無(wú)論是像素升級(jí)、光學(xué)防抖，還是大光圈、雙攝像頭，光學(xué)一直是消費(fèi)電子的創(chuàng)新主戰(zhàn)場(chǎng)之一。光學(xué)行業(yè)發(fā)展到今天出現(xiàn)了新的動(dòng)向，3D Sensing 與三攝、潛望式成為未來(lái)創(chuàng)新的重點(diǎn)。3D Sensing 正逐步取代指紋識(shí)別成為手機(jī)標(biāo)配；三攝像頭和潛望式則在雙攝的基礎(chǔ)上再次大幅提升拍照質(zhì)量，有望在華為、OPPO 的帶動(dòng)下成為下一階段的發(fā)展趨勢(shì)。

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光學(xué)新動(dòng)向精彩紛呈

1、光學(xué)始終是智能手機(jī)創(chuàng)新的主戰(zhàn)場(chǎng)

光學(xué)創(chuàng)新因?yàn)槟芙o用戶帶來(lái)非常直觀而明顯的體驗(yàn)提升，成為各大手機(jī)廠商進(jìn)行差異化競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)，也讓光學(xué)成為智能手機(jī)創(chuàng)新的主戰(zhàn)場(chǎng)之一?；仡櫄v史，我們發(fā)現(xiàn)圍繞著帶來(lái)更好的拍照體驗(yàn)這個(gè)目標(biāo)，光學(xué)經(jīng)歷了像素升級(jí)、光學(xué)防抖、大光圈、長(zhǎng)焦鏡頭、光學(xué)變焦、多透鏡設(shè)計(jì)、雙攝像頭等多種創(chuàng)新，其中以像素升級(jí)和雙攝像頭最為典型。

iPhone 作為智能手機(jī)的開(kāi)創(chuàng)者和標(biāo)桿，其像素升級(jí)歷史最為典型。第一代 iPhone 的后置攝像頭像素只有 200 萬(wàn)，隨后逐步升級(jí)到現(xiàn)在的 1200 萬(wàn)；前置攝像頭則從 iPhone 4 的 30 萬(wàn)像素，逐步升級(jí)到了現(xiàn)在的 700 萬(wàn)像素。在蘋果的帶動(dòng)之下，安卓手機(jī)廠商也積極升級(jí)手機(jī)攝像頭像素，并在2011-2015 年形成了“像素大戰(zhàn)”。

▲iPhone 的攝像頭像素不斷升級(jí)

雙攝像頭則是光學(xué)的另一重大升級(jí)。華為在 2016 年 4 月發(fā)布與德國(guó)徠卡合作的旗艦手機(jī) P9，開(kāi)創(chuàng)智能手機(jī)的雙攝浪潮。P9 配備雙 1200 萬(wàn)像素后置攝像頭，兩顆攝像頭分別負(fù)責(zé)彩色和黑白功能。彩色攝像頭用來(lái)獲取物體的色彩，而黑白攝像頭用來(lái)獲取物體的細(xì)節(jié)，然后將兩個(gè)圖片融合為一張最終的圖片。

蘋果則在 2016 年 9 月發(fā)布了配備雙攝像頭的 iPhone 7 Plus。iPhone 7 Plus 采用廣角+長(zhǎng)焦鏡頭，通過(guò)左右攝像頭使用不同的 FOV（可視角），使兩個(gè)攝像頭取景不同。當(dāng)拍近景時(shí)，使用廣角鏡頭，拍遠(yuǎn)景時(shí)，使用長(zhǎng)焦鏡頭，從而實(shí)現(xiàn)光學(xué)變焦功能。

光學(xué)行業(yè)發(fā)展到今天出現(xiàn)了新的動(dòng)向，三攝像頭、潛望式攝像頭與 3D Sensing 成為行業(yè)下一階段創(chuàng)新的重點(diǎn)。三攝像頭則在雙攝的基礎(chǔ)上再次大幅提升拍照質(zhì)量，有望在華為的帶動(dòng)下成為下一階段的發(fā)展趨勢(shì)；潛望式攝像頭由于可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離光學(xué)變焦，有望在 2019 年迎來(lái)大發(fā)展；3D Sensing因?yàn)榫邆涓叩陌踩?，并且可以帶?lái) VR/AR 等更大的創(chuàng)新潛力，正逐步取代指紋識(shí)別成為手機(jī)標(biāo)配。

2、三攝滲透率有望快速提高

華為在 2018 年發(fā)布的 P 系列和 Mate 系列兩大旗艦機(jī)中均采用了三攝像頭設(shè)計(jì)。P20 Pro 與 Mate20 Pro 均配備一顆 4000 萬(wàn)像素的主攝像頭、一顆 2000 萬(wàn)像素的副攝像頭、一顆 800 萬(wàn)像素的遠(yuǎn)攝像頭，三顆攝像頭分別起到彩色廣角、黑白廣角、彩色長(zhǎng)焦的功能。

三攝的第一大優(yōu)勢(shì)是暗光場(chǎng)景下的強(qiáng)大拍照能力，這個(gè)時(shí)候使用的是彩色+黑白兩顆攝像頭，彩色攝像頭用于成像，黑白攝像頭用于捕捉細(xì)節(jié)。

▲像素 4 合 1 可以大幅提升感光能力

三攝的第二大優(yōu)勢(shì)是變焦能力。華為 P20 Pro 提供了 3 倍光學(xué)變焦和 5倍三攝變焦兩種變焦模式，其中 3 倍光學(xué)變焦用到長(zhǎng)焦+黑白兩顆攝像頭，5倍三攝變焦則要分別用到彩色+黑白和廣角+黑白兩種模式。

三攝像頭一方面可以大幅改善成像質(zhì)量，提供更好的光學(xué)變焦功能，另外一方面是對(duì)雙攝的進(jìn)一步升級(jí)，在硬件和算法的層面擁有更好的基礎(chǔ)，可以更快地完成滲透。我們預(yù)計(jì)在華為的引領(lǐng)下，2019 年將有包括蘋果、三星、OPPO、vivo、小米等眾多廠商開(kāi)始使用三攝像頭。

3、 潛望式攝像頭有望在 2019 年快速滲透

潛望式攝像頭是指將鏡頭與手機(jī)平面垂直放置的攝像頭。OPPO 是最早推出潛望式攝像頭的手機(jī)廠商，其在 2017 年的 MWC 上首次展示了潛望式攝像頭技術(shù)。區(qū)別于傳統(tǒng)雙攝鏡頭的并列排布，OPPO 將長(zhǎng)焦鏡頭橫向排列，與廣角鏡頭形成垂直布局，由特殊的光學(xué)三棱鏡讓光線折射進(jìn)入鏡頭組，實(shí)現(xiàn)成像。

