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文档简介

1、研究源于数据目录 HYPERLINK l _bookmark0 CIS 芯片是终端产品核心零部件5 HYPERLINK l _bookmark1 CIS 芯片是摄像头关键零部件5 HYPERLINK l _bookmark5 第一次技术变革:背照式替代前照式5 HYPERLINK l _bookmark7 第二次技术变革:堆叠式替代背照式6 HYPERLINK l _bookmark11 从主流旗舰机型看摄像头芯片配置趋势8 HYPERLINK l _bookmark12 手机摄像头像素变化8 HYPERLINK l _bookmark14 从国内主流旗舰机型配置看摄像头趋势8 HYPERLI

2、NK l _bookmark17 48M 成为旗舰机主流配置11 HYPERLINK l _bookmark18 48M 拍照用户体验提升明显,在安卓手机阵营快速普及11 HYPERLINK l _bookmark24 48M 市场:索尼、三星、豪威三家独占12 HYPERLINK l _bookmark26 48M 市场空间测算13 HYPERLINK l _bookmark28 三摄渐成主流,四摄、五摄兴起13 HYPERLINK l _bookmark29 三摄渐渐成主流13 HYPERLINK l _bookmark31 三摄之后,多摄趋势明朗14 HYPERLINK l _bookm

3、ark34 三摄推动 CIS 芯片用量大幅增加15 HYPERLINK l _bookmark39 手机摄像头产业链梳理17 HYPERLINK l _bookmark50 CIS 芯片中日韩三强争霸19 HYPERLINK l _bookmark51 日本索尼、韩国三星、中国豪威把控主要份额19 HYPERLINK l _bookmark57 CIS 芯片行业下游应用结构21 HYPERLINK l _bookmark59 CIS 芯片制造产能分布22 HYPERLINK l _bookmark62 索尼资本开支翻倍,CIS 芯片进入 5 年高景气周期23 HYPERLINK l _book

4、mark65 三星启动转线,再次确认高景气24 HYPERLINK l _bookmark67 借力 48MP 普及趋势,豪威市占率有望快速上升25 HYPERLINK l _bookmark69 汽车 ADAS、安防 AI 化进一步打开 CIS 芯片成长空间26 HYPERLINK l _bookmark70 自动驾驶对摄像头需求剧增26 HYPERLINK l _bookmark75 特斯拉 8 摄像头方案引领ADAS 潮流28 HYPERLINK l _bookmark78 汽车摄像头芯片格局29 HYPERLINK l _bookmark80 安防应用增长迅猛,未来四年CAGR 21%

5、30 HYPERLINK l _bookmark82 安防摄像头芯片格局30 HYPERLINK l _bookmark84 行业重点公司梳理31 HYPERLINK l _bookmark85 韦尔股份:全球摄像头芯片前三厂商,市场份额稳步向上31 HYPERLINK l _bookmark86 晶方科技:CIS 芯片封装龙头厂商31 HYPERLINK l _bookmark87 水晶光电:滤光片龙头企业31 HYPERLINK l _bookmark91 舜宇光学科技:国内领先的摄像头模组及镜头厂商32 HYPERLINK l _bookmark93 风险提示33图表目录 HYPERLI

6、NK l _bookmark2 图表 1: 智能手机摄像头模组结构5 HYPERLINK l _bookmark3 图表 2: CCD 与 CMOS 传感器信号原理差异5 HYPERLINK l _bookmark4 图表 3: CCD 与 CMOS 技术关键性能指标对比5 HYPERLINK l _bookmark6 图表 4: BSI 在 2009 年开始渐渐替代 FSI6 HYPERLINK l _bookmark8 图表 5: CIS 芯片技术演进路径6 HYPERLINK l _bookmark9 图表 6: 不同技术方案的 CIS 芯片最小单元结构对比7 HYPERLINK l _

7、bookmark10 图表 7: SONY 的三层堆叠 CIS 芯片7 HYPERLINK l _bookmark13 图表 8: 苹果、三星及华为顶级旗舰机型的摄像头像素变化8 HYPERLINK l _bookmark15 图表 9: 小米各型号手机销售价格(元)9 HYPERLINK l _bookmark16 图表 10: 华为手机摄像头配置概览10 HYPERLINK l _bookmark19 图表 11: 48M 与 12M 室内室外的拍摄效果对比11 HYPERLINK l _bookmark20 图表 12: 48M 手机拍照细节纹理更清晰11 HYPERLINK l _bo

8、okmark21 图表 13: 配置 4800 万像素摄像头的手机一览11 HYPERLINK l _bookmark22 图表 14: 48M 摄像头能输出两种图像(1.6UM 1200 万像素及 0.8UM 4800 万像素)12 HYPERLINK l _bookmark23 图表 15: 索尼 4800 万摄像头代表产品 IMX586 的性能指标12 HYPERLINK l _bookmark25 图表 16: 配置 4800 万像素摄像头芯片的手机一览13 HYPERLINK l _bookmark27 图表 17: 手机后置摄像头的像素分布13 HYPERLINK l _bookm

