解析自動駕駛之眼-攝像頭產業佈局

車載攝像頭解析

車載攝像頭是ADAS系統的主要視覺傳感器，是最為成熟的車載傳感器之一。主要應用在360 全景影像、前向碰撞預警、車道偏移報警和行人檢測等 ADAS功能中，是雷達的重要補充，一般單車配套 6 個以上攝像頭。前視攝像頭因需要複雜的算法和芯片，單價在 1500元左右，後視、側視以及內置攝像頭單價在200 元左右。

如果按照前視後視攝像頭各用 1 顆、內置 1 顆、環視 4 顆的量來估算，我們預計攝像頭傳感器 2019年攝像頭市場規模達到 150億元，進入L3階段，2020年和2025年市場規模可以達到 205億元和315億元，2016-2025年複合增長率達到17%左右。

• 車載攝像頭的產業鏈情況

車載攝像頭包括單目攝像頭、雙目攝像頭、廣角攝像頭等。ADAS階段單目攝像頭應用較多，L3以後，需要多個攝像頭配合。主要包括鏡片、濾光片、CMOS、PCBA、DSP和其他封裝、保護材料等。不同於手機攝像頭，車載攝像頭的模組工藝難度大很多，主要是因為車載攝像頭需要在高低溫、溼熱、強微光和震動等各種複雜工況條件下長時間保持穩定的工作狀態。

• 車載攝像頭行業競爭格局

根據相關資料顯示，全球車載攝像頭出貨量將從2014年的2800萬枚增長到2020年的8277萬枚，複合增長率達19.8%。假設：1）國內乘用車銷量保持5%的年複合增長率，到2020年乘用車新增2699萬輛；2）到2020年，前視攝像頭(1顆)滲透率接近40%；側視攝像頭(2顆)滲透率20%；後視攝像頭(1顆)滲透率為50%；內置攝像頭(1顆)為5%；3）後裝僅考慮前視攝像頭(1顆)和後視攝像頭(1顆)，滲透率都為10%。據此測算，到2020年，國內車載攝像頭需求量將達4184萬顆，市場規模達60多億元，年複合增長率超20%。

CMOS（Complementary Metal-Oxide Semiconductor，即互補性金屬氧化物半導體）是攝像頭的核心部件，廣泛應用於車載攝像頭上。CMOS價值約佔到攝像頭成本的三分之一，基本被外資品牌把控。Sony、Samsung和OmniVision三家企業的市場份額超過60%。Sony在全球CMOS傳感器領域常年佔據市場份額第一的位置，憑藉其在CMOS積累的深厚技術，加上收購了Toshiba影像傳感器業務，其市場份額有望進一步擴大。CMOS市場基本被外資品牌把控，國產品牌的話語權較弱。

鏡頭也是攝像頭的一個重要部件，國內自主品牌企業有明顯優勢。根據TSR的研究報告，2015年全球攝像頭鏡頭廠商中，臺灣企業大立光電的出貨量仍保持第一，佔據全球約三分之一的市場份額。

而國內舜宇光學以微弱優勢超過玉晶，排名上升至第二。而在車載攝像頭鏡頭市場，舜宇光學的鏡頭出貨量居全球第一位，市場佔有率達30%左右，已進入各大車企（寶馬、奔馳、奧迪）前裝市場。

其中倒車攝像頭分有線和無線兩種，有線的方式簡單可靠，但是需要在車體內佈線;無線的方式不需要在車體內佈線，安裝簡單，但需要增加無線接收模塊。由於目前的無線接收模塊接收效果還不太理想，一般倒車攝像頭還是採用有線方式的多。

什麼樣的汽車倒車攝像頭好呢?可以從以下幾個方面來考查攝像頭的性能：

芯片

CCD和CMOS芯片是組成倒車攝像頭的重要組成部分，根據元件不同可分為CCD和CMOS。CMOS主要應用於較低影像品質的產品中，它的優點是製造成本、功耗較CCD低，缺點是CMOS攝像頭對光源的要求較高;CCD，是應用在攝影、攝像方面的高端技術元件還附帶有視頻捕捉卡。CCD和CMOS在技術上和性能差距很大，一般來說，CCD效果要好，但價格也貴些，建議在不考慮費用的前提下選擇CCD的攝像頭。

