三安光電(600703)股票01月02日行情觀點:業績疲軟,空頭趨勢,建議調倉換股

2020-01-02 11:46:50來源:瞄股網作者:喬峰

今日三安光電股票行情觀點:業績疲軟,空頭趨勢,建議調倉換股

三安光電股票2020年01月02日11時46分報價數據:

代碼名稱最新價漲跌額漲跌幅昨收今開最高最低成交量(萬股)成交額(萬元)
600703三安光電19.10.744.03118.3618.5119.3518.338685.92164583.32

三安光電股票今日走勢圖

以下三安光電股票相關新聞資訊:

  新浪財經訊 01月02日消息,三安光電大漲,截止10:58,報價19.28元,漲幅5.01%,成交721200手,成交量13.62億元,換手率1.77%。

  資金流向方面,呈現主力資金凈流入狀態,特大單買入3.229億元,占比23.75%,賣出1.6947億元,占比12.47%;大單買入3.875億元,占比28.5%,賣出3.6842億元,占比27.1%。

原標題:三安光電股份有限公司全資子公司獲得補貼款的公告

  證券代碼:600703???股票簡稱:三安光電????編號:臨2020-001

  三安光電股份有限公司

  全資子公司獲得補貼款的公告

  本公司董事會及全體董事保證本公告內容不存在任何虛假記載、誤導性陳述或者重大遺漏,并對其內容的真實性、準確性和完整性承擔個別及連帶責任。

  根據蕪湖經濟技術開發區《關于調整蕪湖經濟技術開發區城鎮土地使用稅財政獎勵的通知》的有關精神,本公司全資子公司安徽三安光電有限公司(以下簡稱“安徽三安”)于2019年12月30日收到蕪湖經濟技術開發區經濟貿易發展局的城鎮土地使用稅獎勵8,241萬元。

來源:未來智庫

(獲取報告請登陸未來智庫www.vzkoo.com)

1.智能手機 3D 感測滲透加速,TOF 有望成為主流技術

1.1.3D 感測滲透加速,主流手機廠商加入 TOF 陣營

3D 感測技術路線很多,不同技術的性能不同,適合的應用領域也不同。在 消費電子應用領域,目前主流的 3D 感測技術有兩種:3D 結構光(3D Structure Light)和時間飛行法(TOF, Time of Flight)。

3D 結構光在消費電子領域的商用最早可追溯到 2009 年,微軟與以色列 3D 感測公司 PrimeSense 合作發布了搭載 3D 結構光模組的體感設備 Kinect 一 代,2010 年 11 月上市后,該產品成為 2011 年銷售最快的消費電子設備。盡管 產品大獲成功,但第一代 Kinect 的準確度、圖像分辨率和響應速度并不理想, 微軟在 2009 年和 2010 年先后收購了以色列 TOF 相機公司 3DV Systems 和 3D 手勢識別公司 Canesta,并在 2013 年終止了與 PrimeSense 的合作,自行研發 推出搭載 TOF 攝像頭的 Kinect 2 代產品。然而好景不長,由于缺乏爆款游戲 應用、硬件虧本銷售等問題的存在,2017 年 10 月微軟表示已經停止生產 Kinect, 自 2011 年上市以來累計銷量僅 3500 萬部。盡管 Kinect 失敗,但在游戲市場 的沉淀使得 3D 感測技術日益成熟,2017 年蘋果發布 iPhone X,首次搭載 3D 結構光模組,可實現 3D 人臉識別技術,成為蘋果近兩年最大的創新。此前由 于半導體工藝等多方面技術的限制,3D 感測很難應用到體積非常有限、功耗要 求低的手機上,因此 iPhone X 的發布是 3D 結構光技術的重大突破,市場對 3D 結構光技術的熱情重新點燃。蘋果的 3D 結構光方案正是來自為微軟 Kinect 一 代提供技術方案的 PrimeSense,蘋果在 2013 年 11 月宣布以 3.6 億美元收購該 公司。蘋果之外,主要 3D 結構光方案廠商還有美國的英特爾、高通/Himax, 以色列 Mantis Vision 以及國內華為、奧比中光等公司。2014 年英特爾發布全 球首款內嵌于各種智能設備的3D景深攝像頭RealSense,采用3D結構光技術, 應用在聯想、戴爾等多款超極本電腦以及無人機等設備中。同年高通宣布與影像 IC 設計公司奇景光電 Himax 合作提供高分辨率、低功耗的 3D 結構光模組 SLiMTM。iPhone X 發布后,國內小米、華為和 OPPO 也先后發布了首款搭載 3D 結構光模組的智能手機,其中小米采用的是以色列 Mantis Vision 公司的解決 方案,華為采用的是自研方案,OPPO 采用的是國內公司奧比中光的解決方案。蘋果在 2018 年和 2019 年的 iPhone 新產品中也全部搭載了 3D 結構光模組。

