應(yīng)用突圍　光學(xué)硬件景氣升溫

智能手機(jī)的攝像和生物識別功能不斷升級，消費(fèi)電子產(chǎn)品對光學(xué)鏡頭在變焦、高像素、光學(xué)防抖、高可靠性等方面的技術(shù)水平要求不斷提高，潛望式攝像頭成為發(fā)展趨勢。手機(jī)、安防行業(yè)的光學(xué)鏡頭競爭激烈，車載光學(xué)產(chǎn)品數(shù)量增多而單價降低，相關(guān)公司需要在研發(fā)、工藝、規(guī)模、客戶、毛利率等方面保持競爭力。部分公司將業(yè)務(wù)布局向車載光電、VR/AR等方向延伸，追求第二增長曲線。

為了滿足高階輔助駕駛的需求，汽車廠商將會不斷增加前視、環(huán)視、后視和內(nèi)視等各方位的攝像頭，隨著國產(chǎn)新能源汽車的壯大，國產(chǎn)廠商的崛起帶動汽車抬頭顯示的價格逐步降低，產(chǎn)量提高，國產(chǎn)AR-HUD產(chǎn)品已全面覆蓋主流技術(shù)路線并均實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

上游零部件及軟件算法占機(jī)器視覺80%的價值量，攝像頭、傳感器的產(chǎn)業(yè)成熟拓寬了機(jī)器視覺的應(yīng)用場景，通過將深度學(xué)習(xí)、機(jī)器學(xué)習(xí)、大語言模型等AI技術(shù)應(yīng)用于3D視覺感知，可以實(shí)現(xiàn)更高效的數(shù)據(jù)處理、特征提取和識別，AI技術(shù)使得整個智能系統(tǒng)更具自適應(yīng)性和智能化，機(jī)器視覺將與產(chǎn)業(yè)上游協(xié)同發(fā)展。

手機(jī)攝像頭創(chuàng)新發(fā)展

智能手機(jī)主要是依靠2-3個定焦鏡頭的配合，實(shí)現(xiàn)手機(jī)的“光學(xué)變焦”，其中長焦鏡頭是雙/多攝實(shí)現(xiàn)“光學(xué)變焦”的核心，變焦倍數(shù)越高，長焦攝像頭的高度越高。潛望式攝像頭是將原本豎排放置的攝像頭在手機(jī)內(nèi)橫向排放，并以特殊的光線轉(zhuǎn)向微棱鏡，讓光線折射進(jìn)入鏡頭組，為鏡頭組提供更長的空間選擇，解決了光程的問題，避免了因變焦鏡頭帶來的機(jī)身增厚。十年前，舜宇集團(tuán)、華為、信利光電、亞洲光學(xué)、水晶光電等相關(guān)企業(yè)便陸續(xù)開始布局潛望式攝像頭，潛望式鏡頭上游主要包括棱鏡、鏡頭、圖像傳感器、音圈馬達(dá)在內(nèi)的各種零組件，其中除棱鏡是潛望式鏡頭獨(dú)有外，其他均與傳統(tǒng)攝像頭重合，微型棱鏡是實(shí)現(xiàn)高倍數(shù)光學(xué)變焦技術(shù)的重要配件。

iPhone 15系列系首次采用潛望式長焦鏡頭的手機(jī)產(chǎn)品，帶動攝像頭模組縮小、減薄技術(shù)發(fā)展，智能手機(jī)制造商對于潛望式攝像頭的追捧將為微型棱鏡的發(fā)展打開市場空間。研究機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)2025年全球潛望式攝像頭市場可達(dá)44億美元。2024年一季度，全球智能手機(jī)出貨量為3.0億部，同比增長12%，智能手機(jī)的溫和反彈給上游光學(xué)供應(yīng)商的業(yè)績增添助力。

一季度水晶光電光學(xué)元器件、薄膜光學(xué)面板和反光材料業(yè)務(wù)分別實(shí)現(xiàn)同比約85%、45%、50%的大幅增長，汽車電子AR業(yè)務(wù)板塊基本持平，半導(dǎo)體光學(xué)業(yè)務(wù)同比下降約15%。光學(xué)元器件和薄膜光學(xué)面板兩項(xiàng)業(yè)務(wù)的毛利率水平提升，背后的原因除智能手機(jī)市場的恢復(fù)之外，近幾年該公司在戰(zhàn)略和內(nèi)生競爭力上做了調(diào)整，機(jī)創(chuàng)新化、高端化帶來產(chǎn)品毛利率的上升，微型棱鏡模塊和吸收反射復(fù)合型濾光片系智能手機(jī)高端化帶來的新產(chǎn)品。