9、ark30 图表 18: 三摄手机机型一览14 HYPERLINK l _bookmark32 图表 19: 华为、三星推出后置四摄机型14 HYPERLINK l _bookmark33 图表 20: 诺基亚 9 PUREVIEW 采用后置五摄方案15 HYPERLINK l _bookmark35 图表 21: 手机多摄及三摄渗透率曲线15 HYPERLINK l _bookmark36 图表 22: 华为 P30 针对应用场景启动不同的摄像头进行拍摄16 HYPERLINK l _bookmark37 图表 23: 手机三摄的一般配置情况16 HYPERLINK l _bookmark3

10、8 图表 24: 手机应用 CIS 芯片销售量预测16 HYPERLINK l _bookmark40 图表 25: 手机摄像头模组(CCM)产业链17 HYPERLINK l _bookmark41 图表 26: 产业链各环节产值(亿美金)17 HYPERLINK l _bookmark42 图表 27: CIS 产业价值链构成17 HYPERLINK l _bookmark43 图表 28: 红外截止滤光片原理17 HYPERLINK l _bookmark44 图表 29: 2015 年手机相机镜头市场份额18 HYPERLINK l _bookmark45 图表 30: 2018 年镜

11、头主要厂商出货量(亿件)18 HYPERLINK l _bookmark46 图表 31: 2018 年 VCM 最具竞争力企业 10 强18 HYPERLINK l _bookmark47 图表 32: 全球手机音圈马达消费量(亿颗)19 HYPERLINK l _bookmark48 图表 33: 国内手机音圈马达产量(亿颗)19 HYPERLINK l _bookmark49 图表 34: 2019 年 6 月手机摄像模组出货量(百万颗)19 HYPERLINK l _bookmark52 图表 35: CIS 市场规模(亿美元)20 HYPERLINK l _bookmark53 图表

12、 36: TOP3 厂商和其他厂商 CIS 市场占有率20 HYPERLINK l _bookmark54 图表 37: 2016-2017 年 CIS 全球市场份额(按公司)20 HYPERLINK l _bookmark55 图表 38: 2017 年 CIS 芯片市场全景图21 HYPERLINK l _bookmark56 图表 39: CIS 主要厂商收入排行(百万美元)21 HYPERLINK l _bookmark58 图表 40: CMOS 图像传感器市场份额 (百万美元)22 HYPERLINK l _bookmark60 图表 41: CIS 产业链概览22 HYPERLI

13、NK l _bookmark61 图表 42: 2017 年 CIS 晶圆产能分布23 HYPERLINK l _bookmark63 图表 43: 索尼的 CIS 芯片产能资本开支计划23 HYPERLINK l _bookmark64 图表 44: 索尼生产线分布24 HYPERLINK l _bookmark66 图表 45: 三星 LSI 的芯片制造产能分布25 HYPERLINK l _bookmark68 图表 46: 豪威的 PURECEL 技术业内领先26 HYPERLINK / 图表 47: CMOS 汽车应用摄像头市场及研究源于数据 HYPERLINK l _bookmar

14、k71 预测(百万)26研究源于数据 HYPERLINK l _bookmark72 图表 48: 宝马汽车摄像头配置情况(已配置,O 可选择配置)27 HYPERLINK l _bookmark73 图表 49: 奔驰汽车摄像头配置情况(已配置,O 可选择配置)27 HYPERLINK l _bookmark74 图表 50: 奥迪汽车摄像头配置情况(已配置,O 可选择配置)28 HYPERLINK l _bookmark76 图表 51: 特斯拉上一代汽车摄像头配置情况28 HYPERLINK l _bookmark77 图表 52: 特斯拉汽车摄像头配置情况29 HYPERLINK l

15、_bookmark79 图表 53: 2017 年 CMOS 汽车应用市场份额29 HYPERLINK l _bookmark81 图表 54: 2012-2022 年CMOS 安防市场及预测(单位:百万)30 HYPERLINK l _bookmark83 图表 55: 安防 CIS 芯片主要厂商30 HYPERLINK l _bookmark88 图表 56: 2018 年水晶光电分产品营业收入32 HYPERLINK l _bookmark89 图表 57: 水晶光电收入增长趋势32 HYPERLINK l _bookmark90 图表 58: 水晶光电净利润增长趋势32 HYPERLI

16、NK l _bookmark92 图表 59: 舜宇光学科技产品出货量33CIS 芯片是终端产品核心零部件CIS 芯片是摄像头关键零部件图像传感器分为 CCD 传感器、CIS 传感器两大类别,CCD 传感器主要应用于单反相机、工业应用等场景。CIS 传感器由于体积更小、成本更低等优势广泛的应用于手机、汽车、安防、医疗等场景。CIS 芯片作为摄像头产品的核心芯片,决定着摄像头的成像品质。CIS 芯片通过将光信号转化为电信号以捕捉图像信息。一般,摄像头产品分为三大核心部件,即CIS 芯片、光学镜头、音圈马达。其中 CIS 芯片是摄像头产品价值量占比最大的关键零部件, 根据TrendForce 的统

17、计,CIS 芯片在手机摄像模组中的价值占比约为 5 成。图表1: 智能手机摄像头模组结构图表2: CCD 与 CMOS 传感器信号原理差异CCD传感器信号处理原理CMOS 传感器信号处理原理资料来源:YOLE、 资料来源:CSDN、 CCD 与 CMOS 性能比较图表3: CCD 与 CMOS 技术关键性能指标对比灵敏度差异CMOS 传感器每个像素由 4 个晶体管与 1 个感光二极管构成,每个像素的感光区域小于像素本身的面积, 相同像素尺寸下,CMOS 传感器灵敏度低于 CCD 传感器噪声差异CMOS 传感器每个像素需要搭配一个放大器,图像品质一致性不及 CCD 传感器研究源于数据成本差异CM

