本文转载自头豹研究院,作者为高级分析师庄林楠、分析师林莹莹,仅供行业交流学习之用,感谢分享!市场综述2.1中国光学镜头行业定义及分类光学镜头也被称为摄像镜头,是光电行业的重要分支,也是机器视觉系统中不可缺少的部件,一般由精密五金、塑胶零件、镜片、光圈、驱动马达、传感器等光机电器件和镜筒组成。光学镜头是光学成像系统中的重要核心组成,其功能是光学成像,通过借助光学折射原理将需拍照的景物聚焦到胶片或图像传感器芯片上,其中成像的分辨率、对比度、各像差等指标是衡量光学镜头质量的标准,影响成像质量的优劣、算法的实现和效果。由于光学镜头结合了光学、电子、电机与软件等行业技术,已成为现代信息系统和网络系统中的核心技术,广泛应用于工业、安防监控、消费电子等领域市场终端产品。光学镜头根据光学镜片特性原理可分为塑胶镜头、玻璃镜头、玻璃塑胶镜头三大类(见图2-1),其结构都由多片镜片构成,镜片越多,镜头的成像质量越高。由于光学镜头产品技术在不同的应用领域,其材料属性、加工工艺、透光率等方面均存在差异性,表现如下:①塑胶镜头是采用光学塑胶镜片组成的镜头,易制成非球面形状,具有可塑性强,方便小型化等特点,被广泛应用于手机、数码相机等设备上;②玻璃镜头由玻璃镜片组成,在制造技术、镀膜工艺、精密加工等方面具有较高的技术壁垒。由于玻璃镜头的透光率高,一般用于高端影像领域,如单反相机、高端扫描仪等设备;③玻璃塑胶混合镜头是由部分塑胶镜片和玻璃镜片共同组成,结合了塑胶和玻璃镜片的特点,形成了较高的折射率和稳定性,广泛应用于监控摄像头、数码相机等。由此可见,光学镜头在不同的光学镜片特性下能够呈现出不同的特点。2.2光学镜头行业发展历程与现状光学镜头发展至今,大致可分为初步兴起、成长和快速发展三个阶段(见图2-2):初步兴起阶段(十八世纪-二十世纪八十年代):18世纪初,英国物理学家乌拉斯顿发明了新月形镜头,其结构较为简单,仅有一片凹面朝前的新月型凸透镜片,最大相对孔径仅为f/16,成为了世界上最早的摄影镜头。年期间,美国弗兰克拜克博士研发出照相机的变焦镜头,其焦距段为36mm-82mm,是全球第一款用于照相机的变焦镜头。年,日本尼康公司在镜头内采用了非球面镜片,使得镜片数量减少,以达到更好的光学质量。年,日本宾得公司研发出SMC多层镀膜技术,使得每片镜片表面的反射率减低至只有0.2%,从而消除摄像机的炫光和鬼影并提高相片色彩还原度和亮度。十九世纪中叶,工业发达的德国和日本两个国家率先开展了镜头研发制造,诞生了莱卡和卡尔蔡司等光学元组件巨头。成长阶段(二十世纪九十年代):自二十世纪90年代始,佳能研发出世界第一款带有IS防抖功能的内对焦35mm相机镜头,日本光学镜头行业不断发展,尼康、腾龙等企业纷纷加入到光学镜头产业,研发出各家的光学防抖技术。伴随着以胶片相机为载体的机械成像系统的兴起,凭借在机械和光学领域的技术积累、巨大的下游市场需求与中国国内通讯网络及互联网等行业的迅速发展,中国光学企业逐渐崛起,主要代表包括舜宇光学、联合光电等厂商。该类企业通过在产品研发设计和生产工艺等方面的改进,不断优化成像镜头的分辨率和成像质量,成为全球光学镜头产业重要参与者,带动了中国光学镜头进程加速发展。但在电子存储介质为主的消费电子产品背景下,中国国内本土光学镜头企业与日本企业技术存在明显差距,并形成了以为国外厂商代工生产为主的产业格局。快速发展阶段(二十一世纪至今):得益于日本光学镜头制造工业的成熟和下游应用产品的渗透率提高,光学镜头产品的制造成本逐步降低,日本的光学产业也逐步转移到邻近国家,如韩国、中国大陆、中国台湾、等,这些地区逐步诞生台湾大力光、亚洲光学、联合光电等技术先进的企业,光学元器件生产规模日益增长。为满足中国光学镜头市场的需求,中国本土的光学镜头企业逐渐向安防监控市场、手机市场等下游应用领域拓展,不断在产品生产工艺改良和研发设计方面改进。自此之后,中国光学镜头的产品逐步出现在中低端的设备上,逐步打破了日本、德国的光学镜头技术垄断,迎来发展良机。2.3全球及中国光学镜头行业发展现状近几年,全球光学元器件主要集中在德国、日本、韩国、和中国台湾地区。德国凭借在光学元器件的研究与制造经验,培养了一批光学元器件企业。依靠性价比优势,日本企业迅速占领全球市场,主要代表包括佳能、尼康、富士、奥林巴斯等。