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光学镜头未来的发展潜力
- 2019-04-29-

(一)行业发展概况


1、光学镜头行业发展概况


(1)光学镜头制造业是一个有着广泛应用基础的光电子细分行业光学与光电子(以下简称“光电子”或“光电”)行业,是以光电技术为核心所构成的各类零件、组件、设备以及应用市场的总和,是将光学和光电子科学的研究成果应用于社会生产实践的过程中发展而来的产业。


光学镜头行业是现代光电子行业的一个重要分支。光学镜头一般主要由镜片、 精密五金及塑胶零件、 快门/光圈、驱动马达、 传感器等光机电器件和镜筒组成。 在光学成像系统中,光学镜头利用光学折射原理将需要拍照的景物聚焦到成像面(胶片或者图像传感器芯片)上,是光学成像系统中必不可少的核心组成部分。它对成像质量的几个比较主要的指标,如分辨率、对比度、景深及各种像差等起着决定性的作用,随着现代科技的发展,光学镜头的应用领域正变得日益广泛。


近年来,随着电子科学、互联网等现代科学技术的迅速发展,光学镜头的应用范围已由当初的胶片相机、显微镜、望远镜、简单医疗器械等产品,不断向数码相机、笔记本电脑、移动电话、 安防监控摄像机、车载可视系统、智能家居和航拍无人机等与人类生活密切相关的众多光学成像领域渗透。


2010年我国光学镜头行业产量约11.82亿个,到2014年我国光学镜头行业产量达到了22.25亿个。


(二)光学镜头产业链概述


1、行业的上、下游


光学镜头研发与制造处于产业链中游,其上游为光学镜头生产所需的设备仪器及原材料,原材料主要包括玻璃镜片、塑胶镜片、电子零件、塑胶原料、金属部件等。下游为光学镜头的应用领域,主要包括安防监控设备、手机相机摄像头模组、车载摄像头模组、机器视觉系统、 VR/AR 设备等。


2、上游行业发展状况对处行业的影响


光学镜头的生产主要使用玻璃镜片、塑胶镜片、塑胶原料、金属部件及电子元器件等原材料。上游行业所提供的原材料对于本行业的影响主要体现在价格因素和品质因素。例如,电子元器件等材料的价格上涨,将会导致光学镜头的出厂价格上涨;光学原材料的品质若不能达到本行业的工业标准,则将导致光学镜头的品质难以得到保障或者镜头出货量降低。


3、下游行业发展状况对行业的影响


光学镜头行业的下游根据产品应用领域主要分成三大类型:安防监控系统制造商、手机摄像头模组生产厂商和车载摄像头模组生产厂商。安防视频监控领域,镜头行业下游主要面向的是安防视频监控设备生产制造厂商。随着中国城镇化水平的不断提升,“平安城市”、“智慧城市”、“智能交通”等大型项目的全面推进以及各级政府及有关部门把“加强社会治安防控体系建设”作为重点工作,为我国安防产业的发展提供了良好的政策环境。从全球角度来看,随着全球恐怖主义和破坏活动不断发生、世界局部地区的局势动荡以及各种组织机构面对的安全风险日渐增多,安全议题得到空前重视,全球对安防产品的需求量逐步扩大。近年来,在安防需求市场的强劲带动下,安防监控设备的生产制造商保持了快速的发展。手机摄像头模组近年来进入了激烈的差异化竞争。随着智能手机的全面普及,摄像功能成为了各大手机厂商的竞争关键。手机镜头模组生产商也积极向着双摄像镜头、广角、超薄、大光圈、光学防抖等高端领域发展,这也对中游的光学镜头生产商提出了更高的品质和工艺要求。


安防视频监控市场


①全球安防视频监控市场容量巨大,未来仍将保持长期稳定增长


近年来, 国际反恐形势日渐复杂和严峻, 全球恐怖袭击、意外事件时有发生,公共安全、反恐已成为全球关注的焦点,借助专业技术手段对监控对象进行分析识别,已经从事后察看发展到当今的事先预防的阶段。视频监控系统作为安防必不可少的技术手段,正在全球安防领域扮演越来越重要的角色。


