2020年光学行业市场分析报告
2020年3月
核心观点概述
从2000 年夏普推出全球首款搭载后置11 万像素摄像头的拍照手机J-SH04 开始，到如今移动互联网时代照片实时分享、短视频、直播等应用兴起，光学应用在智能手机中扮演着越发重要的角色，成为消费者选择手机的重要参考指标。“柔光双摄，照亮你的美”、“逆光也清晰”等围绕光学成像的标语成为手机品牌的重要卖点，光学升级也因此成为智能手机厂商重点关注的创新领域。
在手机相机升级替代单反的过程中，像素升级是消费者及手机厂商关注的首要参数。如今，主流品牌在售手机包括华为Mate30 系列、OPPO Reno 10x 等机型主摄像素超过40MP，且升级趋势仍在继续，19 年11 月5 日小米发布的CC9 Pro 后置主摄像素高达1 亿。像素的升级直接推动了图像传感器由CCD 向CMOS 升级迭代，同时多片式镜头也已成为主流。根据华经产业研究院数据，2018 年中国智能手机出货中有35.6%主摄像头为五片式5P 镜头，64.3%主摄像头为六片式6P 镜头，而小米最新发布的CC9 Pro 后置主摄则采用了7P 镜头（尊享版8P 镜头）。
为了进一步丰富智能手机拍照功能、完善其对单反替代的使命，大光圈、广角、变焦等方案兴起，同时具备高清、广角、变焦、大光圈等镜头的多摄模组成为各品牌旗舰机的标配方案。尽管全球智能手机渗透率趋于饱和、用户换机周期拉长，但多摄模组升级以及多摄渗透率提升趋势仍在继续。我们以2019 年全球13.7 亿部智能手机出货为基数，测算2019-2021 年全球三摄及以上机型渗透率从15%提升至50%将带来14.4 亿颗新增摄像头需求（2018 年全球出货41.5 亿颗），加之多摄模组镜头持续向高清、广角、变焦等方向升级，手机光学产业链将迎来量价齐升的增长机遇，包括上游光学元件（CIS、马达等）、镜头及模组在内的厂商将全线受益。
除拍照功能升级外，全面屏时代屏下光学指纹和3D 面部识别解锁先后在安卓系和苹果机型中应用，生物识别潮流由此兴起，为手机光学产业链注入新的增长动力。与此同时，OPPO、华为等手机品牌也开始在后置模组中搭载TOF 镜头，用于增强拍摄效果，并不断向3D 体感游戏、3D 试装、AR 游戏、全息影像交互等应用延伸。同时，随着手机端3D 感知渗透率提升，应用场景向汽车（智能驾驶）、VR/AR（3D 实景交互）、工业控制（工业流程虚拟3D 可视化）、安防（3D 人脸识别与检测）、医疗（VR 虚拟教学、案例模拟）、家装（设计方案3D 可视化）等领域拓展，3D 模组以及上游Vcsel 激光器、WLO 准直镜头、窄带滤光片、DOE、Diffuser 将成为光学产业链全新增量。
随着5G 商用启动、“电子+”时代来临，非电子产品的电子化、简单电子产品的智能化成为物联网时代移动终端的发展方向。汽车作为现代最为重要的交通工具，驾驶智能化的需求不断提升，车载镜头开始从后视向侧视、前视、环视、内视等高规格品类拓展，Yole 预计2023 年全球单车平均车载镜头数量将从18 年的1.7 颗增加至3 颗。另一方面，随着5G 大幕拉开，VR/AR 产业生态在硬件技术设备优化、高速网络环境支持、以及应用场景拓展推动下逐步成熟，基于3D 感知的实景交互将进一步提升VR/AR 用户体验、升华社交属性。我们认为VR/AR 有望成为5G 时代继TWS、智能手表之后的主流可穿戴设备，与此相关的菲涅尔透镜、光波导以及3D 感知也将成为5G 时代光学产业链的新天地。
考虑到移动互联网时代电子设备信息输入及输出对光学应用的依赖度不断提升，我们认为以手机光学产业链为基础的光学创新，叠加以汽车、VR/AR、工控、安防、医疗等多场景应用拓展的双轮驱动，将为光学产业链带来持续的量价齐升增长机遇，而具备技术优势及创新能力的企业将成为优长光学赛道中的主要赢家，推荐水晶光电（光学元件）、歌尔股份（光学元件），建议关注汇顶科技（指纹识别）、韦尔股份（CIS）、欧菲光（镜头及模组）、联创电子（镜头及模组）。
高清、超大广角、高倍变焦的多摄已成手机光学升级首选
光学升级成为智能手机厂商重点关注的创新领域。从2000 年夏普推出全球首款搭载后置
11 万像素摄像头的拍照手机J-SH04 开始，到2007 年三星推出全球首款后置双摄镜头手
机SCH-B710，2012 年OPPO 推出全球首款具备美颜拍照功能的U701，手机逐步成为
相机、单反的替代品。移动互联网时代，照片实时分享、短视频、直播等应用兴起使得消
