從手機攝像頭的發展歷程看，幾乎每隔 2 到 3 年都會有至少一次的革命性創新，是絕對的成長性行業。
01 光學創新不停息，全面擁抱行業新機
目前手機和專業相機拍攝效果逐漸縮小，但受制於尺寸，手機距離專業相機仍有很大差距。我們認為未來手機攝像頭髮展趨勢將從鏡片材質、防抖技術、演算法以及多攝像頭搭配這類的微創新上不斷演進。隨著手機攝像頭的快速發展，供應鏈馬太效應愈加明顯，國產供應商正不斷加固自身護城河，提高競爭力。
如今，隨著蘋果、三星、華為等手機廠商推出多攝像頭配置和超高畫質畫素，手機攝像頭早已邁入 3.0 多攝時代。多個攝像頭不僅使手機極大程度的提高了拍攝畫質，還擴寬了手機的運用場景。多攝像頭時代的到來也將為手機攝像頭產業鏈帶來新的增量空間。我們認為下一個時代將是攝像頭與 AR 的深度結合，實現 2D 到 3D 資訊蒐集的轉變。
手機攝像頭 BOM 成本不斷提升，佔比穩定。根據 IHS 資料統計，iPhone 歷年攝像頭成本佔比在手機早期機型中穩步增長，iPhone 4S 後佔比接近 10%。是僅次於螢幕、機電系統、主晶片、射頻晶片的第五大 BOM 佔比元器件。如今前置的 3D 結構。
光方案成為 iPhone 標配，2020 年的 iPhone 12 系列也搭載 DToF 景深攝像頭。軟體方面夜景拍攝演算法成為攝影賣點，我們預計攝像頭 Bom 佔比在往後的機型中將繼續維持穩定。
攝像頭行業產業鏈中游為模組封裝。零部件的生產模組組裝工廠生產或採購各元件進行模組組裝成型，並出貨給手機、汽車等終端客戶。模組封裝的行業競爭格局可從營收和出貨量兩個角度分析。從營收來看，LG innotek、Semco、富士康、舜宇光學和歐菲光等屬於第一梯隊，第二梯隊包括立景光電、丘鈦科技等廠商。
從出貨量來看，歐菲光和舜宇光學出貨量相對領先，由於 LG innotek 和 Semco 等韓國廠商主要供應蘋果和三星，因此單機價值量相對更高。
攝像頭行業產業鏈下游應用終端包括手機、安防、車載和其他領域。智慧手機是攝像頭最大的應用市場，近年來多攝方案逐漸成為智慧手機標配，帶動攝像頭出貨大幅提高。安防領域也是攝像頭的重要應用市場，安防市場的需求將隨智慧城市對高畫質、智慧產品的持續性滲透而擴增，隨著汽車駕駛智慧化的發展，攝像頭在車載領域的應用也不斷增加。此外，攝像頭還應用於筆電、醫療、AIOT 終端和醫療等領域。
02 相機鏡片數量更多，手機片數增長有限
鏡片越多，光線匯聚能力越強，成像越完美。鏡頭組作為攝像頭的重要部件之一，類似相機的“眼睛”。多層鏡頭組合可以互相矯正過濾，因此每多一片鏡片，成像就會更趨向完美，成本也更高。因此理論上鏡頭片數越多，成像就越真實。數碼相機因內部鏡片數遠多於手機，在體積大的同時可以使得光線匯聚能力更強，鏡頭解析力和對比度更好，改善暗態出現藍光。
例如最普通的佳能“小痰盂”鏡頭結構為 5 組6 片，佳能 RF 24-105mm F4L IS USM 變焦鏡頭是 14 組 18 片鏡頭結構，而高階手機鏡頭目前仍以 6p 和 7p 為主，例如華為 P40 Pro 手機搭載的是 8p 鏡頭。從鏡片數量看，手機鏡片數量與專業相機的十餘片鏡片數量相比仍存在自然在解析力和對比度方面上的差距。
03 相機鏡片材質透光性更好，手機鏡頭更追求價效比和輕便
相機鏡片主要採用玻璃材質，少數高階相機採用螢石鏡片，而手機鏡頭則以塑膠材質為主。因為玻璃更優質的成像特性，相機鏡片主要以玻璃為主，甚至有些相機採用螢石鏡片，螢石鏡片原材料為螢石，最早由佳能公司研發成功，具有色像差小、色散低等優良特性，但加工成本較貴，因此應用較少。手機因考慮造價成本及模組重量鏡片通常以塑膠鏡片為主。