18、OS 传感器采用 CMOS 硅工艺,能够方便的集成周边器件,具有成本低的优势。CCD 采用电荷传递的方式传输数据,单个像素不能运行将导致整排数据不能传输,良率较低,成本高。分辨率差异相同尺寸的传感器,CCD 分辨率通常会高于 CMOS 传感器功耗差异CMOS 传感器功耗远低于 CCD 传感器资料来源:电子发烧友、 第一次技术变革:背照式替代前照式CIS 行业的第一次技术变革为BSI 背照式方案替代FSI 前照式方案。在传统的 FSI 前照式 CIS 方案中,光线射入后依次经过片上透镜、彩色滤光片、金属线路、光电二极管,光线被光电二极管接收并转换为电信号。由于金属线路会对光线产生影响,最后被光电

19、二极管吸收的光不到 80%,在低光照场景中拍照效果明显不及BSI 方案。在 BSI 背照式方案中,金属线路与光电二极管位置调换,光线依研究源于数据次经过片上透镜、彩色滤光片、光电二极管,消除了金属线路对进光通路的干扰,受光量和受光效率会显著提升。2009 年是BSI CIS 量产元年,Sony 和豪威先后发布并量产了BSI 摄像头传感器产品,标志着 BSI 方案开启大规模商业化应用。得益于显著的性能优势,BSI 替代 FSI 的趋势不可阻挡,BSI 渗透率从 2009 年的 1.9%快速上升至 2015 年的 70%。图表4: BSI 在 2009 年开始渐渐替代FSI资料来源:YOLE、 第

20、二次技术变革:堆叠式替代背照式CIS 芯片技术的第二次变革在于堆叠技术方案替代背照式方案。堆叠技术方案将像素感知单元与逻辑控制单元从水平放置改为垂直堆叠,图像感知单元占芯片面积的比例大幅提升。图表5: CIS 芯片技术演进路径资料来源:leti、 堆叠式技术方案的发展趋势是由2 层芯片堆叠向多层芯片堆叠方向发展。2 层堆叠方案将像素模块晶圆与数字电路处理晶圆堆叠。3 层堆叠方案则将像素模块晶圆、DRAM 存储晶圆及数字电路处理晶圆堆叠。堆叠技术的应用提升了CMOS image sensor 的高速拍摄能力, 相比传统的图像传感器处理速度提升 4 倍。图表6: 不同技术方案的CIS 芯片最小单元

21、结构对比资料来源:YOLE、 物研究源于数据技术变革的推动者是 Sony,Sony 在 2012 年发布了第一颗双层堆叠 CIS 芯片,产品命名为“EXMOR RS”,将图像传感单元和逻辑控制单元分别做在 2 片晶圆上,并通过 TSV 的技术将传感单元与逻辑控制单元互连。在 2017 年,Sony 在 ISSCC 会议上发布了第一颗三层堆叠 CIS 芯片。Sony 将图像传感单元、逻辑控制单元(ISP 芯片)、DRAM 芯片堆叠在一起。这款 CIS 芯片实现了 1930 万像素,单颗像素面积高达 1.22x1.22um,并在片上集成了 1Gb DRAM 存储器。这款 CIS 芯片能够拍摄 12

22、0fps 的高帧率图像,并能提供 960fps 的FHD 超级慢动作回放。图表7: Sony 的三层堆叠 CIS 芯片资料来源:YOLE、 堆叠技术大幅提升了像素层在单个感知单元中的面积占比,传统方案中,像素层仅仅占芯片表面的 60%。通过使用堆叠技术,像素层的面积占比能提升至 90%。随着像素层面积占比的提升,CIS 芯片的理尺寸大幅下降。堆叠式摄像头芯片(Stacked CIS)的性能卓越,研究源于数据已经在中高端应用领域实现量产应用,并逐步向中低端扩散。从主流旗舰机型看摄像头芯片配置趋势手机摄像头像素变化顶级旗舰机型的摄像头配置分为两大方向,一是追求高像素,另一方向为追求大像素尺寸。苹果

23、 iPhone 的技术方向以追求大像素尺寸为核心,近年来iPhone 的像素值均在 1200 万像素。图表8: 苹果、三星及华为顶级旗舰机型的摄像头像素变化时间苹果手机型号后置相机性能安卓手机型号后置相机性能2010iPhone 45MGalaxy S i90005M 2011iPhone 4s8MGalaxy i91008M 2012iPhone 58MGalaxy S38M2013iPhone 5s8MGalaxy S413M2014iPhone 68MGalaxy S516M 2015iPhone 6s12MGalaxy S616M 2016iPhone 7P12M双摄Note812M双

24、摄2017iPhone X12M双摄Note912M双摄2018iPhone Xs12M(光角+长焦)华为P20 Pro40M+20M+8M三摄资料来源:中关村在线、 从国内主流旗舰机型配置看摄像头趋势从国内华米 OV 四大手机品牌厂商来看,48M 和三摄是各家厂商打造品牌差异化的核心着力点。小米是 48M 的忠实拥趸,在千元机价格段机型红米 Note7 引入48M 摄像头配置。整体来看,小米在红米 Note7、红米 K20、小米 9 等机型上配置了 48M 产品。华为则已经在 2000 元价格段机型引入 48M 摄像头配置。Nova 5i pro 的后摄配置采用 4800 万像素+800 万

