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聚焦光电技术在手机行业的应用及发展

2019-01-08 17:47:37来源:CIOE中国光博会新闻标签:CIOE中国光博会

中国国际光电博览会是全球具有规模及影响力的光电业综合展会。同期6大主题展览,覆盖:光通信、数据中心、精密光学、红外、激光、光电传感、光电子创新等领域。同时面向手机应用领域展示创新性综合解决方案,聚焦。在上届展会上,四天时间共计吸引来自79个国家及地区68,310名专业观众1831家展商

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摄像头创新将是未来智能手机创新主线之一

智能手机进入存量竞争市场,预计2018-2019年出货量会有小幅回落,2020年5G带来换机需求会实现再次增长,但整体出货量增速仍将只是个位数的增长,智能手机高成长期已经过去。对于智能手机,零部件一旦停止创新,终端厂商每年会要求10%左右的价格下降幅度,因此会进一步压缩手机产业链公司的盈利能力。虽然智能手机出货量不再增长,甚至下滑,但是具备持续创新机会的功能模块仍值得业界重点关注。未来智能手机具备持续创新机会的结构性领域预计将会是摄像头(三/多摄、摄像头升级等)、5G功能模块、AI模块、屏幕折叠等。


三摄和3D摄像头将在智能手机中持续渗透,华为2019年将推出四摄+10倍光学变焦,手机摄像头持续创新的产业链结构性机会值得关注。华为三摄像头出色的拍摄效果获得了市场的青睐,旗舰机型P20 Pro及Mate20都实现了热卖,有消息称,明年苹果新机也将搭载后置三摄,因此三摄有望实现快速渗透。三摄方兴未艾,四摄已经在紧锣密鼓的开发中了,今年10月,三星推出GalaryA9s,后置采用四摄像头,华为表示,2019年将推出四摄像头配置,并具有10倍光学变焦及5G功能。

智能手机摄像头性能向单反靠拢是确定性趋势,摄像头创新将是未来两年智能手机创新的主线之一。2019年三摄将会在智能手机高端机型中渗透,预计2019年全球三摄智能手机的渗透率将达到9.2%。另外,3D摄像头经由iPhone开启浪潮后,预计未来2年3D摄像头将会在国产手机中快速渗透,2020年全球渗透率将会达到21.3%。受益于三摄和3D摄像头智能手机的放量,18-20年全球智能手机摄像头行业增速为14.6%,市场规模至2020年达到288亿美元。

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为什么摄像头会是近年来智能手机厂商最为关注的一大领域?首先,智能手机摄像头存在刚性需求,单反相机过于笨重提升便携式摄像工具的需求,而智能手机摄像头与单反相机拍照性能上巨大的差距将会持续保证未来很长一段时间内摄像头会持续创新;其次,终端智能手机厂商在存量市场下,为追求差异化提升对消费者的议价能力乐于在外观上做变革,如摄像头和屏幕模块。

华为开启三摄潮流,预计2019年三摄出货量将达到1.35亿台:2018年,全球智能手机双摄渗透率超40%,而国内手机市场则更为领先,各大主流国产智能手机双摄占比均已超过50%,华为和小米更是超过70%。随着双摄的快速普及,华为在旗舰机P20 Pro以及Mate 20全系列机型中采用后置三摄像头方案,正式开启智能手机的后置三摄潮流。华为三摄的成功将会带动高端智能手机升级后置摄像头,包括其他国产智能手机品牌OPPO(R系列和Find系列)、Vivo(X系列和NEX系列)、小米(小米9)和两大海外智能手机品牌iPhone(2019年高端机型)、三星(S系列)均很有可能在2019年采用后置三摄像头方案。根据2018年前十月份国内主流四大品牌旗舰机的销量,预计2019年全年三摄智能手机出货量将达到1.35亿台。

预计2019年,全球智能手机中三摄渗透率将达到9.2%,其中“真”三摄(三个摄像头同时工作)占比7.2%,“假”三摄(2+1方案)占比2.0%。华为领衔三摄手机放量,三摄手机在华为全部智能手机中渗透率达到24.1%,OPPO、Vivo和小米三摄手机的渗透率分别达到15.8%、13.9%和8.0%;三星和苹果的三摄渗透率分别为4.8%和11.4%。


iPhone领衔3D Sensing技术,国产智能手机仍需等待成熟的技术方案:2017年苹果在iPhone X的前置摄像头新增3D结构光方案,2018年在三款新机的前置摄像头均采用3D结构光方案,华为Mate20 Pro前置摄像头采用3D结构光方案,OPPO旗舰机R17 Pro采用后置3D TOF方案。在3D Sensing领域,苹果公司技术方案成熟位于行业的绝对领先地位,而国产手机虽然目前在前置后置中都开始采用3D Sensing方案,但是技术仍然落后于苹果。2019年安卓手机3D Sensing渗透率仍然会较低,预测达到2.8%,但是受益于今年苹果三款新机的放量,2019年全球3D Sensing的渗透率将会达到14.7%。


2018年,苹果3D摄像头iPhone销量约0.8亿台,国产3D摄像头智能手机销量约0.12亿台,市场规模15.5亿美元,至2020年,全球3D摄像头智能手机将达到3.1亿台,其中iPhone约为1.87亿台,而安卓机约为1.24亿台,市场规模为41.1亿美元,19-20年CAGR为62.7%。

