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作者|许兴军团队
来源|广发电子
编辑|独角兽智库
核心观点
1、iPhone X引领智能ASP提升,智能手机或将迎来换机潮
3月我们复盘苹果iPhone业务的成长历史,强调iPhone是在ASP与量的切换高增长中保持了十年成长动能,并准确提出了iPhone ASP提升新周期的启动。智能手机的高价位带定位,背后是零组件创新的支持,iPhone X创新密集搭载推动智能手机价位带的向上延伸。安卓机型通过全面屏设计在外观上对领头羊进行积极跟随,产品形态的代际革命则有望在iPhone和安卓阵营先后驱动换机浪潮。
2 、消费电子产业链有望受益于行业变革,实现快速成长
不同于iPhone 6系列时代核心尺寸的创新,年内消费电子的逐渐创新范围广、对大陆产业链成长推动明显。整体来看,我们认为年内终端领域以iPhone X为龙头、以全面屏产品形态为特征的智能手机ASP提升浪潮将驱动产业链的二次成长。我们继续看好行业白马的配置价值,真正切入产业链创新的公司有望迎来春种秋收的良机。
3、 投资建议:
我们预计以下产业链创新方向及投资标的值得关注:
柔性OLED面板:建议关注京东方、深天马,外挂式触控方案将重新应用于OLED面板,看好TP龙头欧菲光受益于OLED渗透率提升;
双摄:渗透率有望提高,利好摄像头模组龙头,建议关注欧菲光;
3D摄像:iPhoneX重要组件创新,建议关注水晶光电和欧菲光;
无线充电:在iPhone新机型中得到应用,大客户产业链企业有望率先分享行业红利,建议关注立讯精密、信维通信、安洁科技和东山精密;
声学升级:声学器件在防水、立体声等功能升级驱动下迎来ASP提升浪潮,建议关注歌尔股份、立讯精密和信维通信。
双电芯应用:利好电池Pack企业,建议关注欣旺达和德赛电池;
机身非金属化:建议关注玻璃加工行业相关标的蓝思科技、欧菲光、合力泰,以及金属中框的制造商长盈精密、科森科技。
SIP封装:国内封测企业目前已具备系统级封装(SiP)的能力,建议关注长电科技、华天科技和环旭电子。
激光加工:精密加工需求的增加,利好激光设备企业大族激光。
其他:新晋苹果产业链或产能东移份额提升企业同样有望快速成长,包括科森科技、得润电子、国光电器、艾华股份、超声电子和依顿电子。
4、风险提示
iPhone新机型量产大幅延迟风险;iPhone X销量不及预期风险。
研究逻辑
2017年是iPhone问世十周年,iPhone无疑是现今消费电子领域最成功的产品。回顾iPhone在iPhone 4问世后的成长历史,iPhone正是在销量与ASP的切换高增长中保持了十年成长动能。第一阶段,2011-2013财年,iPhone的ASP稳定而销量大增;第二阶段,Plus机型问世,ASP水平攀上$650+台阶,借助于100美金的顶配机型售价升幅,iPhone营收连续两个财年维持了1300+亿美元的巨量规模。
这一次iPhone X的问世,发售价格提升至$1000以上,同时产品销售结构将呈现出明显的高配特点,iPhone X在新机销售中占比将会很高,iPhone的ASP水平将会显著提升,对上游产业链的拉动效果将会非常明显。
iPhoneX创新密集搭载推动智能手机价位带的向上延伸,安卓机型在外观上对领头羊进行积极跟随,“全面屏”设计成为智能手机在产品设计上的重要方向。全面屏的普及力度或将非常迅速,产品形态的代际革命将在苹果和安卓阵营先后驱动换机浪潮。
整体来看,我们认为年内消费电子产业链有望实现快速成长。终端领域以iPhone X为龙头、以全面屏产品形态为特征的智能手机ASP提升浪潮将驱动产业链的进一步成长。我们继续看好行业白马的配置价值,真正切入产业链创新的公司有望迎来春种秋收的良机。
具体到消费电子产业链的创新及对应标的,我们认为主要有以下方面:
OLED面板:屏幕是创新的核心,iPhone和三星旗舰机的引领对柔性OLED的渗透率提升意义重大,国内面板企业如京东方及深天马将受益于OLED应用趋势,同时外挂式触控方案将重新应用于柔性OLED面板,TP厂商龙头欧菲光将受益于此。
双摄:双摄成为旗舰机的标配选择,iPhone年内机型或将增加双摄机型数量,整体手机市场中渗透率有望进一步提高,利好摄像头模组龙头企业,建议关注欧菲光。
3D摄像:iPhone年内旗舰版机型发布3D摄像功能,该领域硬件创新将领先于市场其他终端,围绕3D摄像建立起新的应用生态将巩固苹果在终端领域的地位,未来有动力向中低端手机渗透,建议关注相关产业链标的水晶光电和欧菲光。
无线充电:A客户和三星一直在探索能量的传输趋于无线化的趋势,年内在领导品牌新机型中得到普及,切入国际客户产业链的企业有望率先分享行业红利,建议关注立讯精密、信维通信、安洁科技和东山精密。