中国已发展成为全球安防视频监控较核心市场


截至目前,我国已发展成为全球安防视频监控领域较大的市场之一:


1)我国城镇化及新农村建设进程的进一步推进将直接带动视频监控行业的发展。伴随着城镇化步伐的加快及社会结构的变迁, 城市面积和城市设施不断增加,“平安建设” 将成为各级政府长期艰巨的任务,公安主管部门也已把“社会治安防控体系建设”作为中心工作之一,政府需求的推动将为安防视频监控行业从特大城市、省会城市向市县级甚至农村市场的加速延伸带来良好的可持续发展空间。


2) 国民经济将继续保持快速发展的势头,各重点行业基础设施的持续建设带动产生新的安防需求。随着近年由政府主导的铁路、 高速、水域航道、 机场以及城市轨道交通等各类大规模基础设施,正陆续由建设转向运营,安防视频监控系统的安装需求将因此出现新一轮的扩建与维护市场。


3)目前社会整体的安防意识正逐步提升,安防视频监控用户正由特殊部门转向社会大众,金融、教育、医疗、通讯、能源等众多细分社会行业领域,企事业单位对安防视频监控的投入带动了视频监控消费。


4) 随着国内的经济增长和居民收入的增加,人们对安全的消费需求将不断增加。围绕“社区创安”的深入实施,以及 4G 开通、三网融合带来的有利契机,安防消费主体逐步从高收入阶层向中等收入人群转化,家庭安防市场潜力将被有效激发出来,并进而极大地扩展行业发展的空间。


5)安防视频监控市场的持续增长将带动监控镜头市场的稳定发展典型的安防视频监控系统的主要设备一般包括以摄像相机、球机为主的视频采集设备、光端机等网络传输设备、 DVR、 DVS 等主控设备和监视器等显示设备。在维持后端市场的同时,加大对前端摄像机产品的研发,利用前端摄像机市场进一步刺激后端需求,推进后端高清兼容产品的研发及销售。


6)安防视频监控相关技术发展带动光学镜头产业不断升级


安防视频监控领域相关技术的飞速发展带动光学镜头产业不断升级。安防视频监控产品正朝着高清化、网络化、智能化方向发展,未来云计算和大数据技术的深化运用将使得该类产品的应用范围不断拓宽。


在全球安防视频监控市场的持续增长带动下,安防视频监控镜头市场近年来发展较快,未来仍将保持稳定增长态势。2011 年全球安防视频监控镜头市场销量为 6,300万件, 2015 年增长为 12,200 万件,年均复合增长率为 17.97%。预计未来几年,全球安防视频监控镜头市场仍将保持稳步增长,预计 2020 年全球市场销量和市场金额将分别达到 1.84 亿件和约 6.53 亿美元。


2)智能手机市场


①科学技术的发展和产业链的不断完善带动智能手机市场快速发展


近年来,第三代移动通信技术的出现和手机应用软件的迅速普及带动手机用户规模化增长。以我国为例,根据统计局统计调查数据显示, 2010 年至 2014年间,手机年产量由 10.04 亿部增加至 17.64 亿部,手机年末用户数由 8.59 亿户增加至 12.86 亿户,手机普及率已由 64.36 部/百人增加至 94.03 部/百人,手机用户数和普及率均实现了快速增长。


随着智能手机产业链的不断完善,手机市场重心向智能手机不断迁移。通过软硬件和应用程序的充分融合、相互促进,智能手机生态圈日趋成熟,智能手机产业链不断完善。性能和功能的双向拓展让智能手机的功能更贴近人们的日常生活,智能手机渐渐成为生活的必需品。与此同时,云计算与移动互联网技术的融合发展,驱动智能手机产业内涵与核心价值迅速提升。智能手机的发展,已使原来功能性手机越来越互联网化,而智能手机作为云计算和移动互联网重要的客户端承载平台和主要入口,已成为融合移动互联网产业发展的较为关键环节之一。


