“产业升级”“国产替代”“消费升级”等助推光学镜头前景广阔
随着信息技术和电子科技的发展以及人民物质生活水平的提高,光学镜头从最开始应用于望远镜、显微镜、胶片相机等传统光学器械领域,逐渐渗透到汽车智能驾驶、安防监控、智能家居等新的使用场景。伴随着中国的“产业升级”“国产替代”和“消费升级”,光学镜头的应用领域和使用场景越来越广泛和丰富,不断增长的下游市场需求也保证了光学镜头产业的可持续发展。下游应用领域的发展阶段和发展趋势与光学镜头产业的发展息息相关。
1、光学镜头分类
2、光学镜头行业发展历程
光学镜头的主要功能是光学成像,作为各类设备中光学成像系统的核心组件,光学镜头的性能直接决定了成像质量的好坏、算法的实现和设备最终的使用效果。光学镜头行业发展主要可以分为三个阶段:
近年来,中国新能源汽车、安防监控、新兴消费电子等产业快速发展,“万物互联”概念和智能技术逐渐渗透到各类终端电子产品中,进一步拓宽了光学镜头的使用场景。智能驾驶、智能家居、运动相机、VR/AR 设备、无人机等新领域产品不断涌现,为光学镜头及摄像模组的发展注入了新的增长动力。在国产替代的背景下,中国光学镜头厂商经过十余年的技术研发和经验积累,在车载、消费电子、安防监控等应用领域形成了一股主要力量,诞生了舜宇光学科技、力鼎光电、联创电子、宇瞳光学及弘景光电等主流市场参与者。
3、光学镜头行业的周期性特征
光学镜头行业的周期与下游行业的经营状况和应用需求密切相关,由于下游应用领域较为广泛,且以智能家居、全景/运动相机为代表的新兴消费类电子的核心应用领域近年来需求相对旺盛,汽车电动化、智能化的趋势仍在加速,光学镜头及摄像模组行业整体市场呈现稳定增长态势。
在新兴消费电子领域,终端品牌商一般会根据消费热点和技术趋势,周期性地推出新产品,光学镜头及摄像模组厂商需要在新产品推出、大规模出货时提高产量。此外,受国庆节、双十一、圣诞购物季等因素的影响,新兴消费类电子产品销售旺季通常在年度下半年,相关领域的光学镜头及摄像模组下半年销量一般高于上半年。在智能汽车领域,光学镜头及摄像模组通常不呈现明显的季节性,但受春节假期等因素影响,一般第一季度和第四季度消费者的购车需求会略有增加,整车厂商在该时段的产量略有提升,从而在一定程度上影响智能汽车光学镜头及摄像模组的需求量。
4、行业面临的机遇
(1)产业政策提供充分支持
光学镜头结合了光学设计、高端精密制造等现代技术,代表国家的高端制造能力,是实现人工智能、大数据治理、智慧城市、万物互联等国家战略的基础产业,属于国家政策鼓励支持发展的行业领域。同时光学镜头作为捕捉视觉信息、光学成像的核心器件,是各类电子设备和产品的“眼睛”,其主要下游领域以智能汽车、安防监控设备、智能家居产品、新兴消费类电子产品为代表的战略新兴产业,正在国家产业政策的扶持引导下蓬勃发展,为光学镜头行业提供了良好的发展空间。
(2)下游市场应用场景广阔
下游市场蓬勃发展为光学镜头及摄像模组产业的稳定增长提供了有力保障。在中国经济不断发展,人民生活水平逐渐提高的大背景下,消费升级以及国产替代等消费趋势都刺激着新能源汽车、智能家居、全景/运动相机、安防监控等行业快速发展,为光学镜头及摄像模组产业的稳定增长提供保障。同时,各个应用领域中对光学镜头及摄像模组的综合质量水平的需求不断提高,广视角、高清晰度、宽工作温度范围、小型化等需求推动着光学镜头及摄像模组的技术水平不断迭代更新,为整体光学镜头及摄像模组行业带来了技术革新动力,同时也为细分行业技术领先企业提供了新的发展机遇。
5、行业竞争格局