声学升级:声学器件在防水、立体声等功能升级驱动下迎来ASP提升浪潮,行业龙头有望在此轮单价提升中获益,建议关注歌尔股份、立讯精密和信维通信。
双电芯:消费电子锂电池的创新速度一直以来落后于硬件创新,伴随精密加工能力的提升,手机内部空间得到释放,异性电池有望得到采用,利好电池Pack企业,建议关注欣旺达和德赛电池。
机身非金属化:5G时代需求叠加差异化选择,机身非金属化趋势逐渐强化,年内国际领导品牌重返双面玻璃机身,建议关注玻璃加工行业相关标的蓝思科技、欧菲光、合力泰,以及金属中框的制造商长盈精密、科森科技。
SIP封装:随着智能手机内部精密程度的提高,封装的集成度提升得到更高的要求,国内封测企业目前已具备系统级封装(SiP)的能力,建议关注长电科技、华天科技和环旭电子。
激光加工:消费电子技术升级带来精密加工需求的增加,机身改款、蓝宝石盖板切割、异形切割等需求增加,利好激光设备龙头企业大族激光。
其他:新切入苹果产业链的企业或在产能东移背景下份额提升的企业同样有望获得快速成长,苹果产业链新晋公司同样有望分享消费电子新周期红利实现公司整体成长的升级换挡,包括科森科技、得润电子、国光电器、艾华股份、超声电子和依顿电子。
正文
1、iPhone X引领消费电子技术革新,ASP提升带动硬件全线升级
1.1、iPhone在ASP与量的切换高增长中保持了十年成长动能
2017年是iPhone问世十周年,iPhone无疑是现今消费电子领域最成功的产品。第一款奠定iPhone机皇地位的产品是iPhone 4,此后至今,iPhone在销量增长的同时,销售收入保持了更大幅度的提升。可见,iPhone在销量大增的同时,也惊人地提高了ASP(Average Selling Price)。
所以说,iPhone的成长故事不是单单销量增长那么简单。理解iPhone的价增成长方式,需要我们抛除销量提升的惯性逻辑去重新审视iPhone的产品属性:兼具科技品和消费品的属性,量固然重要,产品的定位和价位同样重要!
iPhone的定位策略是基于新机定价和旧机调价
作为一款消费品,iPhone是怎样依靠每年一次的单款系列机型发布完成机型的差异化定位呢?不同于机海战术或双品牌策略的手机品牌厂商,iPhone的差异化产品定位依靠的是新机型定价策略和对旧型号产品价格的价位调整,因此iPhone的ASP水平能够结构化的显示苹果公司的iPhone产品策略。
每年的iPhone新机型在入门级机型价位上大多保持稳定,从iPhone 4s起始终保持在$649,但顶配版机型则在Plus机型问世后进行了100美元的升级,提升了手机整体市场高端机型定位的价位天花板;
苹果在新iPhone机型发布后对老机型往往进行降价100美元左右处理,重新定位以此冲击中端市场,例如iPhone 6发布后,iPhone 5s入门级版本从$649降至$549。这种区别于多机种策略的方式有效维护了苹果高端手机的定位,避免了差异化产品对品牌形象的伤害,延长的产品的生命周期。因此,在iPhone 4以后,苹果定位于中端市场的新发布机型仅有iPhone 5C和iPhone SE两款。
iPhone的成长故事是一次ASP与量的交替驱动
从iPhone的成长历史中,我们可以清晰的看到苹果在销量扩张和ASP提升的双轮驱动下实现了连续十年的稳定成长:
iPhone4问世后,苹果曾在3年内维持iPhone的ASP水平在610-660美元的区间窄幅波动,这期间iPhone以跨时代的产品形象颠覆着消费者对于手机的认识,销量连上台阶,依靠量的飞速增长迅速拉动了营收规模。
2014财年,iPhone的销量开始降速,同时ASP开始滑坡,可谓进入灰色时期,走出这一时期依靠的是Plus机型的问世。在Plus机型问世前,最高配iPhone美国售价为$849,iPhone 6 Plus最高配发售价提高到了$949。100美元的单价增加依托的是尺寸扩容,即“Bigger than bigger”。高端机型的价位升级带来了iPhone的量价双升,助力苹果2015财年全年营收大增22%,重返高增长。此后,依靠高ASP,苹果在iPhone营收上连续两个财年维持了1300亿美元以上的巨量规模。
2017Q1财季(对应自然年2016Q4)iPhone的ASP水平达到了历史最高的$695,在销量增速趋缓已成事实的背景下,iPhone再次依靠高ASP喜获丰收。这一次并非依靠新发布机型的大幅提价,而是产品结构的调整。不同以往,iPhone7发布后iPhone的产品结构呈现出明显的高配特点,新发布机型和Plus机型的占比明显提高,ASP提升新周期正式启动。
1.2、ASP提升模式开启,iPhoneX产业链成长周期来临!
