产业图解：摄像头（上）
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一、行业概况
本篇主要聚焦于消费电子等领域采用的紧凑型相机模块（Compact Camera Module, CCM）以及3D成像和传感领域。
摄像头行业中的概念汗牛充栋，在正式分析前，先对几个重要名词进行解释。
（一）名词解释
CMOS：互补金属氧化物半导体，是指一种集成电路的制造技术或使用这种技术制造出来的芯片。目前，该技术主要应用于感光和存储领域。
CIS：图像传感器（CMOS Image Sensor），是摄像头模组的核心元件，光线通过镜头组在CIS上成像，CIS将光信号转换成电信号，电信号再经过模数转换转换成数字信号。目前，智能手机几乎全部使用CIS。
保护膜：主要对镜头组起保护作用。
Lens Set：镜头组，由多层镜片组成，分为树脂和玻璃镜头，决定了光线的采集质量和在图像传感器上的成像效果，智能手机几乎全部使用树脂镜头。
VCM：音圈马达，原理和扬声器类似，通过改变电流和磁场调整镜片实现摄像头模组的自动对焦，若无该组件，则摄像头模组为定焦模组。
红外截止滤光片：利用精密光学镀膜技术实现红外光的滤除，保证图像传感器以采集可见光为主，从而提升图像成像效果。
（二）摄像头产业链
上游：镜头组、音圈马达、红外截止滤光片、图像传感器等核心元件
中游：摄像头模组封装测试（CSP、COB和FC封装技术）
下游：手机制造商和汽车零部件一级供应商
工作原理：光通过镜头组在图像传感器上成像，图像传感器将光信号转换成电信号，电信号经过模数转换转换成数字信号，数字信号经过数字信号处理芯片（DSP）等加工处理后最终转换成显示器上的图像。
物理结构：保护膜、镜头组（6P、7P）、音圈马达、红外截止滤光片、图像传感器、柔性印制电路板（FPC）等
2016年，根据Yole Developpement和的TrendForce统计，图像传感器在智能手机摄像头模组市场规模中的占比最大，在42.3%和52%之间，是摄像头产业链的核心组件，是芯片在摄像头中的应用，与芯片制造行业一样，厂商分为IDM和Fabless模式，国外厂商以IDM模式为主，国内厂商以Fabless模式为主。
二、影响摄像头行业的因素
（一）下游需求
目前，在消费者追求极致拍照体验的背景下，摄像头性能已经成为各大智能手机厂商旗舰机型争夺的焦点，近十年来，智能手机摄像头已经逐步从单摄发展到四摄，通过多个摄像头叠加人工智能算法的方式将图像获取从硬件时代推进到硬件+软件时代，成像能力突飞猛进。
以华为P40 Pro为例，后置摄像头为四摄，包括4000万像素超广角电影摄像头、5000万像素超感知广角摄像头、1200万像素超感光潜望式长焦摄像头和3D深感摄像头（从上到下，从左到右）；前置摄像头为双摄，包括3200万像素摄像头和支持红外解锁功能的景深摄像头。
经过十年的高速发展，全球智能手机市场正在逐步进入以换机需求为主的存量市场时代，根据IDC的统计和预测，预计从2018年至2022年，全球智能手机出货量的年复合增长率仅为2.5%左右。虽然出货量增速放缓，但是随着消费者对于高性能机型需求的爆发，近几年来，国内智能手机平均销售单价（ASP）持续走高，头部智能手机厂商的市场份额同步提高，根据IDC的统计和预测，预计从2017年至2022年，全球智能手机销售额的年复合增长率为5.5%左右，龙头厂商受益。随着短视频等应用场景的快速崛起，未来，摄像头性能的重要性仍将持续巩固。
根据IHS的统计，2016年、2017年和2018年的前三季度，双摄在智能手机中的渗透率分别为4.7%、15.4%、33.1%，迎来了快速渗透和高速成长阶段。2018年前三季度，除三星双摄机型占比仅为16%外，其它品牌的双摄占比均在35%以上，其中，华为更是以72%的双摄出货量傲视群雄，这也印证了摄像头性能在华为智能手机快速崛起过程中发挥的重要作用。回顾双摄的应用历史可以发现，一旦产业链就绪，新一代摄像头在旗舰机型中的渗透率提升迅速，三摄、四摄基本复刻双摄的发展路径。
CIS是摄像头的重要组成部分，上游是芯片产业链，单台智能手机摄像头数量的增加直接刺激CIS的市场需求。
根据Yole Developpement的统计和预测，2018年，全球CIS的市场规模为123亿美元，预计2024年，市场规模将增长至约208亿美元，年复合增长率约为9.2%的成长。根据IC Insights的统计和预测，预计从2017到2022年，CIS销售额和销售量的年复合增长率将分别约为8.8%和11.7%。结合TrendForce对从2018年到2020年双摄和三摄渗透率的统计和预测，假定全球智能手机出货量保持不变，不考虑其它因素影响，仅在多摄应用的带动下，全球智能手机摄像头以及CIS的需求也能在最近三年内维持接近20%的年复合增长率。
除智能手机外，安防和汽车市场也是摄像头的重要应用领域。
安防视频监控产品的高清化、网络化、智能化发展趋势将对图像成像质量提出更高的要求，有望持续提振安防摄像头的市场规模。
汽车智能化已是未来汽车电子化的重要趋势之一，作为无人驾驶的基础，ADAS（高级驾驶辅助系统）已经迎来渗透率快速提升的关键阶段。目前，全套ADAS系统至少需要安装六个摄像头，摄像头作为ADAS的关键传感器之一正在直接拉动摄像头市场规模的增长。
（二）技术升级
像素是感光元件上的最小单位，像素越高，分辨率越高。随着短视频、视频通话等应用的爆发，消费者对像素的要求也与日俱增。2012年，全球900万像素以下的智能手机占比高达97.4%，2017年，这一数字仅为28.9%。虽然CIS像素的高低与其尺寸的关系并非简单的单调关系（单个像素的尺寸可以缩小），但是一般而言，像素越高，CIS的尺寸增大，从索尼历年发布的产品来看，确实呈现像素越高尺寸越大的特点。CIS尺寸的增加直接推动晶圆用量的增加。
需要注意的是，由于多摄方案中的第二、第三和第四颗摄像头并非一定需要用到高像素，因此像素的结构变化是一个较为缓慢的过程，像素提升，尺寸增大对CIS需求的拉动并不会特别高。
2020年04月14日，国家知识产权局中国专利公布公告，华为申请了“用于隐藏前置摄像头的结构、摄像头模组及终端设备”的实用新型专利，提供了一种用于隐藏前置摄像头的结构、摄像头模组及终端设备。目前，全面屏下的屏下摄像头技术已经成为各大巨头关注的重点。
随着对焦技术向着更加先进的PDAF相位对焦和全像素双核对焦演变，对焦速度快、准度高、功耗低的高端音圈马达市场份额将会持续扩大，同时，OIS（光学防抖）技术的持续渗透也将带来OIS音圈马达的市场机遇。
由于3D摄像头能够获取三维信息，因此在智能手机等终端中广泛应用。目前，3D摄像头的主流方案包括结构光和TOF两种方案。