②拍摄功能已成为智能手机的核心功能之一


随着拍摄功能逐渐发展成为继基本通话之外智能手机较为核心功能之一,摄像头的成像质量和效果在智能手机市场竞争中的重要性正变的日益突出。从摄像头更早出现在功能手机上开始,该部件仅仅是一个附带性的功能,而随着通讯网络的升级和移动互联网兴起,图片及视频文件已经成为人们网络社交、信息传递的重要载体,从而使得拍摄功能也愈发成为手机更为核心的配属功能。


随着摄像头技术的不断提高、软件应用的不断升级,智能手机拍照效果已日趋接近数码相机。虽然镜头产品受限于手机产品尺寸小巧和薄型化趋势,较难实现光学变焦功能,但是面对智能手机丰富的后期处理功能,人们已经很难区别专业的数码相机与智能手机照片的质量区别。同时,有赖于手机行业的迅速发展和充分竞争,生产厂商专注硬件竞争寻求突围,从而推动手机镜头急速升级,智能手机成像质量水平因此得到快速提升,如手机摄像头市场主流像素从 2010 年的500 万像素发展至 2012 年的 800 万像素,目前正向 1600 万和 2000 万像素级别发展。综合而言,提高手机摄像头的数量(即配置前后双摄像头)、成像质量和效果正成为智能手机厂商应对激烈的竞争,谋求差异化特色的重点方向。


③智能手机市场的稳步发展将带动光学镜头行业的持续增长


光学镜头是影响智能手机摄像头成像质量和效果的核心部件之一。手机摄像头一般由镜头(Lens)、图像传感器(Sensor)、视频信号处理芯片(DSPIC)、软板(FPC)和框架(Holder)五个部分组成,其中镜头、图像传感器和视频信号处理芯片是决定手机摄像头性能的较关键三个环节。为了提高镜头像素,理论上可以通过不断增加镜片数量并扩大感光元件尺寸来达到目的,但受限于手机的空间结构,感光元件尺寸及镜片数量无法无限度扩大和增加,仅能通过复杂的光学结构设计实现更高像素要求,因此超高清晰度镜头小型化设计及制造工艺难度较大。消费者对手机拍摄图像、视频品质越来越高的要求使得镜头的设计、生产质量水平,以及光学防抖和光学变焦技术的集成应用在智能手机市场竞争要素中的重要性日益提升。未来,在智能手机消费者商务办公与生活娱乐混合应用需求的带动下,相应光学镜头产品市场也将随之保持平稳、持续增长。


2011年全球手机镜头市场销量为 14.64 亿件, 2015 年增长为 32.36 亿件,年均复合增长率为 21.93%。预计未来几年,全球手机镜头市场仍将保持稳步增长,预计 2020年全球市场销量和市场金额将分别达到 45.79 亿件和 39.27 亿美元。


(3)车载成像市场


①主动安全技术和自动驾驶技术的日臻成熟带动车载成像市场持续发展


汽车主动安全技术的渗透和自动驾驶技术的日渐成熟将带动车载成像市场快速发展。汽车安全系统的发展正呈现出主动安全系统比例逐步提升、主动与被动相结合、干预替代预警向自动驾驶发展的趋势。世界各国正在相继出台相关法律法规以提高汽车主动安全技术配置。如美国公路交通安全局于 2014 年出台新规定,要求其国内于 2018 年 5 月 1 日以后生产的所有车辆必须安装至少一颗倒车后视摄像头,以提高倒车安全性;欧洲新车安全评价程序(NCAP)规定自 2014 年起自有主动安全系统的权重从 10%上升至 20%,自 2017 年起具备主动安全系统的车辆方可获得 4 星评级。作为连接主动与被动安全系统的桥梁,ADAS(AdvancedDriverAssistantSystem,辅助驾驶系统)因可实现车道偏离预警、车辆、行人与障碍物预警、交通标志识别、自适应远光控制等功能, 是实现自动驾驶的基础技术之一。从 ADAS 解决方案来看, 摄像头的视觉处理技术突破了雷达技术在辨别行人等非金属障碍物方面无能为力的限制,不仅可以更好地辨识道路标识、 行人以及道路状况等信息, 也可以通过算法计算行人与车辆的行动轨迹, 功能更为全面,准确性也较高。随着 ADAS 系统渗透率和芯片运算速度的提升, 人脸识别等技术逐步运用于汽车安全领域, 以及未来完全自动驾驶时代的到来, 汽车对摄像头依赖程度将进一步加大, 车内以及侧视摄像头需求将会逐渐放量增长, 市场空间得到进一步释放。