在微型棱鏡模塊產(chǎn)品的開發(fā)上，該公司做了大量投入，在非手機(jī)端，該公司已布局穿戴設(shè)備、筆記本電腦、平板電腦等，希望成為新的業(yè)績貢獻(xiàn)點(diǎn)。2023年，由于水晶光電新項(xiàng)目的量產(chǎn)開發(fā)，資本性投資相對較高，固定資產(chǎn)凈值增加約9億元。2024年，公司計(jì)劃資本性投資主要聚焦在新項(xiàng)目及未來兩年可能會帶來增量的部分，整體投資預(yù)算較2023年會盡力控制30%左右的降幅。

景氣回升

2023年，水晶光電的營業(yè)收入為50.76億元，較上年同期增長16.01%，其中，光學(xué)元器件類收入占營業(yè)總收入的比例為47.06%，該類收入同比增長21.11%，該類毛利率增長4.5個百分點(diǎn)；宇瞳光學(xué)的營業(yè)收入為21.45億元，其中96.26%為光學(xué)鏡頭制造業(yè)務(wù)，該業(yè)務(wù)的收入同比增長15.24%，該業(yè)務(wù)的毛利率下降5.07個百分點(diǎn)，安防類收入占營業(yè)總收入的比例為66.98%。2024年一季度，水晶光電和宇瞳光學(xué)的營業(yè)收入同比分別增長53.41%和38.47%，綜合毛利率波動較小。

力鼎光電采用“多品種、跨領(lǐng)域、少量化”的差異化發(fā)展策略，長期與國際老牌光學(xué)企業(yè)進(jìn)行技術(shù)對標(biāo)。2023年，因安防變焦鏡頭及無人機(jī)鏡頭銷量增加，力鼎光電變焦鏡頭的產(chǎn)量、銷量及庫存量分別提升75.59%、53.79%和106.23%。從專利數(shù)量來看，水晶光電的發(fā)明專利由2020年的28個增長為2023年的83個，宇瞳光學(xué)的發(fā)明專利由2020年的17個增長為2023年的79個，力鼎光電的發(fā)明專利則由2022年的11個增長至2023年的20個。

下游廠商對光學(xué)鏡頭產(chǎn)品在變焦、高像素、光學(xué)防抖、高可靠性等技術(shù)水平方面的要求不斷提高，手機(jī)、安防行業(yè)競爭較為充分，車載光學(xué)產(chǎn)品價格承受價格壓力，相關(guān)公司需要在研發(fā)、工藝、規(guī)模、客戶、毛利率等方面保持競爭力。水晶光電和宇瞳光學(xué)對大客戶的銷售較為集中，2023年水晶光電向前三大客戶的銷售額占年度銷售總額的57.56%，宇瞳光學(xué)向前五大客戶的銷售占比為51.93%，其中第一和第二大客戶分別占比24.75%和16.69%。兩家公司將業(yè)務(wù)布局向車載光電、元宇宙等方向轉(zhuǎn)型，追求第二增長曲線，客戶和業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)需要適時優(yōu)化，降低業(yè)務(wù)集中度和大客戶依賴風(fēng)險。

2023年，全球VR終端出貨量為765萬臺，研究機(jī)構(gòu)預(yù)測2024年全球出貨將突破810萬臺。

VR設(shè)備經(jīng)歷了非球面透鏡方案、菲涅爾光學(xué)方案和Pancake方案三個階段，目的都是為了降低光學(xué)模組的整體重量與體積。要讓AR設(shè)備實(shí)現(xiàn)更接近現(xiàn)實(shí)的眼鏡形態(tài)，需要用到玻璃鏡片光波導(dǎo)技術(shù)，而光波導(dǎo)元件的玻璃基底需要采用高質(zhì)量的玻璃晶圓制作。為了擴(kuò)大近眼顯示的視場角，玻璃晶圓需要具備高折射率，為了減少色散問題，廠商通常要采用多層玻璃晶圓，制作出多層波導(dǎo)傳輸不同波段的光信號，另一方面要求玻璃晶圓達(dá)到厚度為0.3mm的超薄狀態(tài)，挑戰(zhàn)工藝難度。為了進(jìn)一步提高性能、減少生產(chǎn)成本，下游客戶要求玻璃晶圓尺寸更大、表面加工精度更高，考驗(yàn)廠商光學(xué)晶片的切割及拋光技術(shù)。國產(chǎn)廠商對于VR/AR光學(xué)鏡頭及配件正處于加速布局狀態(tài)。