▲OPPO 的潛望式攝像頭設(shè)計(jì)

潛望式攝像頭最大的優(yōu)勢(shì)是可以實(shí)現(xiàn)高倍數(shù)的光學(xué)變焦。變焦就是改變焦距，從而得到不同寬窄的視場(chǎng)角、不同大小的影像和不同的景物范圍。變焦通常有數(shù)碼變焦和光學(xué)變焦兩種方式，其中數(shù)碼變焦是通過(guò)數(shù)碼相機(jī)內(nèi)的處理器，把圖片內(nèi)的每個(gè)像素面積增大，從而達(dá)到放大目的；光學(xué)變焦是依靠鏡頭中鏡片的移動(dòng)（改變鏡片之間的距離），進(jìn)而改變鏡頭的焦距，實(shí)現(xiàn)變焦。

▲通過(guò)鏡頭的移動(dòng)實(shí)現(xiàn)光學(xué)變焦

由于智能手機(jī)需要保持輕薄，而使用伸縮式攝像頭會(huì)大幅增加手機(jī)的厚度，并且難以防水防塵，所以內(nèi)變焦是手機(jī)實(shí)現(xiàn)光學(xué)變焦的主要方式。但由于手機(jī)厚度有限，水平放置的攝像頭只能有較小的焦距，光學(xué)變焦能力有限，所以通過(guò)采用潛望式攝像頭的設(shè)計(jì)，能大幅增加攝像頭的焦距，實(shí)現(xiàn)更好的光學(xué)變焦。

4、3D Sensing 快速滲透，行業(yè)規(guī)模不斷增長(zhǎng)

3D Sensing 是指獲取周圍環(huán)境的三維信息來(lái)進(jìn)行識(shí)別的功能，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、醫(yī)療、交通、科研、國(guó)防等領(lǐng)域中，例如無(wú)人駕駛所使用的激光雷達(dá)就是 3D Sensing 的一個(gè)典型應(yīng)用。

隨著技術(shù)的進(jìn)步，3D Sensing 逐步實(shí)現(xiàn)了小型化、低功耗，可以開(kāi)始用于手機(jī)等消費(fèi)級(jí)的電子產(chǎn)品中。當(dāng)用于手機(jī)時(shí)，具有安全性高、使用簡(jiǎn)便、適合全面屏設(shè)計(jì)等優(yōu)點(diǎn)，可以完美取代手機(jī)中的指紋識(shí)別解鎖。蘋果在 2017年 9 月發(fā)布的 iPhone X 中首次配備 3D Sensing 功能，并命名為 Face ID，并在 2018 年 9 月發(fā)布的 iPhone XR、iPhone XS、iPhone XS Max 中全面配備 3D Sensing。

蘋果在 2018 年 10 月 30 日發(fā)布的最新款 iPad Pro 中，同樣去掉了指紋識(shí)別模塊，轉(zhuǎn)而使用 3D Sensing 功能，我們認(rèn)為這將成為蘋果在 iPad 產(chǎn)品系列中全面使用 3D Sensing 的開(kāi)始，未來(lái) 3D Sensing 將成為 iPad 的標(biāo)配。

預(yù)計(jì)蘋果未來(lái)將在旗下產(chǎn)品中全線配備 3D Sensing 功能，由于蘋果產(chǎn)品的出貨量，未來(lái) 3D Sensing 將迎來(lái)廣闊的發(fā)展空間。

三攝+潛望式：打開(kāi)產(chǎn)業(yè)鏈成長(zhǎng)新空間

手機(jī)攝像頭主要由光學(xué)鏡頭（Lens）、音圈馬達(dá)（VCM）、紅外濾光片（IRCF）、圖像傳感器（Sensor）等組成。三攝相比單攝和雙攝分別增加兩顆和一顆攝像頭，潛望式則需要增加一組鏡片和折射鏡頭，將給整個(gè)攝像頭產(chǎn)業(yè)鏈帶來(lái)新的市場(chǎng)空間，產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)企業(yè)將迎來(lái)新的成長(zhǎng)動(dòng)力。

從手機(jī)攝像頭產(chǎn)業(yè)鏈的價(jià)值量分布來(lái)看，CIS 圖像傳感器占據(jù)了 52%的價(jià)值量，是價(jià)值量最高的部件；光學(xué)鏡頭和模組的價(jià)值量占比分別達(dá)到了19%和 20%，兩者旗鼓相當(dāng)，僅次于 CIS 圖像傳感器；音圈馬達(dá)和紅外截止濾光片的價(jià)值量占比分別達(dá)到 6%和 3%，價(jià)值量較少。

▲手機(jī)攝像頭的結(jié)構(gòu)示意圖

▲手機(jī)攝像頭的主要部件價(jià)值量占比

1、 光學(xué)鏡頭：設(shè)計(jì)和制造難度大，經(jīng)驗(yàn)積累是關(guān)鍵

光學(xué)鏡頭的主要作用是利用光的折射和反射原理，搜集被拍攝物體的反射光并將其聚焦于圖像傳感器上。

手機(jī)攝像頭使用的鏡頭主要有塑膠和玻璃兩種材質(zhì)。塑膠鏡頭透光率不如玻璃鏡頭，但成型更為容易、良率較高、成本較低，通過(guò)不同形狀的塑膠鏡頭進(jìn)行組合，也可以達(dá)到非常好的成像效果，所以手機(jī)攝像頭使用都是塑膠鏡頭。

▲塑膠鏡頭的綜合實(shí)力優(yōu)于玻璃鏡頭

衡量鏡頭解析力的常用指標(biāo)是 MTF（Modulation Transfer Function，調(diào)制轉(zhuǎn)換函數(shù)），它衡量的是鏡頭對(duì)對(duì)比度的還原情況。理想鏡頭的還原情況可以達(dá)到 100%，最差的鏡頭無(wú)法還原對(duì)比度，所以 MTF 的值位于 0—1 區(qū)間內(nèi)。MTF 的值越大，表明鏡頭的解析力越好。

在手機(jī)可見(jiàn)光攝像頭中，盡管玻璃材料的透光量要好于塑膠鏡頭，但塑膠易于成型，可以組成各種所需要的組合，對(duì)光線的控制也更優(yōu)，所以塑膠鏡頭的 MTF 反而會(huì)大于玻璃鏡頭?；诖耍苣z鏡頭仍將是未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)手機(jī)可見(jiàn)光鏡頭的主流，但玻璃鏡頭或玻塑混合鏡頭大概率也將會(huì)占有一席之地。

