電子行業(yè)手機(jī)產(chǎn)業(yè)系列報(bào)告之三：尋找黑夜中的星光多攝滲透、CIS、玻塑混合、ToF、屏下攝像

1、目錄 HYPERLINK l _TOC_250018 1、尋找黑夜中星光：換機(jī)與品牌 4 HYPERLINK l _TOC_250017 2、多攝滲透加速，TOF 與潛望式鏡頭未來(lái)可期 6 HYPERLINK l _TOC_250016 技術(shù)延伸，5G 時(shí)代也是多攝時(shí)代 6 HYPERLINK l _TOC_250015 雙攝時(shí)代，人像模式 7 HYPERLINK l _TOC_250014 三攝時(shí)代，開啟長(zhǎng)焦模式 7 HYPERLINK l _TOC_250013 四攝時(shí)代，暫以 TOF 為標(biāo)桿，潛望式長(zhǎng)焦亦是看點(diǎn) 8 HYPERLINK l _TOC_250012 從高到中，從后到前，從安

2、卓到蘋果，多攝加速滲透 9 HYPERLINK l _TOC_250011 2、 高畫質(zhì)需要多種要素，傳感器與鏡頭值得關(guān)注 11 HYPERLINK l _TOC_250010 像素一高再高，高像素不等于高畫質(zhì) 11 HYPERLINK l _TOC_250009 CIS 頭部企業(yè)加速擴(kuò)產(chǎn)，有望帶動(dòng)上下游產(chǎn)業(yè) 13 HYPERLINK l _TOC_250008 玻塑混合鏡片有望成為新趨勢(shì) 16 HYPERLINK l _TOC_250007 4、3D Sensing 之 TOF，開啟未來(lái) AR/VR 之路 18 HYPERLINK l _TOC_250006 3D Sensing 多種方案，

3、TOF 脫穎而出 18 HYPERLINK l _TOC_250005 TOF 不僅為了拍照，更是為了未來(lái)應(yīng)用 21 HYPERLINK l _TOC_250004 3D Sensing 市場(chǎng)景氣上揚(yáng) 22 HYPERLINK l _TOC_250003 3D Sensing 核心部件VCSEL 23 HYPERLINK l _TOC_250002 5、 極致的全面屏方案屏下攝像技術(shù) 24 HYPERLINK l _TOC_250001 6、投資建議 26 HYPERLINK l _TOC_250000 7、風(fēng)險(xiǎn)提示 27插圖目錄圖 1 ：全球智能手機(jī)出貨量 4圖 2 ：2019 年中國(guó) 5G

4、 手機(jī)出貨量 4圖 3 ：全球 5G 手機(jī)出貨量在全球智能手機(jī)出貨量中占比 5圖 4 ：全球 5G 手機(jī)出貨量年復(fù)合增長(zhǎng)率 5圖 5 ：手機(jī)特性的變化 7圖 6 ：華為 P10 系列 7圖 7 ：iPhone 7 plus 人像模式 7圖 8 ：華為 P20 PRO 8圖 9 ：iPhone 11 RPO MAX 8圖 10 ：華為 P30 PRO 9圖 11 ：三星 S20 Ultra 9圖 12 ：潛望式鏡頭 9圖 13 ：變焦能力 9圖 14 ：手機(jī)攝像頭個(gè)數(shù) 10圖 15 ：多攝占比 10圖 16 ：DXOMARK 排行榜 13圖 17 ：手機(jī)攝像頭模組結(jié)構(gòu) 14圖 18 ：手機(jī)攝像頭

5、各部件價(jià)值占比 14圖 19 ：CIS 下游市場(chǎng)應(yīng)用領(lǐng)域占比統(tǒng)計(jì)情況 15圖 20 ：CIS 供應(yīng)商的年收入及同比 15圖 21 ：CIS 供應(yīng)商市場(chǎng)份額 16圖 22 ：小米 10 pro 8P 鏡頭 17圖 23 ：結(jié)構(gòu)光示意圖 19圖 24 ：TOF 示意圖 19圖 25 ：雙目立體視覺示意圖 20圖 26 ：榮耀 V20 3D 體感游戲機(jī) 22圖 27 ：全球 3D Sensing 市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)及智能手機(jī)市場(chǎng)占比 23圖 28 ：3D Sensing 示意圖 23圖 29 ：探索全面屏的四種方案 24圖 30 : OPPO “電子設(shè)備、圖像處理方案和裝置”專利 25圖 31 : OPP

6、O“圖像處理模塊、攝像頭和電子設(shè)備”專利 25圖 32 ：屏下攝像屏幕原理示意圖 26表格目錄表 1 ：2019 年全球智能手機(jī)品牌出貨量情況 5表 2 ：2019 年全球智能手機(jī)品牌 5G 手機(jī)出貨量情況 6表 3 ：華為與榮耀系列手機(jī)攝像頭數(shù)量與規(guī)格 10表 4 ：手機(jī)攝像頭出貨量 11表 5 ：華為手機(jī)攝像頭數(shù)量與規(guī)格 12表 6 ：iPhone 攝像頭數(shù)量與規(guī)格 12表 7 ：CCD 圖像傳感器與 CMOS 圖像傳感器特點(diǎn)對(duì)比情況 14表 8 ：CIS 供應(yīng)商供應(yīng)能力概述（單位：千片/月） 15表 9 ：塑料鏡片與玻璃鏡片的區(qū)別 17表 10 ：TOF、結(jié)構(gòu)光、雙目立體視覺之間的比較

7、20表 11 ：手機(jī)廠商中使用 ToF 的機(jī)型 21表 12 ：VCSEL 市場(chǎng)規(guī)模及預(yù)測(cè) 24表 13 ：重點(diǎn)公司盈利預(yù)測(cè)（截至 2019/2/18） 271、尋找黑夜中星光：換機(jī)與品牌2019 年，全球智能手機(jī)市場(chǎng)疲軟。2019 年第三季度，智能手機(jī)市場(chǎng)，在出現(xiàn)連續(xù) 7 個(gè)季度出貨量同比下滑的情況后，在三星 Note 10 系列，華為 Mate 30 系列，蘋果 iPhone 11 系列等一系列強(qiáng)勢(shì)優(yōu)秀產(chǎn)品發(fā)布的幫助下，終于迎來(lái)了首次手機(jī)出貨量同比上升。但是好景不長(zhǎng)，2019 年第四季度，智能手機(jī)出貨量再次出現(xiàn)同比下降，同比下降 1.10%。至此，2019 年，手機(jī)市場(chǎng)整體疲軟，智能手機(jī)全

8、年出貨量同比下降 1.28%。面對(duì)智能手機(jī)普及率高企、智能手機(jī)出貨量同比下降的情況，智能手機(jī)市場(chǎng)進(jìn)入存量競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)已經(jīng)是不爭(zhēng)的事實(shí)。圖 1：全球智能手機(jī)出貨量圖 2：2019 年中國(guó) 5G 手機(jī)出貨量資料來(lái)源：IDC， 資料來(lái)源：中國(guó)信通院， 黑夜中閃爍的星光，存量中的變量。如果將智能手機(jī)市場(chǎng)進(jìn)入存量競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)，出貨疲軟看作手機(jī)市場(chǎng)的黑夜，那么 5G 掀起的換機(jī)潮就如同黑夜中閃爍的星光。2019 年 8 月，中國(guó)市場(chǎng)已經(jīng)出現(xiàn) 5G 手機(jī)銷售。從此，5G 手機(jī)銷售一路火爆。截至 2019 年 12 月，中國(guó) 5G 手機(jī)累計(jì)出貨量達(dá)到 1376.9 萬(wàn)部。中國(guó)具備全球優(yōu)秀的 5G 設(shè)備供應(yīng)商，從 20

9、20年就開始將會(huì)加快 5G 網(wǎng)絡(luò)的完善；此外，中國(guó)還具備多個(gè)全球知名的手機(jī)廠商，能夠?yàn)槿蚬?yīng)性價(jià)比較高的 5G 手機(jī)。根據(jù)群智咨詢預(yù)測(cè)，到 2020 年第四季度 5G 智能手機(jī)的低價(jià)將達(dá)到 1500 元人民幣，進(jìn)入快速普及階段。Canalys 預(yù)測(cè)，到 2020 年，中國(guó)手機(jī)市場(chǎng)上 5G 手機(jī)占比將達(dá)到 17.5%，而到 2023 年，這一比例將攀升至 62.7%。中國(guó) 5G 市場(chǎng)的高歌猛進(jìn)將有望帶動(dòng)全球手機(jī)市場(chǎng)回暖。Canalys 預(yù)計(jì)，2023 年全球 5G 手機(jī)出貨量將超越 4G 手機(jī)出貨量，同時(shí)預(yù)測(cè)未來(lái) 5 年，全球 5G 手機(jī)出貨量將達(dá)到 19 億部，其復(fù)合年均增長(zhǎng)率達(dá)到 179.

