智能手机:从华为P30系列看,手机摄像头还能走多远?

藏略收藏网 2019-10-14

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一、2019 年智能手机出货量将见底,5G换机潮有望到来

1.1 渗透率高,智能手机行业进入成熟期

智能手机步入成熟期。2000-2007 年,传统手机厂商诺基亚,爱立信,摩托罗拉等逐渐在功能机扩展功能,这一时期属于智能手机的导入期;2007 年,苹果发布第一款 iPhone,自此智能手机在苹果公司的带领下进入爆发式增长的成长期,2007-2015 年全球智能手机出货量 CAGR 达到 35.7%;2016年,智能手机出货量达到 14.73 亿台,同比增长 2.5%,增速首次低于 10%,而 2017-2018 年智能手机出货量更是同比分别下滑 0.5%、4.1%,智能手机行业进入出货量稳定的成熟期。

渗透率高是行业进入成熟期的主要原因。从智能手机的成长过程来看,一方面智能手机的普及推动了出货量的增长,过去十年智能手机快速替换功能机也是另一大驱动力。2016 年,全球手机出货量 18.94 亿部,其中智能手机 14.73 亿部,渗透率达到 77.8%,功能机 4.21 亿部,功能机出货主要来自于中东、非洲、印度、东南亚等新兴地区。短期之内,智能手机的渗透率速度已经进入了放缓的阶段,通过渗透率提升推动智能手机出货量快速增长基本结束。

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换机周期延长进一步导致 17-18 年出货量下滑。当智能手机替换功能机速度放缓后,雪上加霜的是全球智能手机换机周期进一步延长。随着国产智能手机品质的提高以及 iPhone 创新速度的放缓,消费者换机动力逐渐减弱。从国内换机周期数据来看,过去一年消费者换机周期逐渐延长,已经从2018 年 1 月的 23.3 月提升至 2019 年 2 月的 27.0 月,其中 iPhone 手机消费者持机时间最长,已经从 31.3 提升至 34.7 月。

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1.2 2019 年智能手机出货量大概率见底,5G换机潮 18Q4 开启

2019 年出货量将成为低点,长期仍有增长空间。2019 年受制于明年 5G 手机的到来,消费者换机意愿或将进一步降低,出货量仍有下滑动力。但是随着 2020 年 5G 手机的放量,将会带来一波换机潮,中长期新兴地区智能手机仍有替换功能机的需求,因此长期看好智能手机出货量保持 2-4%的复合增速,预计极限出货量将会达到 18-19 亿部。

未来智能手机行业不能简单以制造业看待。虽然智能手机出货量长期不会再有快速增长的成长性,但是智能手机在物联网时代会起到非常重要的核心作用。5G 万物互联时代,智能手机仍然最有希望成为各类智能硬件的移动控制中枢,随着不同爆款智能硬件的诞生,智能手机的换机时间将会呈现一定的周期性,因此未来智能手机出货量或将是一个曲折上升的状态,直到某一革命性产品的诞生以替代智能手机。

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4G换机与 5G换机区别大。

1)4G 换机有智能手机替换功能机加持,因此 4G 手机出货量增速很快。

2)2011 年 4G 智能手机在欧美日韩出货,元年渗透率 6.9%。中国市场推迟至 2013 年,但是中国市场一旦打开,渗透率快速提升 25.1%,2018 年4G 手机渗透率已经达到 94.5%。而对于 5G 手机来讲,中国将会是第一批发售的国家,有望提升 5G 手机渗透速度。

3)4G 网络带来了图片传输到视频传输的变革,5G 或将带来二维信息传输向三维信息传输的变革,物联网亦将对运营商的网络带宽提出更高的要求,但是目前内容创新仍待验证。

4)首批 5G 手机价格将超 8000 元,而 4G 手机在 2011 年价格在 2000-3000元,华为认为 5G 手机将会在两年后普及至千元机,但是上市初期高价会抑制 5G 手机的换机速度。

总结来看,5G 手机会加快智能手机尤其是高端旗舰机的换机速度,但是相对于 4G 手机的渗透速度会偏慢。

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除苹果以外,四大国产手机品牌和三星都将在 2019 年推出 5G手机。三星S10 的 5G 版本最快将在 4 月份上市,华为 5G 折叠手机 Mate X 则将于 6 月份上市,OPPO、小米、VIVO 都已经发布了 5G 手机,预计都将在今年 Q2或者 Q3 上市发售,2019Q4 将会是 5G 智能手机快速渗透的起点。随着 5G手机的到来,我们看好 2019 年将会是智能手机出货量的低点,2020 年开始出货量将恢复增长。


二、手机摄像头行业还能走多远?

