2018重庆国际手机展

全球智能手机摄像头厂商清单之中国摄像头产业链梳理

在3D摄像头有关的产业链上,3D与2D摄像头零组件有较大差异,鉴于苹果大概率率先引入前置结构光,我们以结构光方案为主重点讨论。本文将从摄像头芯片、滤光片、镜头、摄像头模组、VCSEL、准直镜、DOE进行部分内容梳理。
   作为全球手机智能产业第一大市场,中国制造厂商们扮演者重要的角色。据旭日大数据的数据显示,在全球摄像头模组出货量方面,去年,全球摄像头模组出货量高达52.1亿颗,其中中国地区产量占比7成,是全球最大的摄像头模组生产基地,这一现状也将给供应链带来更多的机会。
 
  庞大的消费市场造就了国内独一无二的手机产业链,以强大的产业体系为依托,国内的手机摄像头行业也迅速崛起。据悉,目前国内有摄像头模组厂商400余家、镜头厂商100余家、VCM马达60余家、FPC厂商150余家以及周边辅料、各类设备塑胶件、材料等制造厂商2000余家。
 
  今天我们来说一说和手机双摄、三摄、3D摄像头有关的产业链。针对传统摄像头主要从封装技术到摄像头芯片、摄像头模组、摄像头镜头、摄像头马达、滤光片进行部分内容梳理。
 
  在3D摄像头有关的产业链上,3D与2D摄像头零组件有较大差异,鉴于苹果大概率率先引入前置结构光,我们以结构光方案为主重点讨论。本文将从摄像头芯片、滤光片、镜头、摄像头模组、VCSEL、准直镜、DOE进行部分内容梳理。
 
  首先,从双摄产品组成来说,双摄市场由终端客户、算法公司、模组厂、芯片厂、马达厂、镜头厂、平台厂等共同组成。
 
  双摄的封装
 
  双摄模组和普通的单摄模组对精度有着更严格的要求。因为制造难度较大,对技术和设备有着非常高的要求。对这个问题,行业做了不仅仅一次的探讨,最终找到解决办法:引进AA制程,但在引进AA制成的过程中,产业也面临高成本、高技术等问题。
 
  双摄的封装技术分为两种,一种是共基板方案,另外一种是支架式方案。其中共支架方案组装精度更高,而共基板的方案组装精度低一些,成本也相对低。
 
  不过,随着模组厂组装工艺的不断改良和提升,两种方案的精度差别逐渐缩小。此外,最近还有一种“无支架”的概念,所谓“无支架”并不是没有支架,其本质就是绕开模组厂的封装和标定,手机厂商把两颗单独的镜头直接放置在手机上。
 
  这种方式虽然看似节省了部分模组封装的成本,但存在一定的隐患,其一,手机在售后维修过程中,两颗相机很可能发生移动,如果没有专业的人员和特有的标定工具进行重新校准,很可能会极大的影响双摄成像效果,所以手机厂商必须要引进专业的维护人员及新的设备,这无疑增加了售后流程的复杂度和投入成本。
 
  无支架方案的产生,主要出于手机厂商对成本的考量,目前这种无支架方案还仅仅在对成本敏感的部分中低端机型上使用,不过虽然各主流算法那公司都有在跟进,但前景如何还需市场进一步考验。
 
  笔者获悉,COB作为摄像头芯片的一种封装技术,已经成为摄像头高端像素的必须品,不过目前也有摄像头模组厂商采用格科微COM技术生产中高像素的产品。
 
  双摄的芯片/模组供应商
 
  双摄图像传感器供应商主要有:以高端摄像头芯片厂商为主的三星、索尼、OV,以中低端为主的摄像头芯片厂商格科微、思比科、比亚迪、海力士、奇景等。
 
  其中,索尼具有霸主地位,得益于它在高像素领域的技术领先地位,其摄像头芯片已经成为中高端旗舰手机的标配,主要客户有苹果、三星、OPPO、vivo等手机大厂。
 
  根据去年手机摄像头市场数据显示,在摄像头芯片市场中,索尼、三星是最重要的两家公司,其产品主要面向中高端手机,两者市场份额都占三成左右,总共占据全球一半以上的市场。
 
