手机摄像头行业分析报告

3/43手机摄像头行业分析报告2020年5月

目录1摄像头简介和应用领域.....................................................................................................................71.1摄像头成像原理和组成部分.....................................................................................................71.2手机是摄像头最大的终端应用领域.........................................................................................92摄像头主要环节和演进发展方向...................................................................................................122.1图像传感器：产业链价值占比最高，向大尺寸方向推进...................................................132.2镜头：镜片数量增加仍为噱头，玻塑混合镜头有望逐步推广...........................................202.3其他：马达、滤光片、模组封装...........................................................................................243手机摄像头其他创新和发展...........................................................................................................323.1多摄方案：摄像头数量持续增加...........................................................................................323.23D感测：方案应用前景广阔.........................................................................................363.3潜望式镜头：突破厚度限制，实现5倍及以上光学变焦..................................................404/43图目录图11951-2018年全球相机出货结构情况..............................................................................................................8图2：数码相机成像框架............................................................................................................................................8图3：手机摄像头的基本结构....................................................................................................................................9图4：摄像头产业链简要图示....................................................................................................................................9图5：全球光学镜头模组收入及结构（百万美元）...............................................................................................10图62015Q4-2019Q4CMOS图像传感器分领域销售情况..........................................................................11图72012-2024年全球摄像头模组分领域销售情况与预测.................................................................................11图82016年手机摄像头模组成本构成..................................................................................................................12图92018年CMOS摄像头模组价值构成............................................................................................................12图：2018和2024年摄像头模组价值结构（亿美元）......................................................................................12图：图像传感器的发展历程.................................................................................................................................13图：和CMOS图像传感器设计比较..........................................................................................................14图：2017年图像传感器市场结构........................................................................................................................15图：2018年图像传感器市场结构........................................................................................................................15图：2007-2022年CMOS图像传感器销售额及预测.........................................................