2.1 从华为 P30 系列新机看手机摄像头的创新

摄像头是智能手机创新最大的细分模块。近几年,终端厂商的创新方向主要是摄像头、屏幕、无线充电三大领域。摄像头是其中最重要的一个方向,数量上从单摄到双摄到三摄到华为 P30 Pro 的四摄,功能上从单一的像素提升发展成大光圈、超广角、潜望式长焦、TOF 等特色镜头的引入,摄像头是智能手机行业最具投资前景的环节。

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光学变焦将会是近两年智能手机摄像头的主打方向。2019 年 3 月 26 日,华为发布了上半年旗舰机 P30 系列,其中 P30 Pro 采用潜望式长焦摄像头,具备 5 倍光学变焦,10 倍数码变焦和 50 倍数码变焦。

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光学变焦解决“拍得远拍得清晰”的需求。光学变焦是依靠镜头中镜片的移动(改变镜片之间的距离),进而改变镜头的焦距,实现变焦;而数码变焦是通过数码相机内的处理器,把图片内的每个像素面积增大,从而达到放大目的。P30 Pro 之前,光学变焦最高的是华为 Mate20 Pro 的 3 倍光学变焦,同时可以达到十倍数码变焦。在智能手机创新乏力的背景下,高倍光学变焦很有希望被终端厂商作为主打性能来作为营销卖点。

P30 Pro 在 2×以内的变焦距离内不会使用潜望式长焦摄像头,仅使用主摄像头进行拍摄;2-5×范围内,同时使用主摄像头和潜望式长焦摄像头,画面中心图像信息来自于长焦摄像头,而边缘信息则由主摄提供;5×范围以上,则使用长焦摄像头进行拍摄,P30 Pro 很好地融合了两个摄像头同时使用带来的算法问题。

RYYB 传感器提升进光量。P30 Pro 首次在智能手机上弃用 RGGB 采用RYYB CMOS,将绿像素点用黄色像素点替代,RYYB 通过提升黄光的进光量,变相的提升了红光的进光量(黄光=红光+绿光),从而提升弱光表现,在拍摄夜景时有不俗的表现。过往 RYYB 传感器没有得到规模化使用的原因是 RYYB 会导致白平衡不准,饱和度不够的问题,华为通过颜色调节解决了这一问题。

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TOF 提升照相景深效果。P30 Pro 在后置四摄中新增一颗 TOF 3D 摄像头,TOF 将会实时监测相机与景物之间的距离,在人像模式时人物监测变得更快更准,大幅度改善人像模式在 2 倍 及 3 倍变焦时的使用体验。同时,TOF 帮助相机处理照片更为自然和富有层次感。

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2.2 2019 年手机摄像头步入创新大年

2018 年为何手机摄像头产业链企业盈利能力下滑?创新小是主因!

2017 年全球智能手机出货量下滑 0.6%,但是可以看到摄像头产业量企业普遍有比较好的盈利能力,无论是营收还是净利润都是有快速的增长,主要是受益于双摄在高端智能手机中的渗透率。2018 年,双摄在智能手机中的渗透率从 17 年的 10%提升至 40%,摄像头企业的营收普遍呈现增速放缓,净利润下滑的现象,主要原因是 18 年新增的双摄机型为中低端机型,盈利能力普遍较弱。

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2019 年三摄将会开始在各大品牌旗舰机中渗透。

华为在 2018 年 3 月的新机 P20 Pro 中率先采用三摄像头方案,并在 10 月的新机 Mate20 系列全系列采用三摄像头方案,但是除华为以外,OPPO、VIVO、小米、三星、苹果都未大规模推出三摄像头智能手机,2018 年全年三摄智能手机的出货量约为 1400-1600 万台,渗透率仅为 1%左右。2019年,六大品牌都会在旗舰机中采用三摄方案,而且三摄很有机会朝 2000-3000 元的中端机型渗透,保守预计 19 年三摄智能手机的出货量将会达到1.8 亿台,渗透率达到 13.4%。