25、像素超广角+200 万像素微距+200 万像素景深镜头组合,前摄配置采用 3200 万像素摄像头。图表9: 小米各型号手机销售价格(元)型号摄像头配置内存配置价格主摄像头三星 GM1,1.6m 大像素(四合一)3GB+32GB999红米 note7后置 4800 万+500 万 AI 双摄4GB+64GB1,199前置 1300 万像素摄像头6GB+64GB1,399主摄像头 索尼 IMX586,1.6m 大像素(四合一)红米 note7 Pro6GB+128GB1,599后置 4800 万+500 万 AI 双摄,前置 1300 万像素摄像头红米 K20主摄像头 索尼 IMX586,1.6m

26、 大像素(四合一)6GB+64GB1,999 后置 4800 万+800 万+1300 万全焦段三摄6GB+128GB2,0992,4992,5992,7992,9996GB+64GB6GB+128GB8GB+128GB8GB+256GB主摄像头 索尼 IMX586,1.6m 大像素(四合一)后置 4800 万+800 万+1300 万全焦段三摄前置 2000 万像素美颜相机红米 K20 Pro前置 2000 万像素美颜相机8GB+256GB2,599小米 9SE主摄像头 索尼 IMX586,1.6m 大像素(四合一)6GB+64GB1,999 后置 4800 万+800 万+1300 万全焦

27、段三摄6GB+128GB2,2992,9993,2993,6996GB+128GB8GB+128GB8GB+256GB主摄像头 索尼 IMX586,1.6m 大像素(四合一)后置 4800 万+800 万+1300 万全焦段三摄前置 2000 万像素美颜相机小米 9前置 2000 万像素美颜相机8GB+128GB2,499红米 7后置 1200 万+200 万 AI 双摄3GB+32GB7995997992GB+32GB3GB+32GB后置 1300 万像素摄像头前置 500 万像素摄像头红米 7A前置 800 万像素摄像头4GB+64GB999前置 2000 万像素美颜相机后置 1200 万

28、+500 万 AI 双摄4GB+128GB1,049小米 8 青春版前置 2400 万像素索尼 IMX576 摄像头6GB+64GB1,0996GB+128GB1,299后置 1200 万+1200 万 AI 双摄6GB+128GB3,299小米 MIX 3前置 2400 万像素索尼 IMX576 摄像头+200 万双摄8GB+128GB3,5998GB+256GB3,999小米 play后置 1200 万 AI 双摄,前置 800 万像素摄像头64GB1,099小米 8后置 1200 万+1200 万 AI 变焦双摄6GB+128GB2,599研究源于数据资料来源:小米官网、 48M 手机在

29、安卓阵营呈现出快速普及态势。安卓阵营主流厂商三星、华为、小米、Vivo、Oppo 均已推出 48M 手机。型号摄像头配置内存配置图表10: 华为手机摄像头配置概览华为 P30主摄像头 索尼 IMX6006GB+128GB30 倍数字变焦8GB+64GB8GB+128GB8GB+256GB8GB+512GB主摄像头 索尼 IMX600后置徕卡四摄 4000 万+2000 万+800 万+华为 ToF 摄像头,50 倍数字变焦前置 3200 万像素华为 P30 Pro后置徕卡三摄 4000 万+1600 万+800 万8GB+128GB前置 3200 万像素8GB+256GB华为 Mate20华为

30、 Mate20 Pro华为 Mate20 X后置徕卡三摄 1200 万+1600 万+800 万,10 倍数字变焦6GB+64GB 前置 2400 万像素6GB+128GB主摄像头 索尼 IMX6006GB+128GB后置徕卡三摄 4000 万+2000 万+800 万,10 倍数字变焦8GB+128GB前置 2400 万像素支持 3D 深度感知相机8GB+256GB8GB+512GB后置徕卡三摄 4000 万+2000 万+800 万,10 倍数字变焦前置 2400 万像素支持 3D 深度感知相机华为 Mate20 RS后置徕卡三摄 4000 万+2000 万+800 万,10 倍数字变焦6

31、GB+128GB前置 2400 万像素8GB+256GB华为 Nova 5后置四摄 4800 万+1600 万+200 万+200 万,前置 3200 万像素,AI 美拍8GB+128GB后置四摄 4800 万+1600 万+200 万+200 万8GB+128GB华为 Nova 5 Pro华为 Nova 5i华为 Nova 5i Pro华为畅享 9前置 3200 万像素,AI 美拍8GB+256GB后置四摄 2400 万+1600 万+200 万+200 万6GB+128GB前置 2400 万像素,AI 美拍8GB+128GB后置四摄 4800 万+1600 万+200 万+200 万,自动

32、对焦6GB+128GB前置 3200 万像素,AI 美拍8GB+128GB前置人像超级夜景,后置超级夜景8GB+256GB后置双摄 1300 万+200 万,支持自动对焦3GB+32GB 前置 800 万像素4GB+64GB3GB+32GB3GB+64GB后置单摄 1300 万像素,自动对焦前置 800 万像素华为畅享 9eAI 美拍4GB+128GB华为畅享 9S后置三摄 2400 万+1600 万+200 万4GB+64GB前置 800 万像素6GB+64GBAI 美拍4GB+128GB后置双摄 1300 万+200 万前置双摄 1600 万+200 万AI 美拍,超级夜景,乐趣 AR4G

