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> 最精指南：解构手机摄像头模组产业链
作者 勾股群友 牛牛网
1.摄像头模组构成
摄像头模组主要由五大零部件组成，其五大部件的主要功能分别为：
1，镜头（Lens）
镜头相当于摄像头模组的眼睛，外部的光线通过镜头调整后进入摄像头模组内部。
2，图像传感器芯片，简称CIS（Camera Image Senor）
摄像头模组的核心部件，光线通过镜头进入摄像头模组后，在CIS上成像，CIS将光信号转变为电信号。
3，音圈马达，简称VCM（Voice Coil Motor）
VCM的主要功能是为了实现摄像头模组的自动对焦（Auto-focus）功能，通过改变VCM的驱动电流，通过VCM可以调整镜头的位置，从而实现对焦功能。
4，红外滤光片（IR Cut filter）
IR cut filter滤除掉红外光，保证达到CIS的光线为可见光。
5，图像信号处理器，DSP（Digital Signal Processor）
CIS输出的图像信号，经过DSP初步处理后，传输给手机的处理器，完成屏幕上的成像。
2.摄像头工作原理
手机摄像头的基本工作流程为：拍摄景物通过镜头，将生成的光学图像投射到传感器上，然后光学图像被转换成电信号，电信号再经过模数转换变为数字信号，数字信号经过DSP加工处理，再被送到手机处理器中进行处理，最终转换成手机屏幕上能够看到的图像。
3.摄像头模组产业链
产业链的上游主要由3大部件构成，主要为CIS，VCM和Lens。
产业链的中游主要为手机摄像头模组的封装。
产业链的下游主要为智能手机，PC，平板电脑等的制造商。
4.CIS技术趋势和竞争格局
在手机摄像头模组的整体成本中，CIS是最为昂贵的零部件，也是摄像头模组成像质量最为重要的核心零部件。
CMOS技术是智能手机CIS的市场主流技术
CIS的制造技术目前主要有两种，一种为CCD技术，一种为CMOS技术。在CIS发展的初期，CCD相比CMOS具有成像质量高，感光效果好的特点，但是CCD技术造价昂贵，制造工艺复杂，功耗大，因此不适合在移动设备上使用。随着CMOS技术的快速发展，其成像效果差的劣势被不断地改进，然而其成本低廉，制造工艺简单，成像速度快，功耗低的优点却是CCD技术无可取代的，因此目前的智能手机上几乎全部使用的都是CMOS技术的CIS。
背照式CMOS正在向堆栈式CMOS转变
传统CMOS感光元件成像过程如上图所示：光线先通过最上方的电路，然后再进入感光层进行成像，由于光线先经过电路层，部分光线会反射回去，导致进光量减少。
背照式CMOS技术由索尼在2008年提出，背照式(BSI)感光元件就将部分电路放到了像素层的下面，但依然有部分是在像素层上的，那么这样光线就首先经过像素层再经过电路，进光量就大大提升了，而且还能通过在下方的电路进行对照片的的优化。
堆栈式技术由于索尼在2012年提出，堆栈式感光元件完全把电路层放到了像素层的下方，这样的进光量会更加大，而且堆栈式在R（红）G（绿）B（蓝）的三原色像素点中加入了W（白）像素，这样使得在暗的环境中拍摄到亮度更高的照片。
CMOS传感器竞争格局分析
目前主要的CMOS传感器芯片供应商为索尼（Sony），豪威科技（Omnivion），三星（Samsung），Aptina，格科微电子等。索尼在CMOS传感器领域具有技术领导地位，由于其在CMOS传感器领域的不断技术创新，因此占据了高端CMOS传感器（8MP和13MP）的主要市场份额。Omnivision在中低端CMOS传感器领域出货量（5MP和8MP）占据领先地位。
CIS的制造过程分为两种模式：一种为IDM模式，即CIS芯片制造商自己设计，自己制造，自己封装；另一种为垂直分工模式，即CIS芯片设计商自己设计，交由晶圆厂代工，最后由封测厂完成封装测试。
IDM模式的主要CIS厂商有三星，索尼；其CIS主要供应给自己的模组厂商使用。索尼的摄像头模组主要供应给apple和自家的智能手机使用，三星的摄像头模组主要供应给自家的智能手机使用。
垂直分工模式的CIS制造过程如上图所示，豪威科技，格科微电子是fabless芯片设计商。
豪威科技主要由台积电TSMC代工，由精材科技、晶方科技和昆西西钛完成封装测试。
格科微电子主要由中芯国际代工，由晶方科技和昆西西钛完成封装测试环节。
根据TSR 2013年的统计数据显示，Samsung在CMOS传感器的市场份额为25%，Omnivision为23%，索尼为18%，Apltina为8%，因此呈现寡头垄断的竞争格局。
芯片产业的一个重要特征是存在非常强的规模效益，如果只有一家企业主导一个市场，领导厂商将会获得非常好的盈利能力。这种强烈的规模效应主要是由于：
1，芯片设计和研发投入的高昂成本。
2，假如芯片的出货量巨大的话，芯片设计的高昂成本将会迅速随着出货量摊薄。
3，芯片行业的竞争特别激烈，产品更新换代周期快，因此为了快速占领市场，在新产品推出后，上一代产品的ASP会快速下降。