中国凭借在光学镜头技术的积累与进步,逐渐得到了市场的认可,全球光学镜头产业向中国转移趋势明显。同时,凭借着相对廉价的劳动力,中国大陆正逐步成为世界光学镜头的主要加工生产地。中国大陆车载、安防产业和手机相关龙头企业与全球知名企业展开激烈竞争,刺激了光学镜头下游应用领域的多元化。通过不断的自主创新和对国外先进技术的吸收,中国光学镜头产业的技术水平有了显著的提高,尤其在定焦、低像素等中低端镜头市场,出现舜宇光学、宇瞳光学等为代表的企业,中国光学镜头产品正逐步替代国外厂商镜头,中国光学镜头国产化替代正在加速。尽管中国光学镜头行业在技术方面取得了一些进步,但由于发展时间较晚,缺乏技术沉淀,在高端光学镜头产品领域对外依存度较高。当前以联合光电为代表的光学镜头厂商在高分辨率定焦、星光级定焦、大倍率定焦、光学防抖等方面持续研究积累,中国高端光学镜头领域技术正逐步突破,中国光学镜头行业正快速发展,未来在全球市场中的话语权将进一步提高。2.4中国光学镜头行业产业链中国光学镜头产业链由上至下依次可分为上游光学原材料供应商、光学元器件和电子元器件供应商,产业中游主要是光学镜头研发与制造商,产业下游为光学镜头的多种应用领域终端用户(见图2-3)2.4.1产业链上游分析中国光学镜头产业上游主要由光学玻璃、光学塑料等光学原材料供应商和滤光片等光学元器件和电子元器件供应商构成。在光学原材料方面:①光学塑料目前以热塑性材料和热固性材料为主,其中热塑性材料是目前主要应用。由于光学塑料具有较高的制造工艺技术壁垒,目前该领域主要被日本厂商垄断,如三井化学、日本大阪化学、日本合成橡胶等企业;②中国在光学玻璃镜头行业起步较晚,技术相对落后,目前仍处于生产传统光学玻璃阶段,产品技术含量较低,在光学玻璃等产品方面与国外企业存在一定差距。日本电气硝子公司和德国肖特公司、美国康宁等公司凭借在光学玻璃领域的先进技术积累,成为全球主流的光学玻璃供应商。由于光学材料在光学镜头产业链中占据重要地位,光学原材料的品质如不能达到行业的工业标准,将会降低光学镜头的成像质量。在光学元器件方面,光学元器件产业主要集中在德国、日本、韩国、中国台湾及中国大陆,其中德国、日本占据光学元器件行业技术的制高点,中国正逐步成为世界光学元器件的生产基地。伴随着信息产品技术的不断创新,光学元器件生产制造行业成为了现代信息产业发展趋势的重要支撑产业,市场对光学与电子配件和元器件的需求逐年上升,根据沙利文数据显示,年中国光学元器件的市场规模达到.6亿元,到年间年复合增长率为27.1%,预计年市场规模将突破亿元(见图2-4)。由于上游光学元件组件在光学镜头产业链中占据重要地位,且高端光学元器件供应商有限,因此上游光学元器件供应商的议价能力较高。光学电子元器件的相关零部件包括传感器、数字图像处理芯片等。虽然中国有相关的电子元器件企业,但由于中高端的光学镜头对传感器和影像芯片要求较高,目前中国大陆大部分企业拥有核心技术的企业较少,中国企业在在光学电子元器件产业链上游环节市场主要从事芯片或传感器的相关零部件生产,竞争能力相对较低。2.4.2产业链中游分析中国光学镜头行业产业链的中游为光学镜头制造商和模组组装商。从价值量看,镜头占整体产业链的20.4%-30.2%。目前全球光学镜头制造集中在德国、日本、中国台湾及中国大陆地区,其中中国光学镜头制造主要以中低端产品为主,产业的研发技术水平相较国际先进水平仍有较大差距。光学镜头下游需求场景的增多将反向加快中游的生产制造,且需求端对光学镜头产品性能与科技含量方面提出的要求,将使得生产企业不断完善生产工艺。近年来,在智能手机时代背景下,光学镜头的主要增长点在于智能手机镜头的功能创新,尤其是双摄像头与3Dsensing逐步在智能手机领域渗透,智能手机光学镜头厂商加快推进手机镜头技术领域创新,如中国台湾大立光已研发出高端6P镜头,领先于其他厂商。此外,光学镜头模组环节占整体产业量的价值量在10.3%-14.8%之间。由于此环节行业壁垒较小,市场集中度相对较低,中国光学镜头相关企业在模组环节受益明显,中国舜宇光电、丘钛、欧菲光科厂商主要面向国内下游手机终端厂商,其中舜宇光电厂商的产品主要供应国内外中高端手机机型。