总的来说,iPhone对ASP掌控依赖于2种因素:第一是新机型的ASP,以美国iPhone美国发行价为例,在Plus机型问世前,最高配iPhone美国售价为$849,iPhone 6 Plus问世后最高配售价提高到$949;第二则是产品的销售结构,每个时段同时销售的新老iPhone机型的组成差异将会显著影响iPhone的当季ASP,当新机型销售占比较大时ASP则有较大提升。通过不断定义并向市场供给最高端手机,苹果不断地创造高端需求并掌控了ASP的节奏。
2017财年iPhone有望保持高ASP水平
一方面,iPhone 7 Plus售价高于上一代iPhone 6s Plus 20美元,为iPhone历史最高定价机型;
另一方面,2017财年的在售iPhone产品结构有着更高配的特点,具体体现为新机型占比增加以及高端机型占比提升:
根据我们的观察,目前iPhone 7/iPhone 7 Plus系列产品在iPhone总销量中的占比维持在80%-90%之间,对比2016财年同期的iPhone 6s/iPhone 6s Plus系列高出了10个百分点;
此外,高端机型iPhone 7 Plus在总销量目前占比达30%以上,相比于去年同期iPhone 6s Plus显著增多,后者则约为15%。
我们判断,2017财年在iPhone X发布前有望全年保持目前的iPhone产品销售结构,从而推升了ASP的数值。
苹果2017财年第1季度iPhone销量7830万,环比增长72%,同比增长4.7%,销量为历年最高。苹果iPhone 7/iPhone 7 Plus系列的强势消除了市场关于iPhone销量衰退的担忧;而高ASP水平正在发挥威力,从而有望为苹果公司带来新的历史业绩高点,为iPhone X的问世铺平了客户基数条件。
iPhoneX周期将超越历次ASP提升带来的业绩高峰
对比iPhone历史,苹果曾在iPhone 6/iPhone 6 Plus系列大幅提升新机发行价,Plus机型问世将顶配机型从$849美元提升至$949美元。ASP提升对2015财年的产品结构和业绩提升产生积极影响,苹果公司营收分别同比大增22%,而发布当季iPhone销量在组件大幅升级的支撑下同比大增46%。
这一次iPhone X有望超越前次高峰。iPhone X组件升级较大,受益于搭载创新应用充分以及苹果积累多年的优质品牌形象,对于2017年iPhone主打机型销量我们认为会有抢眼表现。而由于消费电子原材料、零部件涨势不减,以及以OLED屏幕、3D摄像、玻璃外观等为代表的新型组件的应用,我们认为BOM成本预计较上代机型将提升近三成,iPhone X的ASP或将大幅升至1000美元以上,发布价的提升将尤为显著。
同时,受限于OLED面板目前产能,纪念版机型供货有限,但我们认为其需求将会持续高涨。参考目前的市场热情,我们预计高端机型在出货中占比将维持高位。我们预计iPhone X的配货比重接近新机型整体的一半,iPhone出货结构的高配特点将得以持续。我们认为,在ASP的大幅推升下,iPhone X引发的苹果新成长周期正在来临!