................................16图：2016-2025年CMOS图像传感器市场规模及预测.....................................................................................16图：2015-2025年CMOS图像传感器平均单价及预测.....................................................................................17图：图像传感器市场前三厂商份额情况.............................................................................................................17图：2017年CMOS图像传感器市场份额情况..................................................................................................17图：2017Q4-2020Q4主要厂商分季度图像传感器收入情况与预测.................................................................18图：CMOS传感器结构图....................................................................................................................................19图：两种像素四合一方案（RGGB和）像素阵列比较.........................................................................19图：光学镜头参数示意图....................................................................................................................................21图：2018年国内智能手机主摄像头镜片数分布................................................................................................22图：华为P30后置摄像头镜片结构....................................................................................................................23图：2018年手机摄像头镜头市场份额情况........................................................................................................24图：2018年安防摄像头镜头市场份额情况........................................................................................................24图：摄像头模组结构.......................................................................................................................................25图：AF摄像头模组结构......................................................................................................................................25图：音圈马达的结构............................................................................................................................................26图：全球音圈马达市场规模和销量情况.............................................................................................................27图：部分滤光片图示............................................................................................................................................28图：红外截止滤光片效果图示.............................................................................................................................29图：摄像头模组封装形式（单芯片）.................................................................................................................30图：2017和2018年全球摄像头模组市场格局..................................................................................................31图：iPhone三摄像头方案配置情况..........................................................................................................34图：2014-2018年全球智能手机搭载摄像头数量情况......................................................................................355/43图：2018-2020年智能手机市场摄像头数量结构与预测..................................................................................35图：2017-2025年全球智能手机单机搭载摄像头数量情况与预测..................................................................35图：成像和传感市场结构和规模预测...........