智能駕駛光學(xué)產(chǎn)品潛力大

車載攝像頭又可分為內(nèi)視、后視、前置、側(cè)視頭和環(huán)視等。新能源汽車中一套完整的高級駕駛輔助系統(tǒng)（下稱“ADAS”）需包括6個攝像頭，高端汽車的各類輔助設(shè)備裝備的攝像頭可達(dá)8個，用于輔助駕駛員泊車或觸發(fā)緊急剎車。受益于L3以上自動駕駛不斷推廣與ADAS功能加速滲透，研究機(jī)構(gòu)預(yù)測2026 年車載攝像頭市場規(guī)模將達(dá)到355億美元，長期有望接近500億美元。

車載鏡頭的先發(fā)企業(yè)主要為跨國公司，建有完善的全球供應(yīng)鏈體系，對供應(yīng)商的資質(zhì)、技術(shù)、生產(chǎn)能力等多方面進(jìn)行篩選，形成了較高的行業(yè)進(jìn)入門檻。隨著國產(chǎn)新能源汽車的壯大，各家造車新勢力的單車搭載車載攝像頭的平均數(shù)量已超過10顆。為了滿足高階輔助駕駛的需求，汽車廠商將會不斷增加前視、環(huán)視、后視和內(nèi)視等各方位的攝像頭，提高輔助駕駛的準(zhǔn)確性和安全性。

車載HUD即汽車抬頭顯示，它將汽車時速、路況、導(dǎo)航和通訊娛樂等信息通過投影形式顯示到汽車擋風(fēng)玻璃或儀表盤上方玻璃上，使駕駛員在視線注視前方時也能感知相關(guān)信息，提升駕駛安全性。隨著汽車智能化、網(wǎng)聯(lián)化趨勢不斷推進(jìn)，車載HUD作為輔助駕駛的配置，已成為為全球智能汽車?yán)顺毕碌谋亟?jīng)之路。據(jù)預(yù)測，2021-2025年，AR HUD市場規(guī)模可從30億元提升至300億元。

國產(chǎn)廠商的崛起帶動HUD價格逐步降低，不斷刺激HUD產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。2023年，宇瞳光學(xué)車載類產(chǎn)品收入為2.20億元，同比增長192.92%，包含車載鏡頭、HUD光學(xué)部件、車載激光雷達(dá)光學(xué)元件等；聯(lián)合光電智能駕駛領(lǐng)域多款產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，該類收入同比增長166.82%，主要產(chǎn)品包括車載鏡頭、毫米波雷達(dá)相關(guān)產(chǎn)品、AR HUD相關(guān)產(chǎn)品、車內(nèi)投影產(chǎn)品等；水晶光電全年HUD出貨量超20萬臺，獲得多家車企的定點(diǎn)項(xiàng)目，該公司的玻璃材質(zhì)類激光雷達(dá)視窗片新增多家量產(chǎn)客戶。

2024年一季度，AR HUD在整體HUD市場占比增加至21.1%，同比增長10.5%。隨著AR HUD所需AR引擎架構(gòu)、AR實(shí)景能力逐漸成熟，具備AR導(dǎo)航等功能的AR HUD將成為更多車型的標(biāo)配，占比有望加速提升。國產(chǎn)AR HUD產(chǎn)品已全面覆蓋主流技術(shù)路線并均實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，據(jù)觀察，AR HUD選裝價格由此前的萬元級逐漸降至5000元左右甚至3500元級別，開始走向平價化，AR HUD有望呈現(xiàn)良性的高速增長的模式。據(jù)預(yù)測，2021-2025年，AR HUD市場規(guī)模可從4.6億元提升至196.7億元

視覺傳感廣泛應(yīng)用

3D視覺感知技術(shù)最早應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，主要用于高精度三維測量以及物體、材料的微小形變測量等，3D視覺感知在工業(yè)領(lǐng)域主要應(yīng)用于三維掃描、微小形變測量、彎管角度測量分析、工業(yè)機(jī)器人的定位與導(dǎo)航等方面。2023年底，奧比中光利用語音、語言、視覺-語言大模型，輔以公司Orbbec Gemini 2系列深度相機(jī)的數(shù)據(jù)輸入，打造出一個能夠理解、執(zhí)行語音任務(wù)的機(jī)械臂。

蘋果手機(jī)的引領(lǐng)使得3D視覺傳感器在手機(jī)領(lǐng)域得以規(guī)模化應(yīng)用，同時也標(biāo)志著3D視覺感知技術(shù)在消費(fèi)級領(lǐng)域開始規(guī)模化普及。