▲MTF 是鏡頭對(duì)對(duì)比度的還原情況的衡量

光學(xué)鏡頭具有非常高的技術(shù)難度，目前能大批量穩(wěn)定生產(chǎn)高品質(zhì)鏡頭的廠商較為稀少。光學(xué)鏡頭的難點(diǎn)主要在于設(shè)計(jì)和制造環(huán)節(jié)。

光學(xué)鏡頭的難點(diǎn)之一在于設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)需要的是多年的經(jīng)驗(yàn)積累，以及想象力的發(fā)揮，不僅僅是一門工程，更是一門藝術(shù)。每一個(gè)設(shè)計(jì)的光學(xué)鏡頭都可以專門申請(qǐng)專利，保護(hù)設(shè)計(jì)師的心血結(jié)晶。設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)直接決定廠商能否生產(chǎn)某一規(guī)格的鏡頭，是進(jìn)入這個(gè)行業(yè)的門票。

光線在穿過(guò)鏡頭時(shí)，會(huì)發(fā)生非常復(fù)雜的折射過(guò)程才能到達(dá)圖像傳感器。這些復(fù)雜的折射過(guò)程會(huì)使圖像傳感器上的成像與根據(jù)高斯光學(xué)得到的理論結(jié)果產(chǎn)生差距，這就是像差。

像差無(wú)法完全消除，所以這個(gè)世界不存在完美的鏡頭。光學(xué)設(shè)計(jì)就是通過(guò)組合不同形狀、不同數(shù)目的透鏡，實(shí)現(xiàn)對(duì)這些像差的控制，盡可能獲得盡可能完美的成像效果。但是因?yàn)橄癫顚?shí)在太多，所以想實(shí)現(xiàn)完全的像差控制是不可能的，只能通過(guò)光學(xué)設(shè)計(jì)在眾多像差中取得平衡。光學(xué)設(shè)計(jì)不是工程，而是藝術(shù)，是對(duì)于美的理解，考驗(yàn)的是光學(xué)設(shè)計(jì)師的經(jīng)驗(yàn)、天賦和靈感。萊卡和蔡司作為最優(yōu)秀的光學(xué)廠商，引以為傲的正是其在光學(xué)設(shè)計(jì)上的深厚積累。華為與萊卡合作，主要的合作內(nèi)容就是萊卡幫助華為改善光學(xué)設(shè)計(jì)。

▲六種經(jīng)典基礎(chǔ)光學(xué)設(shè)計(jì)方案

光學(xué)鏡頭的難點(diǎn)之二在于制造環(huán)節(jié)。如果說(shuō)設(shè)計(jì)解決的是鏡頭廠商能否生產(chǎn)的問(wèn)題，那么制造環(huán)節(jié)就是決定生產(chǎn)良率和一致性的關(guān)鍵。在模具、成型、組裝等環(huán)節(jié)，對(duì)于生產(chǎn)精度都有非常高的要求，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)差錯(cuò)都會(huì)對(duì)最后的成像效果產(chǎn)生非常大的影響。

▲手機(jī)鏡頭的主要生產(chǎn)流程

模具環(huán)節(jié)是塑膠鏡頭制造的最關(guān)鍵部分。模具的質(zhì)量直接影響鏡片的成型，所以需要非常高精度的模具，不僅需要有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)人員來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，還需要制造人員具有精密加工和檢測(cè)方面的基礎(chǔ)。

在成型環(huán)節(jié)，材料發(fā)生了相變化、密度變化、溫度變化以及壓力變化，必須嚴(yán)格精確控制這些變量才能使透鏡擁有良好的光學(xué)特性，這對(duì)廠商的生產(chǎn)提出了極高的要求，不僅需要高精度的儀器，還需要有經(jīng)驗(yàn)的熟練工人才能完成操作，任何差錯(cuò)都會(huì)影響最后的成像質(zhì)量。

組裝環(huán)節(jié)是按照順序逐一將加工完成的鏡片、隔片、壓圈等部件完成裝配，并實(shí)現(xiàn)光學(xué)性能的過(guò)程，目前主要通過(guò)自動(dòng)化方式實(shí)現(xiàn)組裝。鏡頭組裝技術(shù)要點(diǎn)十分復(fù)雜，對(duì)部件加工精度、組裝精度具有極高的要求，整體公差一般不超過(guò) 3 微米，而大立光等企業(yè)甚至達(dá)到 2 微米。

▲鏡頭組裝的基本流程

光學(xué)鏡頭設(shè)計(jì)非常復(fù)雜，目前已知的像差就有數(shù)百種，仍有大量未知的像差不斷被發(fā)現(xiàn)，需要在設(shè)計(jì)中被考慮進(jìn)去。光線的折射和反射路徑數(shù)不勝數(shù)，需要設(shè)計(jì)師去不斷計(jì)算和權(quán)衡。透鏡的形狀、位置、材料可以有無(wú)數(shù)種組合方式，讓設(shè)計(jì)師們有空間去不斷挖掘更好的設(shè)計(jì)。光學(xué)鏡頭行業(yè)永遠(yuǎn)沒(méi)有進(jìn)步的終點(diǎn)，永遠(yuǎn)都有探索的空間。

手機(jī)鏡頭的生產(chǎn)盡管不像相機(jī)鏡頭那么困難，但時(shí)間和經(jīng)驗(yàn)依然很重要。例如臺(tái)灣的大立光是最早開(kāi)始研究塑膠鏡頭的廠商之一，成立至今已有接近 40 年的歷史。盡管塑膠鏡頭是在智能手機(jī)興起之后才開(kāi)始蓬勃發(fā)展，但大立光在此之前已積累了接近 20 年，所以其他廠商始終難以企及大立光的鏡頭品質(zhì)和生產(chǎn)良率，這也造就了大立光在手機(jī)鏡頭領(lǐng)域的霸主地位。

▲2017 年各手機(jī)鏡頭廠商的市場(chǎng)份額

2、音圈馬達(dá)：總體技術(shù)難度不高，精度控制是關(guān)鍵

手機(jī)中控制鏡頭對(duì)焦的器件為音圈馬達(dá)（VCM）。單反相機(jī)的對(duì)焦是通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)鏡筒帶動(dòng)鏡頭里某個(gè)鏡片或者某組鏡片前后移動(dòng)，來(lái)修正光路，使成像落在感光元件上是最清晰的。普通的手機(jī)攝像頭無(wú)法做到像單反相機(jī)那樣移動(dòng)某塊鏡片或者某組鏡片來(lái)對(duì)焦，因此手機(jī)攝像頭是通過(guò)鏡頭組整個(gè)前后移動(dòng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對(duì)焦，驅(qū)動(dòng)這一動(dòng)作的就是 VCM。