10、9%。2023 年，5G 手機(jī)出貨量將接近 8 億部，占當(dāng)年全部智能手機(jī)出貨量的 51.4%。其中大中華區(qū)的 5G 智能手機(jī)占有率將達(dá)到 34%；其次是北美地區(qū)，占比 18.8%；亞洲太平洋地區(qū)為 17.4%。圖 3：全球 5G 手機(jī)出貨量在全球智能手機(jī)出貨量中占比圖 4：全球 5G 手機(jī)出貨量年復(fù)合增長(zhǎng)率資料來(lái)源：Canalys， 資料來(lái)源：Canalys， 品牌效應(yīng)凸顯，頭部廠商市場(chǎng)份額或?qū)⑦M(jìn)一步提高。雖然 2019 年，全球智能手機(jī)市場(chǎng)疲軟，但是頭部手機(jī)廠商表現(xiàn)卻并不疲軟。2019 年，全球六大手機(jī)品牌，三星、華為、 Apple、小米，OPPO，vivo 中，除了 Apple 外，其他五

11、大品牌出貨量同比呈現(xiàn)正增長(zhǎng)。與手機(jī)出貨量同比增長(zhǎng)形成呼應(yīng)的是，五大品牌的市場(chǎng)份額在 2019 年獲得再次提升。2019 年，全球六大手機(jī)品牌的市場(chǎng)份額總計(jì)達(dá)到 73.3%，同比上升 3.98 個(gè)百分點(diǎn)。2019年是 5G 手機(jī)出貨的元年，頭部廠商發(fā)布強(qiáng)勢(shì)產(chǎn)品，在 5G 手機(jī)領(lǐng)域依然占據(jù)非常高的市場(chǎng)份額。2019 年，華為、三星、vivo 在全球 5G 手機(jī)市場(chǎng)份額分別是 36.9%、35.8%、10.7%。展望 2020 年，蘋果或?qū)⒃诖杭景l(fā)布一款性價(jià)比較高的手機(jī)，以及在秋季發(fā)布自家的 5G手機(jī)。蘋果的春季和秋季產(chǎn)品將會(huì)是部分計(jì)劃更換 5G 手機(jī)的 iPhone 用戶釋放出消費(fèi)活力，有望對(duì) 2

12、020 年全球智能手機(jī)出貨量回暖提供有力的幫助；同時(shí)，在 Android 陣營(yíng)也會(huì)不遺余力的發(fā)布自家新一代 5G 手機(jī)，蘋果 5G 手機(jī)的推出或?qū)⑹诡^部廠商的市場(chǎng)份額進(jìn)一步提高，智能手機(jī)市場(chǎng)集中度進(jìn)一步加強(qiáng)。表 1：2019 年全球智能手機(jī)品牌出貨量情況品牌出貨量市場(chǎng)份額同比2018 年2019 年2018 年2019 年三星291.8296.519.38%19.95%1.61%華為205.3238.513.64%16.05%16.17%Apple206.3196.213.70%13.20%-4.90%小米119124.57.91%8.38%4.62%OPPO119119.87.91%8.06

13、%0.67%vivo102113.76.78%7.65%11.47%lenovo group38.839.62.58%2.66%2.06%LG40.829.22.71%1.97%-28.43%realme4.725.70.31%1.73%446.81%tecno1821.51.20%1.45%19.44%others359.6280.823.89%18.90%-21.91%總計(jì)1505.31486100.00%100.00%-1.28%資料來(lái)源：Counterpoint、 表 2：2019 年全球智能手機(jī)品牌 5G 手機(jī)出貨量情況品牌出貨量（百萬(wàn)臺(tái)）市場(chǎng)份額（%）華為6.936.9三星6.73

14、5.8vivo210.7小米16.4LG0.94.8其他15.3總計(jì)18.7100資料來(lái)源：Strategy Analytics、 2、多攝滲透加速，TOF 與潛望式鏡頭未來(lái)可期技術(shù)延伸，5G 時(shí)代也是多攝時(shí)代手機(jī)是通信技術(shù)最直接的載體。每一代通信技術(shù)的發(fā)展，不僅使手機(jī)的通信性能得到增加，同時(shí)引發(fā)手機(jī)的其他性能的進(jìn)步。1G 時(shí)代，消費(fèi)基本都是用著黑白手機(jī)，當(dāng)時(shí)技術(shù)發(fā)展緩慢，手機(jī)性能并沒有迎來(lái)太多的進(jìn)步。2G 時(shí)代，手機(jī)從黑白屏進(jìn)入了彩屏，消費(fèi)者可以拜托單調(diào)的顯示屏，享受彩屏帶來(lái)的喜悅，此外，到了 2G 時(shí)代后期 Symbian 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了智能化，從此手機(jī)開始進(jìn)入智能時(shí)代。智能化是后 2G 時(shí)代

15、的產(chǎn)物，進(jìn)入 3G 時(shí)代大放異彩，先后出現(xiàn) Android、iOS、Windows phone、Blackberry 等系統(tǒng)；2G 時(shí)代留下的不僅是手機(jī)智能系統(tǒng)，還有觸摸屏。后 3G 時(shí)代，三星 Note 系列是大屏的代表。進(jìn)入 4G 時(shí)代，大屏已經(jīng)不足以滿足消費(fèi)者的需求，因此出現(xiàn)了“全面屏”，提升消費(fèi)者的視覺享受。大屏是 3G 時(shí)代遺留給 4G 時(shí)代的產(chǎn)物，不是 4G 時(shí)代獨(dú)特的標(biāo)簽。4G 時(shí)代手機(jī)獨(dú)特的標(biāo)簽是“多攝”。2G-3G 時(shí)代，手機(jī)后置攝像頭主要以單攝為主。4G 時(shí)代，在手機(jī)創(chuàng)新碰到瓶頸之時(shí)，攝像頭方面的創(chuàng)新就成了行業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)。華為 P9 吹起了手機(jī)多攝的號(hào)角，P20 PRO 帶

16、領(lǐng)市場(chǎng)進(jìn)入 3 攝時(shí)代，P30 PRO 作為繼任者，實(shí)現(xiàn)手機(jī)四攝。從 2G-4G 的發(fā)展，上一代留下的突破都會(huì)在下一代產(chǎn)品繼續(xù)沿用。手機(jī)多攝已經(jīng)成為潮流，5G 時(shí)代必定多攝的時(shí)代。圖 5：手機(jī)特性的變化資料來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng)公開資料， 雙攝時(shí)代，人像模式雖然華為 P9 不是全球第一款雙攝手機(jī)，但是華為 P9 開啟了手機(jī)雙攝的潮流。華為 P9采用的是的彩色+黑白的雙 1200 萬(wàn)像素的方案。這種方案拍照時(shí)兩顆攝像頭同時(shí)工作，一個(gè)負(fù)責(zé)拍攝彩色畫面，另一個(gè)拍攝黑白畫面，描繪線條。由于黑白鏡頭取消了分色濾鏡，所以進(jìn)光量更多，細(xì)節(jié)也就更加清晰，再通過(guò)軟件把黑白畫面的細(xì)節(jié)強(qiáng)化進(jìn)彩色照片，最終成為一張畫質(zhì)更優(yōu)、細(xì)