②车载摄像头是车联网的重要实现基础


作为车联网信息的重要入口,车载摄像头是车联网的重要实现基础。车联网(Internet of Vehicles)是由车辆位置、速度和路线等信息构成的巨大交互网络。通过 GPS、 RFID、传感器、摄像头图像处理等装置,车辆可以完成自身环境和状态信息的采集,并经由网络层将自身的各种信息传输汇聚到中央处理器,通过计算机技术,这些大量车辆的信息可以被分析和处理, 从而实现多个系统间大范围、大容量数据的交互, 并提供上佳路线、及时汇报路况和安排信号灯周期等多种服务。 传统汽车仅需处理并展示行车里程、车速、油耗等有限信息, 但随着车辆实现联网功能后, 车辆需要处理以及展示的信息都将几何倍数的增加,如环境数据、汽车状态、驾驶行为、移动终端数据、 APP 数据等,并且会更强调人机互动体验。因此从数据端来看,未来汽车将从单纯的交通工具逐步向数据处理平台转变。 正如人类通过自身眼睛获取约 80%来自外界的信息, 作为感知层的重要组成部分之一,摄像头将是车联网数据的重要入口, 是车联网实现的重要基础。


③光学镜头是车载摄像头的核心组成部分,市场潜力巨大


作为汽车车载成像的主要采集工具,车载摄像头的应用较为广泛。 汽车摄像头按照应用领域可分为行车辅助(行车记录仪、 高级辅助驾驶系统 ADAS 与主动安全系统)、驻车辅助(全车环视)与车内人员监控,贯穿行驶到泊车全过程,对摄像头工作时间和温度等方面有较高的要求。按照安装位置又可分为前视、后视、侧视以及车内监控四部分。目前运用较多的是前视以及后视摄像头, 未来伴随着主动安全、自动驾驶以及车联网相关技术的发展,车载摄像头的应用将会更为广泛。 而作为车载摄像头的核心组成部分,光学镜头未来在车载成像领域的市场潜力巨大。


2011 年全球车载镜头市场销量为 1,834 万件, 2015 年增长为 5,838 万件,年均复合增长率为 33.58%。预计未来几年,全球车载镜头市场仍将保持稳步增长,预计 2020 年全球市场销量和市场金额将分别达到 1.18 亿件和 6 亿美元。


(4)其他市场


近年来,随着物联网、计算机、移动互联网等技术的快速发展,光学镜头的应用领域不断拓宽。如作为光信号的主要采集部件,光学镜头已成为视讯会议、智能家居、航拍无人机、虚拟现实等新兴终端电子产品的重要组件,镜头成像质量也已成为影响用户体验的较为核心因素之一。未来,下游新兴应用领域市场需求的强劲增长将带动光学镜头的行业的快速发展。如随着语音和数据通信技术发展而来的视讯会议系统,因可实现点对点或多点之间的双向视频、语音和多媒体的同步交流近年来获得了市场的快速、广泛认可。未来,随着网络带宽的提升和资费的下降,以及云计算、高清、远程呈现等技术在视讯会议行业内的快速应用,视讯会议用镜头将呈现向变焦、高清高端光学镜头产品不断集中的趋势。


