2021年光学光电子元器件行业市场上下游产业链深度研究及项目可行性分析预测
(1)光学光电子元器件行业现状:光学光电子元器件行业以光电子技术为核心,与成像、传感、通信、人工智能等技术发展紧密相联。随着科技的进步,现代光学和光电子在技术和应用领域紧密交叉、互相融合,光学成像、感知和显示的应用日益广泛。
目前光学光电子元器件的应用领域中,各类摄像头模组、生物识别技术产品、5G通讯技术和设备的创新是未来光学光电子元器件的主要增量市场。从产业链来看,下游及终端客户对上游光学光电子元器件的要求更加精密、轻薄,加工工艺更加高效、精准、复杂。随着下游智能手机摄像、识别模组的升级、自动驾驶技术的成熟、安防监控摄像机的智能化到无人机的普及等,直接带动光学光电子元器件的市场需求。与此同时,随着移动通信技术从4G到5G的发展,生物识别技术在消费电子中的应用、芯片材料的改良改进等外部技术的进步,光学光电子元器件行业迎来了良好的发展机遇。
我国光学光电子元器件产业由最开始的技术含量与产品附加值较低的组装加工环节向制造、研发、设计等高端产业链转移,高端产品的国际竞争力不断提高。国内企业承接新一轮国际产业转移,提高了在国际产业分工体系中的位次,打破了高端光学光电子元器件的进口垄断,进一步实现进口替代。
中金企信国际咨询公布的《2021-2027年中国光学光电子元器件行业市场调查分析及投资策略专项研究预测报告》
(2)精密光电薄膜元器件细分行业:精密光电薄膜元器件行业是光学光电子元器件的细分行业。精密光电薄膜元器件是光电信息产业的基础和重要组成部分,是光感知的核心部件之一。精密光电薄膜元器件的核心在于光电薄膜技术的研发与应用,主要是通过物理、化学等方法在光学元器件或独立基板表面沉积光学薄膜,通过不同膜层的光学干涉以改变光波的传递特性,实现特定波段范围内光的截止、增透、反射或者偏振分离等光学效果,光电薄膜技术对于光电信息处理有着关键作用。
光学薄膜无处不在,从精密光学设备、显示器设备到眼镜片、相机镜头、各式家电等,涉及光通信、光显示、光存储等光学系统的各个方面。主要的光学薄膜有反射膜、增透膜/减反射膜、偏振分光膜、滤光膜、截止膜、ITO调光膜以及亲水、防水、防污、防腐等功能膜。
中金企信国际咨询公布的《2021-2027年中国精密光电薄膜元器件市场专项调研及投资前景可行性预测报告》
2、红外截止滤光片行业基本情况及发展趋势:
(1)红外截止滤光片行业竞争现状:全球IRCF企业主要集中在中国和韩国,随着全球IRCF产能持续向中国转移,目前国内企业水晶光电、五方光电已成为全球玻璃IRCF主要供应商,京浜光电已成为全球树脂IRCF的主要供应商。
IRCF产业的发展和智能终端企业的崛起有着密切的关系。近年来,随着以华为、小米、OPPO、VIVO等品牌生产商为代表的一大批中国智能终端企业的崛起,中国本土产业链获得了长足的发展。以欧菲光、舜宇光学、水晶光电、五方光电和京浜光电为代表的企业,在产业链转移中持续发展壮大,在长三角和珠三角地区形成了的较为完善的产业集群。
在智能手机领域,随着下游终端用户对拍照要求的不断提高,手机摄像头模组从单摄向多摄、超清、广角、潜摄、长焦、3D方案升级,智能手机市场已经成为IRCF核心终端市场;在汽车领域,随着智能驾驶的兴起,单车车载镜头从后视向侧视、前视、环视、内视等全方位、高规格品类拓展,车载镜头需求增加推动IRCF需求攀升;在智能家居、AR/VR等环境光感应领域,随着5G、万物互联的发展,环境光传感器运用于智能家居场景,应用于实景交互进一步提升用户体验、升华社交属性,IRCF作为智能家居摄像头的重要组件,未来市场空间巨大;在光学与半导体芯片结合领域,采用晶圆镀膜工艺,脱离基材直接在半导体芯片上进行真空镀膜,是IRCF的工艺升级以及光电子行业的发展方向。
IRCF的下游摄像头模组生产商国内外企业众多,但具备高端模组生产能力的厂家数量有限。此外,终端市场集中度提高,摄像头模组需求亦逐渐集中,促进了摄像头模组行业集中化。目前国内外规模以上模组厂商有15家,代表企业有欧菲光、舜宇光学、丘钛科技,三家企业市场份额达到50%以上。
(2)红外截止滤光片行业发展趋势:根据中金企信统计数据,全球红外截止滤光片出货量也在不断升高,2016年出货量为33.2亿片,2019年攀升至46.9亿片。