不同廠商的 VCM 結(jié)構(gòu)略有不同，但總體上均包括外殼、支架、墊片、簧片、磁石、線圈、載體、底座等部件，內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。

▲音圈馬達(dá)內(nèi)部擁有大量部件

VCM 的技術(shù)并不復(fù)雜，但由于對(duì)靈敏度的要求較高，所以生產(chǎn)時(shí)的精度控制是關(guān)鍵，這涉及到設(shè)計(jì)、材料等各個(gè)環(huán)節(jié)的改進(jìn)。正因?yàn)?VCM 技術(shù)難度并不高，所以全球參與 VCM 產(chǎn)業(yè)的廠商有上百家，總體上來(lái)看，這些廠家可以劃分為日本、韓國(guó)、中國(guó)三大陣營(yíng)。

▲全球音圈馬達(dá)市場(chǎng)較為分散（2016 年）

3、紅外截止濾光片：鍍膜工藝是關(guān)鍵

紅外截止濾光片(IR-Cut filter) 是一種允許可見(jiàn)光透過(guò)而截止紅外光的光學(xué)濾光片。當(dāng)光線進(jìn)入鏡頭，折射后可見(jiàn)光和紅外光會(huì)在不同靶面成像，可見(jiàn)光成像為彩色，紅外光成像為黑白。當(dāng)把可見(jiàn)光所成圖像調(diào)試好之后，紅外光會(huì)在此靶面形成虛像，影響圖像的顏色和質(zhì)量。

紅外截止濾光片又可細(xì)分為兩種，一種是反射式濾光片，另一種是吸收式濾光片。濾光片最關(guān)鍵的工藝是鍍膜，需要保證鍍膜的均勻性和一致性，鍍膜又可分為真空鍍膜和化學(xué)鍍膜兩種方式。鍍膜之后基本可以濾除 650nm以上波長(zhǎng)的光，滿足基本的使用需求。

以藍(lán)玻璃為基材鍍膜制成的 IRCF，是采用吸收的方式過(guò)濾紅外光，可過(guò)濾 630nm 以上波長(zhǎng)的光，比較徹底；而以普通玻璃為基材鍍膜所制成的IRCF 是以反射的方式過(guò)濾掉紅外光，反射光容易造成干擾，效果差于藍(lán)玻璃 IRCF。

▲反射式 IRCF 和吸收式 IRCF 的原理對(duì)比

▲藍(lán)玻璃 IRCF 的效果好于普通玻璃 IRCF

紅外截止濾光片的主要生產(chǎn)廠商有歐菲光、水晶光電、田中技研、哈威特（已被奧托侖收購(gòu)），歐菲光早在 2002 年就研發(fā)生產(chǎn) IRCF，此后進(jìn)軍觸控屏及影像系統(tǒng)領(lǐng)域，IRCF 增長(zhǎng)放緩。水晶光電作為后起之秀，目前是國(guó)內(nèi)龍頭，同時(shí)也間接向蘋果供應(yīng)紅外截止濾光片。

▲水晶光電是全球最主要的 IRCF 供應(yīng)商

4、CIS 傳感器：技術(shù)創(chuàng)新與定制化是行業(yè)兩大特點(diǎn)

CMOS 圖像傳感器（CIS，CMOS Image Sensor）是實(shí)現(xiàn)將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。

MOS 圖像傳感器由兩部分組成：感光區(qū)域和處理電路。感光區(qū)域由大量的感光二極管構(gòu)成，每個(gè)感光二極管就是一個(gè)像素單元。光子在經(jīng)過(guò)感光二極管之后，就會(huì)通過(guò)激發(fā)光電二極管中的材料放電，從而轉(zhuǎn)化為電子被釋放出來(lái)。電荷被儲(chǔ)存而形成電勢(shì)差，電勢(shì)差被測(cè)量出來(lái)，從而可以得到該像素單元的灰度值。

處理電路是對(duì)感光區(qū)域獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的電路，例如自動(dòng)對(duì)焦、光學(xué)防抖、曝光時(shí)間控制、自動(dòng)增益控制、時(shí)序控制、同步信號(hào)、行起始信號(hào)、場(chǎng)起始信號(hào)等，在傳感器的工作過(guò)程中起著非常重要的作用。

▲CMOS 圖像傳感器的單個(gè)像素單元結(jié)構(gòu)

▲CMOS 圖像傳感器由兩部分組成

技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)與客戶定制化要求高是 CMOS 圖像傳感器行業(yè)的兩個(gè)重要特點(diǎn) 。

CMOS 圖像傳感器是個(gè)技術(shù)密集型的行業(yè)，只有不斷開(kāi)創(chuàng)新技術(shù)的廠商才能立于不敗之地。CMOS 圖像傳感器的第一次重大創(chuàng)新是由前照式（FSI）轉(zhuǎn)變?yōu)楸痴帐剑˙SI）。

像素單元由片上透鏡、彩色濾光片、金屬線路、光電二極管構(gòu)成。前照式結(jié)構(gòu)中，當(dāng)光線射入像素單元，經(jīng)過(guò)了片上透鏡和彩色濾光片后，先通過(guò)金屬排線層，最后光線才被光電二極管接收。在這個(gè)過(guò)程中，金屬線路會(huì)遮擋和反射一部分光線，極為影響成像質(zhì)量。

索尼改變了這種制造像素單元的方式，采用背照式結(jié)構(gòu)，將光電二極管放在金屬線路的前面。這一方法讓像素可以獲得更多的感光量，大幅提高了信噪比，而且可以采用更復(fù)雜、更大規(guī)模電路來(lái)提升傳感器讀取速度。這一進(jìn)步大幅提高了手機(jī)的拍攝質(zhì)量，直接促成了數(shù)碼相機(jī)的衰落，也讓索尼擊敗豪威科技拿到 iPhone 4S 的圖像傳感器訂單。

▲前照式轉(zhuǎn)變?yōu)楸痴帐?/p>

CMOS 圖像傳感器的第二次重大創(chuàng)新是由非堆棧式轉(zhuǎn)變?yōu)槎褩Ｊ健?/p>

非堆棧式是將感光區(qū)域和處理電路在同一片晶圓上制作，但這樣會(huì)面臨兩個(gè)問(wèn)題。

第一個(gè)問(wèn)題是非堆棧式的兩個(gè)區(qū)域都只能采用相同的工藝，比如 65nm工藝。這樣的工藝對(duì)于感光區(qū)域的像素制作是足夠的，但是對(duì)于處理電路而言，更先進(jìn)的工藝可以有更高的晶體管密度，其對(duì)于像素區(qū)域的管控能力也能得到提高，可以得到更好的畫質(zhì)。

