2017年中國(guó)型攝像模組行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)分析【圖】

    1、行業(yè)概況

    微型攝像模組具有體積小、功能強(qiáng)大的特點(diǎn)。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(guò)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(hào)，經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換后變?yōu)閿?shù)字圖像信號(hào)，再送到數(shù)字信號(hào)處理芯片中加工處理。

手機(jī)攝像模組零部件相互關(guān)系示意圖

數(shù)據(jù)來(lái)源：公開(kāi)資料整理

    相關(guān)報(bào)告：智研咨詢(xún)發(fā)布的《2018-2024年中國(guó)微型攝像機(jī)行業(yè)分析與投資決策咨詢(xún)報(bào)告》

    手機(jī)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(jī)在上世紀(jì)八十年代就已經(jīng)面世，但攝像功能與手機(jī)的結(jié)合是在 2000 年后。 2000 年 9月，夏普聯(lián)合日本移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商 J-PHONE 發(fā)布了首款內(nèi)置了 11 萬(wàn)像素 CCD 攝像頭的夏普手機(jī)，但由于像素過(guò)低，并沒(méi)有引起廣泛使用。 2002 年諾基亞第一款內(nèi)置攝像頭手機(jī)才真正拉開(kāi)手機(jī)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(dāng)前 1,300 萬(wàn)像素的攝像頭已經(jīng)成為后置攝像頭的主力，而且千萬(wàn)像素?cái)z像頭已經(jīng)成為各品牌新一代旗艦機(jī)型的標(biāo)配。隨著人們拍照理念的革新，手機(jī)前置攝像頭成為近年來(lái)決定手機(jī)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(wàn)和 800 萬(wàn)像素，但是自拍、美顏等消費(fèi)需求正在帶動(dòng)前置攝像頭向 1,600 萬(wàn)甚至更高像素升級(jí)。在對(duì)焦功能上， 2005 年索尼愛(ài)立信研發(fā)出首款具備自動(dòng)對(duì)焦拍照功能的手機(jī)，內(nèi)置一枚支持自動(dòng)對(duì)焦的 200 萬(wàn)像素鏡頭。目前，幾乎所有的手機(jī)后置攝像頭都已經(jīng)標(biāo)配為自動(dòng)對(duì)焦的模組，自動(dòng)對(duì)焦模組已經(jīng)成為手機(jī)攝像頭最核心的器件之一。并且，部分廠商正在試驗(yàn)光學(xué)變焦功能應(yīng)用于智能手機(jī)的可行性。但由于手機(jī)終端厚度的限制，光學(xué)變焦馬達(dá)仍無(wú)法取代自動(dòng)對(duì)焦馬達(dá)的主流地位。未來(lái)，微型攝像模組的自動(dòng)對(duì)焦功能主要以提高對(duì)焦速度，縮小對(duì)焦模組空間，以及增加用戶穩(wěn)定性體驗(yàn)為主，從傳統(tǒng)彈片式的對(duì)焦馬達(dá)、閉環(huán)式對(duì)焦馬達(dá)逐漸向光學(xué)防抖對(duì)焦馬達(dá)發(fā)展，以解決拍照模糊的問(wèn)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(shì)

