世界上第一部内置摄像头的手机来自夏普公司在 2000 年推出的J-SH04,但在当时,手机拍照功能还只是作为附属功能存在,并未赢取市场的追逐。直到2010 年,苹果公司把一颗500万像素后置摄像头配置在 iPhone 4,手机摄像头才开始成为智能手机硬件的重要一环。凭借优秀的成像算法和出色的视网膜显示屏,iPhone 4掀起了智能手机的拍照革命,也催生一条完整的手机摄像头模组产业链。如今,随着苹果、华为等手机厂商推出双摄像头配置,手机摄像头正是迈入 3.0 时代,双摄像头并不简单是多一颗摄像头的量变,通过增加额外的摄像头,智能手机可以实现光学变焦、景深控制等功能,极大提升拍摄画质。此外,双摄系统可以切入AR市场,扩宽了手机的运用场景。可以说,双摄时代的到来,实现了 1+1>2 的跨越式发展,将为手机摄像头产业链带来新的增量空间。
手机摄像头发展阶段
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相关报告:智研咨询发布的《2017-2023年中国手机摄像头行业深度分析与投资战略咨询报告》
双摄系统能够实现光学变焦。iPhone7 Plus的双摄系统采用广角镜头+长焦镜头组合,这两颗镜头拥有不同的FOV (可视角), 当用户需要广角照片,则用视角更大的广角摄像头取景,获得广角效果。当用户需要长焦照片,则用视角较小的长焦摄像头取景,获得长焦效果。因为两个摄像头 FOV 不一样,通过算法可以实现两个光学镜头之间的效果,这样就可以达到光学变焦的效果。
此外,双摄系统的普及还将为智能手机打开 VR/AR 应用场景埋下伏笔。双摄像头可以利用算法计算出物理到镜头的距离,因此双摄像头捕捉的图像带有距离信号,即在二维图像的基础上增加了景深的信息,实现了 3D 成像的效果。3D 成像克服了 2D 成像无法感知空间深度的缺点,将广泛应用于人脸识别、VR、AR、手势控制等场景。
双摄像头测距原理
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3D 成像提高 AR 游戏体验
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手机摄像头主要由镜头、对焦马达、滤光片、CMOS 传感器、ISP(图像信号处理器)芯片、PCB(印刷线路板)等元器件组成。目前摄像头模组供应被少数国外巨头垄断,如韩国的索尼、日本的东芝。近年来,以欧菲光、舜宇光学为代表的国内厂商凭借多年的技术积累,正逐渐扩大在手机摄像头领域的市场份额。
手机摄像头构成
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手机摄像头主要零部件
主要零部件 | 功能 |
镜头 | 将拍摄景物在传感器上成像的器件,它通常由几片透镜组成 |
对焦马达 | 推动镜头移动实现对焦 |
CMOS 传感器 | 接收通过镜头的光线,并且将这些光信号转换成为电信号的装置 |
ISP 芯片 | 对来自传感器的图像信号进行后期处理,还原更真实的拍摄细节 |
PCB板 | 即印刷线路板,摄像头模组各电子元器件的支撑体 |
红外线滤光片 | 消除投射到传感器上不必要的光线 |
从产业链看, 手机摄像头由上下游可以分为上游材料及设备提供商、 中游摄像头模组组装厂、下游为智能手机制造商。
手机摄像头产业链上下游分析
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手机摄像头模组组装工序复杂,一线生产商大部分采用COB 制程生产线。COB 即Chip On Board,是目前主流的电子装联技术。组装工序主要包括 SMT、镜头点胶、感光元件清洗、光学检测等,其中SMT(表面贴装技术)是组装过程中至关重要的环节。
手机摄像头生产主要工序
主要工序 | 内容 |
SMT(表面贴装技术) | 把传感器、对焦马达等电子元器件贴、焊到 PCB 板上的装联技术 |
镜头点胶 | 将镜头与 PCB 板固定 |
感光元件清洗 | 用清洗设备对感光元件进行表面清洗 |
光学检测 | 利用AOI光学检测设备对组装后的摄像头模组进行光学检测 |
SMT(Surface Mounting Technology)全称表面贴装技术,是COB制程生产线上的重要工序,其将无引脚或者短引脚表面组装元器件安放在 PCB 的表面或者其基板的表面上,通过再流焊或浸焊等方法加以焊接组装的电子组装技术。具体到手机摄像头产业,它将传感器、对焦马达等电子元器件贴、焊到 PCB上,是手机摄像头组装过程中最重要的环节。SMT 生产线包括很多专用设备:表面贴装印刷设备、插件(片)机、贴片机、波峰焊设备、回流焊设备、AOI设备、编带设备、屏蔽设备等。
SMT 主要工序
SMT主要工序 | 内容 |
丝印 | 将焊膏印到PCB的焊盘上,为元器件的焊接做准备 |
贴片 | 通过移动贴装头把表面贴装元器件准确地放置PCB焊盘上 |
回流焊 | 将焊膏融化,使表面组装元器件与PCB板牢固粘接在一起 |
AOI 检测 | 运用高速高精度视觉处理技术自动检测PCB板上各种不同帧装错误及焊接缺陷 |
手机摄像头模组涉及重要设备
设备名称 | 主要作用 |
贴片机 | 通过移动贴装头把表面贴装元器件准确地放置PCB焊盘上 |
回流焊机 | 将元器件焊接到 PCB 上 |
AOI 检测 | 主要用于对电子产品生产中 PCB 上元件的装配品质检测及工艺品质控制。 |
点胶机 | 实现摄像头镜头与镜座的贴合 |
丝印机 | 通过丝网把焊锡膏或贴片胶漏印到PCB焊盘上 |
SMT 生产线是手机模组组装工艺中不可或缺的重要部分,其主要完成将传感器、对焦马达、滤光片等电子元器件的组装、检测工作。根据数据,全球 2016年智能手机出货量达到 14.7 亿台,未来五年 CAGR 为 3.8%,预计 2021 年,出货量将达到 17.7 亿台。假设双摄像头渗透率达到40%,全球智能手机将多出 7亿颗的摄像头需求,这将为SMT 生产线设备带来大量的订单机会。
SMT生产线共包括四类设备,分别为锡膏印刷机、贴片机、焊接设备、检测设备。目前,国外厂商在竞争中占据主导地位,国内企业在部分领域开始积累市场份额。 电子焊接设备领域,国内从事电子产品焊接设备制造的企业有 40 余家,但大多集中于中低端市场。国际领先厂商包括德国的WELLER、日本的HAKKO等,国内知名厂商包括快克股份、劲拓股份等,根据预测, 2018年我国电子装联专用设备的市场规模将达到 157亿元。AOI检测设备领域,国内市场几乎被国际厂商垄断,近年来以劲拓股份、精测电子为代表的部分国内企业大干快上, 正逐渐扩大市场份额, 目前国内SMT 上 AOI 透率约为20%-30%,以目前国内 5万SMT 条预测,一条 SMT 配备 3-4台 AOI,即有 10-14万台的需求空间,一台 AOI 单价以50万元计,对应市场空间将有 500-700 亿。贴片机领域,目前市场由国外企业主导,国内企业处于市场边缘,尚未形成竞争优势。
2024-2030年中国手机摄像头行业市场全景调研及未来趋势研判报告
《2024-2030年中国手机摄像头行业市场全景调研及未来趋势研判报告》共十四章,包含中国手机摄像头行业发展潜力评估及趋势前景预判,中国手机摄像头行业投资价值评估及投资机会分析,中国手机摄像头行业投资策略与可持续发展建议等内容。
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