學鏡頭下游需求推動市場規模不斷擴大

在人工智能、大數據發展帶動下,光學鏡頭應用領域不斷拓寬和深化,行業市場規模逐年增長。根據數據顯示,全球光學鏡頭行業市場規模由2015年的181.6億元增長至2020年的495.9億元,預計2023年將達到682.8億元。在光學元器件方面,德國、日本佔據光學元器件行業技術的制高點,中國逐漸成為世界光學元器件的生產基地。根據數據顯示,中國光學元器件市場規模由2015年的270億元增長至2020年的670億元,預計2023年中國光學元器件市場規模將突破900億元。

全球光學鏡頭模組市場快速增長,手機領域佔比最高,車載與安防領域增速領先。智能手機、車載攝像機、安防視頻監控是鏡頭當前三個最大的終端市場,決定了光學鏡頭行業整體的增長趨勢。2018年TSR鏡頭市場調研報告顯示,全球光學鏡頭模組在手機、車載以及視頻監控鏡頭領域的市場規模在2015年約為39.50億美元,預計2022年可達約88.00億美元,年複合增長率為12.12%。其中全球手機攝像頭、車載鏡頭、安防監控鏡頭的市場規模將於2022年分別達到60.45、16.13和11.42億美元,同比增長2.46%、24.08%和14.20%。

2.2 手機鏡頭:手機發展勢頭強勁,鏡頭需求不斷攀升

手機鏡頭出貨量呈上升態勢,光學鏡頭行業保持高景氣。根據IDC數據,全球智能手機出貨量於2012-2015年爆發期後增速逐漸放緩,2018年錄得首次負增長後,2020年由於新冠疫情爆發影響用戶消費水平以及智能手機產業鏈企業開工,全球智能手機出貨量同比下降5.9%至12.9億臺。隨著疫情逐步緩解,受益於5G普及帶來換機需求,智能手機出貨量有望溫和回暖。根據IDC數據,21年第二季度全球5G手機出貨量佔比同比大幅提升19.6個百分點,19年上半年至21年上半年出貨量CAGR高達14.6倍。儘管全球手機出貨量下降,但在新出貨5G手機攝像頭滲透率較高,以及多攝像頭的推動下,全球手機攝像頭出貨量呈上升態勢。根據旭日大數據統計與預測,2019年全球手機攝像頭的出貨量在44億顆左右,預計2021年全球手機攝像頭的出貨量將增長至75億顆。隨著頭部手機品牌競爭日益激烈,光學創新成為品牌差異化的重要選項。根據巨量引擎統計,2018-2020年各手機品牌競爭中,攝像均成為手機熱門功能之一,多攝、高像素、光學變焦、光學防抖等鏡頭特性成為手機廠商核心競爭要素,光學鏡頭行業保持高景氣度。

手機多攝滲透率、手機平均搭載攝像頭數量不斷提升,推動手機鏡頭需求不斷增長。伴隨短視頻、直播等應用持續滲透,公眾對於手機攝像的需求由基礎的拍照功能轉變至色彩豐滿度、照片清晰度、取景廣度、成像立體感和變焦能力。多枚光學鏡頭性能互為補足能有效提升手機鏡頭成像質量,從2016年後置雙攝元年開始,攝像頭的數量就在持續增加。根據TSR、Frost&Sullivan及Yole數據,2020年後置三攝及四攝成為市場主流,預計2024年三攝及以上滲透率將高達88.3%。根據Counterpoint統計,2020年平均每部智能手機鏡頭數量都在3.7以上,其中四顆及以上攝像頭的手機佔智能手機市場的29%。預計到2023年,多後置攝像頭的手機比例將達到90%以上。

2.3 車載鏡頭:自動駕駛市場空間廣闊,車載鏡頭有望量價齊升

車載攝像頭性價比較高,是汽車主動控制功能的信號入口。攝像頭最初在汽車上的應用是行車記錄儀和倒車影像,是汽車之眼,近年來隨著汽車智能化程度的提高,車載攝像頭開始與算法相結合,從而實現車道偏離預警(LDW)、汽車碰撞預警(FCW)等ADAS功能。ADAS分為感知層、決策層和執行層。感知層通過多種傳感器採集車身和行車環境信息,傳導至決策層車載處理器對信息進行融合處理,依據算法識別物體,最後傳導至司機或車載控制系統。汽車感知元件為感知層的基石,決策層和執行層的實現高度依賴於感知層對信息採集的靈敏度。目前車載感知元件主要包括車載攝像頭、激光雷達、毫米波雷達和超聲波雷達等,其中車載攝像頭憑藉其高性價比特點成為汽車感知元件重要組成。在ADAS乃至自動駕駛系統中,車載攝像頭擔任不可替代的作用,在主動安全、自動緊急剎車、自適應巡航、倒視等擔任重要的主動控制功能信號入口。