第二個(gè)問(wèn)題是為了提高像素集合光的效率，需要引入光波導(dǎo)管。光波導(dǎo)管的干刻過(guò)程中，硅晶圓和像素區(qū)域會(huì)有損傷，此時(shí)則要進(jìn)行一個(gè)叫做“退火（annealing process）”的熱處理步驟，讓硅晶圓和像素區(qū)域從損傷中恢復(fù)回來(lái)，這時(shí)候需要將整塊 CMOS 加熱。這種加熱會(huì)對(duì)處理電路產(chǎn)生不必要的損傷，會(huì)對(duì)信號(hào)讀出產(chǎn)生影響。

索尼創(chuàng)造性地提出堆棧式的方法，解決了上面兩個(gè)問(wèn)題。首先利用晶圓和基板的熱傳導(dǎo)系數(shù)差異，通過(guò)加熱將兩者分離。然后使用 65nm 工藝制作感光區(qū)域，使用 40nm 工藝制作處理電路，然后堆疊在一起。這樣一來(lái)，感光區(qū)域的面積也可以增大，可以制作更多的像素，處理電路也得到了優(yōu)化。這樣的攝像頭體積變得更小，但功能和性能反而增強(qiáng)。

▲非堆棧式轉(zhuǎn)變?yōu)槎褩Ｊ?/p>

CMOS 圖像傳感器行業(yè)的第二個(gè)重要特點(diǎn)是定制化要求非常高。

由于各大手機(jī)廠商對(duì)拍照性能的要求不同、理解也不同，所以對(duì) CMOS圖像傳感器的性能要求也不一樣，這就需要進(jìn)行定制化生產(chǎn)。與公版感光元件固定化的參數(shù)相比，定制化的感光元件在參數(shù)選擇上更加靈活。 定制化要求 CMOS 圖像傳感器供應(yīng)商具有柔性生產(chǎn)和較強(qiáng)的響應(yīng)客戶的能力，這也是在這個(gè)行業(yè)立足的核心競(jìng)爭(zhēng)力之一。

技術(shù)創(chuàng)新與定制化這兩大特點(diǎn)使得 IDM 模式在 CMOS 圖像傳感器行業(yè)更有優(yōu)勢(shì)。 IDM 模式即將設(shè)計(jì)與制造兩大環(huán)節(jié)垂直整合的模式，F(xiàn)abless 模式即只專注設(shè)計(jì)而將制造環(huán)節(jié)外包的模式。根據(jù)前面的分析，CMOS 圖像傳感器其實(shí)有大量技術(shù)創(chuàng)新是在制造環(huán)節(jié)，那么 IDM 模式的廠商就可以更深刻地理解制造過(guò)程，從而實(shí)現(xiàn)技術(shù)上的改進(jìn)，而代工的 Fabless 模式則因距離制造環(huán)節(jié)太遠(yuǎn)而無(wú)法更好地創(chuàng)新；與此同時(shí)，IDM 模式讓廠商在生產(chǎn)環(huán)節(jié)有了更多的掌控力，可以更好地完成手機(jī)廠商所要求的定制化參數(shù)。

根據(jù) Yole 的統(tǒng)計(jì)，在 2017 年全球價(jià)值 139 億美元的 CMOS 圖像傳感器市場(chǎng)中，索尼占據(jù)了 42%的市場(chǎng)份額，是當(dāng)之無(wú)愧的霸主。在索尼之后的是三星電子、豪威科技（Omnivision）、安森美（On Semi）等廠商。

索尼、三星、佳能、尼康等廠商采用的是 IDM 模式，SK 海力士則通過(guò)收購(gòu) Siliconfile 而成為 IDM 廠商。其余廠商則采用 Fabless/Fablite 的模式，例如安森美（On Semi）交給 L-Foundry 代工，意法半導(dǎo)體交給臺(tái)聯(lián)電代工，豪威科技主要交給臺(tái)積電代工，格科微主要交給中芯國(guó)際代工。

▲索尼是 2017 年全球 CMOS 圖像傳感器市場(chǎng)的霸主

5、模組：技術(shù)壁壘不高，良率提升決定盈利能力

模組是把上述零組件整合到一起后的器件。手機(jī)攝像頭模組的主流工藝有 CSP、COB 和 FC 三種，其中 CSP 主要用于低端產(chǎn)品，COB 是最主流的工藝，F(xiàn)C 則僅有蘋果在使用。

CSP（芯片級(jí)封裝）的優(yōu)勢(shì)在于制造設(shè)備成本低、潔凈度要求低、良率較高，劣勢(shì)在于鏡頭透光率低、模組厚度較高。

COB（板上封裝）的優(yōu)勢(shì)在于設(shè)備成本較高但封裝成本低，劣勢(shì)在于潔凈度要求高、良率較低，制程時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)。

FC（倒裝芯片）的優(yōu)勢(shì)在于封裝密度很高、封裝所得攝像頭模組厚度最薄、缺點(diǎn)在于成本較高、良率較低。

與此同時(shí)，COB 封裝正向 MOB（Molding On Board）和 MOC（MoldingOn Chip）發(fā)展。MOB 與 COB 的區(qū)別在于底座與線路板一體化，將電路器件包覆于內(nèi)部，而 MOC 比 MOB 更加先進(jìn)的地方在于將連接線一起包覆于內(nèi)部。隨著 MOB 和 MOC 的推出，COB 封裝的性能進(jìn)一步向 FC 靠近，同時(shí)成本更低，未來(lái)有望取代 FC 封裝。

攝像頭模組行業(yè)的技術(shù)壁壘并不高，這也導(dǎo)致國(guó)內(nèi)手機(jī)攝像頭模組市場(chǎng)比較分散。根據(jù)旭日產(chǎn)研的數(shù)據(jù)，歐菲科技是 2017 年國(guó)內(nèi)手機(jī)攝像頭模組市場(chǎng)的第一名，但其所占份額也僅為 11%。除了歐菲科技之外，還有舜宇、丘鈦、信利、光寶、合力泰等也可以供應(yīng)攝像頭模組，但市場(chǎng)份額均只有個(gè)位數(shù)。

▲2017 年國(guó)內(nèi)手機(jī)攝像頭模組市場(chǎng)份額

3D Sensing：全新市場(chǎng)

3D Sensing 的硬件可以分為發(fā)射端和接收端兩部分。發(fā)射端由 VCSEL激光源、準(zhǔn)直鏡頭和 DOE 擴(kuò)散片組成，接收端由窄帶濾光片、光學(xué)鏡頭和紅外 CIS 組成。

