型攝像模組行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢分析

型攝像模組行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢分析

1、行業(yè)概況

微型攝像模組具有體積小、功能強大的特點.微型攝像模組技術(shù)源自普通攝像技術(shù),主要結(jié)構(gòu)和組件包括鏡頭,傳感器,圖像處理芯片,軟性線路板、鏡架等主要部分組成.其主要工作原理為：景物通過鏡頭生成的光學(xué)圖像投射到圖像傳感器表面（有CCD和CMOS兩種）,然后轉(zhuǎn)為電信號,經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后變?yōu)閿?shù)字圖像信號,再送到數(shù)字信號處理芯片中加工處理.手機攝像模組零部件相互關(guān)系示意圖

手機端微型攝像模組的發(fā)展代表了行業(yè)最新技術(shù)的方向,雖然手機在上世紀八十年代就已經(jīng)面世,但攝像功能與手機的結(jié)合是在2000年后.2000年9月,夏普聯(lián)合日本移動運營商J-PHONE發(fā)布了首款內(nèi)置了11萬像素CCD攝像頭的夏普手機,但由于像素過低,并沒有引起廣泛使用.2002年諾基亞第一款內(nèi)置攝像頭手機才真正拉開手機攝像技術(shù)的普及.像素是攝像模組成像質(zhì)量的重要決定因素,當前1,300萬像素的攝像頭已經(jīng)成為后置攝像頭的主力,而且千萬像素攝像頭已經(jīng)成為各品牌新一代旗艦機型的標配.隨著人們拍照理念的革新,手機前置攝像頭成為近年來決定手機拍攝品質(zhì)的因素之一.目前,前置攝像頭的主流配置是500萬和800萬像素,但是自拍、美顏等消費需求正在帶動前置攝像頭向1,600萬甚至更高像素升級.在對焦功能上,2005年索尼愛立信研發(fā)出首款具備自動對焦拍照功能的手機,內(nèi)置一枚支持自動對焦的200萬像素鏡頭.目前,幾乎所有的手機后置攝像頭都已經(jīng)標配為自動對焦的模組,自動對焦模組已經(jīng)成為手機攝像頭最核心的器件之一.并且,部分廠商正在試驗光學(xué)變焦功能應(yīng)用于智能手機的可行性.但由于手機終端厚度的限制,光學(xué)變焦馬達仍無法取代自動對焦馬達的主流地位.未來,微型攝像模組的自動對焦功能主要以提高對焦速度,縮小對焦模組空間,以及增加用戶穩(wěn)定性體驗為主,從傳統(tǒng)彈片式的對焦馬達、閉環(huán)式對焦馬達逐漸向光學(xué)防抖對焦馬達發(fā)展,以解決拍照模糊的問題,并提升拍照和錄像的圖像穩(wěn)定度.

2、行業(yè)技術(shù)水平和發(fā)展趨勢

（1）工藝技術(shù)水平創(chuàng)新

AA（ActiveAlignment）加工技術(shù)：即主動對準,是一項確定零配件裝配過程中相對位置的技術(shù).在攝像模組封裝過程中,涉及到圖像傳感器、鏡座、馬達、鏡頭、線路板等零配件的多次組裝,傳統(tǒng)的封裝設(shè)備如CSP及COB等,均是根據(jù)設(shè)備調(diào)節(jié)的參數(shù)進行零配件的移動裝配的,因此零配件的疊加公差越來越大,最終表現(xiàn)在攝像模組上的效果是拍照畫面最清晰位置可能偏離畫面中心、四角的清晰度不均勻等.而AA制程的設(shè)備在組裝每一個零配件時,設(shè)備將檢測被組裝的半成品,并根據(jù)被組裝半成品的實際情況主動對準,然后將下一個零配件組裝到位.這種主動對準技術(shù)可有效的減小整個模組的裝配公差,有效的提升攝像頭產(chǎn)品一致性.通過AA制程主動校準技術(shù),可調(diào)節(jié)鏡頭對準至6個自由度（X,Y,Z,θX,θY,及θz）.通過調(diào)節(jié)相對位置和鏡頭傾斜,可確保拍照畫面中心最清晰,以及提升畫面四角解像力的均勻度,使產(chǎn)品一致性得到提升.目前,光學(xué)防抖、超高像素、大光圈、雙攝像模組等模組產(chǎn)品必須采用AA制程的主動對準機制才能較好的生產(chǎn)制造,而更多的未來產(chǎn)品或許也采用這類主動對準技術(shù)的設(shè)備和制程.雙攝像模組加工技術(shù)：即把兩個攝像模組以特定方式組合在一起的加工技術(shù).當前的雙攝像模組加工方案為一體式組裝,在一塊線路基板上搭載2顆攝像模組,其模組尺寸較小,但高度偏高,加工不良率非常高,幾乎是單模組的2倍,而且不良品無法返修.目前,市場上已開發(fā)的兩個單攝像模組分體式組裝方案,基本采用模組單體AA組裝方式,具備模組高度低,加工不良率低,不良品可返修等優(yōu)點,其組裝良率跟單模組幾乎持平,大大降低了模組成本,具備價格競爭優(yōu)勢.相位對焦模組全自動加工技術(shù)：該技術(shù)采用自動化加工設(shè)備,可實現(xiàn)相位對焦模組校準和軟件參數(shù)燒錄的全程自動化流水化作業(yè).設(shè)備可自動識別并抓取流水線上的模組放入探針接觸槽內(nèi),然后由軟件快速完成相位對焦校準和軟件參數(shù)燒錄作業(yè),具備加工速度快,良品率高等優(yōu)點.此技術(shù)不僅提高了產(chǎn)線自動化加工程度,節(jié)約了人工成本,而且模組校準精度高,參數(shù)燒錄一致性好,提高了模組產(chǎn)品優(yōu)良品質(zhì)的穩(wěn)定性.虹膜識別技術(shù)：即基于眼球中的虹膜進行身份識別,是人體生物識別技術(shù)的一種.由于虹膜組織唯一性最高、穩(wěn)定性最好、生物活體性最強、疾病影響或手術(shù)改變的可能性最小,所以在包括指紋識別在內(nèi)的所有生物識別技術(shù)中,虹膜識別技術(shù)在準確性、穩(wěn)定性、活體檢測等綜合安全性能上具有優(yōu)勢.虹膜識別前景廣闊,空間巨大,可廣泛應(yīng)用于金融、醫(yī)療、安檢、安防等領(lǐng)域.