17、節(jié)更清晰的照片。iPhone 采用的是長(zhǎng)焦+廣角的方案，人像模式下，其等效 56mm 的長(zhǎng)焦鏡頭負(fù)責(zé)拍攝影像，等效 28mm 的短焦鏡頭負(fù)責(zé)記錄畫面景深信息。所以 iPhone 7 plus 的“人像模式”做得就相對(duì)較好，吸引了大批的消費(fèi)者。后期華為的 P10 系列也在人像模式上下了功夫。雖然 P10 的雙攝等效焦距都為 27mmm，但華為 P10 加入了 2 倍變焦功能，開啟之后彩色鏡頭的焦距會(huì)達(dá)到 54mm 是因?yàn)樵摻苟伪蛔u(yù)為人像攝影的“黃金焦段”，適合人物特寫。圖 6：華為 P10 系列圖 7：iPhone 7 plus 人像模式資料來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng)公開資料， 資料來(lái)源：綠茶軟件園， 三攝時(shí)

18、代，開啟長(zhǎng)焦模式2018 年，華為發(fā)布的 P20 PRO 正式拉起了手機(jī)進(jìn)入三攝時(shí)代的序幕。華為 P20 pro 采用的是 4000 萬(wàn)彩色鏡頭+2000 萬(wàn)黑白鏡頭+800 萬(wàn)長(zhǎng)焦鏡頭。P20 PRO 支持 3 倍光學(xué)變焦， 5 倍三攝變焦，10 倍數(shù)字變焦。華為 P20 pro 采用“彩色鏡頭+黑白鏡頭+長(zhǎng)焦鏡頭”組合相互協(xié)作，擁有高倍無(wú)損變焦的能力，夠在低光性能、變焦、高分辨率、景深虛化等方面提供更優(yōu)質(zhì)的體驗(yàn)。攝像頭自動(dòng)默認(rèn)采用“超采樣技術(shù)”將 4000 萬(wàn)像素合成為 1000萬(wàn)，通過(guò)壓縮進(jìn)一步提升像素質(zhì)量達(dá)到增強(qiáng)普通模式畫質(zhì)。2019 年，Apple 發(fā)布iPhone11系列。其中 i

19、Phone 11 pro 以及 iPhone 11 pro Max 采用三攝方案。iPhone 采用的三攝方案有別于安卓陣營(yíng)。iPhone 11 pro 以及 Max 版本采用的是 1200 萬(wàn)廣角攝像頭+1200萬(wàn)超廣角攝像頭+1200 萬(wàn)長(zhǎng)焦攝像頭的方案。此前，遠(yuǎn)攝鏡頭配合廣角攝像頭來(lái)產(chǎn)生肖像模式效果，又或者在用戶頻繁縮放的時(shí)候進(jìn)行接管。通過(guò)結(jié)合來(lái)自這兩個(gè)視角略有不同的攝像頭的信息，該設(shè)備能夠確定深度數(shù)據(jù)，讓它能夠模糊背景的某一點(diǎn)，等等。超廣角鏡頭提供了更多的信息，這應(yīng)該會(huì)提高肖像模式等功能的精確度。在專用的傳感器和攝像頭系統(tǒng)上，廣角的一個(gè)好處在于，它的創(chuàng)作者能夠進(jìn)行大量的修正，這樣就不會(huì)

20、出現(xiàn)角落或中心位置瘋狂失真的問(wèn)題。iPhone 開創(chuàng)的長(zhǎng)焦模式在安卓陣營(yíng)也受到了認(rèn)可。長(zhǎng)焦鏡頭已經(jīng)順利地成為三攝鏡頭的重要成員。圖 8：華為 P20 PRO圖 9：iPhone 11 RPO MAX資料來(lái)源：TechWeb， 資料來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng)公開資料， 四攝時(shí)代，暫以TOF 為標(biāo)桿，潛望式長(zhǎng)焦亦是看點(diǎn)2019 年，華為發(fā)布P30 系列。手機(jī)的后置攝像頭再增加一位成員，進(jìn)入四攝時(shí)代。4000萬(wàn)像素超感光+2000 萬(wàn)像素超廣角+800 萬(wàn)像素超級(jí)變焦 +TOF 鏡頭。華為本次加入 TOF（Time of flight）鏡頭, TOF 鏡頭是深度攝像頭的一種，利用飛行時(shí)間進(jìn)行測(cè)距。ToF相機(jī)將允許

21、您的手機(jī)分離不同的對(duì)象。例如拍照人像時(shí)，ToF 相機(jī)就能夠精準(zhǔn)識(shí)別對(duì)象不屬于后置風(fēng)景，從而在照片圖像上顯出絢麗的散景效果能夠很好的計(jì)算人像的輪廓來(lái)精準(zhǔn)的識(shí)別，對(duì)其他的物體進(jìn)行虛化處理。此外，P30 PRO 的超長(zhǎng)焦攝像頭有別于一般長(zhǎng)焦攝像頭，采用的是潛望式長(zhǎng)焦鏡頭，通過(guò)棱鏡的光路折射，是鏡頭橫置于機(jī)身內(nèi)部，增強(qiáng)變焦能力。得益于潛望式鏡頭，華為 P30 PRO 實(shí)現(xiàn) 5 倍光學(xué)變焦，10 倍混合變焦， 50 倍數(shù)字變焦。華為開辟的道路，獲得了市場(chǎng)上的認(rèn)可。2020 年，三星發(fā)布 S20 系列。其中以 S20 Ultra 最為驚艷。S20 Ultra 搭載 1.08 億像素廣角攝像頭+4800 萬(wàn)

22、像素長(zhǎng)焦攝像頭+1200 萬(wàn)像素?cái)z像頭+TOF 鏡頭。三星 S20 Ultra 頁(yè)配備了潛望式長(zhǎng)焦鏡頭。因此，目前四攝時(shí)代已經(jīng)來(lái)臨，TOF 鏡頭與潛望式長(zhǎng)焦鏡頭已經(jīng)成為安卓陣營(yíng)兩大巨頭的產(chǎn)品配置中，對(duì)于未來(lái)這兩個(gè)攝像頭的使用，我們認(rèn)為非常值得期待。圖 10：華為 P30 PRO圖 11：三星 S20 Ultra資料來(lái)源：華為， 資料來(lái)源：三星， 圖 12：潛望式鏡頭圖 13：變焦能力資料來(lái)源：華為， 資料來(lái)源：華為， 從高到中，從后到前，從安卓到蘋果，多攝加速滲透從高到中，從后到前，從安卓到蘋果。多攝的趨勢(shì)是由頭部手機(jī)廠商發(fā)起，在其自家的高端產(chǎn)品中率先使用。高端產(chǎn)品作為其在市場(chǎng)上立足的旗幟與資

23、本，當(dāng)需要進(jìn)行下一步創(chuàng)新的時(shí)候，上一代的技術(shù)就可以轉(zhuǎn)移到終端產(chǎn)品中。以華為為例，華為 Mate 系列和 P系列是當(dāng)家的高端產(chǎn)品，而 Nova 和榮耀系列則可以看作華為的中端產(chǎn)品。2017 年華為發(fā)布的旗艦手機(jī) Mate 10 pro 搭載雙攝鏡頭，2018 年榮耀 10 也用上了；2019 年華為的 P30 pro 所搭載的四攝在同年榮耀發(fā)布的榮耀 20 系列中也獲得了使用。因此，可以看到，多攝的趨勢(shì)已經(jīng)從高端滲透到中端。此外，不僅是后置攝像頭，前置攝像頭也有增加。例如，華為在 Nova 6、榮耀 V30 pro，三星在 S10+ 中都采用了前置雙攝。還有一點(diǎn)，2018 年華為在手機(jī)中使用了三