整体来看,尽管中国在光学镜头核心技术的缺乏致使行业议价能力较弱,但随着中国大陆舜宇光电、欧菲光科等厂商在光学技术上的长期累积,光学镜头产品将升级替代,企业完成创新改革,产业链中游中国光学镜头企业将获得更大的发展空间。2.4.3产业链下游分析光学镜头的下游用户主要涵盖安防监控、手机相机摄像头模组、车载摄像头模组、机器视觉系统等方面,下游应用领域的增多将带动行业的稳步发展。一方面,智能移动终端的智能手机、平板电脑、功能手机、是光学镜头的需求主力。根据沙利文数据显示,年智能手机、平板电脑、功能手机、分别占全球光学镜头各应用领域出货量的74.6%、8.6%、7.4%、(见图2-5),其中智能手机应用领域占比最高,主要原因是智能手机厂商不断进行技术创新,使得双摄像头产品逐步在智能手机镜头行业渗透、多摄像头产品也逐渐进入市场,手机光学镜头产品创新能力得到增强,因此,光学镜头在手机应用领域的需求将不断释放。另一方面,目前光学镜头技术正逐步向AR/VR、视讯、机器视觉等新兴领域渗透,应用场景的多样化以及创新化的趋势将进一步扩大中国光学镜头市场需求,终端用户的议价能力也将不断提高。2.5全球光学镜头行业市场规模技术的创新是光学镜头行业的不断增长的核心动力,相比工业应用领域,光学镜头在消费级市场具有更广泛的运用。在全球“互联网+”、5G、智慧平安等领域发展背景下,监控镜头、车载摄像头、手机镜头成为全球光学镜头三大收益市场,表现如下:①在经济发展良好的背景下,各国不断加强社会治安防范,使得监控市场需求不断增加;②随着人工智能、大数据、智慧城市发展,全球的自动驾驶及车联网市场迎来发展机遇,车载镜头是自动驾驶中ADAS系统的主要视觉传感器。目前全球ADAS市场规模每年保持30.2%以上的增速增长,将持续带动车载镜头市场的增长。此外,车载摄像头是车联网信息处理的重要入口,伴随着车联网的高速增长,车载镜头规模将逐渐扩大;③光学镜头作为手机的重要部件之一,智能手机产量和手机光学镜头有着密切的关系。随着消费者对智能手机高像素镜头要求提高、全球智能手机厂商也在手机摄像功能上寻求差异化,如手机镜头从单摄向双摄、多摄像头发展。因此,车载镜头、监控视频、手机镜头三个细分应用领域成为光学镜头市场规模主要构成。根据沙利数据显示,全球光学镜头市场规模由年的.6亿元增长到年的.4亿元,年复合增长率为22.4%(见图2-6)。未来在物联网、移动互联网快速发展的带动下,全球光学镜头技术不断进步和创新,自动驾驶、车联网、智慧城市等终端应用领域的不断拓宽和深化,将为光学镜头市场注入新的活力,预计全球光学镜头市场规模在年将达到.8亿元,年复合增长率为10.8%。3中国光学镜头行业驱动与制约3.1驱动因素3.1.1技术革新随着光学镜头下游应用领域对光学镜头技术提出更高的要求,中国光学镜头相关厂商一方面通过在产业链上游的光学元器件生产的技术创新,提高光学原材料和光学元器件的制造工艺,加速国产化进程;另一方面中国光学镜头制造厂商通过在光学镜头的设计、制造技术方面的进步和创新,不断提高中国光学镜头的成像质量。目前,中国本土厂商如联合光电和舜宇光电等在光学变焦、自动对焦、光学防抖等电子技术方面不断突破国外技术垄断,在国际市场不断提高竞争优势。以舜宇光学为例,舜宇光学凭借在手机镜头技术革新,已成功研发出了千万级像素以上的具备6倍光学变焦功能的三摄像头模块。通过在技术和品质上的创新以及价格竞争优势,舜宇光学成为了三星GalaxyS9高端系列供应商,这也是中国光学厂商首次成为三星高端智能手机的供应商。此外,舜宇光学也是中国高端手机华为、OPPO镜头的供应商,打破了中国对国外镜头厂商的依赖,实现了中国在手机光学镜头本土自主化,推动了中国光学镜头行业的进步。技术的不断创新将为中国光学镜头厂商提供更大的市场需求。例如在车载系统中,光学元件组件利用光学原理,可完成各种观察、测量、分析记录、信息处理和能量传输活动,成为制造各种光学仪器、图像显示产品及光学存储设备的核心部件。光电技术的发展将直接拉动光学元件组件行业的增长,从而带动中国光学镜头行业的增长。3.1.2利好政策带动行业发展光学镜头作为一种基础性光电元器件,是消费电子、汽车电子、穿戴设备等电子产业终端领域发展的基础。同时,由于光学镜头与光学设计、高端精密制造紧密相关、迎合了中国政府近年来提倡的工业4.0、中国制造、“互联网+”等方向,因此光学镜头产业的发展受到中国政府高度