玻璃鏡頭效能優於塑膠鏡頭。在光學效能方面，玻璃鏡頭透光效能達到 99%，而塑膠鏡頭僅能達到 92%；玻璃鏡頭的折射率在 2.0 左右，而塑膠鏡頭折射率僅 1.65 左右。更好的光學效能有助於玻璃鏡頭達成更高的成像清晰度。
在非光學效能方面兩者各有優劣，玻璃鏡頭耐溫能達到 300℃左右，塑膠鏡頭僅能達到 100℃左右，因此玻璃鏡片通常可用來防止溫漂現象；由於密度較低，塑膠鏡頭更加輕巧，有助於透過鏡頭的推動實現快速對焦和防抖；因此塑膠鏡頭在物理耐用性上更佳。手機廠商為追求高性價比、輕巧和產量，鏡頭主要採用塑膠材質，而相機廠為追求高效能，則主要採用玻璃材質。
在生產加工難度等方面，由於材質原因，塑膠鏡頭主要採用非球面模造，其加工流程主要包括注塑成型和組裝兩步，大部分步驟能實現自動化生產。而非球面玻璃鏡頭，則需要加入調芯等步驟，球面玻璃鏡頭更是要求精細研磨。相比之下，塑膠鏡頭工藝難度更低、更容易自動化量產且成本更低。因此，為追求高性價比、輕巧和產量，手機鏡頭主要採用塑膠材質，為追求高效能，相機鏡頭主要採用玻璃材質。
04 相機防抖效果更好，手機因空間太小防抖效果有限
為實現更穩定的成像效果，相機的防抖技術分為電子防抖和光學防抖。電子防抖主要透過演算法或“多幀合成”等方式獲得畫面清晰度與純淨度的平衡。光學防抖技術歷史較長，光學防抖又分為機身防抖和鏡頭防抖，主要透過硬體實現。
機身防抖又叫感測器防抖，原理是機身內部安裝的陀螺儀偵測機身的微小移動，並且將訊號傳至微處理器，透過計算需要補償的位移量將馬達驅動安裝在防抖支架上的 CCD/CMOS反向移動來修正機身外部抖動造成的位移，從而使感測器與拍攝物件保持相對靜止，消除機身抖動造成的模糊。鏡頭防抖工作原理是同樣是透過陀螺儀偵測機身的微小移動，並將訊號傳至微處理器，立即計算需要補償的位移量，在鏡頭中設定專門的防抖補償鏡組，根據相機的抖動方向和速度，相應調整鏡組位置和角度，使光路保持穩定。
手機防抖技術同樣分為電子防抖與光學防抖，原理與相機防抖技術相似。電子防抖的原理是透過軟體層面的演算法設計實現對於拍攝過程中的補償，而光學防抖則是在VCM 音圈馬達的基礎上，增加了可感測相機抖動的角度的陀螺儀，系統根據偏移量控制鏡頭或鏡頭模組向相反方向移動，從而抵消影象偏移。
由於感測器防抖的技術難度較大以及手機的感測器整合度越來越高，手機光學防抖從鏡頭防抖+感測器防抖發展為一體式防抖。目前市面上主流的手機 OIS 光學防抖方案有三種：懸絲結構防抖、滾珠結構防抖和記憶金屬式光學防抖。懸絲結構防抖是手機中最廣泛採用的光學防抖技術，原理是鏡頭元件透過 4 根等長的懸絲固定在用電磁場懸掛起來的平面穩定架上，懸絲通電後在磁場作用力下可以沿任意方向移動，位移一般控制在正負 100 微米以內。懸絲結構的缺點是由於手機攝像頭體積要比相機小很多，懸絲的長度短，容易實現 X 軸、Y 軸移動，但 Z 軸移動（鏡頭前後移動）時需要 AF 對焦馬達作相應運動來進行補償，從而導致整體靈活性不足、體積難以控制、易受磁性配件的影響。滾珠結構防抖的原理是將懸絲替換為 X 軸、Y 軸上的兩層滾珠滑軌結構，由滾珠帶動整個鏡頭模組位移，工作過程中 Z 軸方向與影象感測器的距離不變。記憶金屬式光學防抖的原理是透過調節記憶金屬的溫度來控制鏡頭模組移動，鏡頭和感光晶片的位置保持相對一致。