33、B+64GB4GB+128GB6GB+128GB华为畅享 9Plus华为畅享 MAX后置双摄 1600 万+200 万4GB+64GB前置 800 万像素,乐趣 AR4GB+128GB研华为畅享 8e 青春后置 1300 万像素,前置 500 万像素2GB+32GB资料来源:华为官网、 研48M 成为旗舰机主流配置48M 拍照用户体验提升明显,在安卓手机阵营快速普及48M 摄像头的拍照用户体验提升明显。用户拍照获得 4800 万像素的高分辨率照片,通过放大照片可以清晰的看得清楚照片纹理细节,效果远胜于传统的 12M 摄像头。图表11: 48M 与 12M 室内室外的拍摄效果对比图表12: 48

34、M 手机拍照细节纹理更清晰资料来源:中关村在线、 资料来源:华为荣耀宣传会、 OPPO Reno、vivo X27(高配版)、魅族 16s、华为nova 4、荣耀V20、红米 Note 7 Pro 后置主摄的传感器是来自索尼旗下的 IMX586, 而红米 Note7、联想 Z6 Pro、Nokia X71 等产品后置主摄传感器则来自三星旗下的 ISOCELL GM1。图表13: 配置 4800 万像素摄像头的手机一览资料来源:中关村在线、 HYPERLINK / 像研48M 摄像头拥有两种工作模式,在光线条件较差情况下,4 个小像素点合成为一个 1.6 微米的大像素点,输出 1200 万像素的

35、高品质图像。在光线条件较好的情况下,48M 摄像头输出 4800 万像素的高分辨率图像。图表14: 48M 摄像头能输出两种图像(1.6um 1200 万像素及 0.8um 4800 万像素)资料来源:索尼公司官网、 图表15: 索尼 4800 万摄像头代表产品 IMX586 的性能指标型号IMX586有效像素数8000 (H) 6000 (V) 4800 万像素图像尺寸对角线 8.000mm(1/2 型)单位像素尺寸0.8m(H)0.8m(V)帧率全帧30fps视频4K(40962160) 90fps1080p 240fps720p 480fps(w/cr3op)灵敏度(标准值:f5.6)约

36、 133LSB传感器饱和信号水平(最小值)约 4500e电压模拟2.8V, 1.8V数字1.1V接口1.8V主要功能图像平面相位差 AF、HDR 成像输出MIPI C-PHY1.0(3 trio)/ D-PHY 1.2(4 通道)彩色滤光片阵列Quad Bayer 阵列图像输出格式Bayer RAW资料来源:索尼公司官网、 48M 市场:索尼、三星、豪威三家独占目前 4800 万像素 CIS 芯片全球仅有三家厂商具有供应能力,分别是索尼、三星及韦尔股份收购的豪威科技。索尼及豪威的 4800 万素具有硬件直出图像的能力。而三星的 GM1 不具备硬件直出 4800研万像素图像的能力,相比索尼及豪威

37、产品性能略差。摄像头芯片手机型号图表16: 配置 4800 万像素摄像头芯片的手机一览索尼 IMX586Nova 4 高配版,荣耀 V20,小米 9、9SE,红米 note7 Pro、红米 K20 Pro,OPPO Reno,vivo X27、X27 Pro,魅族 16s,一加 7 Pro三星 GM1红米 note7,魅族 16Xs、note9资料来源:各手机品牌官网、 48M 市场空间测算48M 产品主要在中高阶市场替代传统的 20M/24M 摄像头方案, 同时向中低阶手机市场渗透。2018 年中国大陆市场 24M 产品出货量约为 1 亿颗。我们产业链调研了解到国内主流品牌对 48M 产品的

38、趋势认同度较高,预计在 2019 年全年 48M 国内市场出货量将达到 1.5 亿颗。以单颗 7 美金测算,国内 48M 摄像头芯片市场规模约为 10.5 亿美金。图表17: 手机后置摄像头的像素分布资料来源:IDC、 三摄渐成主流,四摄、五摄兴起三摄渐渐成主流2019 年是三摄普及的大年。安卓阵营三星、LG、华为、小米、Oppo、Vivo 均推出了后置三摄手机。三摄配置在提升场景化适应能力上有着质的飞跃。面对远距离拍摄场景,传统的单个摄像头方案拍照呈现效果较差,主摄+长焦镜头相互配合能够明显改善用户体验。苹果今年新一代手机预计采用后置三摄配置,安卓与苹果阵营全面进入三摄时代。三摄主流配置为主

39、摄像头+长焦光学变焦镜头+超广角镜头,通过切换不同摄像头实现单反式的拍照效果。图表18: 三摄手机机型一览资料来源:快科技新闻、 9 Pu研三摄之后,多摄趋势明朗三星 A9S 的后置四摄手机。三摄的基本配置为“主摄+广角+长焦”的组合,四摄一般是在三摄的基础上增加“微距”、“虚化”或“3D” 等功能摄像头。图表19: 华为、三星推出后置四摄机型华为荣耀20三星A9S资料来源:荣耀官网、三星官网、 2019 年2 月,诺基亚在西班牙巴塞罗那MWC 展会上发布了Nokia reView 手机。Nokia 9 PureView 是全球首款五摄手机,手机搭载研了 5 颗 1200 万像素后置摄像头。面