  不过,摄像头芯片今年颇为抢眼。一方面,韦尔股份正在筹划收购北京豪威科技有限公司、北京思比科微电子技术股份有限公司的股权。
 
  另外一方面,受双摄、多摄、应用范围扩大等影响,今年摄像头芯片缺货的现象颇为常见,其中三星、OV、格科微等厂商也先后做出了价格调整的举动。
 
  此外,从目前整个摄像头现状来看,像素升级的趋势颇为明显,基于此,国内摄像头芯片厂商的产品结构也随之得到了较大的提升。
 
  而双摄模组厂供应商非常多,主要有舜宇、欧菲科技、三星电机、LG Innotek(苹果手机供应商)、丘钛、信利、立讯精密、东聚,在这里我们重点说明大陆的摄像头模组厂商。
 
  以欧菲科技为代表的摄像头模组大厂在双摄时代获得更好的发展,欧菲科技自2012年切入摄像头模组市场后,迅速布局,当前该公司的双摄模组于国内各手机品牌中导入顺利,已形成大量出货。
 
  上半年,欧菲科技双摄产品贡献营业收入约42亿元,出货量约5200万颗;广州欧菲影像公司贡献营业收入约20亿元,出货量约4800万颗。在双摄市场中,今年的魅族16、荣耀NOTE 10,华为nova 3、小米8等机型的双摄均由欧菲科技供应。
 
  舜宇作为大陆最老牌的模块厂,技术积淀最为深厚。在双摄上达到自研AA设备的水平。2015年舜宇宣布双摄研制成功,2016年成为华为P9双摄的供应商,2017年成为OPPO R11华为P10的双摄供应商,在今年的多款双摄机型上,也有舜宇光学的身影。
 
  丘钛科技作为大陆第三大摄像头模组厂,在双摄上巨额投入AA设备,曾依靠红米PRO,成功量产双摄,而今年发布的红米NOTE 5、vivo X21的双摄模组均来自丘钛科技。
 
  双摄镜头、马达供应商
 
  双摄镜头供应商方面,台湾的大立光电(Largan)是绝对的龙头企业,2017年出货量占全球市场超过3成份额。此外,出货量较大的还有中国大陆的舜宇(sunny)、韩国Sekonix等公司。
 
  从市场反映的数据来看,舜宇光学与大立光之间的差距正逐步缩小。值得一提的是,今年9月份,舜宇光学的手机镜头出货量一度突破一亿颗。
 
  而双摄音圈马达供应商主要日本的Alps、TDK株式会社、三美电机株式会社(Mitsumi)、韩国的Jahwa几个厂商。
 
  三摄摄像头供应商
 
  第一个尝试三摄方案的是华为P20 pro,该机后置采用RGB+Mono+Tele的三摄像头配置。从镜头的功能上来看,既可以利用RGB+Mono的组合实现超级夜景拍摄,也可以利用RGB+Tele实现光学变焦的能力。
 
  通过三个镜头的视觉差也可以获取拍摄对象的景深,实现大光圈的效果。通过实际测试,华为P20 Pro三个摄像头并不能同时工作,只是根据不同的应用场景进行两两摄像头的组合,这种组合本质上是实现可变更组合的双摄。
 
  而将来可能出现三个及以上更多摄像头(多摄)的方案,将不同的多摄像头搭配可以组合出很多的玩法,将不同组合双摄的优点集中在同一款手机上,所以实用性很强。据悉,下一代苹果手机也很可能采用多摄像头的方案。
 