此外，OIS 光學防抖馬達本身較大，目前手機往往配備多顆攝像頭，在狹小的手機空間裡使用多個 OIS 馬達的難度加大，尤其是在在手機攝像頭追求大底高畫素、多鏡片的趨勢下，OIS 馬達的隨之增大也帶來手機鏡頭模組大體積的問題。
相機因為感測器面積更大，從而導致感光能力和焦距成像優於手機。目前常用於手機的 48M 和 64M 畫素 CIS 晶片規格主要以 1/2’’和 1/72’’為主。從以下資料看，豪威科的OV48C和OV64C相比其他競爭品尺寸更大。
畫素尺寸、CIS 面積和畫素點數量互相牽制。感測器在一定面積下，整合的畫素點越多，單個畫素的尺寸/採光面積就越小。拍照中影響圖片成像的兩個因素分別為畫素高低及感光元見的大小。（1）畫素越多，感光點也越多，照片的解析度就越高，清晰度也更高。因此廠商將手機畫素從 1200 萬提升到 1 億都是在爭取更高的相片清晰度；（2）畫素尺寸大小取決於 CIS 面積大小。
畫素點增加雖然帶來更高的解析度，但在一定 CIS 面積下，畫素點的增多帶來每個畫素點感光面積的變小，導致每個畫素點接受到的光線度變少。在白天光線充足時畫質並沒有明顯的變化，但在夜間光線不足時，由於暗光條件下輸出電平低，信噪比會降低，因此在 ISO 高感光度下的噪點會更多，明顯影響畫質的呈現。因此廠商一般透過軟體演算法來改善和平衡這類情況。例如三星 ISOCELL 感測器在夜間為獲得更高的採光度，會使用四畫素或九畫素合成的方法擴大感光元件面積。
相機除了感光效果更好之外，即便在同樣畫素下，由於 CIS 面積更大，相機能夠保證輸出尺寸的同時，也可以保證影象有足夠的解析力。即便經過大幅度裁剪和放大，也能獲得比手機更好的影象質量。
為追趕相機在鏡頭方面的優勢，引入玻璃鏡片將更好提升成像效果和縮小體積。隨著玻璃製造的良率改善，產能提升，在未來對於光學效能要求更加苛刻、光學元件體積要求更小的大環境下，玻璃材料將更具優勢。
05 防抖方面：透過軟體、攝像頭模組微創新解決
為了解決暗光下感光能力差和虛化問題，廠商通常軟體和硬體齊發力。多攝的產生源於解決單顆攝像頭無法實現人們拍攝需求的問題。透過兩顆攝像頭不同屬性的搭配，彩色（RGB）+彩色（RGB）鏡頭搭配可實現背景虛化、彩色（RBG）+黑白（MONO）鏡頭搭配可實現暗光和夜晚的成像質量、廣角（Wide）+長焦（Tele）可實現光學變焦，滿足高畫質遠距離拍攝的需求。例如華為第一款三攝手機 P20 Pro，後置攝像頭分別為彩色+黑白+長焦鏡頭。在多顆攝像頭的搭配下結合各家廠商自身的演算法，背景虛化和暗光拍攝效果可得到大幅改善。
潛望式方案提升相片細節解析度。隨著三攝滲透率的提升，長焦+廣角+超廣角方案也被大範圍使用，透過不同焦距鏡頭的搭配實現拍攝中連續變焦的功能。所謂的 2X，5X，10X 光學變焦也因此實現，但是倍數越高，所需的長焦鏡頭焦距越長，鏡頭高度也越高。潛望式鏡頭方案就是為了讓更長焦距的鏡頭在實現更高倍光學變焦的同時能夠更好地放置手機內部裡。光學變焦透過光學攝像頭模組成像，成像大小取決於攝像頭焦距，不會對成像質量產生影響，細節展示更為清晰，而隨著光學倍數越高，照片的細節內容也將被拍攝的更加豐富。
光學變焦倍數範圍變大，攝像頭內部光路結構更加複雜為 P40 Pro+有雙目長焦。
最強組合，華為 P40 Pro+ 攝像頭內部可以看到光路在結構之內進行了 5 次的折射，光路和上一代相比增加了 178%，配合 18mm 等效焦距的超廣角鏡頭，可實現光學變焦 10X，混合變焦 20X 和 100X 的最大變焦範圍。變焦範圍的擴大也使得手機在小尺寸 CIS 配置下仍有提升照片細節清晰度的空間。
