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2017年度中国光学材料及光学元器件行业发展概况

归档日期:07-09       文本归类:光学干扰装置      文章编辑:爱尚语录

  2017年度国际及国内光学行业继续保持高增长,虽然数码相机、摄像机等传统光学市场份额持续萎缩,但是新兴的光学下游行业如智能手机、安防监控、车载镜头、虚拟现实、运动DV、无人机及家用投影机等行业对光学元器件的需求持续增长,并逐步取代相机等行业,成为新的光学下游市场的龙头。

  国际市场上,全球范围内的光学材料以及光学元件、镜头模组产业主要集中在中国大陆及中国台湾地区。近年来,因传统单反数码相机、笔记本电脑等下游消费电子行业的需求萎缩,来自日本、韩国及中国台湾地区的部分镜头厂商纷纷开始谋求转向安防、车载等细分应用领域布局,并通过到中国内陆合资建厂等多种方式积极开拓中国国内市场,行业竞争进一步加剧。

  在国内市场,以智能手机、安防监控等为首的光学下游市场的快速发展,对处于中上游的光学玻璃、光学镜片镜头等元件的产能、产品质量及供货时间等提出了更高的要求,这使得行业资源愈发向龙头企业集中,在上游材料、中游元件行业催生出数家龙头企业,这些龙头企业不断通过并购实现扩张;同时光学材料及元器件的研发与制造需要长期的专业知识及经验积累,因此,处于第二阵营的企业其产能、技术、资金等实力与第一阵营的差距越来越大,中小企业已经不具备与一线龙头企业竞争的实力,部分经营不善以及技术实力不强的中小企业生存艰难。

  2017年度中国境内的光学市场继续持续增长,市场规模达到660亿元人民币,同比2016年度增长30%以上。其中上游光学材料市场规模缓慢增长至28亿元左右;中游光学元器件市场规模大幅增长至532亿元,下游光学仪器市场(不包括智能手机、安防等应用市场)规模为100亿元。全球的智能手机市场虽然在2017年度出现下滑,但其对光学镜头的需求仍旧是最大。照相摄像机市场持续萎缩,安防监控、车载等新型应用的需求快速增长。

  以舜宇光学、欧菲科技等为代表的手机镜头及模组供应商在2017年度普遍实现了30%左右的增长,而提供传统光学镜片、镜头的利达光电、凤凰光学等企业仅实现10%左右的增长。这也表明光学下游市场的需求方向出现了较大变化,智能手机、安防监控、车载等应用将逐步成为光学元器件的需求大户。

  下表列出了部分国内的光学材料、镀膜加工设备、元器件以及光学仪器企业在2017年度的市场表现,从表中数据可以看出,在下游旺盛的需求带动下,光学行业普遍实现的高增长,其中以智能手机、安防监控等方向增长最快,而传统的数码相机镜片镜头供应商则增长缓慢或者下滑,光学材料方面的市场规模基本保持稳定。

  根据相关的光学玻璃企业年报,2017 年全球光学材料出货和总销售额同比基本持平,全球出货量2万吨左右,总销售额约 40亿元。对光学玻璃而言,由于数码相机、摄像机等市场的需求大幅减少,且在智能手机、视频监控等应用方面不断受到光学塑料的挤压,需求逐步减少。数码相机镜头的需求量虽然在缓慢下降,但仍然是光学玻璃最大的需求市场,需求份额超过总量的 50%。而光学下游新兴的需求如车载、监控等呈大幅增长趋势,据有关机构统计,车载镜头市场复合增长率达到 50%。

  中国是光学玻璃的主要生产地,占全世界规模的60%以上,2017年度中国的光学材料市场规模约为28亿元,较上年增长10%。世界排名前两名的光学玻璃生产企业--成都光明光电和湖北新华光均为中国企业,其余的光学玻璃企业普遍较小,市场竞争性不强。近几年受光学行业下游传统数码相机市场衰退,视频监控、车载镜头、家用投影等新兴应用领域兴起以及制造业对环保材料的需求等因素的影响,光学材料市场也出现了相应的变化,这些新兴行业对光学材料有更高的要求,高透过率、高均匀性、特殊性能的中高端环保光学玻璃,以及红外材料、激光玻璃、光纤材料等高端光学材料的需求不断增长,使得特种材料尤其是红外硫系玻璃面临爆发式增长,已经有不少光学玻璃相关企业进入红外玻璃领域。