费者对手机拍照性能的要求进一步提升，光学升级也由此成为智能手机厂商重点关注的创
新领域。
2019年，OPPO推出可实现10倍光学变焦的Reno、华为推出搭载徕卡四摄的Mate 30 Pro、
小米推出后置五摄且主摄像素高达108MP 的CC9 等，我们看到智能手机光学创新已从单
一的像素升级向多元化多摄方案升级。根据DxoMark 对智能手机拍照性能测评结果，2019
年推出的拍照性能前十名智能手机前置像素均已超过10MP，后置个数均超过3 个，国产
品牌主摄像素超过40MP。随着手机光学升级继续，我们认为“广角+超广角+长焦”三摄
或“广角+超广角+微距+景深”四摄已成为智能手机多摄的主流方案，而主摄像素升级、
辐摄功能多元化、多摄模组升级、以及光学创新不断从高端机型向中低端机型渗透都将为
光学产业链带来持续的增量。
图表1：智能手机光学升级演进图
资料来源：中光村在线，科学技术宅，华为官网，XXXX市场研究部
图表2：2019 智能手机拍照功能DxoMark 测评结果前十名参数对比
分数品牌121 华为121 小米117 苹果117 三星117 三星116 华为型号前置像素后置摄像头个数后置模组参数
Mate 30 Pro
Mi CC9 Pro
32MP
32MP
12MP
10MP
10MP
32MP
16MP
4
5
3
4
4
4
3
40MP 超广角主摄+40MP 超广角+8MP 长焦+TOF 深感摄像头
108MP 超高清主摄+12MP 长焦镜头+20MP 超广角+12MP 人像镜头+8MP 超长焦镜头
12MP 广角主摄+12MP 长焦镜头+12MP 超广角镜头
iPhone 11 Pro Max
Galaxy Note 10+ 5G
Galaxy Note 10+
P30 Pro
12MP 广角主摄+12MP 长焦镜头+16MP 超广角镜头+3D 景深摄像头
同上
40MP 超感光主摄+20MP 超广角镜头+8MP 长焦镜头+TOF 镜头，10 倍混合变焦
48MP 主摄+8MP 超广角主摄+13MP，5 倍光学变焦
116 OPPO Reno 10x Zoom
116 三星114 一加113 荣耀Galaxy S10 5G
7 Pro
10MP+8MP 4 12MP 主摄+16MP 超广角镜头+12MP 长焦镜头
48MP 主摄+16MP 超广角镜头+8MP 长焦镜头
景深摄像头16MP
32MP
3
4
20 Pro 48MP 主摄+16MP 超广角镜头+8MP 长焦镜头+2MP 微距
资料来源：DXOMARK，XXXX市场研究部
高清仍为手机拍照第一要素，前置后置像素升级同步进行
主流品牌在售手机主摄像素超过 40MP ，升级趋势仍在继续
像素是数码影像的基本单元，也是影响成像效果真实度的重要参数。像素越大，照片分辨 率就越大，即镜头对于画面的解析能力就越强。在手机相机升级替代单反的过程中，像素 升级便成为消费者及手机厂商关注的重要参数。
华为 2013年 3月推出的首款 Mate 手机，前置像素 100万（1MP ）、后置像素 800万（8MP ）； 至 2019 年 9 月，华为 Mate 30 Pro 已达到前置 32MP ，后置广角双 40MP+长焦 8MP+ToF 四摄镜头。根据 DxoMark 对智能手机拍照性能测评结果，2019 年推出的拍照性能前十名 智能手机中，除 iPhone 11 Pro Max 和三星三款 Galaxy 系列外，其他机型后置主摄像素 已超过 4000 万像素（40MP ），前摄像素也普遍超过 10MP 。小米推出的 CC9 Pro 后置主 摄像素更是达到 108MP ，前置像素达到 32MP 。由此可见，像素升级仍然是手机厂商镜头 升级的重要突破方向。
图表3： 华为 Mate 及 P 系列前置及后置像素升级路径 机型
推出时间 后置像素
前置像素 1MP 华为 Mate 华为 P6 2013 年 3 月 2013 年 6 月 2014 年 5 月 2014 年 9 月 2015 年 4 月 2015 年 11 月 2016 年 4 月 2016 年 11 月 2017 年 2 月 2017 年 10 月 2018 年 3 月 2018 年 10 月 2019 年 4 月 2019 年 4 月 2019 年 9 月 2019 年 9 月
8MP 8MP 5MP 华为 P7 13MP 8MP 华为 Mate 7 华为 P8 13MP 5MP 13MP 8MP 华为 Mate 8 华为 P9 16MP