清晰度

清晰度是衡量攝像頭的重要指標之一。一般來說，清晰度高的產品其圖像的品質就會越好，就目前來說清晰度在420線的產品已經成為倒車攝像頭的主流產品，380線的如果調試的好也可以選擇。但根據各個攝像頭的芯片等級不同，感光元件的不同，包括調試技師的水平，同一芯片同一等級的產品可能呈現出來的品質效果都會各不相同，相反的，清晰度高的產品夜視效果都會打些折扣。

夜視

夜視效果跟產品的清晰度有關，清晰度越高的產品夜視效果都會不太好，這個是因為芯片本身的原因，但是好質量的產品都有夜視功能，而且不會影像物體呈像效果，雖說色彩會差些，但是清楚不成問題。

防水

倒車攝像頭的產品基本上都具備防水功能

總結一下：選擇倒車攝像頭就從上述幾個方面考慮，最主要的是要看、要比較影像的實際效果。

360度車載角杆攝像頭

全方位攝像頭在角杆(Corner Pole)頂端安裝了攝像頭及反射鏡。將半球狀反射鏡面朝下安裝在角杆頂端，利用攝像頭從下向上拍攝映入反射鏡的影像。通過將所拍攝的影像傳送到屏幕上，來360度顯示高度低於角杆的車輛周圍的情況。

• 車載攝像頭國內主流供應商彙總（含在中外資）

表1 國內主流的車載攝像頭供應商（含在中外資）

車載攝像頭，手機攝像頭廠商的下一個藍海

電子行業的特點是需要新的產品打開下一個增長週期，智能汽車將是攝像頭新的強勁增長點。智能手機機的興起帶來手機攝像頭的蓬勃發展，然而目前國內和全球的智能手機增速均開始放緩，預計未來全球手機攝像頭的複合增速將在4%左右。車載攝像頭產業卻剛剛進入自己的成長期，並且有著自身明顯的優勢。

1）2014年車載攝像頭市場約為56億人民幣，手機攝像頭市場約為500億人民幣，到2020年手機攝像頭市場約為640億人民幣，車載攝像頭市場為200億，約為手機攝像頭市場的三分之一；

2）本身的單價攝像頭單價在30美元以上，而目前手機攝像頭的單價只有4-8美元;

3)因為對於安全和工藝的高要求，汽車電子行業的毛利率長期維持30%以上，高於消費電子;

4）車廠對品質的要求更為苛刻，認證後不易輕易更換供應商，集中度將更加提高。

手機攝像頭龍頭正在大力加汽車業務

鑑於目前車載攝像頭趨勢越發明顯，手機攝像頭龍頭企業也紛紛行動。歐菲光斥資50億佈局智能駕駛，由手機攝像頭挺進車載攝像頭，並佈局：2016年初，索尼實施的人事及機構改革方案。在機構改革方案，將新設車載事業部、模塊事業部、商品開發部。此舉目的是強化圖像傳感器業務；大立光也增加了對車載鏡頭的研發力度。