24、攝技術(shù)，2019 年蘋果發(fā)布了具有三攝的 iPhone 11 系列；2019 年華為在手機(jī)中使用了四攝技術(shù)，因此，我們認(rèn)為，不排除蘋果會(huì)在 2020 年的旗艦手機(jī)中使用四攝技術(shù)。表 3：華為與榮耀系列手機(jī)攝像頭數(shù)量與規(guī)格廠商機(jī)型后置攝像頭后置鏡頭規(guī)格前置攝像頭華為Mate 30 pro44000 萬(wàn)像素電影超廣角鏡頭+4000 萬(wàn)像素超感光鏡頭+800 萬(wàn)像素長(zhǎng)焦鏡頭+3D 深感鏡頭3200 萬(wàn)像素Mate 3034000 萬(wàn)像素主攝鏡頭+1600 萬(wàn)像素超廣角鏡頭+800 萬(wàn)像素長(zhǎng)焦鏡頭2400 萬(wàn)像素P30 PRO44000 萬(wàn)像素+2000 萬(wàn)像素+800 萬(wàn)像素+TOF 鏡頭3200

25、萬(wàn)像素P3034000 萬(wàn)像素+1600 萬(wàn)像素+800 萬(wàn)像素3200 萬(wàn)像素Mate 20 PRO34000 萬(wàn)像素+2000 萬(wàn)像素+800 萬(wàn)像素2400 萬(wàn)像素Mate 1021200 萬(wàn)像素+2000 萬(wàn)像素800 萬(wàn)像素榮耀V30 pro34000 萬(wàn)像素超感光鏡頭+1200 萬(wàn)像素電影鏡頭+800 萬(wàn)像素長(zhǎng)焦鏡頭3200 萬(wàn)像素+800 萬(wàn)像素V3034000 萬(wàn)像素超感光鏡頭+800 萬(wàn)像素長(zhǎng)焦鏡頭+800 萬(wàn)像素超廣角鏡頭3200 萬(wàn)像素20 pro44800 萬(wàn)像素+1600 萬(wàn)像素超廣角+800 萬(wàn)像素變焦+200 萬(wàn)像素微距3200 萬(wàn)像素2044800 萬(wàn)像素+16

26、00 萬(wàn)像素+200 萬(wàn)像素+200 萬(wàn)像3200 萬(wàn)像素102黑白 2400 萬(wàn)像素+彩色 1600 萬(wàn)像素2400 萬(wàn)像素資料來(lái)源：中關(guān)村在線、 在頭部廠商的帶動(dòng)下，手機(jī)攝像頭傳感器的出貨量不斷上升。2019 年全球智能手機(jī)出貨疲軟，但是在手機(jī)后置多攝趨勢(shì)的帶動(dòng)下，2019 年 Q3 手機(jī)攝像頭傳感器出貨量約為 13億顆，同比增長(zhǎng) 14%。多攝的滲透不斷進(jìn)行。2013 年，每部手機(jī)平均攝像頭個(gè)數(shù)為 2.2個(gè)，到 2018 年，平均每部手機(jī)的攝像頭個(gè)數(shù)已經(jīng)達(dá)到 2.81 個(gè)。根據(jù)群智咨詢數(shù)據(jù)顯示， 2019 年 Q3 多攝出貨量急速上升。其中，雙攝占比 30%，三攝占比 26%，四攝占比 2

27、2%。多攝占比達(dá)到 78%。所以，多攝的趨勢(shì)不僅是高端，還有中端；不僅是后置，還有前置；不僅是安卓，還有蘋果。根據(jù) IHS Market 2020 年與 2021 年全球需要攝像頭分別為 51.31/56.50 億顆，同比增長(zhǎng) 14.99%/10.11%。整體手機(jī)市場(chǎng)需要的鏡頭模組不斷增加。圖 14：手機(jī)攝像頭個(gè)數(shù)圖 15：多攝占比資料來(lái)源：前瞻經(jīng)濟(jì)學(xué)人， 資料來(lái)源：群智咨詢， 表 4：手機(jī)攝像頭出貨量20182019E2020E2021E前置單攝1376136313701396雙攝433245603D 鏡頭85190235270后置單攝853370203131雙攝543592665645三攝

28、21276395462四攝0581522183D 鏡頭132110185總需求3547446251315650每年同比增長(zhǎng)10.10%25.80%14.99%10.11%資料來(lái)源：IHS Market、 2、高畫質(zhì)需要多種要素，傳感器與鏡頭值得關(guān)注像素一高再高，高像素不等于高畫質(zhì)手機(jī)攝像頭的的創(chuàng)新不僅在多攝，還有提升像素。近年來(lái)，手機(jī)廠商不斷提升手機(jī)像素作為手機(jī)創(chuàng)新的突破點(diǎn)，并以此作為手機(jī)宣傳的其中兩點(diǎn)，吸引消費(fèi)者。在提升手機(jī)像素的過(guò)程中，以安卓陣營(yíng)最為激進(jìn)。以華為為例，后置攝像頭從 1200 萬(wàn)像素提升到 4000萬(wàn)像素，后置攝像頭升級(jí)有所放緩之時(shí)，前置攝像頭發(fā)起追趕，從 800 萬(wàn)像素升級(jí)

29、到 3200萬(wàn)像素。除了華為以外，還有令人驚嘆的三星和小米的一億像素。蘋果在攝像頭升級(jí)方面雖然顯得保守，但是其前置攝像頭也從 700 萬(wàn)像素提升至 1200 萬(wàn)像素。面對(duì)不斷創(chuàng)新高的手機(jī)攝像頭像素，我們不僅要問(wèn)一句，是不是像素越高畫質(zhì)就越好呢？表 5：華為手機(jī)攝像頭數(shù)量與規(guī)格型號(hào)華為P9華為P10華為P20 PRO華為P30 PRO華為 Mate30 PRO上市時(shí)間2016 年 4 月2017 年 3月2018 年 4 月 12 日2019 年 4 月2019 年 11 月 1 日后置攝像頭雙1200 萬(wàn)像素2000 萬(wàn)像素+1200 萬(wàn)像素4000 萬(wàn)像素+2000 萬(wàn)像素+800 萬(wàn)像素4

30、000 萬(wàn)像素+2000 萬(wàn)像素+800 萬(wàn)像素 +TOF4000 萬(wàn)像素電影超廣角鏡頭+4000 萬(wàn)像素超感光鏡頭+800 萬(wàn)像素長(zhǎng)焦鏡頭+3D 深感鏡頭方案彩色+黑白黑白+彩色彩色+黑白+長(zhǎng)焦超感光+超廣角+超級(jí)變焦+TOF超感光+超廣角+超級(jí)變焦+TOF前置攝像頭800 萬(wàn)像素800 萬(wàn)像素2400 萬(wàn)像素3200 萬(wàn)像素3200 萬(wàn)像素光圈后置f/2.2前置f/2.4后置 f/2.2，前置f/1.9后置 f/1.8+f/1.6+f/2.4，前置f/2.0后置f/1.6+f/2.2+f/3.4，前置 f/2.0后置 f/1.8+f/1.6+f2.4，前置f/2.0，資料來(lái)源：中關(guān)村在線、

31、 表 6：iPhone 攝像頭數(shù)量與規(guī)格型號(hào)iPhone 7 plus iPhone 8 plusiPhone XiPhone Xs MaxiPhone 11 PRO Max上市時(shí)間2016 年 9 月2017 年 9 月2017 年 11 月 1 日2018 年 9 月2019 年 9 月 1 日后置攝像頭雙 1200 萬(wàn)像素雙 1200 萬(wàn)像素雙 1200 萬(wàn)像素雙 1200 萬(wàn)像素1200 萬(wàn)廣角攝像頭+1200 萬(wàn)超廣角攝像頭+1200 萬(wàn)長(zhǎng)焦攝像頭方案長(zhǎng)焦+廣角長(zhǎng)焦+廣角長(zhǎng)焦+廣角長(zhǎng)焦+廣角廣角+超廣角+長(zhǎng)焦前置攝像頭700 萬(wàn)像素700 萬(wàn)像素700 萬(wàn)像素700 萬(wàn)像素1200