................................................................................................36图：iPhone“齐刘海”传感器配置及启动步骤..............................................................................................37图：智能手机摄像头渗透率及预测..............................................................................................................37图：结构光和飞行时间（）应用机型发布情况..........................................................................................39图：立体视觉、结构光和飞行时间方案相机模组比较..............................................................................40图：移动和消费应用传感生态链及规模预测..............................................................................................40图：潜望式摄像头结构及光路.............................................................................................................................41表目录表1：传统相机和数码相机比较................................................................................................................................7表2：摄像头的基本元件及功能................................................................................................................................8表3和CMOS图像传感器比较....................................................................................................................14表4：索尼近年部分图像传感器型号及应用情况...................................................................................................19表5：光学镜头主要参数介绍..................................................................................................................................20表6：不同材料镜头比较..........................................................................................................................................21表7：主要手机品牌商摄像头镜片数量情况（2019年以来新机）......................................................................22表8：光学镜头行业主要壁垒..................................................................................................................................24表9：不同变焦方式比较..........................................................................................................................................25表：三种对焦变焦马达比较...............................................................................................................................25表：2019年10月-2020年1月全球主要摄像头马达出货情况（单位，百万颗）...................................27表：不同材质红外截止滤光片比较.....................................................................................................................29表：不同摄像头模组封装形式比较.....................................................................................................................30表：手机摄像头的创新点及应用情况.................................................................................................................32表：不同双摄像头方案比较.................................................................................................................................33表：主要手机品牌部分后置多摄像头方案.........................................................................................................33表：主要技术及应用场景..............................................................................................................................38表：立体视觉、结构光和飞行时间方案比较..............................................................................................38表：潜望式摄像头对镜头和模组厂商的要求变化.............................................................................................42表：采用潜望式摄像头的智能手机机型基本情况.............................................................................................426/431摄像头简介和应用领域1.1摄像头成像原理和组成部分摄像头是使用凸透镜成像原理来实现图像的成像并记录的设备。