  据不完全统计,2017年度中国境内光学镜片、镜头以及镜头模组的合计市场规模大幅增长至532亿元,较2016年度增长40%以上。传统的相机、摄像机及投影用光学镜片镜头市场逐步萎缩,主要的增长点集中在智能手机、安防监控、车载等新兴应用。

  中国已经是全球最大的光学透镜、反射镜、滤光片、棱镜等光学元器件的生产及应用地,随着下游的智能手机、相机、安防监控等行业的厂商及代工环节集中度越来越高,上游的光学元器件企业也在逐步集中化,处于第一阵营的龙头企业不断通过并购实现扩张,处于第二阵营的企业其产能、技术、营收等与第一阵营的差距越来越大。

  在传统的照相摄像、投影镜片领域,国内的凤凰光学、利达光电、成都光明、宇迪光学等企业处于第一阵营,主要为日本及全世界的数码相机、单反相机提供光学镜片。

  最近几年光学元器件行业技术升级更新明显加快,光学镜片的磨制从手工逐步实现自动化,现在又出现了用半导体工艺批量复制加工光学元件的晶圆级光学元件,预计未来的光学元件制造将更多依赖高性能制造设备。

  在手机镜头领域,中国台湾厂商大立光是手机镜头行业的龙头,2016 年其出货数量达 11.5 亿颗,市占率 32.9%。随着新一代 iPhone 的热销,以及当前手机镜头的持续升级,大立光 2017 年市占率有望持续提升至 34.3%,出货量增长16.4%。大陆企业舜宇光学已在手机镜头市场稳居第二,另外联创电子、瑞声科技等企业也相继大笔投资进入镜头行业。

  据市场机构统计2017年全球摄像头模组出货量高达52.1亿颗,其中中国地区产量占比超过70%,中国已经是全球最大的手机摄像头模组生产基地。前三位都是中国公司:欧菲科技、舜宇光学、丘钛科技。

  在镜头模组领域,一线阵营的龙头企业与中小企业在产能、研发能力、产品质量稳定性、相应速度、专利等方面相比优势巨大。大企业有足够多的订单,且技术力量雄厚,能够不断提高产品的品质和良率。小公司则不具备这些条件,因此随着摄像头模组对镜头的要求不断提升,中小公司逐步被龙头大企业淘汰。2017年度镜头模组市占率前十的企业的其市占率可以达到全部市场的80%以上,且这个比例逐年提高。市场份额在不断向大企业集中。

  安防监控、智能手机以及车载等应用领域不断向光学元器件提出新的要求,光学镜头在向高成像质量、集成更多功能并缩小体积方面发展。这也造成了光学镜头及模组行业对制造设备的要求越来越高,再加上光学元器件行业的技术更新速度不断加快、制造成本高企、产品毛利率下滑等因素导致行业的马太效应加剧,光学镜头市场逐步被几家大型企业掌握。

  在安防视频监控领域,随着安防视频监控技术应用范围和场景的逐步扩展,以及其本身向高清化、网络化、智能化方向的进一步延伸,镜头产品在光学防抖、大倍率变焦、超大光圈、透雾、红外夜视、超广角、高可靠性等技术水平方面的要求正变的日益突出;在手机应用领域,光学镜头正向高像素、超薄、广角、防抖、光学变焦等方向发展;在车载领域,镜头产品在高可靠性、超广角、小畸变、红外夜视、防水防雾等技术方面发展趋势明显。

  光学镜头行业兼具知识技术和劳动力密集的特征,对光学设计、精密制造等核心技术以及相关专业人才有较大依赖性。满足光学镜头行业需要的高素质专业设计和生产操作人才明显短缺。同时,我国劳动力成本已经步入上升通道,行业上游原材料以及能源、环境成本也在提高,对行业利润空间造成一定挤压。光学镜头的设计与制造需要企业长期的专业知识积累,因此行业资源会越来越向龙头企业集中。随着中国工业制造水平的快速发展,国内光学成像产品的设计以及制造水平不断提高,国产光学镜头产品的性能也在不断进步。但是由于主要关键设备和技术较为依赖进口,国内企业在核心技术方面与国外尚有一定差距。