隨著自動駕駛及網聯技術的升級,車載鏡頭需求或將不斷釋放。自動駕駛方面,海外廠商佔據全球車載攝像頭市場主導地位,中國廠商主要參與產業鏈中上游環節。隨著自動駕駛及網聯技術的升級,中國有望成為全球最大智能網聯車市場。根據數據顯示,中國智能車聯網市場滲透率由2018年的24.9%增長至2020年的45%,預計2023年將達到66%。車載鏡頭方面,全球車載鏡頭出貨量由2015年的5961萬個增長至2020年的12826萬個。隨著ADAS加速發展,預計全球車載鏡頭出貨量2021年增長至14319萬個。

受益於自動駕駛升級以及車載鏡頭性能優化,單輛汽車搭載攝像頭價值量快速提升。根據Yole數據,全球汽車平均每臺搭載攝像頭的數量將從2018年的1.7顆增加至2023年的3顆,CAGR達12%,全球汽車平均每臺搭載攝像頭的數量有望快速增長。2020年,中國汽車攝像頭平均搭載數量為1.3顆,市場空間較大。自動駕駛的發展提高了汽車平均搭載攝像頭數量,L4/5自動駕駛級別汽車平均搭載攝像頭數量可達12個以上。汽車平均搭載攝像頭數量的提升帶動了車載鏡頭的收入,根據Industry Growth Analysis估算,2020-2026年全球車載鏡頭收入規模由12.1億美元增長至27.9億美元,CAGR為15.0%。

2.4 安防鏡頭:中國廠商佔據主導,5G+AIoT拓展智能安防邊界

安防視頻監控鏡頭市場近年來發展迅速,中國廠商佔據監控鏡頭行業壟斷地位。2020年全球安防監控鏡頭銷量達3.75億件,同比增長20%,預計未來全球安防鏡頭出貨量將持續增長,至2024年出貨量將達到5億顆,2020-2024年CAGR為7.5%。2019年全球安防監控鏡頭市場規模為10.39億美元,預計2023年市場規模達到14億美元,四年CAGR為7.5%。2020年中國安防市場全球佔比已達51.7%,隨產業鏈向中國大陸的不斷傾斜,作為安防監控行業上游的監控攝像機鏡頭行業目前也由中國供應商佔據主導地位,據《TSR2019年鏡頭市場調研報告》統計,2019年前三位供應商監控攝像機鏡頭的出貨量佔全球監控攝像機鏡頭出貨量66.5%的市場份額,安防市場重心繼續向以中國為代表的亞太地區轉移。

中國安防行業總產值迅速增長,年均增速在10%以上。近年來,在經濟快速發展的背景下,國內安防需求不斷增長,疊加“平安城市”、“雪亮工程”等一系列安防工程不斷落地,中國安防視頻監控設備市場成長迅速,中國也逐漸成為全球安防視頻監控設備領域重要的研發、生產基地和銷售區域。根據中安網數據,2011-2019年期間,國內安防行業總產值從2,773億元增長至8,260億元,2011-2019年複合增速高達14.62%。按產品大類劃分,2019年中國安防產品實現收入規模3,706億元,佔行業總收入規模約49%;安防系統集成與工程防務實現收入3,577億元,佔比約47%;報警運營及其他產品實現收入279億元,佔比約4%。

5G時代智能安防十大應用場景5G+AIoT雙輪驅動,全球安防市場向智能化方向發展。與4G相比,5G技術可以提供至少十倍於4G的峰值速率、毫秒級的傳輸時延和千億級的連接能力,能大幅改善以往民用監控市場畫面傳輸卡頓、延遲、不清晰等問題,而AI作為另一重要的技術驅動力,算力、算法、數據的進化使機器代替了人工、消除了安全隱患,極大程度上提升作戰、生產效率。在智能化浪潮衝擊下,物聯網技術的發展帶動了終端數量的爆炸式增長,門鈴、音箱、冰箱、電視等傳統設備植入了通信模塊、麥克風或攝像頭後,都可以成為音視頻的通信終端。在智慧安防場景中,這些終端可以實現智能對講、智能通話、異常告警,與AI場景能力相結合,共同為泛家庭場景編織堅不可摧的防護網。