車載攝像頭要求壁壘較高，大廠更具優勢

工藝要求級別不同：車載攝像頭是比工業級別要求更高的車載安全級別，尤其是對與前置ADAS的鏡頭安全等級要求更高。

1）溫度要求：車載攝像頭溫度範圍在-40度-80度。

2）防磁抗震：汽車啟動時會產生極高的電磁脈衝，車載攝像頭必須具備極高的防磁抗震的可靠性。

3）較長的壽命：車載攝像頭的壽命至少要在8-10年以上才能滿足要求。

功能要求差異：車載攝像頭要在複雜的運動路況環境下都都能保證採集到穩定的數據。

1）高動態：在較暗環境以及明暗差異較大下仍能實現識別，要求攝像頭CMOS具有高動態的特性。

2）中低像素：為降低芯片處理的負擔，攝像頭的像素並不需要非常高。30萬-120萬像素已經能滿足要求。

3）角度要求：對於環視和後視，一般採用135度以上的廣角鏡頭，前置攝像頭對視距要求更大，一般採用55度的範圍。

認證要求高：汽車行業把安全放在第一位，傾向於使用有口碑成熟的零部件廠商，進入車廠體系需要較長的認證週期。

1）儘管攝像頭模組作為2級、3級供應商供應，品質上要求仍然嚴苛，前置攝像頭車廠普遍仍採用大廠攝像頭。

2）進入供應體系將自然形成壁壘，車廠選擇供應商後不會輕易更換，一旦得到認可將形成較強的壁壘。

綜合以上，我們認為車載攝像頭模組製造的要求較高。整車廠更加信任具有規模和較強制造能力的攝像頭大廠。這讓有實力的攝像頭製造企業更容易贏得目前的車載攝像頭市場。

手機攝像頭持續升級，光學模塊景氣佳

2.1 數量：攝像頭升級加速，三攝/四攝快速滲透

攝像頭是智能手機創新最大的細分模塊。近幾年，終端廠商的創新方向主要是攝像頭、屏幕、無線充電三大領域。攝像頭是其中最重要的一個方向，數量上從單攝到雙攝到三攝到華為P30 Pro的四攝，功能上從單一的像素提升發展成大光圈、超廣角、潛望式長焦、TOF等特色鏡頭的引入，攝像頭是智能手機行業最具投資前景的環節。

2019年三攝四攝滲透率快速提升。根據國金證券研究創新中心的數據，2018年國內新增激活的智能手機中，單攝、雙攝、三攝、四攝的滲透率分別為34.9%、63.3%、1.9%、0%；2019年1-9月國內新增激活的智能手機中，單攝、雙攝、三攝、四攝的滲透率分別為9.5%、65.2%、20.6%、4.7%。我們預計，全球多攝滲透率較國內會低，但是整體趨勢非常確定，三攝、正在快速往中低端機型滲透，而四攝則正在成為高端機型的標配。

2019-2021年攝像頭需求量增速18.6%。隨著5G帶來的手機換機潮，我們預計2020年智能手機出貨量將恢復增長，2019-2021年出貨量同比增速分別為-4.3%、+6.7%、2%。同時，三攝、四攝持續在智能手機中滲透，預計攝像頭需求量仍將維持快速成長，測算2019-2021年手機攝像頭需求量達到42.9、52.3、59.5億顆，平均每部手機攝像頭數量為3.19、3.65、4.07顆，需求量同比增速分別為20.1%、22.1%、13.7%。

攝像頭數量多少是極限？從目前時間點來看，三攝+TOF是未來智能手機後置攝像頭的主流方案，單攝+TOF是前置攝像頭的方案；而四攝+TOF是旗艦機型後置攝像頭的標配方案，雙攝+TOF是前置攝像頭的標配方案。因此，未來單部手機的攝像頭平均數量會達到6-7顆。

2.2 規格升級一：2020年48/64M成為標配，推動7P鏡頭放量

像素升級仍是終端廠的主流賣點。像素對於普通消費者仍然是攝像頭最為直觀的性能（噱頭更強，其實對於性能提升有限）。

2019年11月，小米發佈新機CC9系列，採用後置五攝（108M超高清鏡頭+20M像素超廣角攝像頭+12M像素人像鏡頭+5M像素超長焦鏡頭+微距鏡頭）以及前置單攝，只能手機攝像頭像素首次達到1億像素，同時配備8P鏡頭（尊享版）。

2020年，隨著64M像素在旗艦主攝的滲透，7P鏡頭的出貨量將會快速放量。此外，蘋果也將大概率在2020年新機中首次使用7P鏡頭。

2019年48M像素開始放量。根據國金證券數據創新中心的數據，2019年1月國內智能手機主攝40M以上的機型激活量佔比為3.1%，2019年10月這一數據已經達到43.4%，主要是40M和48M攝像頭放量。

2020年64M推動7P鏡頭放量。48M攝像頭目前主要是6P鏡頭，有少量使用7P鏡頭，但是我們預計64M以上鏡頭將會標配7P鏡頭，預計2020年各大品牌旗艦機都將採用64M主攝，7P鏡頭將會迎來放量元年。