  根据今年的市场情况看,三摄在华为P20 Pro、华为Rs等机型上均有体现,而摄像头相关供应商主要集中在各领域龙头企业身上。
 
  以P20 Pro为例,三摄模组由舜宇、欧菲科技、光宝供应,摄像头芯片由索尼供应,很显然作为镜头领域的龙头企业,大立光必然也赫然在列。
 
  3D摄像头产业链梳理
 
  3D与2D摄像头零组件有着较大差异。在发射端,3D摄像头新增了红外激光发射器和辅助元件,包括衍射光栅和光学棱镜部件(如准直镜头);在接收端,除了可见光镜头外,还新增红外接收部分,包括镜头、红外传感器和窄带滤光片。
 
  发射端之红外光发射器
 
  用于成像的发射红外光技术主要有LED和VCSEL两类,而VCSEL功耗低、效率高等优点使得其比其他红外光源更加适合移动智能终端。
 
  目前全球范围内主要的VCSEL厂商包括Finisar、Lumentum、Princeton、Optronics、Heptagon以及Ⅱ-Ⅵ等公司,基本上都是来自光通信芯片的龙头企业。正是有了光电子在通信领域的经验积累,消费级应用才变得顺理成章,两者产品具备很强的技术延展性。VCSEL器件由光通信转向消费电子领域,发展趋势为阵列化和小型化,核心工艺主要为基于MEMS技术的可调谐VCSEL技术、VCSEL阵列技术以及电流限制技术。
 
  粗略统计,我国布局该领域的厂商超过10家。其中最关注的莫过于武汉光迅科技、(002281.SZ)、江苏华芯、山东太平洋、深圳源国、国星光电(002449.SZ)、华工科技(000988.SZ)、三安光电(600703.SZ)以及台湾厂商全新光电(2455.TW)、晶元光电(2448.TW)、环宇(4991.TW)及给苹果供应商VCSEL芯片的穩懋(3105.TW)。
 
  发射端之DOE与准直透镜
 
  结构光依靠向目标物体投射一系列特定的图案组合,通过检测光学图案的畸变来测量距离。由于要生成特定的光学图案,因此需要DOE(衍射光栅)和准直透镜。
 
  用于手机的微型准直透镜与传统的通信用准直透镜工艺不完全相同。晶圆级别光学制程(WLO)是大规模生产光学传感器及微型光学器件(镜头、DOE等)的最佳解决方案。WLO(Wafer Level Optics)是在整片玻璃晶元上,用半导体工艺批量复制加工镜头,将多个镜头晶元压合在一起,然后切割成单颗镜头。如果是生产光学传感器的话,最后还要在晶圆级别上将透镜部分和传感器进行集成和模组封装。
 
  目前,准直镜头基本由Heptagon(已被AMS收购)独家制作,而应用于移动设备的DOE则由德国CDA、Heptagon、Himax(奇景光电)等掌握核心技术。
 
  国内厂商方面,晶方科技与华天科技已掌握晶圆级后段处理技术,福晶科技曾与微软联合研发HoloLens,其中就包括了DOE等相关光学组件,还曾为JDSU、Finisar等光通信企业供给通信级准直镜头,说明公司已具备了发射端关键光学元件的制造能力,未来有望拓展进军微型准直透镜领域,迎来光通信与消费级应用之燃爆良机。
 
  此外,在华为Mate 20 Pro最新发布的带有3D结构光新机中,舜宇、联创成为准直镜的供应商。
 
  其实发射端这一部分是3D摄像头最大的难点,而对于国内厂商而言,窄带红外滤光片是受益最为确定的部分,因为不论是TOF还是结构光,不论是前置还是后置,窄带IRCF都是刚需;另一方面全球窄带IRCF产能主要集中在美国VIAVI和国内水晶光电手中,供应商有限。
 
  为助推整个移动终端市场快速发展,手机报在线携手重庆市经信委在重庆举办2018年重庆国际AI Phone产业技术峰会。届时,该峰会将邀请数据分析、终端手机品牌厂商、摄像头模组、芯片、算法、3D人脸识别各大供应链及相关设备厂商,分享和探讨智能手机AI时代下,手机产业链变革及发展趋势。
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