2016-2021年全球出货量现状分析
数据统计:中金企信国际咨询
①智能手机市场:红外截止滤光片通过实现近红外光区截止以消除红外光对成像的影响,是摄像头的必备组件。
近年来,光学功能作为消费电子终端体验升级最重要的方向之一,各大智能手机品牌商都在摄像功能领域寻求差异化竞争,拍照功能成为智能手机更新换代的关键,厂商纷纷跟进超高清、超广角、高倍变焦等性能的高端摄像头,并在头部厂商手机后置多摄趋势的带动下,多摄的渗透不断加速,手机摄像头模组及光学组件的出货量不断上升。
中金企信国际咨询公布的《2021-2027年中国红外截止滤光片行业市场发展现状及投资前景预测报告》
A、智能手机出货量保持较高水平:中金企信统计数据显示,2020年全球智能手机出货量由2012年7.27亿部上升至12.40亿部,从长期来看,全球智能手机市场发展不断成熟,出货量长期维持在较高水平,未来预计将在14亿部左右。根据中国产业信息网数据显示,2016-2020年,中国智能手市场渗透率进一步下沉,中国智能手机市场需求趋于稳定,智能手机出货量开始维持在稳定水平。
5G技术不断普及,推动5G智能手机由5G旗舰和中高端机型加速向中、低端市场下沉,全面推动智能手机的更新换代,带动IRCF需求快速增长。根据统计数据显示,2020年,国内5G手机累计出货量1.63亿部,占同期手机出货量的52.9%,随着5G智能手机更新换代带来的换机潮。5G智能手机市场将继续作为全球IRCF的核心终端市场。
B、多摄智能手机渗透率快速提升:消费者对手机拍照的要求越来越高,包括高清、广角、虚化、慢放等,单摄像头难以实现上述功能,需要多摄像头协助。自2016年双摄爆发开始,消费者对多摄手机的需求持续高涨,市场渗透率不断上升。
根据中金企信统计数据显示,2016年手机双摄渗透率为4.1%,2019年手机双摄渗透率达到45.6%,三摄及三摄以上多摄手机渗透率为12.6%。根据中国通信院数据显示,中国单部手机摄像头平均数量逐年增加,2020年中国单部手机摄像头平均数量从2015年的2.1个提升至2020年的3.9个。
C、多片式、大面积镜头对IRCF提出了新的要求:在手机镜头像素升级的过程中,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。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”。
但是,镜片数增加导致光线损耗、镜头体积增大,对光学设计提出更高要求。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,但镜片厂商及手机品牌商也需要权衡镜片数量增加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。镜头面积加大以及厚度增加,对于IRCF的加工工艺提出了更高的要求,玻璃基材的易碎性决定了玻璃IRCF的面积与厚度无法兼得,树脂IRCF已经成为新一代方案的选择。
D、智能手机镜头的升级推动IRCF市场需求快速增长:
拍照功能已经成为引导消费者考虑的重要因素,因此智能终端厂商在光学领域中持续发力,进一步带动了手机IRCF的市场需求。
由于红外光和紫外光会在可见光成像的靶面形成虚像,影响图像的颜色和质量,摄像头必须使用IRCF实现红外光和紫外光的截止,从而消除红外光和紫外光对成像的影响。IRCF作为手机摄像头模组中不可或缺的零部件,其市场销量与手机摄像头销量紧密相关。根据统计数据,2019年智能手机的摄像头出货量为44亿个,预测未来市场将保持每年19%的速度持续增长,IRCF数量也会同步增加。智能手机作为当前IRCF应用最为广泛的领域。相比较玻璃IRCF,树脂IRCF具有“轻薄牢”、高平整度、易于自动化加工、光学特性好、色彩还原度好等优点,能够更好的解决低角度光偏移问题,光谱精确更高,同时能够兼顾摄像头模组低厚度、大面积,以及提高RGB平衡效果。近年来,用户对手机像素要求越来越高,多摄、大光圈、广角、长焦成为趋势,树脂IRCF的市场份额有望进一步提升。目前行业内主要供应的玻璃IRCF厚度为0.21mm,而树脂IRCF厚度为0.11mm、0.075mm甚至更薄。