2.3 規格升級二：7P之後，玻塑混合鏡頭或將站上歷史舞臺

華為開始在榮耀旗艦機上試用玻塑混合鏡頭。2019年5月21日，榮耀發佈新機榮耀20Pro，該機配備了四攝後置鏡頭，包括一枚4800萬主鏡頭（IMX586、f/1.4、28mm）、一枚800萬長焦鏡頭（f/2.48、80mm）、1600萬超廣角鏡頭（f/2.2）、200萬微距鏡頭（f/2.4）。其中4800萬主鏡頭採用6P1G的玻塑混合鏡頭，這是繼LG V30之後首次有頭部終端廠商採用玻塑混合鏡頭方案。

鏡片數量越來越多是玻塑混合成為可能性的主要原因。鏡頭是由多個鏡片構成，光線通過時，鏡片組會過濾雜光（如紅外線，紅外線會顯著影響成像質量），多層鏡片組合會互相矯正過濾，每多一片最終成像就會更趨向完美一些，理論上鏡頭片數越多是為了成像越真實。就單反相機而言，定焦鏡頭結構簡單，鏡片數相對較少，10片鏡片以下的定焦鏡頭也很多；變焦鏡頭則相對結構複雜，通常鏡片數在10-20片之間。

鏡片並非越多越好。鏡片多通常可以增強鏡頭的解析力與對比度，還能改善暗態下的炫光。理論上，達到相同的成像效果，鏡片越少越好，一方面可以降低成本，另一方面少鏡片可以增加光通量。所以，通常定焦鏡頭成像質量會好於變焦鏡頭。

手機厚度成為多鏡片的瓶頸，玻塑混合或是7P之後的發展方向。對於手機鏡頭來講，鏡片片數越多，光線過濾、成像失真和色彩還原效果越好，7P鏡頭將會進一步提升鏡頭的聚光能力和解析能力。7P之後，受限於手機的厚度，8P的設計難度將會越來越大，而加入折射率更高的玻璃鏡片將會有效改善鏡頭組的厚度，6P1G或5P2G可能會被更多使用在手機攝像頭上。

玻塑混合鏡頭的瓶頸。

1.成本問題。玻璃鏡片，尤其是玻璃非球面鏡片的價格是塑膠鏡片的數倍，而組裝玻塑混合鏡頭時的良率較低也會顯著提升玻塑混合鏡頭的單價，這是目前玻塑混合鏡頭無法大規模推行的主要原因。

2.產能問題。模造玻璃所需的模壓機產能不足，仍不夠為動則幾千萬部的機型提供足量的玻璃鏡片。

但是，隨著鏡頭廠以及模具廠在過去幾年不斷地擴張玻璃鏡片的產能，而產能的擴張又會進一步降低生產成本，未來玻塑混合鏡頭有很大的潛力能夠在高端旗艦機中開始滲透。

哪些鏡頭可能會用到玻塑混合鏡頭？

1）潛望式鏡頭，P30pro首發潛望式攝像頭，可以實現五倍光學變焦，十倍混合變焦，五十倍數碼變焦，但是高倍變焦下圖像質量不佳。採用透過性更好，折射率更高的玻璃鏡片，有望改善高倍光學變焦下的成像質量。

2）電影鏡頭，Mate30pro首發4000萬電影鏡頭，能夠拍攝7680fps超級慢動作。長時間拍攝產生的熱量，對於鏡頭以及其他電子元器件的穩定性會造成一定影響，因此，電影鏡頭未來有可能採用熱穩定性更高的玻塑混合鏡頭。

3）1億像素鏡頭，高像素CMOS意味著鏡頭的解析力需要同步提升，目前64M鏡頭可以用7P鏡頭來滿足，但是1億像素採用8P還是玻塑混合路徑，仍看兩個方案的成熟度。7P目前無論是Largan還是Sunny良率都較低，8P則會進一步降低良率，隨著鏡頭升級速度加快，7P/8P的良率問題或許會給玻塑混合主攝鏡頭帶來上量的機會。