目前已經發布的搭載 3D 結構光模組的智能手機包括蘋果的 iPhone X 以后 的所有機型,華為的 Mate20 Pro、榮耀 Magic 2 和 Mate 30 Pro,小米小米 8 探索版以及 OPPO 的 OPPO FindX。據 DigiTimes 數據,2018 年搭載 3D 結構光 的智能手機整體約 1 億臺,其中蘋果占比約 88%。

TOF 最早的商用可追溯到 2006 年 7 月,衍生自 CSEM(瑞士電子與微技術 中心)的MESA Imaging公司成立,并推出商用TOF攝像頭產品系列SwissRanger, 最開始應用于汽車的被動安全檢測。2014 年,MESA 被新加坡微型光學器件廠商 Heptagon 收購,Heptagon 在 2016 年又被奧地利知名傳感器廠商 AMS 收購, 在小型化 TOF 傳感器領域已經具備了一定優勢。2013 年,微軟在第二代 Kinect 中采用了 TOF 技術,方案來自 2010 年收購的 TOF 相機公司 3DV Systems。2015 年,索尼索尼收購比利時手勢識別技術公司 SoftKinetic,該公司擁有知名 DepthSense TOF 感測系統,兩年后索尼就發布了全球最小的 TOF 模組。TOF 技 術首次應用到智能手機是在 2016 年,Google 和聯想合作推出了全球首個搭載 TOF 模組的智能手機 Phab2 Pro,采用的是 pmd/英飛凌的 TOF 方案,該手機可 實現一些如三維測量等簡易的 AR 應用,但并沒有引起市場較大的反響。英飛 凌和德國 3D 感測公司 pmd 在 TOF 領域合作了數十年,并開發出了知名的 REAL3 TOF 傳感器芯片,其中 pmd 主要提供 TOF 像素矩陣,英飛凌主要提供芯片上系 統(SoC)集成的所有功能組件,并開發相應的制造工藝,該方案還用在了華 碩 2017 年發布的 AR 智能手機 Zenfone 上。2018 年 8 月 6 日,OPPO 在北京召開 了 TOF 技術溝通會, 并在 8 月 23 日發布了其首部搭載 TOF 攝像頭的智能手機 OPPO R17 Pro,采用了 Sony 的解決方案。隨后在 2018 年 12 月,vivo 發布了其 首部搭載 TOF 攝像頭的智能手機 vivo NEX 雙屏版,采用了松下的解決方案;華為發布了其首部搭載TOF攝像頭模組的智能手機榮耀V20,采用的是OPPO R17 Pro 相同的 TOF 方案。進入 2019 年后,安卓廠商紛紛加入 TOF 鏡頭的陣營,2019 年 2 月,三星發布了 Galaxy S10 5G,前后分別各搭載一顆 TOF 鏡頭;LG 發布 了 LG G8 ThinQ,搭載后置 TOF 鏡頭,采用了英飛凌的解決方案;聯想發布了 Z6 Pro 5G 手機,搭載了后置 TOF 鏡頭。華為在 6 月份在中端機型 nova 5 Pro 上也搭載了后置 TOF 鏡頭。

目前除小米以外,主要安卓手機廠商均發布了搭載 TOF 模組的智能手機, 其中華為和三星發布的機型數量相對較多。

騰訊科技、集微網、韓國網站 The Elec 等多家媒體報道,供應鏈消息蘋果將在 2020 年的 iPad Pro 和兩款 iPhone 中搭載 TOF 后置鏡頭,前置人 臉識別攝像頭則還是沿用 3D 結構光的技術。報道還表示蘋果或借助定制 CMOS 的方式模擬人眼功能,實現 AR 實景導航等應用,突破當前 TOF 鏡頭缺乏“硬” 用的瓶頸。蘋果的入局有望加快安卓端的滲透速度,業界普遍看好 TOF 模組將 在 2020 年迎來放量。我們對主要品牌手機廠商的 TOF 機型 2019 年和 2020 年 的滲透率進行了假設,預測 2019/2020 年全球搭載 TOF 模組的智能手機出貨量 分別為 4300 萬和 1.5 億部?紤]到華為、三星等部分高端機型搭載前后 TOF 模組,預測2019/2020年全球智能手機的TOF模組合計為5700萬和1.83億個。

1.2. 3D 結構光 vs TOF:手機廠為何選擇 TOF 方案?