②车载摄像头市场:智能驾驶是未来汽车发展趋势,车载摄像头作为智能驾驶系统传感器组件之一,其中的红外截止滤光片作为车载摄像的必备组件伴随智能驾驶系统应用范围的扩大,滤光片市场空间将一步扩大。公司将与车载光电元器件厂商合作,横向展开,依托现有车载镜头用光学镜片领域积累的研发和生产经验,开发和布局激光测距光学器件、HUD光学器件镀膜等车载光学元器件,丰富公司产品种类。
摄像头是智能驾驶的重要元件。从市场规模来看,高级驾驶辅助系统(ADAS)的市场需求成为了车载摄像头市场实现持续增长的有力保障。一套完整的ADAS系统至少需要包括6个摄像头(1个前视,1个后视,4个环视),而高端智能汽车的摄像头个数可达到8个,未来或达到12个。全球车载摄像头出货量将从2018年的1.09亿个增加至2021年的4亿个,进一步奠定了车载摄像头未来的市场空间。
2019年全球车载摄像头市场规模为723.1亿元,中国市场规模为41亿元,随着ADAS和自动驾驶的逐步深入,单车所需搭载摄像头的数量不断增加,预计未来几年车载摄像头市场规模将获得较快增长,中金企信统计数据显示,预计到2025年全球车载摄像头市场将达273亿美元,其中中国市场237.2亿元。IRCF通常安装在摄像头镜头之后,是车载摄像头的重要光学器件,通过接近图像传感器表面来选取所需辐射波段,实现图像质量改善,提升成像品质,使成像更符合ADAS的驾驶辅助要求。
2020年全球汽车销量为7,680万辆,2022年将恢复到9,000万的销量水平。同时,未来全球ADAS渗透率将大幅提升,预计2022年全球新车ADAS搭载率将达到50%,每辆搭载ADAS的汽车平均将配置8个摄像头。2020年单个车载摄像头价格预计为145元左右,其中红外截止滤光片的成本占比大约为3%。据推测,到2022年全球车载IRCF的市场规模为29亿元。
中金企信国际咨询公布的《2021-2027年中国车载摄像头市场分析及投资战略研究预测可行性报告》
③智能家居、AR/VR等环境光感应领域:环境光传感器是在临近芯片表面放置IRCF或直接在芯片上镀红外截止膜。环境光传感器可以感知周围光线情况,并告知处理芯片自动调节显示器背光亮度,降低产品的功耗。在万物互联时代,传感器是其中最关键的组件之一,环境光传感器运用于智能家居场景中,可以实时监测环境中的光变化,再配合网关,可以和其他智能电器联动。
中金企信国际咨询公布的《2021-2027年中国环境光传感器行业市场研究及投资战略预测报告》
根据中金企信统计数据:中国智能家居市场渗透率仅为4.9%,中国智能家居行业用户基数大,随着近年来国家政策的鼓励支持、行业技术的成熟发展,国内智能家居渗透率和整体行业规模正在快速提升,渗透率的提升将为智能家居市场规模增长提供强劲动力。
传感器是智能家居是家居中的“眼鼻耳”,能够实现测量、分析与控制系统设置。当前,智能家居主流识别模式主要有语音识别、图像识别,摄像头是实现图像识别的主要硬件设备,智能家居产品对摄像头大规模需求。红外截止滤光片作为智能家居摄像头的重要组件,未来市场空间巨大。根据中金企信统计数据显示,2019年全球消费者在智能家居摄像头(包括可视门铃)上支出近517亿美元,并以14%的复合年增长率增长至2023年近872亿美元,作为摄像头重要组件IRCF的需求也将呈相似比例增长。
中金企信国际咨询公布的《2021-2027年中国半导体芯片市场发展规划及投资战略可行性预测报告》
④半导体芯片市场:半导体技术与光学光电子领域的精密加工制造已经是科技发展的前沿。半导体芯片在接收光信号时需要通过滤光片过滤,而起到过滤光线作用的是玻璃基片上蒸镀的光学薄膜。公司通过与半导体芯片客户深入合作,共同设计开发将光学薄膜直接蒸镀到半导体芯片上,省略玻璃等基片媒介,缩小成品尺寸,进一步提升产品竞争力。
中金企信国际咨询公布的《2021-2027年中国CMOS图像传感器专项调研及投资战略预测可行性咨询报告》
中金企信统计数据显示,2019年全球CMOS图像传感器市场规模170亿美元,同比2018年的155亿美元增长9.7%。在智能手机普及以及手机摄像功能提升的推动下,预计2024年全球CMOS图像传感器市场规模将超过240亿美元。