在工作時(shí)，VCSEL 激光源首先會(huì)發(fā)射出數(shù)百束特定頻率的紅外光，這些紅外光經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直鏡頭的校準(zhǔn)之后，被傳導(dǎo)到 DOE 擴(kuò)散片，擴(kuò)散片會(huì)將紅外光束分散成 3 萬(wàn)多個(gè)隨機(jī)的紅外光點(diǎn)，照射到人的面部；經(jīng)過(guò)面部反射之后的紅外光被接收端接收，在經(jīng)過(guò)窄帶濾光片的過(guò)濾之后，特定頻率的紅外光經(jīng)過(guò)光學(xué)鏡頭的投射被紅外 CIS 所接收。

▲3D Sensing 的硬件有發(fā)射端和接收端組成

▲iPhone X 的 3D Sensing 發(fā)射端拆解

3D Sensing 是一個(gè)全新的增量市場(chǎng)，將給產(chǎn)業(yè)鏈帶來(lái)新的成長(zhǎng)動(dòng)力。發(fā)射端的元器件大部分是創(chuàng)造了新的產(chǎn)業(yè)，價(jià)值量較大，在 VCSEL 激光源、準(zhǔn)直鏡頭、DOE 光學(xué)衍射元件、模組等領(lǐng)域給相關(guān)企業(yè)帶來(lái)了巨大的全新需求。但發(fā)射端元器件的難度較高，需要較多的技術(shù)積累，所以目前主要是海外企業(yè)參與供應(yīng)鏈，這也給未來(lái)大陸廠商的突破帶來(lái)了契機(jī)。

接收端的元器件主要是在對(duì)存量產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域的進(jìn)一步的擴(kuò)大，價(jià)值量相對(duì)發(fā)射端要小。大陸企業(yè)在窄帶濾光片、光學(xué)鏡頭、模組等領(lǐng)域已經(jīng)具有較強(qiáng)的實(shí)力，完全可以參與進(jìn)去。但在紅外 CIS 方面還是空白，需要未來(lái)的進(jìn)一步突破。

▲3D Sensing 產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)商及單機(jī)價(jià)值量

1、VCSEL 激光源：技術(shù)難度大，海外廠商主導(dǎo)

VCSEL（Vertical Cavity Surface Emitting Laser，垂直共振腔表面射型激光）具有光束集中、精度高、小型化、低功耗、高可靠、轉(zhuǎn)換效率高、成本低等諸多優(yōu)點(diǎn)，從而順理成章地?fù)魯〖t外 LED 和 EEL 成為 3D Sensing的主流紅外光源，被蘋果等廠商所使用。

在 VCSEL 中，發(fā)光層被稱為多量子阱（MQW），其中由銦鎵砷（InGaAs）和鋁鎵砷（AlGaAs）組成的 MQW 最為合適。銦（In）的比例可以決定最后發(fā)射激光的波長(zhǎng)，當(dāng)銦（In）的比例為 0 時(shí)，發(fā)射的是波長(zhǎng) 850nm 的紅外激光，這時(shí)的外延工藝較為簡(jiǎn)單，這也是 850nm 紅外激光被廣泛使用的原因；當(dāng)銦（In）的比例為 20%時(shí)，發(fā)射的是 940nm 波長(zhǎng)的紅外激光，這也是 iPhone X 所使用的紅外激光的波長(zhǎng)。

在 MQW 發(fā)光層的上下部分是 p-DBR 與 n-DBR，用于篩選出特定波長(zhǎng)的“純凈”光。由于出射光的方向一般是頂部，所以在底部還需要一層襯底。

陽(yáng)光中的 940nm 紅外光會(huì)在長(zhǎng)距離傳播中被空氣中的水分吸收掉，而iPhone X 所用的 940nm 紅外光則因距離面部近而不會(huì)被吸收，這樣可以避免陽(yáng)光中的紅外光干擾產(chǎn)生“紅暴”現(xiàn)象，所以蘋果才選用這個(gè)波長(zhǎng)的紅外光。850nm 紅外光則一般用于光通信中。

▲VCSEL 激光器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖

VCSEL 產(chǎn)業(yè)由設(shè)計(jì)、外延片、晶圓代工、封測(cè)等四個(gè)環(huán)節(jié)組成，整個(gè)產(chǎn)業(yè)高度分工、專業(yè)化程度很高，擁有較高的技術(shù)門檻。

大部分設(shè)計(jì)廠商都是從光通信領(lǐng)域切入消費(fèi)電子領(lǐng)域，主要廠商包括Lumentum、Finsar、Princeton 等。Lumentum 為蘋果核心供應(yīng)商，其一方面采用 IDM 模式自行制造 VCSEL，另外也與代工廠合作生產(chǎn)。除了Lumentum，蘋果正在積極扶持 Finsar，以降低供應(yīng)鏈集中的風(fēng)險(xiǎn)。Princeton已在 2017 年被 AMS（艾邁斯）所收購(gòu)，并已在新加坡建設(shè)新工廠，用于生產(chǎn)高功率 VCSEL，已成為小米 8 透明探索版的 VCSEL 供應(yīng)商，未來(lái)可能是安卓廠商的首選。

外延片領(lǐng)域，英國(guó)公司 IQE 是全球最大的獨(dú)立外延片供應(yīng)商，市場(chǎng)份額大約為 80%，是蘋果核心供應(yīng)商。其他的外延片供應(yīng)商還包括臺(tái)灣地區(qū)的全新和聯(lián)亞光電。

在代工領(lǐng)域，臺(tái)灣地區(qū)的穩(wěn)懋為全球最大的化合物半導(dǎo)體代工廠，其在化合物半導(dǎo)體代工市場(chǎng)的市占率超過(guò) 50%，并與 Lumentum 緊密合作而成為蘋果核心供應(yīng)商。而宏捷科則擁有 AMS（艾邁斯）入股，未來(lái)有望隨著AMS 而切入消費(fèi)電子 3D Sensing 產(chǎn)業(yè)。

在封測(cè)領(lǐng)域，主要廠商均來(lái)自臺(tái)灣地區(qū)，主要包括聯(lián)均、欣品和同欣等廠商。

2、準(zhǔn)直鏡頭：技術(shù)難度高

VCSEL 發(fā)出的光具有較寬的波瓣，不利于后續(xù)的衍射過(guò)程，需要將這些光匯聚校準(zhǔn)為窄波瓣的近似平行光。這種將激光校準(zhǔn)為平行光的器件就是準(zhǔn)直鏡頭。

由于準(zhǔn)直鏡頭靠近 VCSEL 紅外激光源，VCSEL 產(chǎn)生的大量熱量會(huì)影響準(zhǔn)直鏡頭的形狀、尺寸及折射率，所以耐熱性成為了準(zhǔn)直鏡頭的關(guān)鍵。現(xiàn)在準(zhǔn)直鏡頭的制造工藝有 WLO、WLG 和模造工藝三種。