1.2.1.原理和系統組成對比

3D 結構光方案的原理是采用紅外光源,發射出來的光經過一定的編碼投影 在物體上,這些圖案經物體表面反射回來時,隨著物體距離的不同會發生不同 的形變,圖像傳感器將形變后的圖案拍下來;谌嵌ㄎ环,可以通過計算 拍下來的圖案里的每個像素的變形量,來得到對應的視差,從而進一步得到深 度值。

TOF 方案的原理是采用紅外光源發射高頻光脈沖到物體上,然后接收從物 體反射回去的光脈沖,通過探測光脈沖的飛行(往返)時間來計算被測物體離 相機的距離。

對比 iPhone 的 3D 結構光模組和 OPPO R17 Pro 的 TOF 模組,可看出二者 的組成結構類似,3D 結構光只是在發射端多了一個點陣投影儀,但實際上兩種 方案中采用的泛光照明器和近紅外攝像頭有很大區別。?3D 結構光模組中最復雜 的器件為點陣投影儀, TOF 模組中最復雜的器件為近紅外攝像頭(即 TOF Sensor, TOF 傳感器)。

3D 結構光模組中點陣投影儀(Dot Projector)由一個高功率 VCESEL (Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser,垂直腔表面發射激光器)、一 組 WLO lens(Wafer-Level Optics lens,晶圓級光學透鏡)和 DOE(Diffractive Optical Elements,光學衍射元件)組成,用于發射特定編碼的光學圖案。VCSEL:發射出特定波長的近紅外光(一般為 880nm/910nm/940nm);WLO lens:具體包括光束整形器(Beam shaper)和投射透鏡(Projection lens), 其中光束整形器又包括擴束元件(Beam Homogenizer)和準直元件(Collimator)。光束整形器的作用是將 VCSEL 輸出的光束變成橫截面積較大的、均勻的準直光 束,其中擴束元件的作用在于擴大激光的橫截面積,使其可以覆蓋整個 DOE, 準直元件的作用是將擴束后的激光重新調成平行光。投影透鏡位于 DOE 之后, 用于放大光束,,使其達到一定的覆蓋范圍;DOE:指采用光刻工藝生產的表面帶有階梯狀衍射結構的光學元件,用于形成 特定編碼的光學圖案,是整個 3D 結構光模組中最核心的部件,光學圖案最后 經過投射透鏡發射出去。

3D 結構光和 TOF 中的泛光照明器(Flood illuminator)都由一個 VCSEL 和 Diffuser(擴散器)組成,兩者主要區別在于 3D 結構光中采用的是低功率 VCSEL,用于在光線較暗的環境下補光,從而在黑夜中也能提供完整的深度圖;TOF 中采用的是高功率 VCSEL,用于向物體發射光脈沖,需要在白天和夜晚都 能工作。iPhone X 中的泛光照明器和 TOF 距離傳感器(Proximity Sensor)封 裝在一起,由 STM 供應。3D 結構光和 TOF 中的近紅外攝像頭(Near-infrared Camera)都由一個紅外 CMOS 傳感器、窄帶濾光片(Narrow band filter)和 聚焦透鏡(Focus lens)組成,二者的主要區別在于紅外 CMOS 傳感器的性能 不同。

VCSEL 對比:3D 結構光中點陣投影儀、泛光照明器以及 TOF 中泛光照明器 中采用的 VCSEL 性能有很大區別。結構光的 VCSEL 需要制作成特定的圖案,對 圖案表現的一致性、器件高溫漂移情況、發熱表現、耐環境高溫等都會有更高 的要求,從而對供應商的設計能力、工藝及產品良率的考驗也更大,全球可實 現量產的廠商僅有美國 Lumetum、被 AMS 收購 Princeton Optronics 等。TOF 中泛光照明器的 VCSEL 輸出光束無需經過編碼,因此器件制作上更為簡單,可 供選擇的 VCSEL 供應商也更多。

Diffuser(擴散器):Diffuser 是 DOE 的一種,也屬于波束整形器,用于對 輸入光束進行均一化,通過使較大折射角處具有更大屈光度,使得較窄的光束 擴展到更寬的角度范圍內,并具備均勻的照明場。TOF 中的 Diffuser 的設計制 作難度,比 3D 結構光點陣投影儀中的 DOE 要簡單很多,全球具備先進 DOE 設 計與制造的公司屈指可數,主要有德國 CDA、法國 Silios 和德國 Holoeye, iPhone X 中的 DOE 由 Primesense 自行設計 pattern 圖案,臺積電提供 pattern 微納加工,采鈺提供 ITO 材料,精材科技提供器件封裝。Diffuser 的供貨廠商 則較多,包括 Finisar(被 II-VI 收購)、PRC(被 Viavi 收購)及 Himax 等。