32、萬(wàn)像素資料來(lái)源：中關(guān)村在線、 對(duì)于很多消費(fèi)者而言，高像素意味著就是高畫質(zhì)，但事實(shí)并非如此。像素是分辨率的尺寸單位，而不是畫質(zhì)。像素唯一能決定的是其所拍圖片的分辨率，圖片的分辨率越高，只代表了圖片的尺寸越大，并不能說(shuō)明圖片越清晰。事實(shí)上，決定畫質(zhì)的硬件因素有很多包括：ISO、光圈、快門時(shí)間、像素、感光傳感器面積和鏡頭。其中以光圈、傳感器和鏡頭最為重要。光圈是一個(gè)用來(lái)控制光線透過(guò)鏡頭，進(jìn)入機(jī)身內(nèi)感光面光量的裝置，它通常是在鏡頭內(nèi)。表達(dá)光圈大小我們是用“F/數(shù)值”表示。數(shù)值越小，光圈越大，進(jìn)光量就越多。例如華為Mate 30 PRO 的 4000 萬(wàn)超感光攝像頭的光圈就達(dá)到了f/1.6，iPhone

33、 11 pro Max 的光圈也達(dá)到了f/1.8。光圈都比較大。大光圈的鏡頭因?yàn)榭梢垣@得更多的進(jìn)光量從而獲得很好的成像效果。傳感器決定圖片質(zhì)量的關(guān)鍵因素，傳感器尺寸越大，感光性能越好，捕捉的光子(圖形信號(hào))越多，信噪比越低，成像效果自然也越出色,畫質(zhì)也更加細(xì)膩。所以我們以看到iPhone 雖然只有 1200 萬(wàn)像素，但是在DXO 排行榜上卻可以不輸多個(gè)攝像頭高像素手機(jī)。鏡頭是將拍攝景物在傳感器上成像的器件，通常由幾片透鏡組成，光線信號(hào)通過(guò)時(shí)，鏡片們會(huì)層層過(guò)濾雜光(紅外線等)，每一層鏡片可以層層過(guò)濾。所以，從理論上看，鏡頭片數(shù)越多，成像就越真實(shí)。手機(jī)攝像能力是存在向單反靠近的趨勢(shì)，畢竟手機(jī)具備輕

34、便，隨身攜帶，操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。雖然高像素不等于高畫質(zhì)，但是高像素確實(shí)成為了消費(fèi)者購(gòu)買手機(jī)的一大考慮因素。高像素一般首先會(huì)在高端手機(jī)使用然后再逐漸向中端產(chǎn)品滲透，這個(gè)從華為以及榮耀的產(chǎn)品就可以知道。對(duì)于能生產(chǎn)出高像素，高性能等傳感器的頭部廠商，在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中能占據(jù)有利位置。圖 16：DXOMARK 排行榜資料來(lái)源：DXOmark， CIS 頭部企業(yè)加速擴(kuò)產(chǎn)，有望帶動(dòng)上下游產(chǎn)業(yè)傳感器占據(jù)手機(jī)模組最大價(jià)值量比例。手機(jī)攝像頭模組包含多個(gè)器件，包括鏡頭、音圈馬達(dá)，紅外濾光片、傳感器等。這些器件組裝在一起后，還需要放在嵌在 PCB 在，與手機(jī)其他重要部件連接在一起。從整個(gè)手機(jī)攝像頭模組看，傳感器是核心器件，

35、決定著攝像頭的成像品質(zhì)以及其他組件的結(jié)構(gòu)和規(guī)格，占據(jù)手機(jī)攝像頭模組中最大比例的價(jià)值量，為 52%；其次是封裝模組工藝，占據(jù)攝像頭模組價(jià)值量的 20%；光學(xué)鏡頭是影響手機(jī)拍照畫質(zhì)的重要零部件之一，占據(jù)攝像頭模組價(jià)值量的 19%。圖 17：手機(jī)攝像頭模組結(jié)構(gòu)圖 18：手機(jī)攝像頭各部件價(jià)值占比資料來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng)公開資料， 資料來(lái)源：前瞻經(jīng)濟(jì)學(xué)人， 目前主要有兩種感光元件：一是 CDD（電荷耦合）元件；另一種是 CMOS（互補(bǔ)金屬氧化物導(dǎo)體）器件。其中 CCD 電荷耦合器件集成在單晶硅材料上，像素信號(hào)逐行逐列依此移動(dòng)并在邊緣出口位置依此放大，CMOS 圖像傳感器集成在金屬氧化物半導(dǎo)體材料上，每個(gè)像素點(diǎn)均

36、帶有信號(hào)放大器，像素信號(hào)可以直接掃描導(dǎo)出。雖 CCD 成像更為優(yōu)異，但其制造工藝復(fù)雜，價(jià)格成本昂貴，而 CMOS 的制造成本和功耗要低于 CCD 不少，并且設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、尺寸小、高集成度等優(yōu)勢(shì)，迅速在民用消費(fèi)電子市場(chǎng)完成對(duì) CCD 的替代，目前市場(chǎng)份額已超過(guò) 99%，而 CCD 僅在衛(wèi)星、醫(yī)療等專業(yè)領(lǐng)域繼續(xù)使用。表 7：CCD 圖像傳感器與 CMOS 圖像傳感器特點(diǎn)對(duì)比情況特點(diǎn)CCDCMOS像素信號(hào)電子包電壓芯片信號(hào)模擬電壓Bit(數(shù)字）讀出噪聲低相同幀率下更低敏感度高更高一致性高稍微偏低功耗中等到高低到中等速度中等到高更高系統(tǒng)復(fù)雜性高低到中等傳感器復(fù)雜性低高相對(duì)研發(fā)成本低高/低，取決于具體系列資

37、料來(lái)源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院、 手機(jī)是CIS 應(yīng)用最為廣泛的領(lǐng)域，造就了 CIS 產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展。CIS（CMOS image sensor），即由 CMOS 制成的圖像傳感器。CIS 在下游市場(chǎng)中的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。目前，我國(guó)智能手機(jī)市場(chǎng)占有率高達(dá) 96%，部分消費(fèi)者同時(shí)配備數(shù)臺(tái)手機(jī)，適用于不同的生活場(chǎng)景。此外，消費(fèi)者對(duì)于手機(jī)更換周期也相對(duì)較短，一般 2-3 年會(huì)更換一次。較高的市場(chǎng)普及率以及更快的產(chǎn)品更換周期，CIS 在手機(jī)的使用比例最為廣泛，達(dá)到 63.90%。其次就是單反，汽車等產(chǎn)品更換周期相對(duì)手機(jī)較長(zhǎng)的產(chǎn)品。通信能力迭代周期加速，疊加手機(jī)創(chuàng)新不斷，促進(jìn)了手機(jī)出貨量的增加，CIS 廠商收益手

38、機(jī)出貨量增加獲得了第一波紅利。隨后，手機(jī)進(jìn)入多攝時(shí)代，雙攝、三攝滲透加強(qiáng)；疊加新能源汽車，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域?qū)z像頭的需求增加，CIS 廠商正在收獲第二波下游行業(yè)蓬勃發(fā)展的紅利。根據(jù)麥姆斯咨詢數(shù)據(jù)顯示，到 2024 年，CIS 廠商每年收入維持正增長(zhǎng)，2024 年 CIS 廠商年收入將達(dá)到 23986 百萬(wàn)美元，圖 19：CIS 下游市場(chǎng)應(yīng)用領(lǐng)域占比統(tǒng)計(jì)情況圖 20：CIS 供應(yīng)商的年收入及同比資料來(lái)源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院， 資料來(lái)源：電子發(fā)燒友， 2019 年是消費(fèi)電子需求爆發(fā)的一年，以 Air pods 為代表的可穿戴設(shè)備銷量劇增。據(jù) Strategy Analytics 數(shù)據(jù)顯示，Air Po

39、ds 在 2019 年銷量近 6000 萬(wàn)副，同比銷量增長(zhǎng)近 100%；2019 年第三季度全球智能手表出貨量達(dá)到 1400 萬(wàn)，同比增長(zhǎng) 42%?？纱┐髟O(shè)備的需求急速增加，快速的占據(jù)了晶圓體代工廠以及封裝廠的產(chǎn)能。雖然手機(jī)出貨量疲軟，但是多攝加速滲透的趨勢(shì)不見，CIS 需求旺盛，導(dǎo)致許多晶圓體代工廠產(chǎn)能緊缺。面對(duì)這種形勢(shì)，頭部 CIS 供應(yīng)商也需要擴(kuò)充產(chǎn)能。但是產(chǎn)能的擴(kuò)充并非一朝一夕就可以完成。如此情況下，部分訂單就被迫放棄。根據(jù) IHS market 數(shù)據(jù)顯示，世界前五大 CIS供應(yīng)商市場(chǎng)份額下降了 1.8 個(gè)百分點(diǎn)。這種市場(chǎng)份額的下降實(shí)屬無(wú)奈之舉。因?yàn)槲磥?lái)需求的持續(xù)增加，頭部 CIS 也