上述规模效应体现在CPU领域的英特尔、手机芯片领域的高通，而如果有三、四家以上势均力敌的厂商，通常会面临残酷的竞争，因为这些厂商为了开发出新一代产品都会各自进行一部分的重复研发，由于芯片设计行业高昂的研发成本，因此行业盈利能力将大幅下滑，即使行业领导者的盈利也不会太好，例如2011年的DRAM领域，全球8大龙头企业有三家出现了亏损。
相比CPU、手机芯片市场，CMOS 市场的参与者仍偏多，未来市场份额有望持续向龙头公司集中。
5.LENS技术趋势和竞争格局
镜头是摄像头模组的眼睛，主要结构是由几块透镜组成的一个成像系统。
塑料镜片是目前智能手机摄像头模组中的主流
传统的单反镜头主要使用的是玻璃镜片。玻璃镜片的特点是具有更好的透光性，但是具有成本高，并且重量高的特点。因此目前的智能手机主要使用的都是塑料镜片。
镜头中镜片数量增加成为了主要的趋势
随着对手机摄像功能的质量要求越来越高，智能手机中镜头镜片的数量也越多越多，如iphone5的rear camera中使用了5片蓝宝石镜片，iphone6的rear camera中则使用了6片蓝宝石镜片。
LENS竞争格局：大立光电几乎占据垄断地位
根据大摩的报告，2013年大立光电占据了镜头市场21%的份额，Genius占据了11%的份额，据大摩的推测，大立光电占据了中国智能手机市场50%以上的市场份额。大立光电和Genus是苹果的主要供应商。国内的舜宇光学（.HK）（Sunny Optical）也算是国内光学制造领域的龙头企业，主要供给自身的手机摄像头模组使用。
LENS行业具有高壁垒
整个镜头产业链如上图所示。透镜产业链上游是光学材料行业，当前透镜主要有光学玻璃或光学塑料制成。玻璃透镜的价格高于塑胶透镜，但是成像品质更高；为降低成本，一般采用塑胶镜头或半塑胶半玻璃镜头。镜头的构造有：1P，2P，1G1P，1G2P，2G2P，4G等，透镜越多，成本越高，成像效果也越好。
光学元件产品主要应用于手机、PC、相机等下游各类数码产品。为了提高画质，厂商必须增加镜头中透镜的数量，但是为了将摄像头模组做的更薄，透镜数量不能增加太多，只能通过降低单片厚度来减少整体厚度，进而导致良率问题，因此，光学元件环节存在比较高的壁垒。
随着用户对手机拍照画质的不断提升，近年来手机摄像头里面的透镜数量不断增加，如iphone5产品中后置摄像头中有5 片透镜，比iphone4中的后置摄像头中增加了1片透镜，iphone6中的后置摄像头中镜片达到了6片蓝宝石材质镜片。
手机摄像头透镜数量的持续提升为镜头厂商带来良好的成长机遇，双摄像头（dual camera）在智能手机中的逐步普及也将会为镜头厂商的业绩持续增长提供动力。
6.CCM技术趋势和竞争格局
摄像头模组封装的技术含量最低，因此门槛也最低，属于资本密集型和人力密集型行业，因此摄像头模组封装产业向中国大陆转移的趋势非常明显。
CSP技术逐渐过渡到COB技术和FC技术
目前主流的封装技术分为三种，一种为CSP技术（chip size package），一种为COB技术（chip on board），以及FC（flip chip）技术。
CSP技术的特点是，制造设备成本低廉，但是封装成本较高，主要的缺点是封装出来的手机摄像头模组厚度较高，镜头透光率一般，容易出现鬼影。
COB技术的特点是，制造设备成本造价较高，一条产线的造价大概为1000万人民币左右，但是封装成本较低，由于COB封装必须在无尘的环境下进行，因此良品变动率较大，制程时间相对更长。
FC技术的特点是，制造设备成本最高，一条FC制程的生产线成本是COB制程的生产线成本的1.3倍到5倍左右，也就是1300万到1500万的造价，但是其最大的优势在于封装出来的摄像头模组厚度最薄，目前手机制造厂商中只有apple采用了FC封装技术的摄像头模组，可以说是摄像头模组封装领域最新潮的下一代封装技术。
从技术角度看，CSP封装技术正在逐步让位于COB封装技术和FC封装技术。从全球市场来看，只有APPLE采用了FC封装技术的摄像头模组，全球目前能制造FC封装技术的摄像头的模组厂商只有SONY（索尼），LG，SHARP（夏普），Cowell（高伟电子）。
从产业链角度来看，舜宇光学（.HK）（Sunny Optical），信利国际（732.HK）（Truly），欧菲光（O-film），邱钛科技（Q-tech）主要给中国的智能手机品牌供货；夏普和LG主要给苹果的后置摄像头供货；高伟电子和富士康（2038.HK）（富士康所占市场份额较小）主要给苹果的前置摄像头供货；三星电机，Partron主要给三星的智能手机供货。
从地域角度来看，韩国的智能手机摄像头模组厂商占据全球智能手机的最大市场份额，2014年随着三星智能手机的衰落，韩国的手机摄像头模组玩家开始向国内智能手机产业链渗透，但是面对来自国内的邱钛科技（Q-tech），欧菲光（O-film）的强力竞争，在摄像头模组封装这种重资产，人力密集型行业中，并未占据明显上风。
（勾股定理 ）
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07月01日 14:08
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