40、向中高端市场,定价为 700 美金。图表20: 诺基亚 9 PureView 采用后置五摄方案资料来源:HMD 公司官网、 三摄推动 CIS 芯片用量大幅增加三摄有望复制双摄快速渗透的过程。双摄自 2016 年开始渗透以来,经过 3 年时间实现在中低阶手机的全面普及。对消费者而言,三摄实现了多种拍照场景的覆盖,满足消费者“拍得远”和“拍得清” 的多重需求。我们预计三摄在 2019 年渗透率将达到 15%,今年三摄手机出货将达到 2.3 亿台。华为是三摄的引领者,逐渐将三摄配置从旗舰机型向中低阶机型推广。三摄推动CIS 芯片用量大幅增加。随着三摄的普及,单个模组的CIS 芯片用量达到 3 颗,相

41、比双摄CIS 芯片用量增加 50%。图表21: 手机多摄及三摄渗透率曲线资料来源:IDC、 资料来源:IDC、方正证券研究所研图表22: 华为P30 针对应用场景启动不同的摄像头进行拍摄资料来源:DXOmark、 图表23: 手机三摄的一般配置情况40M/48M20M8M5MHigh ResolutionTeleWide高端机型配置40M/48M20M8M5MHigh ResolutionTeleWide中阶机型配置资料来源:群智咨询、 随着三摄的普及,手机应用 CIS 芯片需求在 2019 年开始成长提速,预计到 2022 年,全球智能手机CIS 芯片需求量在 50 亿颗,相比2018 年增

42、长 47%。图表24: 手机应用 CIS 芯片销售量预测201720182019E2020E2021E2022E智能手机销量(亿台)14.7214.0613.9514.3414.7915.16双摄出货量占比173845474237三摄出货量占比110253545智能手机 CIS 芯片出货量(亿颗)31.933.837.042.546.149.6智能手机 CIS 芯片出货量增长率691587研手机摄像头产业链梳理手机摄像头产业链上游原材料为玻璃、覆铜板、铜材料等,中游元件包括摄像头镜头、音圈马达、CIS 芯片、手机模组组装四大环节。图表25: 手机摄像头模组(CCM)产业链资料来源:Yole、正

43、证券研究所CIS 在手机摄像头产业价值量占比最高,其次是 CCM 组装和镜头。根据 Yole 的统计,2018 年摄像头产业总产值为 271 亿美元,预计 2024 年会达到 457 亿美元。摄像头价值链中,CCM 组装、镜头生产以及 VCM 产值占比分别为 31%、15%、9%。图表26: 产业链各环节产值(亿美金)图表27: CIS 产业价值链构成资料来源:YOLE、 资料来源:YOLE、 滤光片环节:滤光片是摄像头镜头上的一层镀膜,用途在于抑制红外光线,提升拍照品质。国内优秀的滤光片企业包括水晶光电、五方光电等。图表28: 红外截止滤光片原理资料来源:五方光电招股说明书、正证券研究所研镜

44、头环节:手机镜头生产市场,大立光一直保持着行业龙头地位。2015 年大立光占整个手机相机镜头市场份额的 35%,而在当时舜宇光学科技仅仅占据了 9%的市场份额,排在所有厂商第二的位置。直到 2018 年, 舜宇光学科技才在出货量赶上了大立光。图表29: 2015 年手机相机镜头市场份额图表30: 2018 年镜头主要厂商出货量(亿件)资料来源:Nomura Research、 资料来源:旭日大数据、 音圈马达:音圈马达的制造商主要来自日本、韩国和中国,龙头生产厂商为Alps、TDK、Mitsumi 和 Jahwa。国内音圈马达代表企业包括中蓝、三美达、比路等。图表31: 2018 年 VCM

45、最具竞争力企业 10 强排名品牌国家经营得分 技术得分 市场得分总得分1ALPS日本552019942TDK日本542019933SEMCO韩国511919894MITSUMI日本491918865JAHWA韩国481817836ZET中国471818837New-Shicoh中国441816788BL中国401816749JOT中国4117157310HOZEL中国40161571资料来源:第一手机研究院、 音圈马达保持快速增长趋势。2014 年,全球手机音圈马达消费为 10.8 亿颗,而国内能够提供的产量为 6 亿颗。预计到 2020 年,全球的额手机音圈马达 28 亿颗,而国内的产量也已

46、经提高到了 16.8 亿颗,增长了 186%。图表32: 全球手机音圈马达消费量(亿颗)图表33: 国内手机音圈马达产量(亿颗)资料来源:旭日大数据、 资料来源:旭日大数据、 研手机摄像头模组:手机摄像模组行业,欧菲光、舜宇光学科技和丘钛科技占据了行业龙头地位。2019 年 6 月,欧菲光出货量为 44.5KK 颗,占据了整个行业的 16.7%。而舜宇光学科技出货量为 43.2KK 颗,占整个行业16.2%。出货量前十家公司占整个市场的 80%。摄像头模组是在智能手机光学应用的核心应用领域,需要具备镜头、滤光片、VCM、摄像头芯片等零部件的集成和封装能力。图表34: 2019 年 6 月手机摄