在图像记录方面，传统相机（胶片相机）采用胶片对影像进行记录，胶片上主要由感光材料（通常为卤化银）构成，感光材料经曝光后，会发生化学变化从而形成潜影，再经显影和定影后形成最终照片；数码相机（模拟/数件显示。表：传统相机和数码相机比较项目传统相机数码相机成像原理凸透镜成像原理。凸透镜成像原理。1.CCD/CMOS2.图像传感器（CCD/CMOS）将光转换成电信号；3.经处理器加工，记录在相机的内存上；4.通过电脑处理和显示器的电光转换，或经打印机打印便形成影像。1、经过镜头把景物影像聚焦在胶片上；2、胶片上的感光剂随光发生变化，形成潜影；影后，形成和景物相反或色彩互补的影像。成像过程分辨率感光元素数量是分子数量级的，以亿为单位。感光器件只有几百万到上千万像素。胶片感光是全方位的，正前方来的光线和侧方来的数码感光器件有错位、拖后的“管状效应”，对于感光方位光线同样起作用。中央来的光线敏感，对于侧面来的光线不敏感。有层次，胶片上感光物质涂层对光线颜色、程度等反应不同，照片显得有厚度。照片质感色彩照片是电子信息，一般照片很高清，也会比较平。不同的胶片拍同一个场景会有不同的颜色风格。相对来说比较真实。资料来源：公开资料、市场部2000年前后达到峰2010中尤以一体型数码相机下降尤为明显。7/43图：1951-2018年全球相机出货结构情况140000120000100000800006000040000200000胶片相机出货（千台）一体型数码相机（千台）可更换镜头数码相机（千台）资料来源：日本国际相机影像器材工业协会（）、市场部）等零组件，另外，大部分摄像头还包括音圈马达（CoilMotor，VCM），用于控制镜头对焦。摄像头与图像信号处理器（SignalProcessor，）共同实现摄像功能。图：数码相机成像框架图像传感器景象镜头快门光圈滤光片感光片放大ADC或数存储压缩效果处理彩色插值图像信号处理器（ISP）资料来源：公开资料、市场部表：摄像头的基本元件及功能元器件主要功能代表企业其组成是透镜结构，由几片透镜组成，一般可分为塑胶透镜（plastic）或玻镜头（Lens）璃透镜（）。其功能是利用透镜成像原理在图像传感器表面成像。宇光、玉晶光等音圈马达（Coil）索尼、夏普、Shicoh、Hysonic、等控制镜头对焦。位于与Sensor之间。因人眼与CMOSSensor对各波长的响应不同，人眼看不到红外光但sensor会感应，因此需要IRcutfilter阻绝红外光。可分为反射式（普通）及吸收式（蓝玻璃）两种。红外截止滤光片菲光等（IRfilter）图像传感器转换为数字信CCD（Sensor）8/43（Coupled，电荷耦合器件）和（ComplementaryMetalOxideSemiconductorCCD数字信号处理器（DSP），将模拟信号转化为数字信号并进行处理（修改、删除、强化等）。（自动BShading校正、祛除坏点、BlackLevel、WhiteLevel等。可以与（图像传感器）集成。图像信号处理器（ISPSignalProcessor）-资料来源：公开资料、市场部图：手机摄像头的基本结构资料来源：、市场部图：摄像头产业链简要图示上游行业中游行业下游行业照相机光学玻璃业镜头手机等消费电子滤光片模组制造汽车图像传感器音圈马达等安防领域工控、医疗领域资料来源：公开资料、市场部1.2手机是摄像头最大的终端应用领域很大程度上影响光学镜头模组各细分元器件行业的整体趋势。从镜头的角度来看，TSR2018年镜头市场调研报告显示，全球光学镜头模组在手机、视频9/43监控以及车载镜头领域的合并收入将维持增长趋势，2018年合并市场收入约为59.16亿美元，预计2022年可达约亿美元，其中全球手机摄像头的营收将达到60.45亿美元，全球监控镜头营收将达到亿美元，全球车载镜头营收将达到16.13亿美元。图：全球光学镜头模组收入及结构（百万美元）10000900080007000600050004000300020001000018%13%19%14%17%13%15%14%15%15%9%12%7%12%6%12%69%68%69%70%79%70%81%82%20152016201720182019F2020F2021F2022F手机镜头监控镜头车载镜头资料来源：TSR、宇瞳光学招股书、市场部从CMOS数据，2019年第四季度总体销售规模为57.46亿美元，其中移动应用（主要为手机）销售规模约为40亿美元，约占整个市场的70%。从摄像头模组市场来看，数据显示2018年全球摄像头模组整体出货为51亿颗，其中智能手机市场占比为82%2018年全球摄像头模组销售规模约为271销售规模约为205亿美元左右，占比约为76%。10/43图：2015Q4-2019Q4CMOS图像传感器分领域销售情况资料来源：、市场部图：2012-2024年全球摄像头模组分领域销售情况与预测资料来源：、市场部11/432摄像头主要环节和演进发展方向从成本结构来看，以手机摄像头为例，根据前瞻产业研究院数据，图像传感器成本占比最52%19%20%的数据显示，在CMOSCMOS45.2%占比为15.1%8.5%31.3%预测2024年全球CMOS摄像头模组收入由2018年的271亿美元增长到457亿美元，2018-2024年CAGR为7.8%3Dilluminationsub-modules2018年的7.2亿美元增长到2024年的61亿美元。图：2016年手机摄像头模组成本构成图：2018年CMOS摄像头模组价值构成20%31.3%6%6%45.2%52%8.5%19%15.1%图像传感器音圈马达模组封装光学镜头红外截止滤光片CMOSImageSensorsVCMLensModuleAssembly资料来源：前瞻产业研究、市场部资料来源：、市场部图102018和2024年摄像头模组价值结构（亿美元）2502082001391501231005008560614441237.220182024ECMOSImageSensorsLensVCMModuleAssemblyIlluminationsub-modules资料来源：、市场部12/432.1图像传感器：产业链价值占比最高，向大尺寸方向推进Sensor头系统的作用相当于视网膜对于人眼的作用。