WLO（Wafer Level Opticals，晶圓級(jí)光學(xué)鏡頭）采用晶圓和特殊液體聚合物作為光學(xué)材料，被蘋果選為 iPhone X 的準(zhǔn)直鏡頭方案。

目前大部分 WLO 專利都在 Heptagon（已被 AMS 收購(gòu)）手中，形成了非常高的壁壘，蘋果 iPhone X 所使用的 WLO 就是由 Heptagon 所提供。

除了 WLO 方案，目前還有 WLG 工藝和模造工藝涌現(xiàn)，同樣可以解決耐熱性問(wèn)題，可能在未來(lái)成為準(zhǔn)直鏡頭的選擇。未來(lái)準(zhǔn)直鏡頭的技術(shù)路徑存在較大的不確定性。

WLG（Wafer Level Glass，晶圓級(jí)玻璃）采用半導(dǎo)體級(jí)工藝生產(chǎn)玻璃鏡頭，具有良好的耐熱性，可能在未來(lái)取代 WLO 成為準(zhǔn)直鏡頭的首選方案。

目前 WLG 方案進(jìn)展最快的廠商是瑞聲科技，公司擁有來(lái)自丹麥的 WLG模具設(shè)計(jì)和制造團(tuán)隊(duì)（Kaleido）、日韓光學(xué)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)和高效的本土管理團(tuán)隊(duì)。瑞聲除了可將 WLG 用作準(zhǔn)直鏡頭，還可以用于手機(jī)前后置攝像頭等成像鏡頭，具有較大的想象空間。但目前 WLG 方案仍不成熟，產(chǎn)能、良率、成本等方面仍需要時(shí)間才能突破。

▲WLG 的制造流程示意圖

模造工藝即首先使用模造工藝生產(chǎn)玻璃透鏡和塑膠透鏡，然后將玻璃透鏡或塑膠透鏡組合到一起制成準(zhǔn)直鏡頭。在具體材料組成方面，有全玻璃、玻塑混合、全塑膠三種組合。盡管塑膠的耐熱性不如玻璃，但臺(tái)灣的大立光通過(guò)在塑膠鏡頭中多增加一片透鏡，并增加音圈馬達(dá)，也可以具有較強(qiáng)的耐熱性。根據(jù)大立光最新的股東常會(huì)透露，其全塑膠方案已向客戶送樣。

模造工藝是目前制造鏡頭的最成熟工藝，目前手機(jī)攝像頭所用的成像鏡頭都是使用模造工藝制成的，所以模造工藝在產(chǎn)能、良率、成本上都有較為明顯的優(yōu)勢(shì)，大立光、舜宇光學(xué)、瑞聲科技等均可大規(guī)模制造模造鏡頭。如果模造工藝成為準(zhǔn)直鏡頭的方案，將對(duì)這些傳統(tǒng)手機(jī)鏡頭供應(yīng)商帶來(lái)較大的增量市場(chǎng)空間。

3、光學(xué)衍射元件：精度控制是關(guān)鍵

經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直鏡頭校準(zhǔn)后的激光束并沒(méi)有特征信息，因此下一步需要對(duì)激光束進(jìn)行調(diào)制，使其具備特征結(jié)構(gòu)，光學(xué)衍射元件（DOE）就是用來(lái)完成這一任務(wù)的。VCSEL 射出的激光束經(jīng)準(zhǔn)直后，通過(guò) DOE 進(jìn)行散射，即可得到所需的散斑圖案（Pattern）。

DOE 的基本原理是利用衍射原理在元件表面制備一定深度的臺(tái)階（光柵），光束通過(guò)時(shí)產(chǎn)生不同的光程差，滿足布拉格衍射條件。通過(guò)不同的設(shè)計(jì)來(lái)控制光束的發(fā)散角和形成光斑的形貌，實(shí)現(xiàn)光束形成特定圖案的功能。DOE 是一個(gè)單一光學(xué)元件，可將入射光束分散成無(wú)數(shù)個(gè)光束再射出。每一個(gè)分散之后再射出的光束，都與原先入射進(jìn)來(lái)的光束擁有相同的光學(xué)特性，包括偏振性、相位等。DOE 可產(chǎn)生 1D（1xN）或 2D（MxN）的光束矩陣，視DOE 的表面微結(jié)構(gòu)而定。

DOE 的特點(diǎn)是能夠在保持較高衍射效率的同時(shí)對(duì)光強(qiáng)分布進(jìn)行精確控制，因此 DOE 成為讓激光生成隨機(jī)散斑的理想元件。

▲DOE 工作原理示意圖

DOE 的制造門檻較高，蘋果是由其自行設(shè)計(jì) pattern，然后交由臺(tái)積電采購(gòu)玻璃后進(jìn)行圖案化過(guò)程，精材科技將臺(tái)積電 pattern 后的玻璃進(jìn)行堆疊、封裝和研磨，然后交采鈺進(jìn)行 ITO 工序，最后由精材科技進(jìn)行切割。臺(tái)灣地區(qū)的奇景光電也具有生產(chǎn) DOE 的能力，目前正與高通合作。大陸地區(qū)還沒(méi)有具備 DOE 設(shè)計(jì)和加工能力的公司。

4、接收端鏡頭：使用普通手機(jī)鏡頭，產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)殖墒?/strong>

傳統(tǒng)的手機(jī)鏡頭需要達(dá)到非常好的成像效果，所以需要非常復(fù)雜的光學(xué)設(shè)計(jì)和制造工藝。但接收端紅外攝像頭對(duì)光學(xué)鏡頭的要求遠(yuǎn)不如可見(jiàn)光攝像頭那么高，對(duì)光線的通光量、畸變矯正等指標(biāo)容忍度較高，所以目前 3D Sensing 接收端鏡頭主要使用已成熟的普通鏡頭。

蘋果 iPhone X 接收端鏡頭為 4P 結(jié)構(gòu)，供應(yīng)商為臺(tái)灣地區(qū)的大立光和玉晶光。除了這兩大廠商，還有關(guān)東辰美、舜宇光學(xué)、瑞聲科技等均可提供接收端鏡頭。隨著大陸手機(jī)廠商開(kāi)始普及 3D Sensing 功能，舜宇光學(xué)和瑞聲科技可能憑借本土供應(yīng)鏈優(yōu)勢(shì)而獲得較大的份額。