    （1）工藝技術(shù)水平創(chuàng)新

    AA（Active Alignment）加工技術(shù)：即主動(dòng)對(duì)準(zhǔn)，是一項(xiàng)確定零配件裝配過(guò)程中相對(duì)位置的技術(shù)。在攝像模組封裝過(guò)程中，涉及到圖像傳感器、鏡座、馬達(dá)、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(jìn)行零配件的移動(dòng)裝配的，因此零配件的疊加公差越來(lái)越大，最終表現(xiàn)在攝像模組上的效果是拍照畫(huà)面最清晰位置可能偏離畫(huà)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(gè)零配件時(shí)，設(shè)備將檢測(cè)被組裝的半成品，并根據(jù)被組裝半成品的實(shí)際情況主動(dòng)對(duì)準(zhǔn)，然后將下一個(gè)零配件組裝到位。這種主動(dòng)對(duì)準(zhǔn)技術(shù)可有效的減小整個(gè)模組的裝配公差，有效的提升攝像頭產(chǎn)品一致性。通過(guò) AA 制程主動(dòng)校準(zhǔn)技術(shù)，可調(diào)節(jié)鏡頭對(duì)準(zhǔn)至 6 個(gè)自由度（X， Y， Z， θX， θY，及 θz）。通過(guò)調(diào)節(jié)相對(duì)位置和鏡頭傾斜，可確保拍照畫(huà)面中心最清晰，以及提升畫(huà)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(dòng)對(duì)準(zhǔn)機(jī)制才能較好的生產(chǎn)制造，而更多的未來(lái)產(chǎn)品或許也采用這類(lèi)主動(dòng)對(duì)準(zhǔn)技術(shù)的設(shè)備和制程。雙攝像模組加工技術(shù)：即把兩個(gè)攝像模組以特定方式組合在一起的加工技術(shù)。當(dāng)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(wú)法返修。目前，市場(chǎng)上已開(kāi)發(fā)的兩個(gè)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(diǎn)，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(jià)格競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。相位對(duì)焦模組全自動(dòng)加工技術(shù)：該技術(shù)采用自動(dòng)化加工設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)相位對(duì)焦模組校準(zhǔn)和軟件參數(shù)燒錄的全程自動(dòng)化流水化作業(yè)。設(shè)備可自動(dòng)識(shí)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(duì)焦校準(zhǔn)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(diǎn)。此技術(shù)不僅提高了產(chǎn)線自動(dòng)化加工程度，節(jié)約了人工成本，而且模組校準(zhǔn)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(shí)別技術(shù)：即基于眼球中的虹膜進(jìn)行身份識(shí)別，是人體生物識(shí)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(qiáng)、疾病影響或手術(shù)改變的可能性最小，所以在包括指紋識(shí)別在內(nèi)的所有生物識(shí)別技術(shù)中，虹膜識(shí)別技術(shù)在準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性、活體檢測(cè)等綜合安全性能上具有優(yōu)勢(shì) 。虹膜識(shí)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(guò)程是將光信號(hào)數(shù)字化的過(guò)程。對(duì)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(duì)成像效果起著很至關(guān)重要的作用。鏡頭主要決定畫(huà)面清晰度（畫(huà)面清透度、光線、遠(yuǎn)近景）、圖像顯示范圍，同時(shí)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(duì)成像效果會(huì)更出色，但相應(yīng)成本和厚度會(huì)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(dāng)于傳統(tǒng)相機(jī)的“膠卷”，將光線轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。 CMOS 與 CCD 傳感器是當(dāng)前兩種主流影像傳感器。隨著技術(shù)成熟進(jìn)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(jì)簡(jiǎn)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(jìn)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(diǎn)， 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(diǎn)，多用于高端數(shù)碼相機(jī)等產(chǎn)品中。馬達(dá)：即音圈馬達(dá)，其原理與揚(yáng)聲器類(lèi)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(dá)的主要分為自動(dòng)對(duì)焦馬達(dá)和光學(xué)變焦馬達(dá)。自動(dòng)對(duì)焦是通過(guò)微距離移動(dòng)整個(gè)鏡頭（而不是鏡頭內(nèi)的鏡片的位置），控制鏡頭焦距的長(zhǎng)短，從而實(shí)現(xiàn)影像的清晰；光學(xué)變焦是通過(guò)移動(dòng)鏡頭內(nèi)部鏡片來(lái)改變焦點(diǎn)的位置，改變鏡頭焦距的長(zhǎng)短，并改變鏡頭視角的大小，從而實(shí)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(lèi)型開(kāi)始逐漸搭載于輕薄化的智能手機(jī)。處理芯片：是攝像模組中重要的組成部分，對(duì)傳感器傳送過(guò)來(lái)的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行優(yōu)化，轉(zhuǎn)化為圖像格式并通過(guò)接口傳輸給存儲(chǔ)或顯示設(shè)備并刷新傳感器。直接決定畫(huà)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(qiáng)、更高集成化、更低功耗是處理芯片的整體發(fā)展趨勢(shì)。