早期的图像传感器主要为真空电子器件，先后使用过光电摄像管（iconoscope）、移相正析摄像管（orthicon）、光导摄像管（vidicon）、saticonHARP20世纪60固态图像传感器（solid-statesensor）方案面世，其中最重要的是贝尔研究所1969年发明并于次年对外发表的CCD（CoupledDevice，电荷耦合元件）图像传感器，自此，图像传感器逐步从真空电子扫描方式发展为固体自扫描输出方式。20世纪90年代，（ComplementaryMetal-OxideSemiconductor，互补金属氧化物半导体元件）图像传感器出现，随着工艺进步，逐步取代CCD成为主流的传感器类型。图11：图像传感器的发展历程摄像管：1920s-1960s使用真空电子器件实现图像传感器功能，先后包括：光电摄像管（iconoscope）、移相正析摄像管（imageorthicon）、光导摄像管（vidicon）、硒砷碲摄像管（saticon）等摄像管系列。MOS图像传感器：1960s中期-1980s1967年发表的以光电二极管为阵列、利用扫描脉冲与MOS晶体管的方法为MOS图像传感器前身，是最早的固态图像传感器之一；年左右在相机中应用；1980s中期逐步退出市场。CCD图像传感器：1960s末至今1969年贝尔研究所、E.Smith发明，并于次年对外发表；1982年出现使用CCD图像传感器的相机产品，并在很长时间内为主流图像传感器。CMOS图像传感器：1990s至今尽管1960s末已经出现类似CMOS1990年发表的Sensor是最早使用CMOS工艺的图像传感器；1993年，JPL正式发表本质上符合CMOS工艺的有源像素传感器CMOSimage；2002年Innotech/SEICOEPSON发表的具备像素小型化可能性；随着工艺技术改进，2005年后逐步成为主流图像传感器。资料来源：米本和也（日）《CCD/CMOS图像传感器基础与应用》、市场部CCD图像传感器和CMOS图像传感器是目前市场上的两种图像传感器，两者都是利用感photodiodeCMOSCCD标上相对较差，但是现已取得改进，性能逐步赶上甚至超过CCD图像传感器。13/43图12：和CMOS图像传感器设计比较CCDCCDCMOS芯片与此相反：它每个像素的电荷是直接转换为电压和读数，这使得芯片的速度明显更快。数据来源：Basler白皮书《现代CMOS相机替代相机》、市场部表：和CMOS图像传感器比较项目CCD图像传感器CMOS图像传感器结构制造集成在半导体单晶材料上。集成在被称为金属氧化物的半导体材料上。转换器ISP集成度存储等功能，需外接器件。成到一块芯片上，还具有对局部像素图像的编程随机访问的优点。构成含放大器与转换电路)下，图像传感器低于图像传感器。灵敏度高。慢。以“行”为单位依次输出信息，不能随机读取，读出速度且速度较慢。实时处理各单元的图像信息，速度快。此控制CCD传感器的成品率比CMOS传感器困难许多，CCD传感器的成本显著高于传感器。低。CMOS工艺可以轻易地将周边电路(如AGC、CDS、generator、或等集成到传感器芯片中，因此可以节省外围芯片的成本。成本分辨率高。相同尺寸的CCD与传感器，CCD传感低。传感器的每个像素都比CCD传感器复杂，14/43器的分辨率通常会优于传感器。低。只有一个放大器放在芯片边缘的CCD传感器，噪声低。难让每个放大器结果保持一致，噪声相对较高。动，而此外加电压通常需要达到12~18V荷会直接由晶体管放大输出。其像素尺寸很难达到CCD传感器的水平。噪声功耗资料来源：《CMOS与图像传感器的比较研究和发展趋势》、公开资料、市场部CMOSCISCCD图像传感器芯片成为图像传感器2018CMOS图像传感器市场规模为14213.6%感器市场比重的90%，较2012年的74%和年的54%提升明显。数据显示2019年CMOS图像传感器市场规模为193亿美元，同比增长25%。从市场增速来看，根据Insights2018年预测，2017-2022年销售额CAGR为8.8%，销售量CAGR为；根据2018年预测，2017-2023年销售额CAGR为9.4%，而该机构最新预测显示，受到新冠肺炎疫情影响，2020年增速将回落至7%，2021年略有反弹（增速为12%），预计2025年市场规模将达到280亿美元。图132017年图像传感器市场结构图142018年图像传感器市场结构1.6,10%1.6,11%12.5,89%14.2,90%CMOSimagesensor($bn)CCDimagesensor($bn)CMOSimagesensor($bn)CCDimagesensor($bn)资料来源：insights、市场部资料来源：insights、市场部15/43图152007-2022年CMOS图像传感器销售额及预测数据来源：Insights、市场部图162016-2025年CMOS图像传感器市场规模及预测注：该图表左轴单位有误，应为Billiondollar数据来源：、市场部根据数据，CIS（CMOS图像传感器）平均单价在2015-2019年逐步上升，2019年平均价格较2018年同比增长8%，接近3美元，预计2020年单价同比增长4%，并在2020-2025年基本稳定，维持在3美元的水平。16/43图172015-2025年CMOS图像传感器平均单价及预测数据来源：、市场部CMOS201794%家厂商索尼（Sony）、三星（Samsung）、豪威科技（Omnivision）市场份额合计占比达73%，CR3较2014年的63%有明显提升。图18：图像传感器市场前三厂商份额情况图192017年CMOS图像传感器市场份额情况1%1%100%90%Sony2%1%Samsung27%27%2%5%3%3%37%OmnivisionONSemiSTMicro80%70%60%50%40%30%20%10%0%13%18%11%20%5%5%42%17%19%PanasonicCanonSKHynixGalaxycoreHamamatsuSmartsensPixeplus11%42%42%27%20%Others201420162017SonySamsungOmnivisionothers资料来源：、市场部资料来源：、市场部17/43图202017Q4-2020Q4主要厂商分季度图像传感器收入情况与预测数据来源：、市场部传感器的尺寸很大程度上决定了相片的成像质量。传感器尺寸越大，感光面积越大，获得的信息更丰富；同时，在其它参数和拍摄条件（距离）一致的情况下，传感器尺寸越大，成像的视角就越大；此外，传感器尺寸增加有助于实现物理背景虚化。决定拍照质量的因素还包括有效像素和单位像素尺寸。有效像素越大，解析度越高，照片细节更清晰；单位像素尺寸大小（单位像素尺寸=传感器宽度/照片分辨率宽度）决定了传感器的感光能力，越大意味着更好的暗光拍摄能力，最直观的表现是较低的噪点水平。单位像素尺寸和有效像素增大存在一定矛盾，在传感器整体尺寸固定的情况下，二者不可兼得。除了增加传感器尺寸外，目前还可通过像素四合一（将四个像素组合成一个像素，提升单位像素尺寸，包括RGGB、等方式，其中：R代表红色像素、G代表绿色像素、B代表蓝色像素、Y代表黄色像素）来解决高像素下暗光噪点问题。2019年以前发布的手机采用的传感器尺寸通常在1/22019年以后采用1/2英寸以上传感器的机型陆续上市，2020年2月发布的SamsungGalaxyS20/S20+/S20Ultra为1/1.761/1.761/1.332020年2月发布的华为P40系列传感器尺寸达到1/1.28英寸。