中國是全球手機產業中心。數據統計,全球有超過40% 的手機來自于中國,智能手機全球出貨量,中國大陸手機份額超38%。
龐大的市場造就了中國獨一無二的產業鏈。其中,手機攝像頭行業備受關注。目前,主流一線攝像頭模組廠商都有采用COB產線;二三四線攝像頭模組廠商大部分均有采用COB/CSP產線。如今,雙攝像頭市場快速增長,各大模組廠商均處于產能擴充期。
手機攝像頭原理
手機攝像頭是手機上能夠進行拍攝靜態圖片或短片拍攝的拍攝裝置,也是手機的附加功能。分為內置與外置兩種類型,內置攝像頭指攝像頭在手機內部,更方便;外置手機通過數據線或者手機下部接口與數碼相機相連,來完成數碼相機的一切拍攝功能。
其工作原理為:拍攝景物通過鏡頭,將生成的光學圖像投射到傳感器上,然后光學圖像被轉換成電信號,電信號再經過模數轉換變為數字信號,數字信號經過DSP加工處理,再被送到手機處理器中進行處理,最終轉換成手機屏 幕上能夠看到的圖像。
攝像頭主要衡量的參數。分辨率分辨率是我們最熟悉的參數之一了。主要由圖像傳感器決定,分辨率越高,圖像就越細膩,效果也越好,但圖像所占存儲空間更大。
通常所說的攝像頭像素是拍照模式下的最大像素,攝影時的像素通常會比較小,例如N97攝像頭有500W像素,但攝影模式下的最大分辨率只有640 x480。
手機攝像頭組成
手機攝像頭由PCB板、鏡頭、固定器和濾色片、DSP 、傳感器等部件組成。
PCB板就是攝像頭中用到的印刷電路板,分為硬板、軟板、軟硬結合板三種。
鏡頭:是將拍攝景物在傳感器上成像的器件,它通常由幾片透鏡組成。從材質上看,攝像頭的鏡頭可分為塑膠透鏡和玻璃透鏡。玻璃透光性以及成像質量都具有較大優勢,但玻璃透鏡成本也高。因此一個攝像頭品質的好壞,與鏡頭也是有一定關
固定器和濾色片:固定器的作用, 實際上就是來固定鏡頭,另外固定器上還會有一塊濾色片。濾色片也即“分色濾色片”,目前有兩種分色方式,一種是RGB原色分色法,另一種是 CMYK補色分色法。原色CCD的優勢在于畫質銳利,色彩真實,但缺點則是噪聲問題,一般采用原色CCD的數碼相機,ISO感光度多半不會超過400。相對的,補色CCD多了一個Y黃色濾色器,犧牲了部分影像的分辨率,但ISO值一般都可設定在800以上。
DSP:它的功能是通過一系列復雜的數學算法運算,對數字圖像信號進行優化處理,最后把處理后的信號傳到顯示器上。
在CMOS傳感器的攝像頭中,其DSP芯片已經集成到CMOS中,從外觀上來看,它們就是一個整體。而采用CCD傳感器的攝像頭則分為CCD和DSP兩個獨立部分。
傳感器:是攝像頭組成的核心,也是最關鍵的技術,它是一種用來接收通過鏡頭的光線,并且將這些光信號轉換成為電信號的裝置。簡單的理解,我們可以把傳感器看做是傳統相機用的膠片,雖然兩者原理不同,但在相機整體組成結構中有一定相似度。
感光器件面積越大,捕獲的光子越多,感光性能越好,信噪比越低。
常見的攝像頭傳感器主要有兩種,一種是CCD傳感器,一種是CMOS傳感器。兩者區別在于:CCD的優勢在于成像質量好,但是由于制造工藝復雜,只有少數的廠商能夠掌握,所以導致制造成本居高不下,特別是大型CCD,價格非常高昂。在相同分辨率下,CMOS價格比CCD便宜,但是CMOS器件產生的圖像質量相比CCD來說要低一些。
市場規模及發展前景預測