47、像模组出货量(百万颗)资料来源:旭日大数据、 CIS 芯片中日韩三强争霸日本索尼、韩国三星、中国豪威把控主要份额根据 Yole Development 数据,全球 CIS 芯片(CMOS image sensor) 产业在 2017 年的产值为 139 亿美金,相比 2016 年增长 19.9%,未来五年仍将保持 9.4%的复合增长率。预计CIS 市场规模在 2023 年达到约 220 亿美元。图表35: CIS 市场规模(亿美元)资料来源:YOLE、 产研CIS 芯片行业竞争格局呈现三强争霸情形,日本索尼、韩国三星、中国豪威三家厂商占据行业第一梯队位置,三家厂商把控了 CIS 芯片市场主要份

48、额。根据 YOLE 最新报告数据,CIS 芯片前三家厂商合计市占率达 73%。日本索尼引领行业创新,占据全球CIS 市场四成份额。索尼是苹果手机摄像头芯片唯一供应商,产品性能行业领先。豪威前期主要聚焦于中端市场,市占率行业第三。近年来豪威开启“重返高端”战略, 加大高端产品研发投入,与行业第一厂商差距不断缩短。三星采用产业链一体化的策略,形成了手机终端、面板屏幕、存储芯片、摄像头芯片等关键零部件为一体的生态体系。三星集团旗下设置有存储、LSI、晶圆代工、显示、手机、消费电子六大业务事业群。摄像头芯片业务作为三星 LSI 部门的一个产品线,需要满足内部手机部门的需求,同时对外独立销售。目前三星摄

49、像头芯片市占率位居行业第二。图表36: TOP3 厂商和其他厂商 CIS 市场占有率图表37: 2016-2017 年CIS 全球市场份额(按公司)资料来源:YOLE、 资料来源:YOLE、 海力士、格科微、安森美、松下、STM、SmartSens 等企业位于第二梯队。海力士、格科微主打中低端市场,出货量位于行业前五, 但产品均价较低。安森美、STM、松下定位于安防、汽车等工业应用,品平均单价较高,但出货量较低。研 图表38: 2017 年 CIS 芯片市场全景图资料来源:YOLE、 图表39: CIS 主要厂商收入排行(百万美元)公司2016 年2017 年增长率索尼$4,858$5,940

50、22.3三星$2,126$2,2957.9豪威科技$1,437$1,62012.7安森美$717$81013.0ST 意法$290$675132.8SK 海力士$310$40530.6佳能$360$40512.5松下$387$4054.7格科$286$270-5.6派视尔$85$13558.8日本滨松$132$1352.3艾迈斯-$135-其它$610$271-55.6资料来源:YOLE、 CIS 芯片行业下游应用结构CIS 芯片下游最主要的需求来自手机贡献,手机应用产值占到了CIS 芯片 2017 全球产值的 67.86%。其次是消费类应用、计算机、汽车及安防应用,分别占到 CIS 下游需求

51、的 8.10%、9.33%、4.73%及5.65%。研图表40: CMOS 图像传感器市场份额 (百万美元)2016 年2017 年增长率手机$8,068$9,43717.0计算机$1,394$1,298-6.9消费$1,120$1,1270.6汽车$536$65822.8医疗$60$6915.0安防$624$78626.0工业/航天/国防$462$55520.1合计$11,598$13,90619.9资料来源:YOLE、 CIS 芯片制造产能分布以晶圆口径统计,2017 年全球 CIS 芯片的产量 242.2 万片 12 寸晶圆,折合月产量约为 20 万片CIS 芯片晶圆,相比 2016 全

52、球产量增加2.3%。CIS 芯片产业链有主要有两种模式,一是 IDM(垂直整合制造),以 Sony、三星为代表,企业的业务涵盖了芯片设计、芯片制造和芯片封测整个流程。二是 Fabless-Foundry 代工模式,以豪威科技为代表, 企业主要负责设计和部分的封测,将芯片制造交给晶圆厂进行代工, 然后将加工好的芯片交给封装和测试厂商进行封装和测试。图表41: CIS 产业链概览资料来源:YOLE、韦尔股份公告、 在 CIS 晶圆制造环节,全球前三大 CIS 晶圆厂分别为 Sony、三星、台积电,产能分别占全球的 38%、20%、16%。国内中芯国际、华力微电子的CIS 晶圆产能规模分别位列全球第

53、四、第五。图表42: 2017 年 CIS 晶圆产能分布资料来源:YOLE、 研索尼资本开支翻倍,CIS 芯片进入 5 年高景气周期CIS 芯片行业景气高峰即将到来,头部厂商积极扩产应对。头部三家企业中,索尼及三星属于 IDM 模式,豪威属于Fabless 模式。索尼及三星拥有自有晶圆制造产线,豪威的芯片制造环节委托给台积电、华力微电子、中芯国际生产。多摄是手机光学创新的明确趋势。三摄即将成为主流配置,四摄、五摄时代不再遥远。面对多摄的明确趋势,头部 CIS 芯片企业启动了扩产计划应对。2018 年,行业龙头厂商索尼对 CIS 芯片业务的资本开支翻倍增长。索尼启动了 2 个为期三年的资本开支规