窄帶濾光片:由于發射端光源 VCSEL 發射的是特定波長(850nm/940nm) 的近紅外光,窄帶濾光片可將該波長以外的環境光“剔除”,使僅有該波長的 近紅外光進入圖像傳感器,從而避免環境光的干擾。窄帶濾光片的薄膜由低折 射率和高折射率的兩種膜組成,疊加后層數達幾十層,每一層薄膜的參數漂移 都可能影響最終性能。而且窄帶濾光片透過率對薄膜的損耗非常敏感,所以制 備峰值透過率很高、半帶寬又很窄的濾光片非常困難。全球僅有美國廠商 Viavi 和國內廠商水晶光電可供應。

近紅外攝像頭對比:3D 結構光的近紅外攝像頭要求較低,其作用是成像, iPhone X 的近紅外攝像頭由意法半導體提供,采用 Soitec 公司的 Imager-SOI 技術,具有更高的量子效率和極低的噪聲。TOF 的近紅外攝像頭要求則比 3D 結 構光高的多,因為 TOF 發射的是高頻調制脈沖,脈沖頻率可高達 100MHz,從而 使得傳感器的感光時間非常短,達到納秒級別,因此要保證一定的信噪比,單 像素尺寸要比一般攝像機大很多,目前 TOF 傳感器的單像素尺寸最小為 10μm (如 Sony 的 IMX556PLR,1/2”,對應分辨率為 640×480,即 30 萬像素),而 RGB 傳感器的像素尺寸目前最小可達 0.8μm(如 Sony 的 IMX586,同樣 1/2”, 像素高達 4800 萬),iPhone X 的近紅外攝像頭為 140 萬像素。因此分辨率低是 TOF 方案的硬傷之一,早年的 TOF 傳感器,多采用 CCD 類型,CCD 相比 CMOS 感 光利用率更高,但是功耗十分大,發熱嚴重,也是此前 TOF 方案未能應用在手 機中的原因之一。隨著圖像傳感器廠商不斷提高 CMOS 傳感器的技術,通過背 照式(BIS, Backside Illumination)設計、電流輔助光子演示(CPAD)技術,并將高速率多幀圖像合成單張圖像用以計算最終的深度,在降低圖像噪聲的同 時降低了功耗,從而使 TOF 應用于手機成為可能,但對應的 TOF 傳感器芯片成 本也高出很多。

1.2.2.性能和應用場景對比

在對比了 3D 結構光和 TOF 的原理及系統后,可以對兩種方案的性能及 應用場景進一步分析。

1)從測量距離和測量精度來看:3D 結構光測量距離范圍較短 (0.2m-1.2m)、高精度(目前可達 1280*800)的場景,包括 Face ID(人 臉識別)、工業自動光學檢測(AOI)等應用,TOF 測量距離范圍較長(目前 為 0.4m-5m,可進一步提高至 10m 以內)、較低精度(目前主要為 240*180, 最高 640*480)的場景,如體感游戲機、避障、導航等應用。

3D 結構光方案的測量距離短是由其測量原理決定的,難以改善。因為結構 光方案投射的是散斑或編碼圖案,會隨著距離的增加出現模糊或亮度衰減, 從而導致接收到的深度圖不完整,出現破洞,甚至失效,在 1.2m 外測量精 度會急劇下降,從而不能用在手機后置。TOF 方案發射的是面光源,在一定 距離內光信息不會出現大量的衰減,從而測量范圍更大。

TOF 方案的測量精度低也是由其測量原理決定的,前面提過可以通過提高 CMOS 傳感器性能來改善,但會帶來成本的提高。TOF 方案的測量精度是由 測量距離和接收端傳感器的分辨率及視場角決定。在測量距離和視場角一 定的條件下,傳感器分辨率越高,則測量精度越大。目前在人臉識別應用 商,業內一般要求至少達到 VGA 分辨率(即 30 萬像素),因此華為和三星 也將 TOF 用在前置攝像頭,但安全性還是低于 3D 結構光方案。vivo 發布 NEX 雙屏版時宣稱具備 30 萬個點的深度信息,而 iPhone X 的 3D 結構光只 有 3 萬個,因此深度信息是其 10 倍。這其實是概念混淆,vivo 所指的 30 萬個點是接收端傳感器像素為 30 萬,而 iPhone X 的 3 萬個點是點陣投影 器發出的散斑數量,兩者完全不是同一概念。3D 結構光方案的最大可檢測 深度范圍與基線(Baseline,即發射端和接收端的距離)和傳感器分辨率成 正比,即測量范圍一定時,其測量精度由基線和傳感器分辨率成正比。3D結構光的接收端像素達到百萬級,在 1m 范圍內, 3D 結構光方案的測量精度 遠大于 TOF 方案。