40、只能不斷增加產(chǎn)能。索尼計(jì)劃每月增加 1 萬(wàn)片產(chǎn)能，而且 70%-80%銷往中國(guó)；三星計(jì)劃通過(guò)自建產(chǎn)能每月增加 1.5 萬(wàn)片產(chǎn)能；豪威則通過(guò)多個(gè)晶圓代工廠代工每月增加 1 萬(wàn)片的產(chǎn)能。表 8：CIS 供應(yīng)商供應(yīng)能力概述（單位：千片/月）2018 年2019 年2020 年備注索尼10011012070%-80%銷往中國(guó)三星506075自建工廠，全部用于手機(jī)豪威395060由臺(tái)積電、中芯國(guó)際與華力微電子代工格科微0-由三星代工海力士21020自建工廠資料來(lái)源：IHS Market、 圖 21：CIS 供應(yīng)商市場(chǎng)份額資料來(lái)源：IHS Market， 總結(jié)：手機(jī)攝像能力是存在向單反靠近的趨勢(shì)，畢竟手機(jī)

41、具備輕便，隨身攜帶，操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。雖然高像素不等于高畫質(zhì)，但是高像素確實(shí)成為了消費(fèi)者購(gòu)買手機(jī)的一大考慮因素。高像素一般首先會(huì)在高端手機(jī)使用然后再逐漸向中端產(chǎn)品滲透。對(duì)于能生產(chǎn)出高像素，高性能等傳感器的頭部廠商，在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中能占據(jù)有利位置。此外我們認(rèn)為頭部 CIS 供應(yīng)商產(chǎn)能的增加，意味著對(duì)下游的封裝，代工模組，其他零部件如紅外濾光片，鏡片的需求增加。玻塑混合鏡片有望成為新趨勢(shì)鏡頭是攝像頭模組的重要組成部分，是決定拍照畫質(zhì)的要素。鏡頭是由多個(gè)鏡片構(gòu)成的。從構(gòu)造看，鏡片越多，鏡頭最終成像會(huì)越趨于完美。這是因?yàn)楫?dāng)光線透過(guò)鏡片是，每一層鏡片可以過(guò)濾一部分雜光，每一層鏡片可以起到校正的作用。因此多，每

42、多一片鏡片，最終成像效果就會(huì)好一些。手機(jī)廠商在提升成像畫質(zhì)方面，不僅使用了尺寸較大的傳感器，同時(shí)還提升了鏡頭鏡片的數(shù)量。例如，iPhone XS 采用的 6P 鏡頭，小米最新發(fā)布的小米 10 PRO 是則采用的是 8P 的鏡頭。從目前的 Dxo mark 排行榜上看，小米 10 PRO 拍照的分?jǐn)?shù)確實(shí)比 iPhone XS 高。鏡片數(shù)量提升能夠增強(qiáng)鏡頭的對(duì)比度與解析度，但是鏡片的數(shù)量是難以做到無(wú)休止低增加，原因有三個(gè)方面。第一，隨著智能手機(jī)攝像頭超高像素、大光圈方向升級(jí)過(guò)程中，鏡片增加確實(shí)可以過(guò)濾雜光，但是同時(shí)進(jìn)光量也減少了。第二，更多的鏡片會(huì)增加手機(jī)的成本。增加鏡片數(shù)量若無(wú)法使畫質(zhì)獲得質(zhì)的飛

43、躍，而因?yàn)殓R頭成本增加轉(zhuǎn)嫁給消費(fèi)者的做法并不明智。第三，手機(jī)輕薄化的趨勢(shì)日益明顯，增加鏡片數(shù)量無(wú)疑是會(huì)增加手機(jī)的厚度。圖 22：小米 10 pro 8P 鏡頭資料來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng)公開資料， 按材質(zhì)來(lái)分，鏡片可由玻璃、塑料制成。塑料鏡頭的優(yōu)點(diǎn)：重量輕、成本低、工藝難度低，適合大批量生產(chǎn)；缺點(diǎn)，透光率稍低，耐熱性差、熱膨脹系數(shù)大、耐磨性差、機(jī)械強(qiáng)度低等。玻璃鏡片的優(yōu)點(diǎn)：性能優(yōu)良，透光率高；缺點(diǎn)主要是量產(chǎn)難度大，良率低、成本高。玻璃鏡頭一般用在安防、數(shù)碼相機(jī)、單反等高端產(chǎn)品上。高成像質(zhì)量要求提升攝像頭鏡片的數(shù)量，然而塑料鏡片的性能遇到了天花板。再者，從各大手機(jī)品牌的旗艦機(jī)型上看，長(zhǎng)焦鏡頭已經(jīng)成為了后置攝

44、像頭模組的標(biāo)配要素。變焦倍數(shù)越高，長(zhǎng)焦攝像頭的高度越高，追求智能手機(jī)輕薄化的今天，手機(jī)的厚度不足以支持高倍長(zhǎng)焦攝像頭的高度。最后，長(zhǎng)焦鏡頭在高變焦過(guò)程中有溫度升高現(xiàn)象，塑料鏡片受制于其物理性能，成像效果將會(huì)受到影響。光學(xué)鏡頭材料特性工藝優(yōu)勢(shì)缺點(diǎn)塑料鏡片塑性好，密度低、成型自由度大、光學(xué)精度較低、材料不均勻、折射率為 1.65注塑成型、鏡頭組立成本低、重量輕、可將系統(tǒng)組件與光學(xué)組件合并耐熱性差、熱膨脹系數(shù)大耐磨性差、機(jī)械強(qiáng)度低、光學(xué)組件容易變形影響光學(xué)性能玻璃鏡片材料性能穩(wěn)定、溫度漂移、耐高溫、耐磨耐刮，材料選擇范圍，折射率為 2.0人工研磨、模造成型工藝光學(xué)性能好，產(chǎn)品設(shè)計(jì)空間廣成本較高、生產(chǎn)

45、良率低表 9：塑料鏡片與玻璃鏡片的區(qū)別、資料來(lái)源：中國(guó)產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)、 在此情況下，鏡頭供應(yīng)商開發(fā)出玻塑混合鏡片。玻塑混合鏡片是在原來(lái)塑料鏡片構(gòu)成的鏡頭的基礎(chǔ)上，將其中一片塑料鏡片替換成玻璃鏡片，進(jìn)而構(gòu)成玻塑混合鏡頭。由于玻璃鏡片具有高折射率，這樣就可以減少因鏡片增加而造成的光量下降。同時(shí)，玻璃鏡片具有耐高溫性，因進(jìn)行變焦的時(shí)候產(chǎn)生的溫升造成對(duì)高倍變焦鏡頭性能的影響也會(huì)降低，畫質(zhì)有望得到提高。潛望式鏡頭作為高倍變焦的鏡頭的接觸代表，預(yù)期潛望鏡頭組中的 G（三角稜鏡）加上 P（塑膠鏡片），除三角稜鏡之外，在塑膠鏡片組中，將有一至兩片塑料鏡片轉(zhuǎn)為玻璃鏡片。玻璃塑料混合鏡頭結(jié)合了玻璃鏡頭和塑料鏡頭的優(yōu)點(diǎn)