54、划,持续六年维持高资本开支态势。一期规划中,在 2018-2020 三年将投入 450 亿人民币用于扩充CIS 芯片产能。二期规划的投资力度与一期规划略有下降,但高强度投资的态势不变。我们认为摄像头芯片行业进入了高景气周期,这一高景气周期持续时间将超过 5 年。2019 到 2024 年,CIS 芯片需求端将保持持续快速增长态势。图表43: 索尼的 CIS 芯片产能资本开支计划资料来源:索尼公司官网、 研图表44: 索尼生产线分布地点近似占地面积主要产品日本国内:(平方英尺)长崎(索尼半导体制造公司-长崎技术中心)2,305,000CMOS 图像传感器熊本(索尼半导体制造公司-熊本技术中心)2

55、,229,000CMOS 和 CCD 图像传感器,微显示器大分(索尼半导体制造公司-大分技术中心)975,000CMOS 图像传感器(晶圆加工)鹤冈,山行(索尼半导体制造公司-鹤冈技术中心)703,000CMOS 图像传感器(晶圆加工)鹿儿岛(索尼半导体制造公司-鹿儿岛技术中心)1,789,000模拟大规模集成电路,晶体 LED(面板加工),单片式微波集成电路稻泽,爱知县(索尼全球制造与运营公司-东海技术中心-稻泽)842,000表面安装板,电视,晶体 LED(装配)幸田,爱知县(索尼全球制造与运营公司-东海技术中心-幸田)903,000数码相机,摄像机外围设备,可更换镜头相机及音频设备镜头,

56、镜头及组件湖西,静冈(索尼全球制造与运营公司-东海技术中心-湖西)576,000广播/专业设备(照相、编辑系统),投影仪,专业用麦克风、监视器,医疗外围设备,流式细胞仪木更津,千叶市(索尼全球制造与运营公司-木更津技术中心)541,000游戏机,灵通 IC 卡及相关设备日本国外:曼谷,泰国(索尼设备技术(泰国)有限公司)513,000图像传感器组件特雷霍特,印第安纳州,美国(索尼 DADC 美国公司)1,352,000蓝光光盘班吉,马来西亚(索尼 EMCS(马来西亚)有限公司-KL技术中心)1,183,000电视,电视组件槟城,马来西亚(索尼 EMCS(马来西亚)有限公司-PG 技术中心)1,

57、021,000系统立体声,家庭音响,BD 播放器、录音机,数码音乐播放器,耳机,个人音响资料来源:索尼公司 2018 年报、 三星启动转线,再次确认高景气三星前期规划将 2 条 DRAM 产线转产。三星目前有 1 条 CIS 芯片产线,正在规划将 2 条 DRAM 生产线转为生产 CIS 芯片。三星拥有 1 条 CIS 芯片专用产线,名称为 S4-Line。三星现有 CIS 产能约为4.5 万片/月,随着 DRAM 13 线及 DRAM 11 线转为CIS 芯片专用线, 三星的产能将扩充到 12 万片/月。三星启动转线再次确认 CIS 芯片高景气的趋势。行业头部两大厂商均一致预判行业需求高增长

58、。DRAM 芯片产业具有强周期性,目前已经进入降价周期。通过 DRAM 转线为 CIS 芯片专用线,三星能够回避存储降价带来的不利影响,转线的趋势是明确的,但是转线的节奏会是一个循序渐进的过程。图表45: 三星 LSI 的芯片制造产能分布资料来源:三星LSI 公司官网、 研3.6借力 48MP 普及趋势,豪威市占率有望快速上升48MP 摄像头在 2019 年开始全面普及,中高端机型普遍搭载48MP 摄像头作为主摄。在 48MP 摄像头传感器领域,豪威是全球范围三家量产厂商之一。豪威科技OV48B 采用了 PureCel 技术,能够提高摄像头灵敏度, 以实现更加轻薄的设计。视频能力上,OV48B

59、 能够输出 4K 60fps、720P 480fps 的慢动作视频。在 48MP 市场,目前量产的产品包括索尼的IMX586、IMX582、三星的 GM1、GM2、以及豪威的 OV48B。IMX586 与 IMX582 的差异在于 4K 视频录制的速度,前者支持 60fps,后者只有 30fps。三星GM1 与 GM2 的差异在于对焦技术的支持力度,后者引入了 SuperPD 对焦技术。索尼的产品定位于高端旗舰市场,豪威与索尼之间的产品市场定位略有差异。在中端旗舰市场,豪威的 48MP 产品具有硬件直出 4800 万像素图像的能力,而三星的 48MP 产品并不具备硬件直出 4800 万像素图像

60、的能力。我们认为豪威借力 48MP 普及趋势,将在主摄市场逐渐蚕食三星、索尼等厂商份额。图表46: 豪威的PureCel 技术业内领先资料来源:豪威科技公司官网、 均研汽车 ADAS、安防 AI 化进一步打开 CIS 芯片成长空间自动驾驶对摄像头需求剧增汽车摄像头增量应用主要为前视摄像头、360 环视摄像头及后视摄像头。2016 年全球汽车摄像头销售量为 1 亿颗。自动驾驶趋势下, 汽车摄像头用量剧增,至 2022 年预计将保持 25.6%的复合增速高速成长。到 2022 年,汽车摄像头用量将超过 3.7 亿颗。预计到 2021 年, 汽车在 CIS 芯片的市场占比将从目前不足 5%提升至 1

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