除了刷臉支付，3D視覺傳感器在智能門鎖、3D看房等領(lǐng)域也在加速落地。基于3D視覺感知在消費(fèi)電子、金融、零售、餐飲、汽車、AIoT等行業(yè)落地應(yīng)用，如生物識別、三維重建、骨架跟蹤、AR交互、數(shù)字孿生、自主定位導(dǎo)航等。全球3D視覺感知市場規(guī)模將快速發(fā)展，預(yù)計(jì)在2028 年將達(dá)到172億美元。

機(jī)器人視覺相對于傳統(tǒng)機(jī)器視覺，需要具備3D視覺、高度集成化、面向復(fù)雜多變場景等特質(zhì)，旺盛的需求將促進(jìn)各種主流3D視覺感知技術(shù)快速進(jìn)化迭代，推動機(jī)器人行業(yè)加快發(fā)展。

自動駕駛領(lǐng)域的傳感器分為視覺路線和激光雷達(dá)路線，視覺解決方案是在攝像頭以及雷達(dá)等感知元件的基礎(chǔ)上衍生出來，以攝像頭為主，輔以毫米波雷達(dá)、超聲波雷達(dá)等傳感器，總體成本較低，但視覺方案對算法要求極高；激光雷達(dá)方案采用激光雷達(dá)并配合攝像頭、毫米波雷達(dá)、超聲波雷達(dá)等傳感器，強(qiáng)調(diào)“強(qiáng)感知、低算法”。

為了滿足高階輔助駕駛的需求，汽車廠商將會不斷增加前視、環(huán)視、后視和內(nèi)視等各方位的攝像頭，提高輔助駕駛的準(zhǔn)確性和安全性。

隨著L2、L3及以上滲透率不斷提升，無論是視覺路線或是激光雷達(dá)路線，單車搭載傳感器數(shù)量較以往將有明顯增長，其中L3單車傳感器的數(shù)量有望達(dá)到17-34顆，相較于L1的6-14顆出現(xiàn)大幅增加。據(jù)東莞證券測算，到2025年，國內(nèi)乘用車自動駕駛傳感器的市場規(guī)模預(yù)計(jì)約為527.70億元，其中，車載攝像頭、毫米波雷達(dá)、超聲波雷達(dá)的市場規(guī)模分別有望達(dá)到132.94億元、142.20億元和172.41億元。

2023年，永新光學(xué)車載及激光雷達(dá)業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)銷售收入超9000萬，同比增長超50%，激光雷達(dá)由小批量出貨正式邁入規(guī)模化生產(chǎn)。2024年一季度，公司新獲得禾賽標(biāo)配型激光雷達(dá)定點(diǎn)及圖達(dá)通905納米的激光雷達(dá)部件定點(diǎn)。

2023年，全球機(jī)器視覺市場規(guī)模約為925.21億元，同比增長約5.80%，預(yù)計(jì)到2025年該市場規(guī)模將超過1100億元。機(jī)器視覺行業(yè)的主要份額仍由外資主導(dǎo)，基恩士、康耐視等海外企業(yè)占據(jù)超過 50%以上的份額。2023年下半年起，消費(fèi)電子持續(xù)回暖，對于機(jī)器視覺產(chǎn)業(yè)鏈的上游供應(yīng)商來說是重要機(jī)遇，隨著國產(chǎn)消費(fèi)電子品牌高端化的推進(jìn)，國內(nèi)配套產(chǎn)業(yè)鏈的逐步完善，機(jī)器視覺產(chǎn)品的應(yīng)用機(jī)會增多。2023年中國機(jī)器視覺市場規(guī)模為185.12億元，同比增長 8.49%。3D視覺技術(shù)、深度學(xué)習(xí)逐漸成熟，工業(yè)機(jī)器視覺有望在更復(fù)雜的工業(yè)檢測場景中滲透。

通過將3D視覺感知技術(shù)與 VR、AR 相結(jié)合，下游可以實(shí)現(xiàn)更加真實(shí)和沉浸式的交互體驗(yàn)，這將為教育、培訓(xùn)、娛樂等領(lǐng)域帶來新的發(fā)展機(jī)遇。3D視覺等技術(shù)在機(jī)器視覺領(lǐng)域的應(yīng)用，已經(jīng)證明了新技術(shù)對行業(yè)邊界拓展的作用。

未來，AI模型的表現(xiàn)形式將變得更加多元化，無論是文本、聲音還是圖像的人機(jī)交互，都將進(jìn)一步優(yōu)化普及，大模型、工業(yè)AI技術(shù)在機(jī)器視覺行業(yè)的落地應(yīng)用和完善將進(jìn)一步拓寬行業(yè)邊界。