46、，能夠減少鏡頭厚度和失真率、提高成像清晰度和光圈尺寸。已在監(jiān)控安防、數(shù)碼相機(jī)、單反相機(jī)等廣泛應(yīng)用，并有望在高端旗艦機(jī)型主攝中取得應(yīng)用。4、3D Sensing 之TOF，開啟未來(lái) AR/VR 之路3D Sensing 多種方案，TOF 脫穎而出自 2017 年 Apple 發(fā)布使用 3D 結(jié)構(gòu)光解鎖的 iPhone X 后，3D Sensing 終于走進(jìn)了我們的生活中。3D Sensing 攝像頭相比于傳統(tǒng)攝像頭除了能夠獲取平面圖像以外，還可以獲得拍攝對(duì)象的深度信息，即三維的位置及尺寸信息，其通常由多個(gè)攝像頭+深度傳感器組成。目前市面上 3D sensing 共有三種主流技術(shù)：結(jié)構(gòu)光、ToF、

47、雙目立體視覺。結(jié)構(gòu)光3D 結(jié)構(gòu)光最早應(yīng)用于蘋果旗艦機(jī) iPhone X。結(jié)構(gòu)光技術(shù)的基本原理是：在激光器外放置一個(gè)光柵，激光通過(guò)光柵進(jìn)行投射成像時(shí)會(huì)發(fā)生折射，從而使得激光最終在物體表面上的落點(diǎn)產(chǎn)生位移。當(dāng)物體距離激光投射器比較近的時(shí)候，折射而產(chǎn)生的位移就較?。划?dāng)物體距離較遠(yuǎn)時(shí)，折射而產(chǎn)生的位移也就會(huì)相應(yīng)的變大。這時(shí)使用一個(gè)攝像頭來(lái)檢測(cè)采集投射到物體表面上的圖樣，通過(guò)圖樣的位移變化，就能用算法計(jì)算出物體的位置和深度信息，進(jìn)而復(fù)原整個(gè)三維空間。結(jié)構(gòu)光技術(shù)僅需一次成像就可得到深度信息，具備低能耗、高成像分辨率的優(yōu)勢(shì)，能夠在安全性上實(shí)現(xiàn)較高保證，因此被廣泛應(yīng)用于人臉識(shí)別和人臉支付等場(chǎng)景。但結(jié)構(gòu)光技術(shù)識(shí)

48、別距離較短，大約在 0.2 米到 1.2 米之間，這將其應(yīng)用局限在了手機(jī)前置攝像，主要用于 3D 人臉識(shí)別屏幕解鎖、人臉支付及 3D 建模等。圖 23：結(jié)構(gòu)光示意圖資料來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng)公開資料， ToFToF（Time of Flight）技術(shù)是通過(guò)向目標(biāo)發(fā)射連續(xù)的特定波長(zhǎng)的紅外光線脈沖，再由特定傳感器接收待測(cè)物體傳回的光信號(hào)，計(jì)算光線往返的飛行時(shí)間或相位差，從而獲取目標(biāo)物體的深度信息。TOF 鏡頭主要由發(fā)光單元、光學(xué)鏡片及圖像傳感器構(gòu)成。其識(shí)別距離可達(dá)到 0.4 米到 5 米，因此已有品牌，如 OPPO、華為等，將其應(yīng)用于手機(jī)后置攝像。ToF 優(yōu)點(diǎn)在于可以做到對(duì)逐個(gè)像素點(diǎn)的深度進(jìn)行計(jì)算，近距離情

49、況下精度可以很高；缺點(diǎn)則在于室外受自然光紅外線影響大、測(cè)量范圍窄（遠(yuǎn)距離無(wú)法保證進(jìn)度）以及成本較結(jié)構(gòu)光要高。圖 24：TOF 示意圖資料來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng)公開資料， 雙目立體視覺雙目立體視覺是基于視差原理，并利用成像設(shè)備從不同的位置獲取被測(cè)物體的兩幅圖像，通過(guò)計(jì)算圖像對(duì)應(yīng)點(diǎn)間的位置偏差，來(lái)獲取物體三維幾何信息的方法。雙目立體視覺技術(shù)優(yōu)點(diǎn)在于室內(nèi)室外皆適用，不受日光影響以及幾乎不受透明屏障影響，缺點(diǎn)則在于計(jì)算量巨大、算法復(fù)雜，對(duì)硬件具有較高要求。經(jīng)過(guò)幾十年來(lái)的發(fā)展，雙目立體視覺在機(jī)器人視覺、航空測(cè)繪、軍事運(yùn)用、醫(yī)學(xué)成像和工業(yè)檢測(cè)等領(lǐng)域中的運(yùn)用越來(lái)越廣。圖 25：雙目立體視覺示意圖資料來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng)公開資

50、料， 通過(guò)對(duì)三種 3D Sensing 技術(shù)的分析，我們不難發(fā)現(xiàn)，TOF 技術(shù)具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)點(diǎn)：（1）軟件復(fù)雜性低，設(shè)計(jì)與應(yīng)用簡(jiǎn)單。（2）在暗光與強(qiáng)光環(huán)境下表現(xiàn)不錯(cuò)（3）功耗不高（4）有較遠(yuǎn)的探測(cè)距離（5）成本低（6）響應(yīng)速度快。蘋果通過(guò)收購(gòu) PrimeSense，獲得了 Light Coding 專利權(quán)，并且不對(duì)外授權(quán)。從此蘋果獲得 3D 結(jié)構(gòu)光的優(yōu)勢(shì)。雖然行業(yè)中還存在其他 3D 結(jié)構(gòu)光方案提供商，例如編碼結(jié)構(gòu)光。但是編碼結(jié)構(gòu)光相對(duì)于蘋果使用的散斑結(jié)構(gòu)光在分辨率以及功耗方面表現(xiàn)相對(duì)較差。同時(shí)基于 ToF 以上的優(yōu)點(diǎn)，ToF 技術(shù)已經(jīng)被大量的運(yùn)用到不少手機(jī)品牌的中高端機(jī)型中。表 10：TOF、結(jié)

51、構(gòu)光、雙目立體視覺之間的比較指標(biāo)TOF結(jié)構(gòu)光雙目立體視覺軟件復(fù)雜性低中高主動(dòng)照明是是否暗光性能高高低強(qiáng)光性能中低高功耗中/高中低探測(cè)距離微米至千米級(jí)，取決于激光功率分米至幾十米及，取決于照明功率分米至幾十米級(jí)深度精度毫米-厘米，取決于傳感器的精度毫米-厘米毫米-厘米材料成本中等高低響應(yīng)時(shí)間快慢中精確度高中等低影響因素不受光照變化和物體紋理影響受多重反射影響不受光照變化和物體紋理影響，受反光影響受光照變化和物體紋理影響，夜晚無(wú)法使用戶外工作功率小的話影響較大有影響和編碼圖案設(shè)計(jì)有光無(wú)影響，資料來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng)公開信息整理、 表 11：手機(jī)廠商中使用 ToF 的機(jī)型廠商機(jī)型發(fā)布時(shí)間TOF 鏡頭應(yīng)用范圍

52、OPPOR17 PRO2018 年 11 月后置TOF3D 拍照、立體游戲，AR 尺子等功能vivoNEX 雙屏版2018 年 12 月后置TOF人臉建模，美顏，美體相機(jī)以及 3D測(cè)量等功能榮耀V202018 年 12 月后置TOF3D 面部掃描等功能LGG82019 年 2 月前置TOF3D 自拍，面部識(shí)別以及 AR 功能華為P30 PRO2019 年 3 月后置TOF測(cè)距、背景虛化等功能三星S10 5G2019 年 4 月前后TOF3D 面部掃描等功能三星A802019 年 4 月后置TOF3D 景深掃描，用于 AR 測(cè)距以及輔助虛化等功能三星Note 102019 年 8 月后置TOF3

53、D 拍攝以及 3D 掃描等功能華為Mate 30 PRO2019 年 9 月前后TOF3D 人臉識(shí)別，3D 建模、3D 穿衣等功能資料來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng)公開信息整理、 TOF 不僅為了拍照，更是為了未來(lái)應(yīng)用當(dāng)手機(jī)配備 ToF 鏡頭后，在進(jìn)行拍攝時(shí)，ToF 通過(guò)光點(diǎn)的飛行時(shí)間計(jì)算景深，可以更好地計(jì)算出當(dāng)前的目標(biāo)的位置，產(chǎn)生景深效果，令拍照效果表現(xiàn)出更好。然而，手機(jī)廠商在手機(jī)中配備 ToF 鏡頭，不僅是為了拍攝，更是為了更大的應(yīng)用場(chǎng)景。手機(jī)在多年的發(fā)展中，已經(jīng)可以說(shuō)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，高性能 CPU、GPU、大容量電池，超級(jí)閃充，配備最前沿的通信技術(shù)，可以說(shuō)手機(jī)目前的性能已經(jīng)向電腦靠不斷地靠近。如此強(qiáng)大的