2)從算法復雜度來看:結構光算法比 TOF 要復雜很多,其運算數據量 較為龐大,需要附加額外的算法處理芯片到手機端,因此通用性差、實時 性也更差。要設計出滿足手機端對于功耗低、易集成等要求的算法十分困 難,對平臺硬件有一定要求,整體移植工程較為龐大,且受制于專利等原因 通用性沒有那么強,因此 3D 結構光的算法資源非常緊缺。TOF 算法整體運 算量并不大,不需要額外附加處理芯片,實時性好。通常由 TOF 芯片廠商 提供 Library,放在手機 AP 里面調用,對 AP 本身的硬件能力要求也相對不 高。移植簡單靈活,通用性更廣。

3)從適應性來看:TOF 的適應性更好,設計更靈活。TOF 方案可通過 改變光源強度能實現不同范圍的 3D 成像;而通過調整發射器脈沖頻率,就 可以調整相應的信噪比以適應不同的精度要求或應用環境。同時 TOF 對光 照條件不敏感,而 3D 結構光方案在夜晚表現較差。

4)從尺寸來看:TOF 方案可實現的尺寸更小。3D 結構光方案的尺寸收 到基線的限制,前面提到 3D 結構光方案的最大可檢測深度范圍與基線及傳 感器分辨率成正比;越小,可檢測深度范圍越小。但 TOF 方案的測量 范圍不受基線影響,基線可達 0,因此 TOF 方案可實現的尺寸更小。

5)量產難度來看:3D 結構光對組裝的精度要求遠超過 TOF,組裝良率 低。3D 結構光是通過三角定位法來計算深度信息的工作原理。一旦基線有 所偏移,或者投射接收模組之間的角度發生偏移,都會帶來深度計算的誤 差。TOF 是通過接收反射回來光線的相位差來計算深度,只需確保相位接收 正確,對組裝精度要求低。由于 3D 結構光模組的良率較低,iPhoneX 在發 售初一度出現無法供貨的情況。

6)成本對比:目前一顆 3D 結構光模組均價達到 20 美金以上,而 TOF 模組的單價基本維持在 10 美金左右。TOF 是純的基于硅工藝,具備成本下 降條件。且 TOF 鏡頭可用于取現在后置的景深鏡頭,實現 3D 空間數據的采 集,相比原來的成本多一點,但還可同時實現 AR 應用,因此更容易獲得手 機廠商的青睞。

綜合來看,在人臉識別等短距離、精度要求較高的應用場景,3D 結構 光方案更為適合,因此預計蘋果未來仍將沿用前置 3D 結構光的方案。在 AR 應用、手勢識別等較長距離、精度要求較低的應用場景,TOF 方案更為 適合,預計未來包括蘋果以及安卓主流廠商都會導入后置 TOF 鏡頭。同時 由于 3D 結構光產業鏈基本掌握在蘋果手中,因此部分安卓廠商也會采用前 置 TOF 的方案替代 3D 結構光,來實現人臉識別。

2.5G 時代物聯網/VR/AR 應用拉動 TOF 需求

盡管目前已經推出的 TOF 手機功能眾多,利如美圖功能可進一步優化手機 拍照的景深效果,“三維建!惫δ芸梢詫崿F體型測量、AR 尺子、Emoji 表情 等,但以上功能對于用戶而言更多是嘗鮮,并不實用,難以拉動長期需求。實 際上,在智能手機之外,TOF 模組還有更廣闊的應用市場,包括智慧駕駛、機 器人、智能家居、智慧電視、智能安防和 VR/AR 等,目前在這些領域,TOF 技 術的應用尚處于起步階段。

5G 時代推動物聯網應用,從而帶來各類智能設備對三維感知能力的需求。TOF 憑借其成本優勢、優秀的實時感知能力將成為主流的 3D 感測方案。尤其是 在 VR/AR 應用領域,對于時延有很高要求,從而避免眩暈感,TOF 則是相對最 適合的空間定位技術。在汽車應用領域,TOF 可以用于手勢識別、車內駕駛員 狀態監測、以及車外物體探測等。在工業物流應用領域,TOF 可以用于采集包 裹的三維信息,直接計算不同包裹的體積,從而降低人工成本;此外 TOF 還可 以用于避障系統,如掃地機器人,且憑借其對光照條件不敏感的優點可用于戶 外遠距離應用,如物流機器人、引導機器人等。據 IHS Markit 報告, 2018 年 全球 TOF 傳感器市場規模為 3.7 億美元,占整個 3D 感測市場的 33%,2019 年 其市場規模將同比增長 35%,達 5 億美元,占比提高至 40%左右; TOF 方 案的多方面優勢,尤其是成本優勢,預計 2022 年 TOF 市場規模將達到 15 億美 元,占比整個 3D 感測市場的 50%左右。