华为在 2018 年两款旗舰机中,上半年是高配旗舰机采用三摄,下半年是全系列采用三摄;2019 年 P30 Pro 采用四摄,我们认为华为为了巩固其在智能手机摄影方面的优势,下半年的新机将大规模采用“广角+超广角+长焦+TOF”的四摄方案,TOF 除去上文提到的拍摄更具有深度的照片以外,或是在为今年年底的 VR 或者 MR 眼镜做准备。

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直至 2019 年 2 月,国内智能手机月度激活量三摄占比已经达到了 7.1%,而双摄占比则是达到了 79.7%,国内智能手机双摄渗透率基本达到极限。前置双摄智能手机激活量占比相对比较稳定,由于终端厂商对于全面屏的追求,前置双摄方案一直未被大规模采用。

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40M以上主摄成旗舰机标配,渗透率快速提升。

2018 年主摄像素几乎没有提升。从 2018 年 1 月到 2018 年 12 月,国产智能手机每月激活机型中后置主摄几乎没有创新,占据主要地位的依旧是 12M、13M、16M 和 20M 的摄像头,三者合计占比主摄像头达到 94.7%,其中又以 10-13M 的产品占据多数,达到 64.6%。40M 以上主摄像头全年占比3.0%。

2M、5M产品拖累手机摄像头 ASP。从 2018 年 1 月到 2018 年 12 月,国产智能手机后置摄像头中,0-5M 后置摄像头占比从 11.2%提升至 33.2%,全年平均达到 22.3%,主要来自于中低端智能手机的副摄,0-5M 产品的快速放量拉低了 2018 年手机摄像头的 ASP。但是,随着双摄渗透速度放缓,我们认为 0-5M 摄像头占比很难继续提升,且终端对于双摄性能的提升会提高副摄像素的规格。

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7P 镜头站上舞台,塑胶镜片数新一轮升级开启。

2018 年,手机摄像头主摄像头镜片数规格没有显著变化,主流品牌中高端机型的主摄基本全部采用 6P 镜头,2018 年全年国内智能手机主摄中 6P 镜头占比为 64.3%,5P 镜头占比为 35.6%,7P 镜头出货量小于 10 万颗。

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2018 年 11 月,OPPO 发布第一款采用 7P 镜头的智能手机 R17 Pro,随后小米和华为都在其旗舰机型小米 9 透明探索版和华为 P30 的主摄中采用 7P 镜头,苹果有希望在 2019 年新机中首次采用 7P 镜头,预计今年 7P 镜头将会在高端旗舰机中快速渗透,进一步提升手机镜头 ASP。

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2.3 未来手机摄像头还有哪些创新的方向?

2020 年 TOF 摄像头或将成为标配。

3D 摄像头作为三维信息的采集入口,必将成为智能手机的标配。相对于3D 结构光,TOF 具有结构简单,理论成本低,远距离精度高等优势,且3D 结构光的专利苹果公司布局非常完善安卓手机厂商方案落后 iPhone 大约1-2 年,因此安卓手机更加倾向于采用 TOF 方案,目前华为,OV都已经推出 TOF 机型。市场通常认为前置摄像头宜采用短距离精度更高的结构光方案,而后置适合远距离精度更高的 TOF 方案,但是综合考虑成本、专利、以及 TOF 传感器精度的提升,TOF 有希望在安卓市场往前置摄像头渗透。

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AR 眼镜将成为 TOF 的有力推手。2019 年底,华为和苹果都很有可能推出自家的首款智能眼镜产品,从智能眼镜的三种技术方案(VR,AR,MR)及其应用领域分析,我们相信华为和苹果都会把 MR 或者 AR 产品作为重点发展方向而不是 VR。无论是一体式还是分体式,TOF 都将是 MR/AR 眼镜避不开的深度摄像头方案,华为在 P30 Pro 上开始在后置摄像头中加入TOF 镜头,绝不是简单的增强照相的景深效果,更可能是为加下来的智能眼镜做硬件铺垫。