3.光學鏡頭具備高壁壘,高端產品逐步實現中國產替代

3.1 光學鏡頭技術壁壘高,競爭格局相對集中

光學鏡頭工序複雜,技術壁壘高。鏡頭主要由鏡片、精密五金及塑膠零件、快門/光圈、驅動馬達、傳感器等部件組成。鏡頭從設計到生產工序分為:光學設計;機械設計;鏡片加工;精密模具加工及成型;鏡頭裝配;測試。每一個過程又可以細分為更多小步驟,由於光學器件天生對製造精度要求嚴苛,一款鏡頭從設計到生產測試完畢是非常複雜級和漫長的,光學零部件的精度都需要達到微米級。每一部分都要做到非常優秀最後生產出的鏡頭才能滿足複雜的工業應用和現場環境考驗。鏡頭的品質對攝像機的成像效果起決定性作用。從鏡頭規格角度而言,包括焦距、光圈兩大要素,對鏡頭成像性能有清晰度、色差、亮度、畸變、焦點偏移、暗角、逆光等指標衡。規格更高,成像性能更好的一款鏡頭才是優質鏡頭。因此也對行業內參與廠商提出了更高的生產工藝、研發水平等方面的要求,具有較高的技術壁壘。

光學鏡頭行業市場化程度較高,但在不同應用領域市場競爭格局呈現不同特點。1)安防監控市場:市場集中度較高,以大型廠商和政府端需求為主,且國內廠商佔主導,市場份額Top2廠商海康和大華佔據全球安防監控市場半壁江山,頭部地位穩固,佔據"壟斷"市場競爭優勢;但國際高端市場仍被日本騰龍、富士能等廠商佔據,舜宇光學、力鼎光電、聯合光電、福光股份等部分國內廠商開始在國外市場與之競爭。2)車載鏡頭:市場集中度較高,市場仍以日系、美系光學廠商為主,國內僅舜宇光學處於領先位置;聯創電子、力鼎光電等廠商積極佈局車載鏡頭市場,有望提升國內廠商整體市場地位。3)新興消費類電子:市場細分較多,且多數仍處於前期培育階段,光學鏡頭廠商市場集中度較低,無明顯優勢廠商。4)機器視覺:市場主要被德系、日系光學廠商佔據,國內廠商仍處於經驗積累和技術沉澱階段。

3.2 政策驅動行業發展,光學鏡頭高端產品逐步實現中國產替代

光學鏡頭作為一種基礎性光電元器件,是消費電子、汽車電子、穿戴設備等電子產業終端領域發展的基礎。同時,由於光學鏡頭與光學設計、高端精密製造緊密相關、迎合了中國政府近年來提倡的工業4.0、中國製造2025、“互聯網+”等方向,因此光學鏡頭產業的發展受到中國政府高度關注。

初期光學鏡頭產業主要集中在德國和日本,並湧現了徠卡、卡爾蔡司、佳能、尼康、富士等行業巨頭,而伴隨著下游製造市場向中國大陸轉移,國內光學鏡頭行業才逐步發展發展,從代工到自主設計研發,再到引領行業,國內光學鏡頭企業取得了長足進步。雖然中國大陸光學鏡頭行業起步較晚,但成像像素升級的放緩給大陸的光學鏡頭企業留下追趕空隙,安防、車載等應用領域以及其他新興應用市場產生了一批差異化競爭企業。高分辨率定焦、星光級定焦、大倍率變焦、超高清、光學防抖、安防監控一體機鏡頭等中高端光學鏡頭方面,以舜字光學、聯合光電、宇瞳光學等為代表的國內企業經過持續研發積累,逐步打破了日本、德國技術壟斷,迎來發展良機,中國產化替代正在加速。

行業相關政策

4.投資建議

近年來,光學鏡頭行業備受政策加持。光學系統及鏡頭是信息系統前端的光電感知核心器件,目前已經深入國民社會和經濟的各個領域,成為信息化世界的“眼睛”。而視覺領域的高速成長,則會為光學鏡頭帶來一波上升的浪潮,國內企業逐漸成為國際市場主導力量。

光學鏡頭行業相關標的

5.風險提示

宏觀經濟下行致消費不振風險;行業的景氣度存在週期性波動;政策導向不如預期;上下游原材料漲價超預期風險;終端需求不及預期;擴產速度低於預期等。

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