06 市場空間穩定增長，供應鏈呈馬太效應
隨著智慧手機的崛起，手機替代相機成為趨勢。其中攝像頭模組中的影象感測器價值量最高。攝像頭工作原理為，拍攝景物透過鏡頭，將生成的光學影象投射到感測器上，然後光學影象被轉換成電訊號，電訊號再經過模數轉換變為數字訊號，數字訊號過 DSP 加工處理，再被送到手機處理器中進行處理，最終轉換成手機螢幕上能夠看到的影象。因此攝像頭模組需要【鏡頭】收集光線然後將物體成像到影象感測器，鏡頭通常由幾片透鏡或塑膠組成；【濾光片】的作用是過濾掉多餘紅外光和紫外光，使得拍照出來的照片顏色更加接近我們人眼所看到的顏色；【音圈馬達】的作用是推動鏡頭移動實現對焦，可以透過移動鏡頭得到清晰的照片；【影象感測器】是將表面的上鏡頭送過來的光訊號轉化成為電訊號。
由於影象感測器是決定成像品質的關鍵元器件，價值量佔比約 50%。按模組價值量高低排序，其次為光學鏡頭（20%）、模組封裝（19%）、馬達（6%）和紅外濾光片（3%）。一般來說畫素越高，鏡頭和影象感測器的價值量越高。
07 模組封裝市場集中度低，但仍向頭部集中
從 CSP 到 COB/FC，封裝工藝持續升級，模組厚度不斷降低。模組封裝是將攝像頭各零部件封裝起來之後的組成的器件。模組封裝工藝主要分為 CSP、COB 與 FC 三大類，其中，CSP 主要應用於低端產品，COB 主要應用於安卓手機，而 FC 工藝主要為蘋果使用。CSP 工藝於 20 世紀 90 年代末出現，指芯片面積與封裝面積之比超過 80%的封裝工藝，包括柔性基片 CSP、硬質基片 CSP、引線框架 CSP 等多種工藝流程，晶片的感光區域由玻璃保護，對於生產的潔淨度要求低，具有製程時間短、裝置成本低等優勢，缺點在於光線穿透率較差。COB 是在將未經保護的精密器件封裝在模組中，需要在無塵室中進行，優勢在於封裝成本低，劣勢在於良率較低、潔淨度要求高，製程時間相對較長； FC 則是以倒裝晶片的方式去封裝，將傳統的工藝的電氣面朝下，省去金線，降低厚度，優勢在於攝像頭模組厚度薄、封裝密度高，劣勢在於成本較高、良率較低。
畫素提升和攝像頭顆數提升推動市場規模穩定增長。相比 2019 年資料，2020 年手機攝像頭的顆數不斷提升，市場從三攝主流逐漸向四攝主流發展，未來更有繼續向五攝發展的長期趨勢。2018 年至 2020 年，三攝市場份額從 52%減少至 28%，四攝從 5%的市場份額迅速發展至 42%。畫素方面，2020 年 48M-64M 畫素佔比成為主流配置，除蘋果繼續採用 12-13MP 畫素攝像頭外，其他手機品牌仍重視高畫素攝像頭的開發。其中三星、小米、oppo、vivo 均有超 20%佔比的手機採用 48MP 以上的畫素。三星和小米更是在此基礎上裝配 108MP 以上畫素的攝像頭。攝像頭顆數提升和畫素提高雙頭並進，共同協助提升攝像頭模組市場規模。
受益於手機攝像頭個數和畫素提升，模組封裝市場規模穩步提升。據 Yole 資料統計，智慧手機是攝像頭最大的應用市場，全球平均智慧手機單機攝像頭數量不斷提升，帶動模組市場規模穩步提升。2018 年手機攝像頭模組銷售規模約為 205 億美元左右，佔比約為 76%，預計 2024 年將達 350 億美元左右，複合增長率 9.32%。
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