18/43图21CMOS传感器结构图数据来源：CSDN、市场部图22：两种像素四合一方案（和）像素阵列比较（左）和（右）比较。阵列将绿色滤光片换成黄色，进光量有了近40%的提升数据来源：驱动之家、市场部表：索尼近年部分图像传感器型号及应用情况型号首发时间有效像素传感器尺寸1/2.9英寸1/2.3英寸1/2.55英寸单位像素尺寸1.25μm备注代表机型小米MIX2IMX386IMX378IMX3622016.72016.912MP12MP12MP1.55μm小米5S、XPlay61.4μm19/43IMX376IMX400IMX333IMX486IMX351IMX345IMX363IMX519IMX380IMX600IMX350IMX586IMX600yIMX686IMX689IMX7002017.22017.32017.62017.82018.22018.22018.32018.32018.32018.92018.122019.42020.32020.320MP19MP12MP12MP16MP12MP12MP16MP12MP40MP20MP48MP40MP64MP48MP50MP1/2.78英寸1/2.3英寸1/2.55英寸1/2.9英寸1/3.09英寸1/2.55英寸1/2.55英寸1/2.6英寸1/2.3英寸1/1.7英寸1/2.78英寸1/2英寸1μm1.22μm1.4μm1.25μm1μm四合一，等效像素尺寸2μm内置X9索尼XZPremium三星S8小米、荣耀9LGV301.4μm1.4μm1.22μm1.55μm1μm内置三星S9华硕ZenFone5OPPO华为P20四合一，等效像素尺寸2μm华为P20Pro荣耀8x1μm0.8μm1μm四合一，等效像素尺寸1.6μm四合一，等效像素尺寸2μm四合一，等效像素尺寸1.6μm荣耀V20、小米9华为P30系列荣耀V301/1.7英寸1/1.7英寸1/1.43英寸1/1.28英寸0.8μm1.12μm1.22μm四合一，等效像素尺寸2.24μmOPPOFindX2Pro四合一，等效像素尺寸2.44μm华为P40系列资料来源：公开资料、市场部2.2镜头：镜片数量增加仍为噱头，玻塑混合镜头有望逐步推广光学镜头一般称为摄像镜头或摄影镜头，简称镜头，其功能就是光学成像。光学镜头是光学成像系统中的必备组件，直接影响到成像质量的好坏，影响算法的实现和效果。镜头的组成是透镜结构，包括透镜（通常是多个镜片组合）、滤光装置、镜筒三部分。成像质量与光学镜头的众多参数相关，这些参数受到镜头镜片尺寸、曲率、镜片数量、镜片搭配结构和材质等多因素的影响。表：光学镜头主要参数介绍参数介绍有效焦距（FocalLength，透镜系统中心到成像焦点的距离。镜头的焦距分为像方焦距和物方焦距，像方焦距EFL）是像方主面到像方焦点的距离，物方焦距是物方主面到物方焦点的距离。线三种。视场角（Fieldof，FOV）焦数（F-Number，）像圆径（Circle）有效焦距（）与入射瞳孔直径（）的比值。光学系统所成像的最大区域。镜头总长分为光学总长和机构总长：光学总长是指由镜头中镜片的第一面到像面的距离。机构总长是指由镜筒端面到像面的距离。镜头总长（Length，）BackFocalLengthBFL）由光学系统中镜片的最后一面到像面的距离。FrontFocalLength）由光学系统中镜片的第一面到物面的距离。机构后焦（法兰焦距）(FlangeFocal由镜组的最后一个机构面到像面的距离Length，FFL/FBL）畸变是轴外相差。而且是轴外细光束的像差。它是轴外点与主光线在像面上交点的畸变（Distortion）高度同理想（近轴）像面的高度差。它是视场的函数，与孔径没有关系。20/43物体或被照面上被光源照射所呈现的光亮程度称为照度。相对照度则是中心照度与外围照度的比值。相对照度（RelativeIllumination，）ChiefRay）主光线角度为主光线与平行光线的角度。主光线就是光线由物体的边缘出射，通过孔径光阑的中心最后到达像的边缘。资料来源：公开资料、市场部图23：光学镜头参数示意图资料来源：公开资料、市场部plasticglass括1P2P1G1P1G2P2G2P2G3P4G5GP代表plasticG代表Glass镜片数）。塑料镜片凭借成本低、易批量生产等优势成为智能手机光学镜头的主流，但随着智能手机摄像头超高像素、大光圈方向升级过程中，塑料镜头在成像清晰度、失真率等光学性能方面的瓶颈越发明显。玻璃塑料混合镜头结合了玻璃镜头和塑料镜头的优点，能够减少镜头厚度和失真率、提高成像清晰度和光圈尺寸。2017年8月发布的V30首次采用玻塑混合镜头；2019年520Pro48MP主摄采用（6片塑料镜头加1/将得到进一步推广。表：不同材料镜头比较镜头种类工艺难度量产能力成本玻璃镜头塑胶镜头玻璃塑胶混合镜头高低高低高低高低高21/43热膨胀系数透光率高低介于前二者之间可达99%可达92%介于前二者之间车载、数码相机、安防监控舜宇光学、宇瞳光学应用范围优势厂商单反相机、高端扫描仪佳能、尼康、卡尔蔡司、索尼手机摄像头、数码相机大立光、舜宇光学、玉晶光电较高，前五大厂商占据市场60%份额产业集中度高，几家国际巨头垄断较高资料来源：宇瞳光学招股说明书、市场部从国内智能手机主摄像头镜片数分布情况来看，5P镜头和6P镜头占据主要市场份额，2018年我国智能手机主摄中6P镜头占比达64.3%5P镜头占比达35.6%7P镜头出货量相对较少。2018年OPPO发布了第一款采用7P主摄的OPPOR17Pro分别于2019年2月、2019年4月发布配置7P镜头的小米9透明尊享版、华为P30Pro。年月，小米发布首款采用8P镜头的小米CC9尊享版，同时2020年2月发布的小米10Pro也采用了8P主摄。图242018年国内智能手机主摄像头镜片数分布0.1%35.6%6P5P7P64.3%注：2018年主流品牌7P镜头手机主要是OPPOPro，该机型于2018年月日开卖，2018年销量占比较小。资料来源：华经情报网、市场部表：主要手机品牌商摄像头镜片数量情况（2019年以来新机）品牌机型iPhoneiPhoneProMate30ProMate30发布时间镜头组合2019年9月2019年9月2019年9月2019年9月2019年4月后置：6P+5PApple后置：6P+6P+5P后置：7P+7P+5P+4P后置：6P+6P+5P后置：7P+6P+5P+4P华为P30Pro22/43P302019年4月2020年2月2020年2月2019年月2019年9月2019年7月2019年2月2019年2月2020年3月2020年3月2019年12月2019年12月2019年12月2019年10月2019年10月2019年10月2019年9月2019年5月2019年4月2020年2月2020年2月2019年12月2019年12月2019年12月2019年月后置：6P+6P+5P10Pro后置：8P+6P+6P+5P10CC9Pro9Pro后置主摄：7P（共4个后置摄像头）后置主摄：7P（尊享版为8P主摄）（共5个后置摄像头）后置：6P+6P+6P小米CC9后置主摄：6P（共3个后置摄像头）后置主摄：7P（共3个后置摄像头）后置主摄：6P（共3个后置摄像头）前置：5P；后置：7P+6P+5P（潜望式）前置：5P；后置：6P+6P+5P9透明尊享版9FindX2ProFindX2Reno3/Reno3Pro后置主摄：6P（共4个后置摄像头）后置：6P+5P+3P+3P后置：5P+3P+3POPPORenoReno2ZK5后置：6P+5P+5P+3P后置：6P+5P+3P+3P后置：6P+5P+3P+3PReno2K3后置：6P+5P+5P+3P后置主摄：6P（共2个后置摄像头）后置主摄：6P；后置长焦：（潜望式）（共3个后置摄像头）后置：6P+5P+5P+3PReno10倍变焦版iQOO3Z6后置主摄：6P（共4个后置摄像头）后置主摄：6P；后置人像镜头：6P（共4个后置摄像头）后置：6P+5P+4PX30ProX30Y9s后置：6P+6P+5P+5PS5后置：6P+6P+5P+5P资料来源：各品牌官网、市场部图25：华为P30后置摄像头镜片结构注：三个摄像头由上到下分别为5P、6P、6P，最外层非凸透镜，起保护作用。