光学镜头及摄像模组具有广泛的应用场景,不同场景下对光学镜头的焦距、解像力、光圈、靶面、像差、体积等性能指标均有差异化的要求,设计生产过程也具有不同的技术难点。各光学镜头及摄像模组厂商因技术积累路径和核心技术优势的差异,选择不同的细分应用领域,因此形成了差异化的竞争格局。
在智能汽车领域,由于汽车行业对零部件的可靠性要求较高,认证周期较长,通过认证后,车厂一般不会轻易更换供应商。环视、后视镜头对解像力要求相对较低,市场竞争者相对较多;DMS 镜头、ADAS 镜头对工作时间、温度环境、成像质量、视场角、体积等有较高的要求,能够开发并稳定制造高解像力、大视场角、大光圈、小型化、高稳定性、高性价比镜头的厂商具有竞争优势,市场竞争者相对较少。
在新兴消费的全景/运动相机领域,全球消费级的全景相机领域领先企业包括中国的影石创新、日本的理光以及美国的 GoPro,行业市场集中度较高,而这些品牌通常同款型号的产品通常仅选择一家镜头模组供应商,导致该领域的镜头模组厂商市场集中度也较高。该领域光学镜头及摄像模组的竞争厂商主要包括联创电子、弘景光电、舜宇光学科技等。
在新兴消费的智能家居领域,产品种类较为广阔,包括家用监控摄像机、智能猫眼、可视门铃、智能门锁等。该市场空间大且细分品类较多,多数仍处于兴起阶段,光学镜头及摄像模组厂商的市场集中度较低,竞争激烈。未来随着应用场景不断拓展、需求端消费升级、向智能化不断发展,对光学镜头的需求也会朝着高解像力、小型化等方向发展,预计具备技术及规模优势的镜头厂商将逐步抢占市场份额,市场集中度提升。
6、光学镜头行业发展趋势
(1)光学镜头下游应用场景不断丰富
光学镜头是光学成像系统中的核心组件,对成像质量起着关键作用。20 世纪以来,光电子技术快速发展,作为光电子领域重要信息输入端口的光学镜头应用范围也从最初的光学显微镜、望远镜、胶片相机等领域不断向安防视频监控、数码相机、摄像机、智能手机等领域渗透;近年来,随着移动互联网、物联网、人工智能等技术快速发展,光学镜头的应用领域进一步拓宽,智能驾驶、智能家居、全景/运动相机、VR/AR 设备、无人机、3D Sensing、机器视觉等新兴领域层出不穷,为光学镜头及摄像模组行业的持续发展注入了新的动力。
(2)光学薄膜技术成为行业关键技术热点
随着下游应用的深化和扩展,对光学成像品质要求日益提升,现代光学成像技术不断往高精度方向发展。光学薄膜技术是在基材上蒸镀两种以上高低不同折射率的介质膜等,通过多层膜的每层厚度控制产生光路变化以达到在特定波段范围内光的透光、反射或偏振分离等特殊形态作用的技术。由于光学薄膜具有偏振分光、减反射、光谱波长准确定位(通常在纳米级)等特性,目前其他技术无法替代,且对下游应用的后期算法实现效果起着至关重要的作用,如何不断改进并对光学薄膜加以有效利用已成为光学镜头行业的关键技术热点。
(3)高清化、宽视场角等高性能需求提升玻璃非球面镜片用量
玻璃球面镜片由于镜面曲线形状单一,具有天然像差,通常需要多个凹凸形状的镜片进行分组组合进行矫正,不仅增加了镜头的体积和重量,也降低了透光率,容易导致影像不清、视界歪曲、视野狭小等不良现象。而玻璃非球面镜片通过调整圆锥常数和非球面系数,可自由设计光线和光路,对球面像差进行校正,从而提升成像质量。1 片玻璃非球面镜片可达到 2-3 片玻璃球面镜片的效果,可显著减少镜片数量、降低镜片组的体积和重量。随着智能驾驶、智能家居等新兴应用场景对光学镜头的高清化、宽视场角等性能要求的提高,预计玻璃非球面镜片的用量将持续增加。
(4)组合使用不同材质镜片提高光学镜头性能