  在苹果公司新款手机的3D人脸识别带动下,智能手机镜头有了新的热点-3D摄像头,2018年会有更多的厂家推出搭载3D摄像头的手机,以实现3D人脸识别解锁功能。3D摄像头方案是一项改变产业的突破性技术,而晶圆级光学元件(WLO)能将手机镜头进一步缩小到适合智能手机。因此晶圆级光学元件(WLO)受到了市场的关注。

  晶圆级光学元件(WLO)是一种具有成本效益的技术,利用类似于先进半导体的制造工艺实现晶圆级光学元件小型化。中国目前已经是智能手机制造的领先地区,前十大智能手机制造商中有六家位于中国,全球大部分智能手机都在中国制造。因此中国也成为了晶圆级光学元件(WLO)组件和模块的主要制造中心,这些组件和模块越来越多地被集成到智能手机、音频/虚拟现实(增强现实/虚拟现实)头戴设备等移动设备中,实现了全新的消费者应用和功能。

  晶圆级光学元件(WLO)是指晶元级镜头制造技术和工艺。与传统光学器件的加工技术不同,WLO工艺在整片玻璃晶元上,用半导体工艺批量复制加工镜头,多个镜头晶元压合在一起,然后切割成单颗镜头,具有尺寸小、高度低、一致性好等特点。光学透镜间的位置精度达到nm级,是未来标准化的光学透镜组合的最佳选择。

  智能手机不断的向集大成者的方向发展,预计未来将配备十几种传感器,如3D传感摄像头、指纹传感器、虹膜扫描仪、激光发射器、激光测距仪和生物传感器等。晶圆级光学元件(WLO)能够让智能手机实现全新的应用,从改进数字摄像头的自动对焦,到利用人脸识别提升智能手机安全性,再到凭借三维建模和成像增强提供增强现实/虚拟现实体验。

  目前我国已发展成为全球安防视频监控领域最大的市场之一,且中国是世界上视频监控发展速度最快的国家,在一线大城市已经可以实现监控摄像头 100% 全覆盖。光学镜头是视频监控系统的核心部件,其信息采集质量的优劣直接影响后端的信息识别和处理效果。安防视频监控市场的持续增长将带动光学镜头的稳定发展。

  行业调查公司 IHS Markit 最新数据显示,2017年中国在公共和私人领域(包括机场、火车站和街道)共装有 1.76 亿个监控摄像头,而在美国只安装了大约 5000 万个摄像头。预计在三年内中国安装摄像头的数量会增加到 6.26 亿个。同时,中国视频监控市场价值 64 亿美元,预计 12% 的年增长率能够一直持续到 2021 年。相比之下,美国的这一数据为 29 亿美元,年增长率不足 1%。在闭路电视(CCTV)和视频监控领域,海康威视 2016 年的全球市场份额增至 21.4%,连续六年全球第一,是业界当之无愧的“老大哥”。

  在安防监控领域,富士能、腾龙、佳能等具有先进镜头制造能力的日企最先进入市场,并在较长时期内具有垄断优势。伴随着近年来海康威视、大华股份等国内安防视频监控设备商的兴起和不断发展壮大,国内光学镜头厂商从定焦、低像素等中低端镜头入手开始参与市场竞争,并开始不断替代国外厂商镜头,从而形成了目前中低端镜头制造技术水平相对较低,市场参与者众多,竞争较为充分的现状。与此同时,在大倍率变焦、超高清、光学防抖、一体机镜头等高端光学镜头方面,以联合光电为代表的光学镜头厂商近年来经过持续的研发积累,逐步打破了日本企业在该领域的技术垄断,并形成全球高端镜头市场向上述国内厂商逐渐集中的趋势。

  安防视频监控产品正朝着高清化、网络化、智能化方向发展,未来云计算和大数据技术的深化运用将使得该类产品的应用范围不断拓宽。安防视频监控产品的发展趋势将对光学镜头的成像质量提出更高的要求,如分辨率大小、防抖技术、透雾技术、大倍率、超大光圈、大广角及高可靠性等,光学镜头产业也将因此不断向网络化、高清化以及光学变焦方向发展升级。

  拍摄功能逐步发展成为能手机最核心的功能之一,摄像头的数量(前后双摄像头)、成像质量和效果在智能手机市场竞争中的重要性日益突出。因此手机生产厂商专注硬件竞争寻求突围,从而推动手机镜头的质量和性能快速升级,如手机摄像头市场主流像素从 2010 年的500万像素发展至目前的 1600 万至 2000 万像素,光学防抖和光学变焦技术的应用使智能手机功能愈加强大,融合了商务办公与生活社交娱乐等应用需求,消费者对手机的升级换代也会加速,相应光学镜头市场规模也将随之保持平稳、持续增长。