（2）關(guān)鍵部件功能優(yōu)化

攝像模組的成像過程是將光信號數(shù)字化的過程.對攝像模組影響最重要的關(guān)鍵部件包括：鏡頭、傳感器和圖像處理芯片.鏡頭：是指由不同的透鏡經(jīng)系統(tǒng)組合而成的整體,是攝像模組的重要組成部分,對成像效果起著很至關(guān)重要的作用.鏡頭主要決定畫面清晰度（畫面清透度、光線、遠近景）、圖像顯示范圍,同時影響硬件支持的最高像素.其中鏡片又分玻璃和塑膠兩種材質(zhì),玻璃材質(zhì)鏡片透光和成像效果好,但成本較高,鍍膜后的玻璃材質(zhì)鏡片效果更好；塑膠材質(zhì)鏡片抗震性較好、成本低、適合量產(chǎn),但透光和成像稍遜色于玻璃材質(zhì).透鏡越多,相對成像效果會更出色,但相應(yīng)成本和厚度會增加.目前攝像模組基本采用塑膠材質(zhì)鏡片作為鏡頭材質(zhì).傳感器：是攝像模組的核心模塊,相當于傳統(tǒng)相機的“膠卷”,將光線轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號.CMOS與CCD傳感器是當前兩種主流影像傳感器.隨著技術(shù)成熟進步,曾經(jīng)占據(jù)主流之位的CCD已經(jīng)被CMOS取代.CMOS憑借低成本、設(shè)計簡單以及尺寸小、功耗低等特性逐漸成為主流,尤其是背照式CMOS傳感器的出現(xiàn)加快了這一進程.背照式CMOS傳感器最大的優(yōu)化之處在于改變了元件內(nèi)部結(jié)構(gòu),顯著提高了光的效能,大大改善低光照條件下的拍攝效果.目前,基于低成本、低功耗以及高整合度的特點,CMOS傳感器多用于微型攝像模組等產(chǎn)品中；CCD傳感器基于成像質(zhì)量好但成本高、體積大、能耗高等特點,多用于高端數(shù)碼相機等產(chǎn)品中.馬達：即音圈馬達,其原理與揚聲器類似,結(jié)構(gòu)由磁石、線圈、上下簧片、上下墊片、外殼、載體、底座構(gòu)成,是攝像模組中使成像清晰不可獲缺的部件.攝像模組馬達的主要分為自動對焦馬達和光學(xué)變焦馬達.自動對焦是通過微距離移動整個鏡頭（而不是鏡頭內(nèi)的鏡片的位置）,控制鏡頭焦距的長短,從而實現(xiàn)影像的清晰；光學(xué)變焦是通過移動鏡頭內(nèi)部鏡片來改變焦點的位置,改變鏡頭焦距的長短,并改變鏡頭視角的大小,從而實現(xiàn)影像的放大與縮小.目前,光學(xué)變焦鏡頭已克服厚重的外觀類型開始逐漸搭載于輕薄化的智能手機.處理芯片：是攝像模組中重要的組成部分,對傳感器傳送過來的數(shù)字信號進行優(yōu)化,轉(zhuǎn)化為圖像格式并通過接口傳輸給存儲或顯示設(shè)備并刷新傳感器.直接決定畫面品質(zhì)（如色彩飽和度、清晰度）與流暢度.目前,處理能力更強、更高集成化、更低功耗是處理芯片的整體發(fā)展趨勢.

（3）下游市場應(yīng)用逐漸擴大

可穿戴產(chǎn)品、物聯(lián)網(wǎng)、智能家居、智能汽車、無人機、虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實等領(lǐng)域技術(shù)逐漸成熟,促使更多的硬件設(shè)備需要提供人機交互和攝像功能.單一產(chǎn)品與微型攝像模組也已不再是單一數(shù)量對應(yīng)關(guān)系,以汽車攝像為例：按照應(yīng)用方式,汽車攝像可分為行車輔助、駐車輔助與車內(nèi)人員監(jiān)控三部分,一輛汽車可安裝8-12顆微型攝像模組.下游應(yīng)用領(lǐng)域擴大,對攝像模組的分辨率、穩(wěn)定性等技術(shù)指標也提出了新的要求,進一步推動了微型攝像模組產(chǎn)業(yè)的發(fā)展.

3、市場容量

智能終端輕薄化、高端化、個性化的用戶體驗不斷提升,為微型攝像模組的發(fā)展帶來持續(xù)、廣闊的市場需求空間.

（1）攝像模組行業(yè)產(chǎn)值及預(yù)測

2011年全球手機攝像頭需求規(guī)模為29.6億支,2015年達到35.7億支.預(yù)計未來幾年,全球手機攝像頭需求增速將放緩,但仍將