    （3）下游市場(chǎng)應(yīng)用逐漸擴(kuò)大

    可穿戴產(chǎn)品、物聯(lián)網(wǎng)、智能家居、智能汽車(chē)、無(wú)人機(jī)、虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)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(jī)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(duì)應(yīng)關(guān)系，以汽車(chē)攝像為例：按照應(yīng)用方式，汽車(chē)攝像可分為行車(chē)輔助、駐車(chē)輔助與車(chē)內(nèi)人員監(jiān)控三部分，一輛汽車(chē)可安裝 8-12 顆微型攝像模組。下游應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)大，對(duì)攝像模組的分辨率、穩(wěn)定性等技術(shù)指標(biāo)也提出了新的要求，進(jìn)一步推動(dòng)了微型攝像模組產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

    3、市場(chǎng)容量

    智能終端輕薄化、高端化、個(gè)性化的用戶體驗(yàn)不斷提升，為微型攝像模組的發(fā)展帶來(lái)持續(xù)、廣闊的市場(chǎng)需求空間。

    （1）攝像模組行業(yè)產(chǎn)值及預(yù)測(cè)

    2011 年全球手機(jī)攝像頭需求規(guī)模為 29.6 億支，2015 年達(dá)到 35.7 億支。預(yù)計(jì)未來(lái)幾年，全球手機(jī)攝像頭需求增速將放緩，但仍將保持增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，到 2022 年全球手機(jī)攝像頭需求規(guī)模將達(dá)到 47.3 億支。

全球手機(jī)攝像頭市場(chǎng)規(guī)模及預(yù)測(cè)

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    （2）攝像模組行業(yè)下游需求預(yù)測(cè)

    受益于智能電子消費(fèi)品終端和車(chē)載攝像模組需求的日益增長(zhǎng)，目前攝像模組市場(chǎng)整體需求量持續(xù)放大。

    ① 智能手機(jī)和平板電腦市場(chǎng)

    智能手機(jī)和平板電腦等產(chǎn)品所處的智能電子消費(fèi)品終端市場(chǎng)對(duì)攝像模組帶來(lái)的驅(qū)動(dòng)力主要來(lái)自三個(gè)方面：一是出貨量大幅增加，幾乎全部智能手機(jī)和平板電腦均內(nèi)置了拍照功能。2016 年全球智能手機(jī)出貨量為 14.98 億部；平板電腦出貨量為 1.75 億部，巨大的智能手機(jī)和平板電腦市場(chǎng)為攝像模組行業(yè)帶來(lái)下游需求空間。二是微型攝像模組升級(jí)換代迅速，千萬(wàn)級(jí)像素?cái)z像模組的手機(jī)隨著技術(shù)革新及需求增長(zhǎng)正逐步呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，成為市場(chǎng)的主流。產(chǎn)品更新?lián)Q代的加速為攝像模組制造商技術(shù)升級(jí)提供了發(fā)展空間。三是 3G 網(wǎng)絡(luò)的全面推廣使得視頻通話成為可能，隨著 4G 網(wǎng)絡(luò)的逐漸推廣，雙攝像頭手機(jī)大量上市。因此，智能手機(jī)和平板電腦等下游產(chǎn)品的需求增長(zhǎng)對(duì)攝像模組的需求有著至關(guān)重要的影響。

    ②汽車(chē)市場(chǎng)

    2015 年全球乘用車(chē)產(chǎn)量超過(guò) 6,856 萬(wàn)輛。車(chē)載攝像模組占整個(gè)攝像模組市場(chǎng)比例相對(duì)較小，但是中高端汽車(chē)都將車(chē)載攝像功能作為必備功能之一，汽車(chē)市場(chǎng)的不斷發(fā)展，為微型攝像模組廠商帶來(lái)較大市場(chǎng)需求空間。從汽車(chē)行業(yè)發(fā)展情況來(lái)看，輔助駕駛、自動(dòng)駕駛、無(wú)人駕駛等功能升級(jí)是用戶體驗(yàn)的必然要求和行業(yè)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。隨著無(wú)人車(chē)的研發(fā)及逐漸推廣，汽車(chē)駕駛智能輔助系統(tǒng)的滲透率將快速提高，而車(chē)載攝像模組作為無(wú)人車(chē)智能駕駛的基礎(chǔ)，也將擁有巨大的市場(chǎng)容量及發(fā)展?jié)摿Α?/p>