從具體應用領域來看,未來 3 年 TOF 主要的應用市場還是來自智能手機市 場,預計 2020 年對應市場規模超過 6 億美元,占整個市場的 90%以上,其次是 平板電腦市場、建筑物檢測、智能家居、汽車中控、無人機等應用領域,2021 年平板電腦市場將迎來翻倍增長。我們認為 IHS 對于 2020 年 TOF 市場規模預 測較為保守,按照我們在第一章內容中的預測,2020 年全球智能手機 TOF 模組 出貨量約 1.83 億個,按 10 美金的單價計算,對應市場規模約 18 億美元。

3.國內廠商在鏡頭、濾光片和模組環節具備優勢

3.1.產業鏈全景圖

整個 3D 感測產業鏈包括 3D 攝像頭模組(包括 3D 結構光和 TOF)、軟件算 法以及系統整體解決方案提供商 3 個環節。而 3D 結構光和 TOF 模組基本組 成相同,都由光源(illuminator)、傳感器陣列(Sensor Array)和光學器 件(Optics)等零部件組成。據 Yole 預測,2023 年整個 3D 攝像頭模組的市 場規?蛇_ 155 億美元,其中光源市場占 14%,傳感器市場占 17%,光學器 件市場占 28%,模組市場占 40%。

方案商方面,3D 結構光陣營廠商主要有蘋果(收購 Prime Sense)、英特 爾(RealSense 產品)、AMS、高通/Himax、Mantis Vision、華為、奧比中光 等。TOF 陣營廠商主要有微軟、索尼、松下、英飛凌/pmd、 AMS、 ST、 TI、 Melexis、 ESPROS 以及國內公司聚芯微電子、炬佑智能等。

AMS 整個行業布局最完善的公司,擁有 3D 結構光和 TOF 兩種解決方案,且 基本全產業鏈都有布局。iPhone X 3D 結構光模組中的點陣投影儀即為 AMS 供 應,其中的 WLO 透鏡(來自 2017 年收購的子公司 Heptagon)也由其供應。在 TOF 方案中,公司擁有 TARA 和 TARASLIM 兩個系列的泛光照明器產品,分別適 用于家用機器人和汽車等應用的廣角手勢傳感和頭部追蹤以及手機中的臉部 識別。

Sony 是 CIS(圖像傳感器)領域的龍頭廠商,因此在 TOF 傳感器領域具備 先發優勢,公司從 2009 年起開始研發 BSI(背照式)傳感器技術,與 2015 年收 購的 Softkinetic 研發的電流輔助光子調節器(CAPD)相結合,推出了深度感 應性能更高,體積更小的新型背照式 TOF 傳感器 DepthSense 系列產品。2017 年公司推出的首個背照式 TOF 傳感器 IMX456QL 尺寸僅有 1/2 英寸(8mm),并擁 有 VGA 分辨率(30 萬像素),價格約人民幣 176 元。目前市場上大半的 TOF 手 機采用的都是 Sony 的 TOF 方案。此外,知名汽車半導體 Melexis 在 2015 年與 索尼簽訂了專利許可協議,獲準在自家產品中應用索尼的 DepthSense ToF 技 術。

英飛凌是全球領先的半導體公司,與知名TOF廠商pmd合作研發TOF模組, 其中 pmd 主要負責 TOF 像素和 TOF 系統研發, 英飛凌主要負責半導體工藝、產 品研發和產生。目前,雙方已合作推出多款 REAL3 系列 ToF 圖像傳感器,最新 款第四代 REAL3 圖像傳感器型號為 IRS2771C,芯片面積僅為 4.6mm×5mm,接 近 HVGA(15 萬像素)的分辨率。

意法半導體(STM)是全球知名半導體公司,目前已推出了三代 TOF 相關 產品,VL6180、VL53L0X 和 VL53L1X。自蘋果 iPhone 7 發布以來,公司一直為 蘋果提供定制款 TOF 距離傳感器(Proximity Sensor)。此外在 iPhone X 中, 意法半導體還導入近紅外攝像頭圖像傳感器等組件。

華為 Mate 30 Pro 采用的是 Sony 的方案,另外前后兩顆 TOF 攝像頭的模 組廠商主要有歐菲光和舜宇光學、鏡頭供應商主要為大立光和舜宇光學, Diffuser 由美國廠商 Viavi 和國內舜宇光學供應,VCSEL 由 Lumentum、縱慧 等供應。

3.2.發射端——泛光照明器(Flood Illuminator)