潛望式攝像頭加速滲透

潛望式攝像頭是智能手機高倍“光學變焦”必經之路

現在智能手機“光學變焦”主要還是依靠2-3個定焦鏡頭的配合，其中最為重要的長焦鏡頭。變焦倍數越高，長焦攝像頭的高度越高，智能手機的厚度不足以支持高倍長焦攝像頭的高度，而潛望式攝像頭是解決這個問題最為直接有效的方法。

目前搭載潛望式攝像頭的機型只有華為P30 Pro一款，結構和OPPO在2017年MWC上的概念機類似。組成上，潛望式攝像頭模組與常規攝像頭模組差異不多，均含有感光芯片、鏡頭組、紅外濾光片、音圈馬達，潛望式攝像頭較常規攝像頭多一到兩個光線轉向元件。

光線轉向單元包括稜鏡外殼、稜鏡、稜鏡座、支承軸套、支承軸、支承卡座。結構上，潛望式攝像頭則與常規攝像頭模組由比較明顯的差異，潛望式鏡頭鏡片與智能手機平面垂直放置，而常規攝像頭鏡頭鏡片則是與平面平行放置，因此潛望式攝像頭為鏡頭組提供更長的空間選擇。潛望式攝像頭在智能手機中結構的差異實現了更高的攝像頭模組高度。

潛望式還有兩大升級方向。1）十倍以上光學變焦，此處需要用到玻塑混合鏡頭；2）大尺寸CMOS推動兩次轉向潛望式，此處需要用到兩顆玻璃轉向稜鏡。

預計 2020年至少有五款機型將採用潛望式攝像頭方案，潛望式攝像頭模組的需求量將達到6000-8000萬顆，相較於2019年的1100-1300萬顆成長4-5倍，其中有方案採用十倍光學變焦，玻塑混合鏡頭將因此放量。

2.5 規格升級四：TOF攝像頭成為後置標配

3D攝像頭作為三維信息的採集入口，必將成為智能手機的標配。相對於3D結構光，TOF具有結構簡單，理論成本低，遠距離精度高等優勢，且3D結構光的專利蘋果公司佈局非常完善安卓手機廠商方案落後iPhone大約1-2年，因此安卓手機更加傾向於採用TOF方案，目前華為，OV都已經推出TOF機型。市場通常認為前置攝像頭宜採用短距離精度更高的結構光方案，而後置適合遠距離精度更高的TOF方案，但是綜合考慮成本、專利、以及TOF傳感器精度的提升，TOF有希望在安卓市場往前置攝像頭滲透。

AR內容將成為TOF的有力推手。隨著5G的到來，AR/VR被認為是最有可能推出爆款內容的一大方向。作為三維信息的入口，在眼鏡硬件推出之前，我們認為手機+TOF將是實現AR內容的硬件端，相對成本低且消費者更加容易接受。目前終端已經在開始佈局相關硬件儲備，如華為P30 Pro，Mate30 Pro，三星S10 5G版等，蘋果明年iPhone新機也有望搭載TOF攝像頭。

屏下光學指紋滲透推動光學鏡頭需求量

屏下指紋是智能手機全面屏大趨勢下的必然產物。過去兩年，屏幕和攝像頭是智能手機升級的主要兩大方向，其中屏幕包括面板技術路徑（LCD和OLED）、屏佔比、屏幕外形（3D玻璃、瀑布屏等等）。從屏佔比來看，終端廠商持續追求更大的屏佔比，2019年9月發佈的Vivo Nex3官方稱屏佔比達到99.6%，採用彈出式前置攝像頭和屏下指紋方案。

屏下指紋分為光學、超聲波兩種方案。從性能上來看，屏下光學指紋相對屏下超聲波指紋成本低，但是精準度較低。目前，超聲波方案主要是三星旗艦機，安卓其他品牌以及三星的中低端機型均採用光學指紋方案。TrendForce 預測，2019 年屏下光學指紋識別佔比將達到82%。三星基於高通超聲波方案旗艦機型將貢獻剩下18%份額中的主要部分。根據國金證券數據創新中心的統計數據，2019年9月國內採用屏下指紋方案的智能手機銷售量佔比達到32.2%，1月這一數據僅僅為14.2%。