2019 年 TOF 出货量预计能够达到 2000-3000 万颗。2019 年底,安卓手机开始会在顶级旗舰机型中试水 TOF,华为仍将是最大推手,我们预计,华为 P 系列,Mate 系列,荣耀 V系列对 TOF 的需求会达到 1200-1500 万颗,OV 则会推出配置 TOF 的顶级旗舰机,两家出货量会达到 500-1000 万颗,苹果则有希望在 2020 年推出后置 TOF 机型。

看好玻塑混合镜头成为 7P 镜头之后的下一代高端镜头。

镜片为什么越来越多?镜头是由多个镜片构成,光线通过时,镜片组会过滤杂光(如红外线,红外线会显著影响成像质量),多层镜片组合会互相矫正过滤,每多一片最终成像就会更趋向完美一些,理论上镜头片数越多是为了成像越真实。就单反相机而言,定焦镜头结构简单,镜片数相对较少,10 片镜片以下的定焦镜头也很多;变焦镜头则相对结构负责,通常镜片数在 10-20 片之间。

镜片并非越多越好。镜片多通常可以增强镜头的解析力与对比度,还能改善暗态下的炫光。理论上,达到相同的成像效果,镜片越少越好,一方面可以降低成本,另一方面少镜片可以增加光通量。所以,通常定焦镜头成像质量会好于变焦镜头。

手机厚度成为多镜片的瓶颈,玻塑混合或是 7P 之后的发展方向。对于手机镜头来讲,镜片片数越多,光线过滤、成像失真和色彩还原效果越好,7P 镜头将会进一步提升镜头的聚光能力和解析能力。7P 之后,受限于手机的厚度,8P 的设计难度将会越来越大,而加入折射率更高的玻璃镜片将会有效改善镜头组的厚度,6P1G 或 5P2G 或将站上历史舞台。

玻塑混合镜头的瓶颈。1.成本问题。玻璃镜片,尤其是玻璃非球面镜片的价格是塑胶镜片的数倍,而组装玻塑混合镜头时的良率较低也会显著提升玻塑混合镜头的单价,这是目前玻塑混合镜头无法大规模推行的主要原因。2.产能问题。模造玻璃所需的模压机产能不足,仍不够为动则几千万部的机型提供足量的玻璃镜片。但是,随着镜头厂以及模具厂在过去几年不断地扩张玻璃镜片的产能,而产能的扩张又会进一步降低生产成本,未来玻塑混合镜头有很大的潜力能够在高端旗舰机中开始渗透。

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去刘海趋势下,屏下摄像头提上日程。

智能手机对于大尺寸以及大屏占比的追求趋势非常明显。国内 6 英寸智能手机激活量占比从 2018 年 1 月的 20.7%飞速提升至 2019 年 2 月的 79.6%,而 4 英寸智能手机激活量占比从 2018 年 1 月的 77.1%下滑至 2019 年 2 月的18.5%。屏占比大于 90%的智能手机激活量占比则是从 2018 年 1 月的 0%快速提升至 37.5%,屏占比小于 80%的智能手机激活量占比从 2018年 1 月的74.0%下滑至 15.1%。

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全面屏和前置摄像头的冲突逼迫终端厂商推出各种奇特方案。终端厂商为了能够推出更大屏占比的“真”全面屏手机,对于前置摄像头的处置可谓是百花八门,如 Vivo Nex 采用的升降式摄像头,荣耀 Magic2 采用的滑盖式摄像头。但是,机械结构的引入不仅会增加成本,提高机身厚度,引起发热等等,另一方面还会降低摄像头的稳定性和寿命,因此这些方案也并没有大规模推广。