3.2.1.VCSEL

VCSEL 激光器具有調制響應快、光束質量好、效率高、可集成等優點,應 用領域十分廣泛,包括消費電子、光通信、工業照明、環境監測、醫療設備等。智能手機中用到 VCSEL 的地方很多,包括前置的 3D 結構光泛光照明器、TOF 距 離傳感器、點陣投影儀和后置的 IR 自動聚焦、TOF 泛光照明器。2017 年隨著 3D 感測功能的增加,iPhone X 中 VCSEL 的成本從 0.1 美元大幅增加至 4-5 美 元,預計未來隨著成本的下降,搭載前置3D結構光和后置TOF的iPhone中VCSEL 成本約為 2 美元。

據 Yole 報告,2018 年全球各領域 VCSEL 的市場規模達 7.38 億美元,其中 消費電子領域達到5.53億美元,預計2024年整個市場規模將達37.75億美元, 年復合增長率高達 31%,其中消費電子領域市場規模占比 90%。

VCSEL 是化合物半導體激光器,因此對應化合物半導體產業鏈,包括晶圓、 外延片(EPI)、 IC 設計、晶圓代工和封測等環節。

VCSEL 激光器由工業級應用轉向消費級后,難點在于保持性能的情況下實 現小型化。全球能夠生產工業級 VCSEL 的 IDM 廠商有 Lumentum、Finisar(被 美國 II-VI 收購)、Philips Photonics(被德國通快收購)和 Princeton Optronics(被 AMS 收購)等。iPhone 的點陣投影儀和泛光照明器中的 VCSEL均來自 Lumentum,安卓的 3D 結構光產品中的 VCSEL 主要來自 Princeton Optronics(AMS),其次還有 Philips Photonics(通快)。

國內布局 VCSEL 芯片及器件的企業超過 10 家,其中產品技術較為成熟的 主要有:武漢光迅科技、江蘇華芯半導體、華工科技、三安光電和乾照廣電等。數據通信行業應用的 VCSEL 常采用 3 英寸或 4 英寸晶圓制造工藝,國內企業在 這一尺寸上已經有較為成熟的生產線。難點在于光通信用 VCSEL 的壽命要求至 少在 4000 小時以上,因此需要穩定性驗證,驗證周期在半年到一年之間,因 此企業導入需要較長時間。消費電子應用的 VCSEL 需要 6 英寸晶圓制造工藝, 國內的 6 英寸晶圓外延片的關鍵工藝仍有待解決,因此生產線整體良率偏低。?三安光電具備 6 英寸 GaAs 和 2 英寸/ 4 英寸 InP 化合物半導體代工能力,目 前公司用于通信領域的 10Gbps VCSEL 芯片和用于消費電子的 940nm VCSEL 芯 片都已經研發成功。乾照光電是國內紅黃光 LED 芯片龍頭廠商,由于紅黃光 LED 和 VCSEL 同屬 GaAs(砷化鎵)材料體系,憑借在砷化鎵光電器件領域的多 年積累,公司在 2018 年正式投入 15.97 億建設 VCSEL、高端 LED 芯片等高端半 導體項目,并成立合資子公司乾照激光。目前公司已建成包括 3D 感測 VCSEL 外延生長、芯片流片、點測分選和可靠性驗證等完整一站式 VCSEL 產線。結構 光應用方面,公司已配合數家客戶進行隨機列陣定制,并已為部分客戶小批量 供貨;TOF 應用方面,公司內部已開發的產品波長覆蓋 940nm 和 850nm,功率 覆蓋單孔的 5mW 到高功率的 8W 均勻列陣,且公司已收到部分客戶對下一代 TOF 方案的需求,并于 2019 年 Q4 正式立項。

據前瞻產業研究院數據,上游 GaAs 晶圓 2018 全球市場規模達 4.59 億 美元,日本住友電工、德國弗萊貝格化合物材料、美國晶體技術(AXT)三 家公司占據約 95%市場份額。VCSEL 激光器應用對 GaAs 晶圓的規格要求非 常高,并且還在不斷升級,國外廠商將至少保持 3 年-5 年的技術優勢。國內 GaAs 晶圓供應商主要有先導材料(Vital Materials),目前在 LED 應用領域 搶占了部分市場份額。

據前瞻產業研究院數據,2018 年上游 GaAs 外延片全球市場規模達到 11 億美元。GaAs 外延片在射頻應用領域則采用外延生產外包的模式,基本由英 國 IQE、臺灣 VPEC(全新光電)、日本住友化學和臺灣英特磊(IntelliEPI) 四家公司壟斷。其中 IQE 是 iPhone 中 VCSEL 外延片的唯一供應商。2018 年IQE 在全球 EPI 外延片市場的份額達到 60%,對應 VCSEL 應用領域的市場份 額更是高達 80%。臺灣廠商全新光電有望成為蘋果的第二家供應商,公司在 EPI外延片領域已經積累了15年,目前已經送樣 VCSEL 外延片至蘋果公司。國內 GaAs 外延片廠商主要集中在 LED 應用領域,該應用領域主要采用的是 IDM 的生產方式,如三安光電、乾照光電等。