在光学镜头设计中,光学镜头厂商对镜片材质、特性的选择及组合呈现多样化趋势。例如,玻塑混合镜头结合了玻璃镜头和塑胶镜头的优点,减少镜头厚度和失真率,提高成像清晰度和光圈,实现成像质量、镜头体积、重量及规模量产能力之间的平衡;使用具备不同色散特性的镜片材料组合来消除成像色差,实现可见光、红外光等不同波长光谱的成像;使用具备不同热膨胀系数的镜片搭配组合,抵消温度带来的影响,大幅提升光学镜头的耐候性,不断拓宽使用场景。
7、阻碍行业发展的主要因素
(1)专业技术人才相对缺乏
光学镜头及摄像模组行业具有较高的技术含量,制造过程的加工精度、生产效率等对工艺技术的掌握也具有较高要求,对专业人才存在较大需求。目前,我国光学制造业起步较晚,企业的从业人员中,满足光学行业需求的中高级专业人才和有经验生产人员有待进一步培养,存在人才短缺问题。若行业内的专业技术人才不足,将导致行业技术难以持续迭代创新,行业的研发水平提高受到一定限制。
(2)持续创新研发投入的挑战
近年来,随着智能汽车和新兴消费领域的蓬勃发展,光学镜头及摄像模组企业需要持续的研发投入以满足市场需求。国内企业在高端光学镜头及摄像模组的核心技术方面与国际一流企业尚有一定差距,随着国外先进技术外溢效应减弱,以及新兴应用领域对镜头性能指标要求不断提升,国内企业正面临新产品新技术快速升级、开发周期短、标准要求更高等方面的挑战。
8、行业进入壁垒
(1)人才壁垒
行业内的研发人员和生产管理人员需要掌握包括光学设计、精密制造、电子信息技术等多项理论知识,同时还需要具备创新思维和持续研发能力。因此,光学镜头及摄像模组企业的高级管理人员和研发技术人员需要经过长时间的培养。人才标准的复合型要求和人才培养时间成本较高都决定了光学镜头及摄像模组行业的人才壁垒。
(2)技术壁垒
光学镜头及摄像模组行业是由光学设计、精密制造以及现代信息技术结合而成的创新型行业,融合了几何光学、色度学、热力学、精密机械技术和电子技术等多学科专业技术,拥有较高的技术含量,具有较高的技术壁垒。各细分领域的终端产品对光学性能要求存在较大差异,使得光学镜头及摄像模组厂商需要在细分领域的核心技术和生产工艺方面长期积淀。同时,随着光学镜头及摄像模组在各式电子产品和设备中的渗透率不断提高,不同的使用场景和各细分领域要求光学镜头自身搭载的技术也需要不断迭代创新。光学镜头及摄像模组企业需要持续不断地对技术研发、产品创新设计、工艺创新、精密制造等方面持续投入,而新进入的企业难以在短时间内完成技术积累并形成相关产品的核心技术,因此光学镜头及摄像模组行业存在对新进入者的技术壁垒。
(3)资金壁垒
随着光学镜头及摄像模组在智能汽车领域和新兴消费电子领域的不断拓宽,对光学镜头及摄像模组需求的不断变化和升级,光学镜头及摄像模组企业为保持自身产品竞争力,需要投入大量资金用于搭建研发团队并进行新产品设计研发,同时也需要不断更新产线,以适应新产品的生产要求。此外,如果新产品的销售不及预期,前期的研发及产线投入都将面临难以收回的风险。因此,持续的研发投入和较高的投资风险形成了光学镜头及摄像模组行业的资金壁垒。
(4)客户资源壁垒
目前光学镜头及摄像模组行业的下游客户主要分布于智能汽车、智能手机、安防监控及新兴消费电子等产品领域。这些领域中的客户规模较大,供应商管理体系严格,对供应商的自身综合实力、产品质量、服务响应速度等方面有较高的要求。同时,行业龙头客户的产品开拓引领性强,也要求供应商的技术前沿探索能力能够与之匹配。新的光学镜头及摄像模组企业想获得客户的认可进入其供应链,往往需要花费较长的时间,客观上形成了光学镜头及摄像模组行业的客户资源壁垒。
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