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屏下摄像头将是前置摄像头的主流战场。几乎所有终端厂商都在积极研发屏下摄像头技术方案,OLED 屏+屏下摄像头是目前看来比较有希望的一个解决方案。受益于 OLED 透明基底的材质,前置摄像头可以放置于 OLED屏幕下方,但是这样会对屏幕的透光率提出很高的要求,高屏幕透光率需要低像素密度,但低像素密度又会降低摄像头上方屏幕的显示质量,进而影响用户体验。三星公司是目前在屏下摄像头领域走在最前面的终端厂商,但是近期仍然表示在 1-2 年不太可能实现真正意义的完美全面屏,但是公司对中长期这一趋势表示乐观。

液体镜头短期内仍是概念性产品。

液态摄像头早已在天文望远镜、医疗内窥镜等领域使用,华为在 2018 年 11月底发布了一项关于手机液体摄像头的专利。液体镜头的优势在于,在保持原有成像效果下,对焦速度可以像人眼一样达到毫秒级别,而成片率几乎达到百分之百。液体镜头不需要机械移动,只需要使用不同电压改变液体的曲率,进而实现不同的光线折射效果,因此能够获得不同倍率的光学变焦能力,变焦范围更宽,同时镜头占用空间更小,制造成本也更低。

三星、索尼、舜宇光学科技等公司都在 2010 年左右公布过相关液体镜头专利或技术方案,目前液体镜头在智能手机中渗透仍处于早期阶段。

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三、手机摄像头行业格局将进一步向头部集中

从像素升级到光学变焦、大光圈、大 CMOS、玻塑混合镜头等等全方位性能的升级,智能手机存量竞争迫使手机摄像头创新持续加快,不断加快的创新速度使得摄像头产业链的小厂商无法持续投入资本开资或者研发费用来应对不断改变的技术方案,进一步使得行业集中度提升。

手机摄像头产业链企业包括感光芯片(CMOS),光学镜头,音圈马达,摄像头模组企业等四大领域。CMOS 是摄像头产业链盈利最多的细分子行业,龙头企业毛利率在 45-50%,但是光学镜头盈利能力最强,龙头大立光毛利率达到接近 70%,国内企业多从事摄像头模组业务,毛利率约为 10%。

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从竞争格局来看,CMOS 领域,索尼一家独大,2017 年市占率达到 40%,三星和豪威分列二三位,市占率分别为 20%和 11%,CR3 达到 71%;光学镜头领域,大立光 2018 年出货量市占率为 30-35%,舜宇光学约为 25%,CR5 超过 70%;摄像头模组业务,竞争格局仍然较为分散,2018 年市占率最高的是苹果和三星的供应商 LG Innotek、夏普和三星电机,国内两大模组厂舜宇光学科技、欧菲光市占率均为 9%左右。

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我们看好在存量市场下,智能手机摄像头产业链在未来 2-3 年内的发展前景,从各个环节来看:

1)手机镜头。建议关注舜宇光学科技,公司在过去五年手机镜头的出货量平均增速超过 50%,随着公司在国产智能手机市占率的提升,手机镜头出货量增速将会放缓,公司的成长逻辑将会逐渐从保量向提升产品结构转变。公司 7P 镜头以及 48M 镜头已经实现量产,且已有潜望式镜头、玻塑混合镜头、超小头部镜头等其他高端产品的布局,看好公司未来公司手机镜头产品结构持续改善。

2)感光芯片。建议关注韦尔股份,公司收购北京豪威 85.53%股权有望在近期完成,豪威是全球仅次于索尼和三星的第三大感光芯片供应商,收购完成后公司将对北京豪威 100%控股。受益于 2019-2020 年三摄、四摄在智能手机中的渗透,豪威 CIS 业务将迎来新一轮需求增长,同时看好公司受益国产智能手机的崛起。

3)CCM 模组。建议关注舜宇光学科技、丘钛科技、欧菲光,手机摄像头模组将在 2019 年迎来新一轮高端创新,包括三摄像头模组、潜望式摄像头模组、TOF 等,我们认为国内头部摄像头企业一方面将会受益行业景气度的提升,另一方面将持续受益行业集中度提升的趋势。

4)红外滤光片。建议关注水晶光电,公司是全球最大的 IRCF 供应商,受益于三摄、四摄对 IRCF 需求量的提升,同时公司的新产品窄带滤光片有望借 3D 摄像头在 iPhone 以及国产智能手机旗舰机中的快速导入进而实现快速放量。

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