據前瞻產業研究院數據,2018 年全球 GaAs 晶圓代工市場規模達到 56.74 億美元,臺灣穩懋占據市場絕對領先優勢。根據 Strategy Analytics 報告, 2018 年穩懋在全球砷化鎵晶圓代工市場份額達 71.1%;其次是宏捷與環宇,市 場份額分別為 8.7%和 8.4%。國內涉及 GaAs 代工的廠商為數不多,主要有三安 光電、海特高新等公司。三安光電是國產化合物半導體領域的龍頭企業,目前 已建成國內首條 6 英寸 GaAs、GaN 外延芯片產線并投入量產。

3.2.2.Diffuser(擴散器)

Diffuser(擴散器)是 Beam shaper(波束成形器)的一種,能夠對輸 入光束進行均一化,同時對輸出強度分布和光在空間中的分布方式進行整形。華為 Mate 30 Pro 前后兩顆 TOF 攝像頭的 Diffuser 由美國廠商 Viavi 和國 內舜宇光學供應。VIAVI 2018 年通過收購 PRC,獲得工程擴散器 (Engineered-diffuser)技術。其他廠商還包括 Finisar、Himax 等。

3.3.接收端——近紅外攝像頭(NIR Camera)

3.3.1.傳感器芯片

ToF 接收端的傳感器芯片仍是以 Sony 為主,Sony 和三星作為圖像傳感 器芯片的龍頭公司,在 TOF 市場也積累深厚,未來將成為市場的主要領導。國內主要由被韋爾股份收購的豪威科技,目前在 TOF 領域還沒有明顯動作。

3.3.2.光學鏡頭

手機鏡頭領域,臺灣大立光公司遙遙領先,2017 年占據全球市場 38% 的 份額,其次是國內公司舜宇光學,占據 17%的市場份額。華為 Mate 30 Pro 前后兩顆 TOF 攝像頭的鏡頭供應商主要為大立光和舜宇光學,看好 TOF 市場 爆發對舜宇光學業績的拉動。

3.3.3.窄帶濾光片

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 數達幾十層,每一層薄膜的參數漂移都可能影響最終性能。而且窄帶濾光片 透過率對薄膜的損耗非常敏感,所以制備峰值透過率很高、半帶寬又很窄的 濾光片非常困難。目前全球供應商僅有美國公司 Viavi 和國內水晶光電,水 晶光電給 Viavi 提供代工服務。iPhone 的 3D 結構光模組中 Viavi 在后期將 部分訂單釋放給水晶光電以減少生產費用,TOF 模組中也有望延續。此外, 在安卓端,水晶光電有望成為三星和華為的窄帶濾光片的直接供貨商,毛利 率將進一步提高。

3.4. 模組廠商

攝像頭模組環節,市場集中度相對較低。按照營收規模,韓國 LG、Semco (三星電機)、臺灣富士康以及大陸地區的舜宇光學、歐菲光領先,合計市 場份額超過 50%,立景光電(立訊精密子公司)以及丘鈦科技緊隨其后。華 為 Mate 30 Pro 后置 TOF 攝像頭的模組廠商主要有歐菲光和舜宇光學,前置 TOF 攝像頭的模組廠商主要有歐菲光、舜宇光學、立景光電和丘鈦科技。據 韓國媒體 The Elec 報道,舜宇光學為三星 Galaxy S10 5G、三星 Galaxy Note 10+ 5G 和三星 A80 三款機型供應 TOF 模組,未來將為 Galaxy S11 繼續提供 TOF 模組,成為韓國公司 Namuga 和 Partron 之外的主要供應商。該媒體還表 示 2020 年 iPad 和 iPhone 中的 TOF 模組仍將由 LG Innotek 供應,我們認為 歐菲光作為全球出貨量規模最大的攝像頭模組公司,在 TOF 領域也積累了許 多技術,未來有望成為蘋果 TOF 模組的第二大供應商。

4.A 股推薦標的

國內廠商相對來說在接收端優勢更明顯,包括模組、窄帶濾光片和鏡頭等 環節?春檬謾C攝像頭模組龍頭廠商歐菲光,謹慎看好窄帶濾光片龍頭廠商水 晶光電,建議關注國內鏡頭領先廠商聯創電子。

4.1.歐菲光

4.2.水晶光電

4.3.聯創電子

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(報告來源:東方財富)

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