资料来源：华为官网、市场部23/43光学镜头壁垒非常高，主要体现在专利、生产工艺、模具三个方面，因此，真正规模量产201866%低于安防监控摄像机镜头市场集中度（前五大厂商市场份额高达84.3%）。表：光学镜头行业主要壁垒壁垒简介每设计一个光学镜头都可以申请专利。光学镜头在设计方面对设计师的要求非常高，由于像差无法消除，设计师只能尽可能接近理论结果，好的光学镜头凝结了设计师大量的经验、天赋。专利粒等非常敏感，只有严格精确控制每个变量才能制造出具有良好光学性能的透镜，这需要先进设备和熟练工人的配合才能完成。生产工艺模具模具是玻璃镜头生产的核心环节，质量和精度直接影响镜片的性能，这要求经验丰富的设计师和具有丰富精密加工检测经验的制造人员相互配合才能完成。资料来源：中国产业信息网、市场部图262018年手机摄像头镜头市场份额情况图272018年安防摄像头镜头市场份额情况3.8%6.3%5.6%34%35%33.0%9.5%9.9%6%10%14.0%17.9%6%9%宇瞳光学舜宇光学联合光电福光股份凤凰光学福特科力鼎光电其他大立光Sekonix舜宇光Kantatus玉晶光其他资料来源：前瞻产业研究、市场部资料来源：TSR、市场部2.3其他：马达、滤光片、模组封装（1）马达以手机摄像头为例，根据焦距是否可调节和调节方法，大致可以分为固定焦距（FF，FixedFocusAutoFocusOZOptical），具备自动对焦24/43和光学变焦的摄像头模组均需要使用马达。此外，光学防抖功能（OIS）也需要马达的参与。表：不同变焦方式比较变焦方式固定焦距特点应用场景焦距不可调节，通常镜头较薄。一般用于手机前置摄像头，及5MP后置摄像头。通过微距离移动整个镜头（不是镜头内镜片的位5MP以上摄像自动对焦置），控制镜头焦距的长短，从而使影像清晰。头）的标配。通过移动镜头内部镜片来改变焦点的位置，改变目前受限于体积大、系统复杂、成本较高、产业镜头焦距的长短，并改变镜头视角的大小，从而链等因素，在智能手机中应用较少。光学变焦实现影像的放大与缩小。资料来源：产业信息网、市场部图28：FF摄像头模组结构图29AF摄像头模组结构资料来源：公开资料、市场部资料来源：公开资料、市场部StepperMotor声波马达（Ultrasonicmotor，压电马达PiezoMotor的一种）、音圈马达（VCM，CircleCoilActuator）。音圈马达以其结构简单、体积小等特点成为现阶段的主流。表10：三种对焦变焦马达比较马达类型外形大小音圈马达（）压电马达（Piezo）步进马达（motor）小小低大最高100ms21成本最低10ms2.4速度（自动对焦）能耗（，毫焦）双向性0.7有有（需要弹簧）有平衡位置有好否无无重复定位精度是否需要齿轮差中等是否25/43噪音驱动晶体管数量应用--高148（八相电机）自动对焦和开关功能自动对焦和变焦自动对焦和变焦资料来源：公开资料、市场部VCM前后簧片的镜头载体运动，从而带动镜头移动，实现清晰成像。音圈马达主要由磁石、铁壳、PCB能上可分为开环马达（OpenCloseOpticalImageStabilization）马达（分平移式、移轴式、记忆金属式）、OIS+Close六轴马达等。图30：音圈马达的结构数据来源：公开资料、市场部根据的统计，201820.1232024年销量将达到40.2亿颗，市场规模将达44亿美元。其中，日本企业占据全球市场份额超过四成，并掌握着先进技术和制造能力，代表企业主要有ALPSMitsumiVCM企业自2013前排名靠前的企业为浩泽、中蓝、新思考等。26/43图31：全球音圈马达市场规模和销量情况504540354540353025201510540.237.833.129.625.9293025201510523.420.12317.6204415.24136322417002016201720182019E2020E市场规模（亿美元）2021E2022E2023E销量（亿颗）2024E数据来源：、ittbank、市场部表112019年10月-2020年1月全球主要摄像头马达出货情况（单位kk，百万颗）排名1厂商阿尔卑斯（Alps）地区日本2020M125.022.521.019.016.315.09.02019M1229.027.026.523.022.820.529.026.025.224.623.010.018.57.02019M102日本31.03三美（Mitsumi）三星电机（）浩泽（）中蓝（）日本4韩国5中国河南中国辽宁韩国18.09.867磁化（）新思考（NewShicoh）比路（）8中国浙江中国上海韩国8.622.37.098.01012131415Hysonic7.0友华（）三美达（）江馨微（JXV）东勤（）松诺（Songnuo）中国惠州中国惠州中国安徽中国安徽中国湖北4.210.910.33.03.04.09.02.0资料来源：旭日大数据、市场部（2）滤光片滤光片是在塑料或玻璃基材中加入特种燃料或在其表面蒸镀一层或几层光学薄膜制成，来用以衰减（吸收）掉其他不希望通过的光波段，通过改变滤光片的结构和膜层结构匹配参数，可以获得各种光谱特性，使滤光片可以控制、调整和改变光波的透射、反射等状态。滤光片一般按光谱波段、光谱特性、膜层材料、应用特点等特性进行分类。按照光谱特性27/43分类可以分为带通滤光片、截止滤光片、二向分光滤光片、中性密度滤光片、反射滤光片等；按照光谱波段分类可以分为紫外波段滤光片、可见光滤光片和红外波段滤光片；按照应用膜层荧光显微镜用滤光片、多波段硬膜滤光片等。图32：部分滤光片图示数据来源：Thorlabs、市场部由于人眼与图像传感器对各波长的敏感度不同，光线通过镜头后，人眼看不到红外光会在可见光成像的靶面形成虚像，影响图像颜色和质量。因此摄像头需要配备红外截止滤光片（CutFilter400-630nm材质不同，红外截止滤光片可分为白玻璃红外截止滤光片、蓝玻璃红外截止滤光片、树脂红外截止滤光片等。除红外截止滤光片外，由于生物识别技术和3D技术等在摄像头中应用，仅允许特定频段红外光通过的滤光片（带通滤光片）需求也逐步打开。28/43图33：红外截止滤光片效果图示数据来源：我爱研发网、市场部表12：不同材质红外截止滤光片比较类别特征应用白玻璃IRCF以普通光学玻璃为基材。中低像素摄像头。更好提高成像质量。蓝玻璃IRCF8M像素以上的摄像头。