8MP 12MP+12MP 20MP+12MP 20MP+12MP 20MP+12MP 20MP+12MP
16MP+12MP+8MP 40MP+16MP+8MP
8MP 华为 Mate 9 华为 P10 8MP 8MP 华为 Mate 10 华为 P20 8MP 24MP 24MP 32MP 32MP 24MP 32MP
华为 Mate 20 华为 P30 华为 P30 Pro 华为 Mate 30 华为 Mate 30 Pro
F
40MP+16MP+8MP
资料来源：华为官网，XXXX 市场研究部
2017 年中高端机型 13MP 及以上像素渗透率超过 51%。根据 Yole 及观研天下数据，2017 年 200 美元以上价位的机型均已采用 8MP 以上的镜头，13MP 以上出货占比达到 51%， 8MP 以上出货占比达到 78%；而从 CMOS 图像传感器出货分布来看，5MP 及以下的手 持设备 CMOS 图像传感器出货量逐年走低，至 2018 年已有超过一半的手持设备像素超过 13MP ，且随着智能手机像素不断升级，Yole 预计 2019 年 13MP 及以上手持设备 CMOS 图像传感器出货量将进一步提升。
图表4： 不同价位手机摄像头像素分布（2017 年）
图表5： 手持设备 CMOS 图像传感器出货量按像素分布
(亿个) <5MP
8-13MP
13-20MP
>20MP
5-8MP
<3MP
5MP
8MP
13MP
>13MP
60 50 40
30
20 10 0
100% 80% 60%
40% 20% 0%
<$200
$200-400
$400-600
>$600
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019E
资料来源：Yole ，观研天下，XXXX 市场研究部 资料来源：Yole ，观研天下，XXXX 市场研究部
镜头厂商10MP 以上镜头出货占比持续提升。根据舜宇光学半年报披露，1H14 公司10MP
以上镜头模组出货占模组总出货量比例为13%，1H18 最高达到78%，1H19 环比小幅回
落但同比仍有提升。根据丘钛科技月度公告数据，丘钛科技自2018 年初起镜头模组出货
量除季节因素波动外总体呈现持续增长态势，2019 年丘钛镜头模组总出货量中10MP 以
上模组出货占比同比提升10pct 至54%。
图表6：1H19 舜宇10MP 以上镜头模组出货占比达到65% 图表7：2019 年丘钛10MP 以上模组出货占比提升10pct 至54% 舜宇光学镜头模组出货（百万件）丘钛科技镜头模组出货（百万件）
300
250
200
150
100
50
100%
80%
60%
40%
20%
0%
50
40
30
20
10
70% 10MP以上占比（右轴）
10MP以上占比（右轴）60%
50%
40%
30%
20%
10%
0% 0
资料来源：舜宇光学半年报，XXXX市场研究部资料来源：丘钛科技公告，XXXX市场研究部
图像传感器为镜头模组关键元件，像素升级推动CMOS 迭代升级
从镜头成像原理来说，手机摄像头是通过镜头捕捉画面并在图像传感器上产生可移动电荷，
然后经由图像传感器将电信号转化为数字信号、DSP 对数字信号处理后，在屏幕上呈现图
像。因此，除镜头捕捉画面能力强弱外，图像传感器也是影响摄像成像效果的关键因素。
图表8：手机摄像头成像原理
资料来源：手机资讯技术网，XXXX市场研究部
根据前瞻产业研究院估算，2018 年单颗摄像头成本构成中，约52%来自于图像传感器、
20%来自于镜头、19%来自于模组封装，仅6%和3%来自于音圈马达和红外滤光片。目
前，图像传感器可分为CCD（电荷耦合器件）传感器和CMOS（互补金属氧化物半导体）
传感器（CIS）两大类。CCD 图像传感器是一种用于捕捉图像的感光半导体芯片，其所捕
捉到的画面中每个像素的电荷数据会依次传送到下一个像素中，由最底端输出后经传感器
边缘放大后输出。CIS 是将图像信息经光电转换后产生电流或电压信号，在CMOS 晶体
管开关阵列中直接读取，无需逐行读取，因此在灵活性和集成度上显著优于CCD。
图像传感器尺寸是影响感光元件成像效果的关键因素，即传感器尺寸越大，感光面积越大，
成像效果越好。尽管CCD 在灵敏度、分辨率和噪音控制等方面表现均好于CIS，但随着
CMOS 工艺发展以及手机像素升级，CIS 低功耗、高集成度的特性使得其能够在实现高像