5、 窄帶濾光片：所起作用十分重要，鍍膜工藝是關(guān)鍵

窄帶濾光片是只允許特定波長(zhǎng)的光通過(guò)而濾除其余波長(zhǎng)的光的光學(xué)元件。3D Sensing 的發(fā)射端會(huì)發(fā)射 940nm 波長(zhǎng)的紅外光，接收端需要濾除其余波長(zhǎng)的光而僅僅接受 940nm 紅外光，所以需要使用窄帶濾光片。窄帶濾光片的通帶相對(duì)比較窄，一般要求在中心波長(zhǎng)值的 5%以下。

▲窄帶濾光片的原理示意圖

窄帶濾光片的薄膜一般由低折射率和高折射率的兩種膜組成，疊加后層數(shù)達(dá)幾十層，每一層薄膜的參數(shù)漂移都可能影響最終性能；而且窄帶濾光片透過(guò)率對(duì)薄膜的損耗非常敏感，所以制備峰值透過(guò)率很高、半帶寬又很窄的濾光片非常困難。制備薄膜的方法有很多種，包括化學(xué)氣相沉積、熱氧化法、陽(yáng)極氧化法、溶膠凝膠法、原子層沉積（ALD）、原子層外延（ALE）、磁控濺射等，而不同方法制備的薄膜性能差異很大。

窄帶濾光片的難度和價(jià)值量都高于傳統(tǒng)攝像頭所用的濾光片，目前僅有VIAVI 和水晶光電的技術(shù)較為成熟，這兩家也是蘋果 iPhone X 的窄帶濾光片供應(yīng)商。

隨著國(guó)產(chǎn)手機(jī)廠商將在 2019 年開(kāi)始快速普及 3D Sensing 功能，水晶光電作為本土的窄帶濾光片供應(yīng)商，將有望占據(jù)更為重要的位置 。

6、紅外 CIS：技術(shù)較為成熟，定制化是行業(yè)主要特點(diǎn)

紅外 CIS（CMOS Image Sensor）即紅外 CMOS 圖像傳感器，是用來(lái)將接收到的紅外光轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的器件，在技術(shù)上已經(jīng)比較成熟。

在原理上，紅外 CIS 與可見(jiàn)光 CIS 是一致的，但可見(jiàn)光 CIS 需要識(shí)別RGB 三種顏色，并且需要呈現(xiàn)非常清晰的圖像，所以對(duì)分辨率的要求很高。而紅外 CIS 只需要獲取結(jié)構(gòu)光的深度信息，不需要產(chǎn)生清晰的成像，所以分辨率要求不高，通常2M 像素即可滿足要求。目前紅外 CIS 的供應(yīng)商主要有意法半導(dǎo)體、奇景光電、三星電子、富士通、東芝等，其中意法半導(dǎo)體是 iPhone X 紅外 CIS 的供應(yīng)商。

由于各廠商使用的 3D Sensing 方案差異較大，各個(gè)廠商對(duì)紅外 CIS 的要求也有很大的差異，所以需要供應(yīng)商提供定制化的紅外 CIS。例如 iPhoneX 所用的接收端紅外 CIS 使用了獨(dú)創(chuàng)的 SOI 襯底和深溝隔離（DTI）兩種技術(shù)，用于滿足蘋果的定制化要求。

紅外 CIS 成像系統(tǒng)的有效范圍與其靈敏度直接相關(guān)，并由兩個(gè)關(guān)鍵性的測(cè)量參數(shù)所確定：量子效率（QE）和調(diào)制傳遞函數(shù)（MTF）。紅外 CIS 的QE 代表其捕獲光子與其轉(zhuǎn)換為電子的比率，QE 越高，NIR 照明所能達(dá)到的距離越遠(yuǎn)，并且圖像亮度越高。MTF 所測(cè)量的是在特定的分辨率下圖像傳感器將成像物的對(duì)比度傳送到圖像中的能力，MTF 越高，圖像越清晰。

7、模組：行業(yè)門檻并不高，良率提升是盈利關(guān)鍵

3D Sensing 模組環(huán)節(jié)就是把上述各元件組裝形成一個(gè)整體的過(guò)程。模組環(huán)節(jié)技術(shù)難度并不大，并且受益于攝像頭模組行業(yè)的發(fā)展，已經(jīng)擁有眾多廠商可以生產(chǎn) 3DSensing 模組，所以行業(yè)門檻并不高。

盡管行業(yè)進(jìn)入門檻不高，但如何把產(chǎn)品良率維持在一個(gè)較高的水平是穩(wěn)定盈利的關(guān)鍵。影響 3D Sensing 模組良率的環(huán)節(jié)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1）發(fā)射端擁有準(zhǔn)直鏡頭、衍射光學(xué)元件等非常精密的光學(xué)元件，在組裝時(shí)需要保證非常高的精度；

2）發(fā)射端的 VCSEL 激光器需要進(jìn)行光譜檢測(cè)和校準(zhǔn)；

3）發(fā)射端、接收端、泛光感應(yīng)器件需要通力合作，三者在位置上的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性對(duì)于最終 3D Sensing 效果有非常重要的影響，需要高難度的匹配和校準(zhǔn)。

以上環(huán)節(jié)主要是對(duì)精度的要求，稍有不慎就會(huì)產(chǎn)生廢品降低良率，所以這是一個(gè)需要精密和準(zhǔn)確的行業(yè)，而不是一個(gè)依靠技術(shù)創(chuàng)新的行業(yè)。

▲iPhone X 3D Sensing 模組拆解

目前，具備 3D Sensing 模組制造能力的廠商包括 LG Innotek、富士康、夏普、歐菲科技、舜宇光學(xué)等。其中 LG Innotek 是 iPhone 3D Sensing 發(fā)射端模組的獨(dú)家供應(yīng)商，富士康和夏普是 iPhone 3D Sensing 接收端模組的供應(yīng)商。歐菲科技、舜宇光學(xué)等大陸廠商在模組領(lǐng)域也具備很強(qiáng)的實(shí)力，已經(jīng)可以大規(guī)模量產(chǎn) 3D Sensing 模組。隨著國(guó)內(nèi)手機(jī)廠商在 3D Sensing 領(lǐng)域快速推進(jìn)，歐菲科技、舜宇光學(xué)將有望深度受益。

智東西認(rèn)為， 無(wú)論是三攝像頭、潛望式攝像頭還是 3D Sensing，都是智能手機(jī)的增量創(chuàng)新，都將帶來(lái)全新的增量市場(chǎng)空間。當(dāng)創(chuàng)新得到應(yīng)用時(shí)，只要是成功進(jìn)入創(chuàng)新供應(yīng)鏈的企業(yè)，都將充分受益于創(chuàng)新帶來(lái)的紅利。所以投資者可以關(guān)注成功進(jìn)入三攝像頭、潛望式攝像頭還有 3D Sensing 創(chuàng)新供應(yīng)鏈的企業(yè)。