  手机的成像效果直接取决于所搭配的光学镜头的质量,一般来说光学镜头里面的镜片数量越多,成像质量越好,因此目前多镜片数的镜头出货量以及占比都在不断提升。

  据统计2011年全球手机镜头市场销量为 14.64 亿件, 2015 年增长为 32.36 亿件,年均复合增长率为 21.93%。2016 年全球镜头出货量 34.9 亿颗(包含前、后置),同比增长 7.9%。2017年度下滑0.5%,但是不同镜片数的镜头出货趋势情况差距很大,例如5P(五片塑料镜片,下同)以上的镜头 2016年出货量为16.4 亿颗,同比增速为 19.7%,远远大于行业增速,5P 以下的镜头出货量持续减少。这表明手机镜头正在向更高的成像质量发展。

  据IDC报告,2017年全球智能手机出货量为14.6亿部,同比下滑0.5%。这也是有史以来智能手机年度出货量首次出现下滑。其中2017年仅中国市场出货量就下滑近5%,这是导致去年全球智能手机出货量下滑的一个重要原因。此外,欧洲、中东和非洲(EMEA)地区出货量下滑3.5%。但随着5G通信技术的应用以及前后双摄、3D摄像等各种新技术的加入,智能手机市场规模今后几年还将维持增长,因此全球手机镜头市场仍将保持稳步增长。预计2020年全球市场销量和市场金额将分别达到 45.79 亿件和 39.27 亿美元。

  在汽车安全领域逐步应用的ADAS高级辅助驾驶系统、人脸识别、激光雷达自动驾驶及车联网的影像采集都需要用到光学元件及光学镜头,汽车主动安全技术的渗透和自动驾驶技术的日渐成熟将带动车载成像市场快速发展。汽车行业对车载镜头的需求将会逐渐放量增长,车载成像领域未来的市场潜力巨大。

  相对于手机摄像头等消费级电子,车载摄像头安全等级要求高,工艺也更加复杂,市场壁垒较高,在国际上Panasonic、Sony、 Valeo、 Fujitsu-ten 等厂商占据较大份额。车载摄像头模组封装的市场集中度也高于手机摄像头,国内舜宇光学、欧菲光等厂商在手机摄像头封装领域市场份额居前,现也已全面进入车载摄像头模组封装制造中。

  据统计全球车载镜头市场销量年均复合增长率为 33.58%。预计未来几年,全球车载镜头市场仍将保持稳步增长,预计 2020 年全球市场销量和市场金额将分别达到 1.18 亿件和30亿美元。

  光学元器件还广泛应用于工业检测、医疗仪器、激光红外器件及设备、科研及教学、天文、军用等领域,医疗、天文、军用领域的需求相对稳定,预计随着激光技术在工业领域的快速大规模应用,未来激光器件用光学镜片会有大幅提升。伴随通信带宽的提高以及互联网效应,在新兴的高清远程视讯会议、智能家居、航拍无人机、虚拟现实等终端电子领域,光学镜头的需求将强劲增长。镜头将向变焦、高清趋势发展。

  光学元器件从最初的照相摄像逐步渗透至各行各业,如消费电子、移动互联网、物联网、云计算、智慧城市、生物识别等,这些新兴行业发展迅速,大量需要高性能的小型化、集成化、高清化、智能化的光学元件,这对光学材料及元件提出了更高的要求,传统的光学玻璃冷加工已经不能完全达到要求,随着智能手机对小型化光学元件的持续高需求,近年来光学塑料模压的光学元件市场规模维持高增长。上述新兴行业还需要足够小和集成度更高的光学元件,这样的需求催生了晶圆级光学元件,即用半导体工艺批量复制加工光学镜头,但受限于高性能制造设备,目前晶圆级光学元件仍处于研发阶段。

  在移动智能终端、智慧城市、智能家居、智能机器人、物联网、车联网、VR及AR等新兴行业的带动下,未来几年光学材料及光学元件市场将会在转型中逐步保持高增长(年增长20%左右),鉴于新兴行业对光学元件的高性能及稳定供货的需求,及国内人力成本、材料成本的上升,行业资源会加速向行业巨头转移,部分研发及精密加工能力不足的中小企业将逐步被整合或者淘汰。

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