以树脂片为基材，具有与蓝玻璃相同的红光和近红光吸收功树脂IRCF高像素摄像头。好，能较好解决低角度光偏移问题，光谱精度更高。资料来源：五方光电招股说明书、产业信息网、市场部（3）模组封装头模组常见的封装方式有单芯片（singlechipsolution）和双芯片（doublechipsolution1PLCC/CLCC（Plastic/CeramicLeadedChip2CSP（Chip-ScalePackage3（ChipOnBoard4（ChipOnFPC5（FlipChip模组封装的难度与集成度相关，集成的元件数量越多，摄像头功能越完善，封装难度也越高。29/43图34：摄像头模组封装形式（单芯片）数据来源：公开资料、市场部表13：不同摄像头模组封装形式比较封装形式特点应用领域又称芯片尺寸封装（ChipSizePackage），封装的优点在于封装段由前段制程完成，背光穿透鬼影现象。封装中低像素ChipOnPCB低、高度较低，缺点是制程设备成本较高、良品率变动大、制程时间长。Flip又称倒装芯片，或者覆晶，封装密度更高，可以比COB封装薄1MM以上。COB封装FC封装中高像素高像素资料来源：模切网、市场部根据2018271.286%中前五大供应商分别为InnotekSemco组收入占比为53.9%，较2017年合计份额提升3.1pct。30/43图352017和2018年全球摄像头模组市场格局LGInnotekSemco2018年271.28亿美元12.5%12.0%19.8%Foxconn(Sharp)SunnyOpticalO-Film19.3%12.5%11.2%11.2%Luxvisions(Liteon)Q-Tech6.7%2017年7.2%1.4%1.9%255.91亿美元ams10.0%2.9%2.5%Primax2.5%2.6%2.6%2.7%3.8%4.0%2.4%0.7%4.6%5.2%Chicony9.8%Cowell7.8%Partron8.8%Next58.8%Other数据来源：Développement、市场部31/433手机摄像头其他创新和发展3D传感、/UltraSteady视频超级防抖技术等新应用。表14：手机摄像头的创新点及应用情况创新方向应用目前，4800万像素的摄像头目前主要是6P（6片塑料镜片）镜头，少量使用7P镜头。预计在2020年，64007P镜头；8P镜头方案则会继续在1亿像素以上的摄像头上使用。镜片数量大光圈的效果。镜片材质2019年5月21日，荣耀发布新机荣耀，该机配备了四摄后置镜头，其中4800万主镜头采用（6片塑料镜头加1V30之后首次有一线终端厂商采用玻塑混合镜头方案。2019三摄以上的居多。镜头数量根据信通院预测，未来旗舰机型后置摄像头的标配方案或将采用四摄（offlight，详细介绍见本章第二部分）的方案，前置摄像头或将采用双摄的方案。主流机型则有可能采用三摄的后置摄像头方案，单摄的前置摄像头方案。VR/AR镜头应用前景广阔。OPPOPro、华为P30系列等智能手机均在后置摄像头中使用镜头。在厚度控制的情况下，提升摄像头光学变焦能力，适应手机轻薄化要求。X30Pro、OPPOFindX2、华为P20Pro、三星S20等已配置潜望式镜头。预计在2020年，潜望式摄像头将会在智能手机中加速渗透，头部供应商将会继续提升在高端智能手机中的占有率，5倍甚至10倍的光学变焦将成为主流。3D镜头潜望式镜头OPPO商都已经在2019年展现了自己的屏下摄像头技术（OPPO：透视全景屏；小米：“隐式屏”；华为：透明屏幕）。屏下摄像头资料来源：中国信通院《2019智能手机影像技术应用观察及趋势分析》、市场部3.1多摄方案：摄像头数量持续增加目前市面新推出的智能手机大多采用后置双摄像头或多摄像头方案，对于各种方案，均由色彩调节、细节调校等一个或数个辅助成像功能。长焦方案、32/43彩色OIS（）等功能。X9P40还有华为Magic2、美图V7等采用前置三摄。由于高屏占比、美观性等需求，预计主流机型前置摄像头数量增长空间有限。表15：不同双摄像头方案比较双摄像头方案主副摄像头介绍功能通过三角定位原理计算对象与摄像头的距离，同时具备双倍的进光量，适合昏暗拍摄条件。彩色彩色计算景深，实现背景虚化和重对焦。（）彩色黑白捕捉更多的细节和线条，以黑白图像作为基准和彩色图像进行融合提升暗光夜景影像拍摄质量。后，图像的整体效果会有比较明显的提升，成像质量会更好。2实现光学变焦。供光学变焦功能。（RGB+Mono）广角长焦（）彩色深度深度相机就是可以直接获取场景中物体距离摄像头物理距离的相机，三维重建。（RGB+Depth）即前文介绍的3D摄像头，在后置摄像头中更多使用方案。资料来源：公开资料、市场部表16：主要手机品牌部分后置多摄像头方案品牌双摄三摄四摄及以上iPhone7/8Plus长焦iPhone：超广角广角AppleiPhonePro：超广角广角长焦P30Pro：广角+超广角+潜望式长焦深度P20Pro：彩色广角黑白广角彩色长焦Mate20/Mate20Pro/P30/Mate30：广角超广角长焦Mate30Pro/MateX/Xs：超感光广角+超广角长焦华为荣耀P9/P10/P20：彩色黑白V20：彩色深度P40Pro电影潜望式长焦P40Pro+电影潜望式长焦长焦P40：广角超广角长焦9x/9xPro：彩色广角彩色（景深）20：超清主摄超广角景深微距V30超广角长焦20Pro超广角长焦微距GalaxyA90/A70：高清主摄超广角景深GalaxyA80：高清主摄超广角+3D景深GalaxyFold/S10+：超广角广角长焦GalaxyS20：超广角广角长焦GalaxyS20Ultra潜望式长焦超广角SamsungGalaxyS10e广角GalaxyS20+：超广角广角长焦景深10：超清主摄景深微距超广角10Pro：超清主摄超长焦（）人像（）超广角小米6/8：广角长焦9/9Pro：广角长焦（人像）超广角33/43CC9Pro超长焦2x，人像）广角（）微距FindX2：广角超广角长焦Reno3Pro：超清主摄长焦超广角+A5/FindX：彩色彩色Reno标准：超感光超广角FindX2Pro：广角+超广角+潜望式长焦黑白OPPO（10x）Reno：主摄超广角黑白复古OPPOPro：可变光圈主摄景深iQOO/iQOOPro：高清主摄广角彩色/景深Reno：广角长焦超广角黑白iQOO3：超清主摄超广角距）景深X21s：彩色彩色X23：标准超广角X30：高清主摄+广角微距+人像（焦距50mm）X30Pro广角微距50mm）潜望式长焦（）X27Pro：高清主摄超广角夜视注：普通广角镜头的焦距一般为38到24毫米，视角为60到84度；超广角镜头的焦距为20到13毫米，视角为94到度；长焦镜头，就是指焦距较长的镜头，在手机应用中通常为2倍或3倍普通镜头焦距。资料来源：各品牌厂商官网、市场部图36：iPhone三摄像头方案配置情况数据来源：Apple官网、市场部根据前瞻产业研究院引用Statistia数据，2014-2018稳步提升，2018年平均为2.84颗/2019年、2020年带有2个和3个摄像头（包括前置摄像头，下同）的手机占比均下降，反之带45个摄像头的手机占比持续提升，2020年占比分别为42%、15%。而根据数据，2019年智能手机平均摄像头数量约为3.0621.7%2025年平均每台智能手机摄