屏下光學指紋一般需要光學鏡頭或者在芯片上鍍膜。屏下光學指紋模組主要由芯片、光學鏡頭、濾光片等零部件構成，其中光學鏡頭目前多采用3P鏡頭，部分採用4P鏡頭，相對後置鏡頭較為低端。

VR/AR產業鏈中硬件部分最為活躍，“大光學”廠商是重要參與者。VR/AR產業鏈中的參與者和廠商主要可分為四類：硬件製造、系統軟件開發、內容製作分發以及應用與服務，其中硬件設備製造模塊是產業鏈中最為活躍的部分。

硬件設備製造商中包括顯示屏、芯片、光學器件等核心部件的生產商以及手柄、攝像頭、體感設備這些交互設備，我們認為，在虛擬現實時代尤其是AR時代，光學元件將成為AR設備核心零組件之一。

VR硬件重點在於光學設計

視差融合助力虛擬3D成像：VR即虛擬現實，是一種可以創建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統，VR眼鏡最重要的配置是兩片透鏡，透鏡表面設計有平凸（非球面）、雙凸和凹凸效果，顯示技術是VR眼鏡的核心，顯示技術包含了交錯顯示、畫面切換、視差融合。

視差是指人的左眼和右眼看到的景物有一點位移，人類的大腦巧妙地將兩個眼睛看到的圖像融合，產生出有空間感的立體視覺效果，VR眼鏡則通過模仿人類的雙眼帶來虛擬的3D感覺，給體驗者較強的沉浸感。

鏡片對於HMD（頭戴式顯示設備）至關重要：VR之所以被稱為光學VR，是因為所有的VR眼鏡均是通過扭曲光線進入視網膜讓體驗者看到虛像實現沉浸感，透鏡則是為了將近距離的圖像放大為一個虛像，增加成像的距離。

（1）HMD不能漏光，影響沉浸感；

（2）人眼成像是有距離的，鏡片的焦距儘量較小，便於覆蓋眼鏡；（3）屏幕到透鏡的距離，與鏡片的散射角度有關。由此我們可以看出，鏡片對於VR設備至關重要，直接決定了HMD最終的體驗。關於鏡片的種類則非常多，例如菲涅爾透鏡（Fresnel lens），非球面透鏡等。

視場角（FOV）、符合人眼構造的成像系統以及清晰度是鏡片的幾個重要的參數，單眼最大理論視場角大概在150度左右，FOV大小還跟屏幕分辨率有關，當分辨率較低時，FOV越大，會導致紗窗效果越明顯，所以視場角是在合理範圍內越大越好。

IHS Markit相關報告顯示，Oculus Rift的BOM成本大約為206美金，ASP最高的部分為頭戴設備（成本約為140美金），包括顯示面板，光學鏡片，處理器集成電路（IC），存儲器，用戶接口IC，電源管理IC，傳感器和各種電子元件等元件，顯示面板（2塊LTPS AMOLED）的ASP大約為69美金。

3.2.AR硬件重點在於攝像與顯示融合

我們對比分析了HoloLens 1代和2代硬件參數，從攝像頭數目來看，1代包含了4個環境攝像頭，1個景深攝像頭和1個2MP高清攝像頭，2代在此基礎上升級景深攝像頭的同時，新增2個紅外攝像頭用來眼部追蹤，將高清攝像頭的像素提升至8MP。

HoloLens 2的舒適性相比第一代提高了3倍，用戶持續佩戴到覺得不舒服的時間延長了3倍。與第一代不同，HoloLens 2將電池後置，更好地平衡重量，雖然整體重量僅從579g下降至566g，佩戴舒適度卻有了較大幅度提升。

依據VR陀螺官網數據顯示，HoloLens 2 相比第一代分辨率沒有降低，但視場角卻提高了2倍，不過視場角2倍提升這個數值並不是嚴格數值上的提升，實際上HoloLens一代的對角視場角為34度（垂直17.5度，水平30度），第二代對角為52度（垂直28.5度，水平43度）。單眼2K的分辨率，平均1度的像素從23px增長到47px，顯示區域的比例也從一代的16:9調整到了4:3，縱向的視野大幅提升。

來源 | 部分選自汽車新起點

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