2019-2020年,三摄以及3D摄像头将会在智能手机中快速渗透,驱动智能手机摄像头行业继续保持快速成长,预计2018-2020年全球智能手机摄像头市场空间分别为218、265、288亿美元,复合增速达到14.6%,远高于智能手机产业链的平均增速。

从更为长远的角度来看,四/多摄仍然将会在部分高端机型中继续渗透,同时摄像头升级势在必行,各种高端摄像头均在逐渐导入至旗舰机中,未来高端摄像头仍将是量价齐升的行业趋势。
从智能手机摄像头的成本结构来看,镜头和图像传感器合计占比超过了70%。从盈利能力来看,龙头公司毛利率最高的是光学镜头,达到了70%,而图像传感器和音圈马达的毛利率则是45%左右,红外滤光片约为35%,而模组业务技术难度最低,行业毛利率约为10-12%。


OPPO变焦镜头专利曝光 或支持5倍光变?

近年来OPPO积极研究各种黑科技,例如升降式全面屏、SuperVOOC闪充等技术,足以证明OPPO自身强大的研发实力。除了这些成功商用的技术之外,OPPO还有一些别的“压箱底”技术,例如在2017年MWC上展出的潜望式变焦技术。

据OPPO介绍,借助潜望式变焦技术,智能手机可以实现最高5倍的光学变焦。而且不同于市面上普遍使用的变焦方式,潜望式镜组可以实现平滑的变焦过渡,拥有不需要妥协画质和防抖等特性。

尽管潜望式变焦技术有这么多优点,却因为体积过于庞大所以无法放入普通智能手机中,因此一直没有实现商用。近日,据外媒报道,OPPO获得了一项全新的发明专利,而从专利说明来看似乎是另一种潜望式变焦技术,但该镜头模组的体积已经大幅度缩小,塞进手机里已经不成问题。

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据介绍,专利中示意的镜头模组厚度为5.7毫米,防抖精度为0.0025°。整个模组为长条矩形状,其中包含可以移动的镜片组,通过镜片的左右移动来实现光学变焦。而且该模组还是双摄设计,第二摄像头应该是负责广角或者景深功能,大体和现在市面上出现的双摄功能差不多。

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随着专利的申请,我们可以料想这项革新之后的技术很可能会出现在未来推出的机型上。不过在R系列机型上OPPO或许不会如此冒进上马潜望式变焦技术,我们倒是可以期待一下Find系列新旗舰的表现。

OPPO的潜望式光学变焦技术无疑是代表了智能手机拍照功能的新方向,但如何商用确实也是一个难题。如果是目前的智能手机的话,那么想要在有限的体积内塞入大尺寸的模组显然是不太现实的。但考虑到未来折叠屏手机会成为主流,那么以折叠屏手机的体积来说,放下潜望式变焦镜组自然是绰绰有余了。



受苹果等厂商青睐 索尼计划提高3D摄像头传感器产量

据彭博社报道,苹果对现有供应商索尼(Sony)生产的3D相机传感器表示浓厚兴趣。索尼传感器部门负责人吉原聪(Satoshi Yoshihara)表示,索尼计划明年夏天开始生产3D相机传感器,以满足“几家”智能手机制造商的需求。虽然吉原没有透露销售或生产目标,但他表示,3D传感器业务已开始盈利,并将对始于4月份的新财政年度的盈利产生影响。3D相机技术的一个主要例子是苹果的TrueDepth相机传感器,该传感器在iPhone X或更高版本的设备上都有使用,使用单个垂直腔表面发射激光器(VCSEL)将结构光(点网格)投射到物体上,通过测量网格中的偏差和扭曲,分析深度和三维地图跟踪物体,用于生物识别认证,如人脸或全身。

另一方面,索尼的3D相机传感器使用了飞行时间(TOF)技术,是通过测量光脉冲往返目标表面的时间来绘制深度地图。吉原说,TOF技术比结构光更精确,可以在更远的距离操作。

诚然,对索尼技术的需求尚未经受考验,消费者对3D技术的兴趣是否足以让智能手机市场摆脱困境,还有待观察。IDC的数据显示,2018年全球出货量可能下降3%,2019年可能仅增长2.6%。吉原聪还说,尽管智能手机制造商倾向于安装三个或更多摄像头,但手机设备只需正反面需要两款3D芯片。

外媒9to5Mac称,3D技术是苹果的未来愿景与增强现实的目标,苹果认为,这比虚拟现实更为重要。

但是苹果分析师郭明池(Ming-Chi Kuo) 9月份曾表示,苹果不太可能将这项技术整合到下一代iPhone手机中。相反,苹果预计将继续依赖iPhone 7最初部署的双摄像头系统。“我们相信iPhone的双摄像头可以模拟并提供拍照所需的足够的距离/深度信息;因此,新款iPhone没有必要配备后置TOF。”

索尼并不是独家的3D芯片制造商,英飞凌(Infineon)、松下(Panasonic)和意法半导体公司(STMicroelectronics)也在开发基于TOF技术的3D芯片,比如通过面部识别来解锁手机,或者在夜间拍照时,通过测量景深来改进焦距等等。

吉原说:“即将到来的新一年,最重要的是让人们兴奋起来。”