攝像頭已經廣泛應用于各類電子產品中,尤其是手機、平板等產業的快速發展,帶動了攝像頭產業的高速增長。當前,攝像頭性能以及成為智能手機的一個重要賣點,各廠商在新機型中紛紛不斷升級攝像頭的性能,以提升產品的競爭力。與傳統單攝像頭相比,后置雙攝像頭在畫質、成像能力、細節處理上都有了質的提升。
當前手機廠商在不斷進行手機差異化設計,而手機像素升級就是很好的差異化方向。數據顯示,2015年全球智能手機出貨量達到14.33億部,預計到2020年全球智能手機出貨量接近20億部,雙攝像頭手機滲透率將超過60%,手機雙攝像頭市場規模將達到750億元。
目前市場的手機攝像頭芯片分別有國產的、韓系的和美系的。其中最好的是美系芯片,韓系的芯片價格適中,國產芯片最便宜。這些芯片價格不同,所針對的市場也不同。
從手機攝像頭的結構看,最主要的五個部分為:圖像傳感器Sensor(將光信號轉換為電信號)、Lens、音圈馬達、相機模組和紅外濾光片。攝像頭的產業鏈主要可以分為鏡頭、音圈馬達、紅外濾光片、CMOS傳感器、圖像處理器和模組封裝幾個部分,行業技術門檻較高,行業集中度很高,產業鏈的大多數環節的前三廠商的市場份額都在50%以上。產業鏈的龍頭多為臺日韓的所壟斷,大陸的廠商主要集中在紅外濾光片和模組封裝的上,主要有舜宇光學、歐菲光、聯創電子、水晶光電。
鏡頭是生成影像的光學部件,通常由多片透鏡組成,用來在底片或幕上形成影像。鏡片分為玻璃鏡片和樹脂鏡片,和樹脂鏡片相比,玻璃鏡片折射率大(同焦距下更薄)、透光率高。此外,玻璃鏡片生產難度大,良品率低,成本高,因此,玻璃鏡片多用于高端攝影器材,樹脂鏡片多用于低端攝影器材。根據TSR公布的資料顯示,2011年全球手機鏡頭市場銷量為14.64億件,2015年增長至31.99億件,年均復合增長率21.6%。預計2020年,全球手機鏡頭市場銷售數量及金額將分別達到44.3億件和30.25億美元。
隨著市場對于智能手機輕薄化的要求越來越高,攝像頭模組封裝環節的重要性也日益凸顯。目前主流攝像頭模組封裝工藝有COB和CSP兩種。目前像素較低的產品主要以CSP封裝為主,5M以上的高像素產品以COB封裝為主。隨著CSP封裝技術的不斷進步,CSP封裝技術正在逐漸向5M及以上高端產品市場滲透,CSP封裝技術很有可能在未來成為封裝技術的主流。
值得一提的是,在雙攝像頭產品上,目前索尼在業內仍是一枝獨秀,與普通芯片不同,攝像頭圖像傳感器的工藝和技術并非同業者能夠輕易復制的。隨著雙攝像頭在各大終端品牌中普及,索尼在手機攝像頭芯片高端市場的霸主地位將再次得以鞏固。
與高端市場相比, 低端攝像頭芯片領域的情況就要簡單一些,幾乎全部被國產芯片廠商瓜分,其中格科微可以說一家獨大,市場占有率達約七成。格科微在低端攝像頭芯片市場一直是以低價為利器。產品多以薄利多銷的形式為主,這也使得其迅速占領這一市場。
移動端作為市場的絕對主體,CMOS圖像傳感器份額在六成左右。移動攝像頭未來將會成為多個傳感器的光電子綜合體。專業人士預計在2020年前后,雙攝智能手機的滲透率將超過20%。事實上,相關技術都已經就緒,就看誰能率先帶來殺手級產品。
在龐大的手機市場推動下,手機攝像頭行業備受關注。目前全國大約有400余家攝像頭模組廠商,100余家鏡頭廠商,60余家VCM馬達廠商,150余家FPC廠商,以及周邊約2000余家的輔料、各類設備塑膠件、材料等企業。
評論