行业竞争格局


光学镜头产品的应用领域较为广泛,不同细分应用领域内的行业竞争状况呈现出不同的特点。


在安防监控领域,富士能、腾龙、佳能等具有先进镜头制造能力的日企比较先进入市场,并在较长时期内具有垄断优势。伴随着近年来海康威视、大华股份等国内安防视频监控设备商的兴起和不断发展壮大,国内光学镜头厂商从定焦、低像素等中低端镜头入手开始参与市场竞争,并开始不断替代国外厂商镜头,从而形成了目前中低端镜头制造技术水平相对较低,市场参与者众多,竞争较为充分的现状。与此同时,在大倍率变焦、超高清、光学防抖、安防监控一体机镜头等高端光学镜头方面,以联合光电为代表的光学镜头厂商近年来经过持续的研发积累,逐步打破了日本企业在该领域的技术垄断,并形成全球高端镜头市场向上述国内厂商逐渐集中的趋势。


在手机镜头、车载镜头等消费电子领域市场,以大立光、舜宇光学等为代表的少数具有一定规模的上市公司占据此类光学定焦高端镜头市场的主要份额;而低端市场的市场集中度较低,竞争较为激烈。未来,光学变焦镜头将作为手机镜头的一个重要发展方向,联合光电等已独立掌握光学变焦技术的厂商将引领该领域市场的竞争。


在视讯会议、航拍无人机、虚拟现实等新兴市场领域,该类光学镜头产品是随着近年来互联网、物联网等应用技术的发展而逐步产生的,其市场目前仍处于前期培育阶段,市场集中度较低。


影响行业发展的有利与不利因素


1、有利因素


(1)下游行业应用前景广阔,未来市场需求仍将持续快速增长广泛、稳定的市场需求为光学镜头行业的稳步发展提供了有力保证。


(2)受相关产业政策支持推动,市场稳定可期光电子行业一直受到了政府政策的强有力支持。作为一种基础性光电元器件,光学镜头产业充分体现了光学设计、高端精密制造等现代技术,契合了政府近年来倡导的“工业 4.0”、“互联网+”等方向;同时,其下游应用所涉及的安防、通讯、消费电子等众多行业近年来受到政府及各地政府的政策支持。


(3)国产光学镜头的竞争优势不断增强


随着中国工业制造水平的快速发展,国内光学成像产品设计以及生产工艺水平不断增强,国产光学镜头产品的性能也在不断进步。在市场对于国产镜头的采购额和认可度的日渐提高下,国产光学镜头竞争优势的提升有助于国内镜头企业的健康持续发展。


(4)相关技术的不断提高


镜头终端应用产品技术正呈现出诸如数字化、高清化、网络化、智能化等发展趋势,光学镜头产品设计及生产技术的变革、产品功能升级将推动镜头市场的持续发展,并进一步刺激市场需求,扩展下游应用市场容量,加强光学镜头市场的渗透力。


2、不利因素


(1)国际竞争加剧


近年来,因传统单反数码相机、笔记本电脑等下游消费电子行业景气度回落,来自日本、韩国及中国台湾地区的部分镜头厂商纷纷开始谋求转向安防、车载等细分应用领域布局,或通过到中国内陆合资建厂、采用低价策略等方式积极开拓中国国内市场,行业竞争进一步加剧。


(2)行业技术更新升级较快,对企业研发和精密设备投入要求较高


近年来,光学镜头行业技术升级更新快速,对企业研发投入要求较高。光学镜头设计与制造技术需要企业长期的专业知识积累。由于光学镜头行业在我国发展较晚,长期以来,我国行业相关的主要关键设备和技术较为依赖进口,国内企业在核心技术方面与国外尚有一定差距。而随着国外先进技术外溢效应减弱,以及下游领域对镜头产品技术标准要求的快速提高,国内企业正面临新产品新技术快速升级、开发周期短、标准要求更高的挑战。


(3)人才短缺和成本上升


光学镜头行业兼具知识技术和劳动力密集的特征,对光学设计、精密制造等核心技术以及相关专业人才有较大依赖性。我国目前劳动力供求的结构性矛盾突出,总量过剩与部分生产技术岗位掌握专门技能工人相对紧缺并存,满足光学镜头行业需要的高素质专业设计和生产操作人才明显短缺。同时,我国劳动力成本已经步入上升通道,行业上游原材料以及能源、环境成本也在提高,对行业利润空间造成一定挤压。


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