54、設(shè)備若僅僅是為了用來(lái)通信，未免有些“大材小用”了。同時(shí)考慮到，手機(jī)已經(jīng)成為現(xiàn)代的日常必備的設(shè)備，甚至可以夸張地說(shuō)像人類的“體外器官”，可能也不為過(guò)。如此重要地設(shè)備，使它具備更多的功能，提供更多的應(yīng)用場(chǎng)景，使收獲更多的愉悅的體驗(yàn)，才是手機(jī)廠商們考慮的問(wèn)題。ToF 鏡頭具備空間測(cè)距，3D 掃描，3D 建模等功能，通過(guò)這一系列的功能，配合手機(jī)強(qiáng)大的運(yùn)算和出力能力，手機(jī)也可以成為 3D 體感游戲機(jī)。以榮耀 V20 為例，研發(fā)團(tuán)隊(duì)開發(fā)了精確的骨骼識(shí)別算法，輔助 TOF 3D 鏡頭投屏在屏幕上，讓屏幕上的游戲人物能夠在最大程度上準(zhǔn)確地跟隨玩家的動(dòng)作。在結(jié)合了這些高精度的身體輪廓數(shù)據(jù)后，榮耀 V20就能夠從

55、人體各個(gè)部位的空間位置，精準(zhǔn)識(shí)別跟蹤這些部位的形態(tài)，讓玩家在游戲中可以隨心所欲地做動(dòng)作。從實(shí)測(cè)的操作中我們可以看到，無(wú)論是前后擺臂、身體擺動(dòng)、起跳等動(dòng)作，都可以實(shí)時(shí)識(shí)別定位。除了國(guó)產(chǎn)手機(jī)應(yīng)用了這個(gè)技術(shù)以外，一些國(guó)外的廠商也紛紛布局這一應(yīng)用，例如三星和 LG。我們可以看到配備的 TOF 技術(shù)，讓該機(jī)具備人臉解鎖功能，而且還能在 AR、VR 等場(chǎng)景下實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新應(yīng)用，讓用戶能享受到更好的服務(wù)體驗(yàn)。ToF 技術(shù)不僅可以用在手機(jī)上，還可以用在汽車上。采用了 ToF 技術(shù)的倒車系統(tǒng)可同時(shí)偵測(cè)多個(gè)不同距離的行人或障礙物，當(dāng)檢測(cè)到有行人或者障礙物靠近，就算是視線死角車頂?shù)臉渲?，透過(guò)軟件處理后，能以影像顯影或聲音

56、警示距離，進(jìn)一步輔助駕駛得知車后相關(guān)路況。ToF 技術(shù)使用領(lǐng)域廣泛，在未來(lái)結(jié)合新一代通信技術(shù)以及云計(jì)算等技術(shù)，將會(huì)更好地融入到各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中。圖 26：榮耀V20 3D 體感游戲機(jī)資料來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng)公開資料， 3D Sensing 市場(chǎng)景氣上揚(yáng)據(jù) Trend Force 統(tǒng)計(jì)，到 2017 年年底，全球 3D Sensing 市場(chǎng)規(guī)模僅為 8.19 億美元。但受益于消費(fèi)電子市場(chǎng)可預(yù)見的爆發(fā)式增長(zhǎng)，全球 3D Sensing 市場(chǎng)規(guī)模將不斷擴(kuò)大。 Trend Force 預(yù)測(cè)，未來(lái)幾年3D Sensing 市場(chǎng)規(guī)模將呈幾何式增長(zhǎng)，到2020 年，3D Sensing市場(chǎng)規(guī)?？蛇_(dá)到 108.49 億美

57、元。其中，3D Sensing 在智能手機(jī)市場(chǎng)上的滲透率不斷提高，3D Sensing 滲透率有望從 2017 年的 2.1%提高至 2020 年的 28.6%。圖 27：全球 3D Sensing 市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)及智能手機(jī)市場(chǎng)占比資料來(lái)源：Trend Force， 3D Sensing 核心部件VCSEL一顆 TOF 鏡頭的硬件可以分為發(fā)射端與接收端，發(fā)射端由 VCSEL、準(zhǔn)直鏡頭和 DOE 擴(kuò)散片組成，接收端由窄帶濾光片、光學(xué)鏡頭和紅外 CIS 組成。VCSEL 是 3D Sensing 中一個(gè)重要的零部件，用于發(fā)射高性能脈沖光。VCSEL（Vertical-CavitySurface-Em

58、itting Laser，垂直腔面發(fā)射激光器），是一種半導(dǎo)體，其激光垂直于頂面射出。發(fā)射光源包括兩種，一種是邊發(fā)射的（如 LD），一種是垂直的（如 VCSEL）， 邊發(fā)射一般波長(zhǎng)較長(zhǎng)，用于信息傳輸；VCSEL 具有效率高、功耗低、傳輸速率快、制造成本低等優(yōu)良特點(diǎn)，逐漸成為 3DSensing 的主流發(fā)射光源。圖 28：3D Sensing 示意圖資料來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng)公開資料， VCSEL 是 3D Sensing 中重要的部件之一，不僅體現(xiàn)在其功能在體現(xiàn)在其價(jià)值量之中。隨著 3D Sensing 在手機(jī)中進(jìn)一步滲透，VCSEL 的市場(chǎng)規(guī)模將隨之?dāng)U大。此外，我們認(rèn)為不僅 ToF 不僅可以在手機(jī)中使用

59、，還可以在光通訊、激光雷達(dá)等多個(gè)領(lǐng)域中使用，市場(chǎng)空間巨大。據(jù)市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu) Yole 預(yù)測(cè)，到 2023 年，整個(gè) VCSEL 市場(chǎng)將達(dá)到 35 億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到 48%。VCSEL 領(lǐng)域具有市場(chǎng)大、增長(zhǎng)快、應(yīng)用廣等特點(diǎn)，未來(lái)對(duì)對(duì) VCSEL的關(guān)注度將會(huì)日漸提升。表 12：VCSEL 市場(chǎng)規(guī)模及預(yù)測(cè)2017 年2023ECAGR消費(fèi)電子1.65 億美元31 億美元65.05%光通信0.8 億美元1.05 億美元4.64%激光雷達(dá)0.86 億美元2.51 億美元19.54%各級(jí)3.31 億美元34.56 億美元47.84%資料來(lái)源：Yole、 5、極致的全面屏方案屏下攝像技術(shù)iPhone

60、X 的發(fā)布給消費(fèi)者帶來(lái)的不僅是 3D 結(jié)構(gòu)光解鎖，還有在當(dāng)時(shí)超高的屏占比。從此，實(shí)現(xiàn)高屏占比，或者追求全面屏已經(jīng)成為了手機(jī)廠商努力的方向之一。在這過(guò)程中出現(xiàn)了多種方案，例如升降式攝像頭、滑蓋攝像方案、水滴屏、挖孔屏等等。但是這些方案都有相應(yīng)的缺陷。升降式攝像頭方案雖然是真全面屏，但是會(huì)導(dǎo)致攝像頭部位有灰塵堆積，并且手機(jī)的防水性大打折扣；滑蓋攝像方案也會(huì)出現(xiàn)升降式攝像頭方案的問(wèn)題，此外，滑蓋攝像方案還會(huì)導(dǎo)致手機(jī)變厚；水滴屏和挖孔屏雖然不會(huì)出現(xiàn)上述情況，但是并非完整的全面屏，就是非“真全面屏”。圖 29：探索全面屏的四種方案資料來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng)公開資料， 2019 年，OPPO 在未來(lái)科技大會(huì)上展示了