▲ 圖:舜宇光學官網
▲ 圖:舜宇光學官網

光學一直是手機零組件創新重要戰場之一,無論是鏡頭像素升級、光學防手震、大光圈、雙鏡像頭等。而華為在去年發布的 P 系列和 Mate 系列兩大旗艦機種中均採用後置三鏡頭設計,今年開始各家品牌廠也將推出後置三鏡頭旗艦機應戰,將高階手機市場鏡頭產業從後置雙鏡頭時代推升到 3 鏡頭時代,甚至是前置雙鏡頭。

隨著新一代多鏡頭的滲透率提升,意味著逾十億顆的鏡頭增加量有機會在明、後年達成。

鏡頭零組件

手機鏡頭主要由光學鏡頭(Lens)、音圈馬達(VCM)、紅外線截止濾光片(IRCF)、圖像感測器(Sensor)等零件組成。今年開始流行的三鏡頭又再比過去增加一顆鏡頭的數量,這將帶給整個鏡頭產業鏈新的市場空間與成長動能。

從手機鏡頭產業鏈的價值來看,CIS 圖像感測器占了 52% 的價值比重,是比重最高的零組件;其次則為光學鏡頭和模組,兩者比重相當,分別為 19% 和 20%;至於,音圈馬達和紅外線截止濾光片比重則分別為 6% 和 3%,相對較低。

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資料來源: 智研諮詢

CIS 圖像感測器

CMOS 圖像感測器主要功能是實現將光訊號轉換為電訊號的轉換器。而 CMOS 圖像感測器是個技術密集型的產業,只有不斷開發新技術的廠商才能立於不敗之地。

根據 Yole 的統計,在 2017 年全球價值 139 億美元的 CMOS 圖像感測器市場中,索尼占據 42% 的市場比重,之後則是三星電子、豪威科技、安森美等廠商。

資料來源:Yole,全球CMOS圖像感測器市占
資料來源: Yole,全球 CMOS 圖像感測器市占

索尼、三星、佳能、尼康等廠商採用的是 IDM 模式,SK 海力士則透過收購 Siliconfile 而成為 IDM 廠商。其餘廠商則採用 Fabless/Fablite 的模式,例如安森美交給 L-Foundry 代工,意法半導體給聯電代工,豪威科技主要交給台積電代工,格科微主要給中芯國際代工。

光學鏡頭

手機鏡頭主要有塑膠和玻璃兩種材質。塑膠鏡頭透光率不如玻璃鏡頭,但成型更為容易、良率較高、成本較低,透過不同形狀的塑膠鏡頭進行組合,也可以達到非常好的成像效果,因此手機鏡頭大多使用塑膠鏡頭。

雖然手機鏡頭的生產不像相機鏡頭那麼困難,但時間和經驗依然很重要。因此成立至今接近 40 年的大立光利用其在塑膠鏡頭所累積的經驗與專利保護,不斷提升鏡頭品質和生產良率,使得其它相關手機鏡頭廠難以企及。

不過,中國的舜宇光學近幾年快速發展,在 2012 年收購 Konica Minolta 的上海工廠,並與其達成合作協定後,舜宇光學掌握大量鏡頭設計和製造中的 know-how,產品品質和良率已迅速改善,目前舜宇光學已逐漸縮小與大立光的差距。

資料來源:TSR
資料來源: TSR

鏡頭模組

鏡頭模組是把光學鏡頭、音圈馬達、紅外線截止濾光片、圖像感測器等零組件整合成一項產品。目前,手機鏡頭模組的主流工藝有 CSP(晶片級封裝)、COB(板上封裝)和 FC(倒裝晶片)三種,其中 CSP 主要用於低階產品,COB 是最主流的工藝,FC 則只有蘋果在使用。

CSP 的優勢在於製造設備成本低、潔淨度要求低、良率較高,缺點在於鏡頭透光率低、模組厚度較高。

COB 的優勢在於封裝成本低,缺點在於設備成本較高、潔淨度要求高、良率較低,製程時間相對較長。

FC 的優勢在於封裝密度高、鏡頭模組厚度最薄、缺點在於成本較高、良率較低。

不過,鏡頭模組產業的技術門檻低,導致中國手機鏡頭模組市占並不集中。根據旭日產研的資料顯示,歐菲科技是 2017 年中國手機鏡頭模組市占第一,但比重只有 11%。除了歐菲科技之外,還有舜宇、丘鈦、信利、光寶、合力泰等也可以供應鏡頭模組,而這些廠商市占均只有個位數。

資料來源:旭日產研
資料來源: 旭日產研

在技術進入門檻不高的情況,所以很多廠商可以投入這個市場,但各廠在設備自動化水準、產線布局、控制演算法開發、生產經驗等方面存在很大差異,這導致各廠在生產同規格產品時的良率會出現很大不同,因此良率提升就成為決定獲利能力的關鍵。

音圈馬達

音圈馬達方面,技術難度也不高,而精度控制是關鍵。也因為技術難度低,所以全球供應音圈馬達的廠商有上百家,整體來看,這些廠家可以劃分為日本、韓國、中國三大陣營。

日本的音圈馬達占全球超過四成的比重,並掌握著全球音圈馬達先進技術和製造能力,代表企業主要包括阿爾卑斯、三美、TDK 等,其中阿爾卑斯和三美向蘋果供應音圈馬達。

韓國廠商則占據全球音圈馬達市場比重逾兩成,主要包括三星電機、磁化、Hysonic 和 LG-Innotek 等。

中國音圈馬達則占全球市場逾三成比重,但企業數量超過 50 家以上,主要包括新思考、比路電子、中藍等,其中,以比路電子和新思考在國際市場表現較為出色。

紅外線截止濾光片

紅外線截止濾光片 (IR-Cut filter) 是一種允許可見光透過而截斷紅外光的濾光片。在中國主要生產廠商有歐菲光、水晶光電、田中技研等。其中,水晶光電作為後起之秀,目前是中國龍頭,同時也間接向蘋果供應產品。

資料來源:TSR
資料來源:TSR

在手機市場進入成長停滯之後,任何能吸引消費者換機的創新都將使手機品牌廠迅速跟進採用,這一點已在過去雙鏡頭和全螢幕顯現出來。而三鏡頭的拍攝品質和光學變焦能力又比雙鏡頭大幅提升,今年在各品牌廠導入下,有機會在今明兩年快速滲透,成為 5G 世代手機過度期的創新焦點。

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