素、大感光面积的同时有效控制成本，因而成为高像素时代手机图像传感器的首选方案。
图表9：摄像头元件拆分图表10：摄像头元件成本构成（2018 年）
模组封装
19%
镜头
20%
图像传感
器52%
音圈马达红外滤光
6%
片
3%
资料来源：Ofweek 工控网，XXXX市场研究部资料来源：前瞻产业研究院，XXXX市场研究部
图表11：图像传感器CCD 与CMOS 性能对比
CCD CMOS
工作原理成像质量制造工艺制造成本耗电量电荷信号先传送，后放大，再A/D 电荷信号先放大，后A/D，再传送
灵敏度好，分辨率好，噪音小灵敏度低，噪音明显（高感光度下表现好）复杂相对简单、成本合格率高
高低
高（驱动电压高）
慢
低（高整合度、体积小）
快
处理速度
资料来源：智研咨询，XXXX市场研究部
根据Yole 数据，2018 年全球CIS 市场中索尼独占50%份额，三星和豪威（被韦尔收购）
分别以21%和12%市占率位居二三。为匹配手机像素升级需求，作为全球CIS 龙头，索
尼于2018年率先推出48MP的CIS IMX586，单位像素仅0.8μm，并且使用了“Quad Bayer”
4 像素同色绿色器阵列，可在夜拍模式下将单个像素调整为1.6μm，由此优化夜间拍摄效
果。随后，三星和豪威也先后推出了48MP 的CMOS 图像传感器GM1 和O48B。
图表12：2018 年全球CMOS 图像传感器市场份额图表13：索尼2018 年发布CMOS 图像传感器IMX586
SK海力士安森美3% 6% 其他10%
豪威
12%
三星
21%
索尼
50%
资料来源：Yole，XXXX市场研究部资料来源：天极网，XXXX市场研究部
高像素时代多片式镜头为主流，2018 年中国6P 主摄镜头渗透率为64.3%
在像素升级的过程中，为了进一步优化成像效果，镜头厂商往往选择多片式镜头，因为增
加镜片能够增强镜头汇聚光线的能力从而优化镜头解析力与对比度，同时改善暗态出现眩
光的现象。此外，多镜片还能够实现大光圈、变焦等不同功能。根据华经产业研究院数据，
2018 年中国智能手机出货中有35.6%主摄像头为五片式5P 镜头，64.3%主摄像头为六片
式6P 镜头，还有0.1%主摄像头为七片式7P 镜头。
图表14：舜宇光学光学六片式（6P）镜头图表15：2018 年中国智能手机主摄像头镜片数以六片式为主
7P镜头
0.1%
6P镜头
64.3%
5P镜头
35.6%
资料来源：舜宇光学官网，XXXX市场研究部资料来源：华经产业研究院，XXXX市场研究部
镜片数增加导致光线损耗、镜头体积增大，且对光学设计提出更高要求。小米于19 年11
月5 日发布的CC9 Pro 采用后置五摄方案，其主摄采用了7P 镜头（尊享版8P 镜头）实
现1 亿像素，1/1.33 英寸超大感光元件和f1.7 大光圈。镜头片数增加直接导致镜头体积增
加。根据驱动中国不同像素镜头体积对比，我们测算108MP 像素镜头垂直投影面积约为
2.9 cm2，远高于13MP 像素镜头垂直投影面积（约0.7 cm2）。尽管像素升级过程中仍需
要镜头片数增加以优化成像效果，但我们认为镜片厂商及手机品牌商也需要权衡镜片数量
增加以提升像素和多镜片导致的光线损耗、设计难度增加、以及镜头体积轻薄化之间的矛
盾。
图表16：1 亿像素镜头体积显著高于13MP 像素镜头体积
资料来源：驱动中国，XXXX市场研究部
玻塑混合镜头解决镜头性能瓶颈，但量产难度高尚未普及。目前常见的镜片材质为玻璃和
塑料两类，尽管玻璃相比于塑料具有更高的折射率和更好的透光性，但受制于重量、生产
良率、成本等因素，玻璃镜头较难在手机领域广泛应用，因此目前常见的手机镜头为多片
式塑料镜头，而我们通常所说的6P 镜头也多指六片式塑料镜头。2017 年，舜宇实现全球
首款玻塑混合镜头量产。相比之下，玻塑混合镜头能够改善多片式塑料镜头所导致的光线
损耗、画面失真等问题，但现阶段其生产成本和量产难度均高于塑料镜片，因此在智能手
机领域的应用较为有限。
图表17：不同材质镜片参数对比
特点塑料镜片玻璃镜片玻塑混合镜片
工艺难度
量产难度
生产成本
热膨胀系数
重量
低高居中
高低居中
低高居中
高低居中
轻重居中
透光率89%-92%
手机
99% 介于两者之间
主要下游应用
代表企业
高端安防、监控、车载手机、高端安防、监控、车载
大立光、玉晶光、舜宇光学腾龙、富士能、福建福光、舜宇光学、凤凰光学
资料来源：Global Market Monitor，XXXX市场研究部