1.3、不同以往,2018财年ASP提升依赖的是零组件的普遍升级
高价位带的手机定位,背后是零组件创新的支持,同样是ASP提升,我们认为iPhone X周期的ASP变化与iPhone 6/6 Plus时代有着显著不同,这也是为什么我们认为关于量的惯性逻辑在iPhone 6系列时代适用,而此轮却要切换到ASP的逻辑上来:
iPhone6 Plus的ASP提升,依靠的主要是尺寸的升级,“Bigger than Bigger”是iPhone 6/6 Plus系列的口号。尺寸升级对上游产业链而言受益方有限,而大尺寸屏幕在当时的安卓阵营也并非新鲜事物,尺寸创新的影响力明显不足;
iPhoneX则有显著不同,其价位提升是基于零组件的规模升级,依赖于BOM表内细分数值的普遍上升,OLED屏幕、3D摄像、玻璃外观等多项新型组件得以应用,例如屏幕的BOM数值相比于前代产品或将有翻倍的价值提升。总体来看,iPhone X的组件创新中上游产业链受益方众多,同时具备向安卓阵营渗透的强劲动力,对消费电子产业链影响深远。
iPhoneX的问世将带动iPhone的ASP水平持续上行,通过自我提升抬高高端手机定位的价位天花板。这一轮ASP上升新周期不同于iPhone 6 Plus时代,升级所依靠的不是仅仅的尺寸上移,而是零组件的集中升级、BOM表内细分数值的普遍上升。
我们看到,仅仅从终端销量增长的惯性逻辑去判断iPhone产业链零组件成长空间的时代已经结束,智能手机产业链的成长动力正在从销量扩张向组件创新加速渗透的方式上转移,智能手机的消费品的属性将愈发凸显,这对零组件企业影响深远:
我们预计,搭乘组件升级的价增红利和iPhone预期销量的乐观远景,普遍的组件升级将率先为苹果产业链上游企业带来可观的业绩增长;
同时,iPhone X问世后,智能手机品牌定位序列将重新修复,高中端机型将重新形成短期内难以追赶的ASP价差,差异形成了“势”,有“势”就有了“能”,势必驱动安卓阵营的组件创新升级浪潮,创新型组件的渗透率提升浪潮正在兴起,对比iPhone7系列双摄对产业链的影响,iPhone X更多样的组件系列升级将对整个消费电子产业链成长产生深远意义。
总结来看,iPhone X正在重新为智能手机注入活力,带动消费电子产业链继续成长、驶向远方!
2、OLED面板:全面屏方案首选,长期渗透率不断提高
2.1、OLED性能优异,优势明显,适用于全面屏设计
OLED(OrganicLight Emitting Diode)即有机发光二极管,其与目前主流的LCD屏幕显示原理不同,这为其带来诸多先天优势。AMOLED(Active-matrix organic light emittingdiode,主动矩阵有机发光二极体)是OLED屏幕的一种,是目前移动端OLED屏幕的主要类别。
OLED与LCD最大的区别是OLED在显示过程中由各像素点自发光,而LCD则是依赖背光板发光。所以OLED可以只在需要发光的部位发光,其余部分不工作,从而降低功耗;而且OLED面板的层数少,去掉了背光板、增光片、部分偏光片等,达到轻薄化的效果。
原理不同造就了OLED的先天优势:
(1)显示效果好。OLED屏幕的显示对比度高,显示黑色时可以完全无光,达到纯黑;色域广,NTSC标准色域可以达到110%,而LCD一般只有70%~90%;视角广,自发光使得可视角度可以达170度。
(2)更轻薄。OLED面板层数更少,材质也不同,所以相比于LCD重量更轻、厚度更小,平均可以减少约0.5mm的厚度,这对目前在厚度下降上面临瓶颈的手机来说尤为重要。
(3)能耗低。OLED屏幕在显示黑色时完全不发光,因此不耗电,省电效果明显。
(4)可实现柔性效果。受背光板和液晶性质的限制,LCD屏幕难以实现柔性特点,而OLED具有柔性、可弯折的特点,可以使用在可穿戴设备、智能手机等多种应用场景中。
OLED相比LCD在全面屏下更有优势,但短期受限于产能
OLED在全面屏高屏占比要求下比LCD更有优势。OLED相比LCD有以下几个方面的优势,这些优势决定了其在全面屏时代中将迎来大幅增长:
OLED是自发光的,无背光模组,因此不存在LCD面板在窄边框条件下可能的的漏光问题;
柔性OLED显示屏由于并非采用玻璃基板这类硬性材料,所以带来的异形切割的难度也相对较小,良率更高、速率更快;
无导光板的存在更容易实现屏下指纹方案;
柔性OLED所采用的柔性基板主要原材料是PI膜,与COF的FPC原材料相同,其SourceIC封装方式采用的COP封装与COF工艺流程相似,且采用柔性OLED屏的手机皆为领导品牌旗舰机型,对供应商的COF产能具备强吸引力,从COF产能的获取和技术实现上,OLED面板都更容易在屏幕的下端子实现窄边框。
2.2、短期产能受限、长期看好其持续成长,国内厂商有望受益
根据群智咨询的数据,截至2016年,三星占据了全球99%的OLED产能,中国大陆还没有能够大规模量产出货柔性OLED的厂商。但国内面板厂商已经开始积极扩产,以京东方为代表的国内面板企业有望在明年开始释放柔性OLED产能。
全面屏的手机产品设计理念对OLED面板而言意义重大:
在全面屏的理念深入终端厂商以前,对柔性OLED的理解在于其显示效果和可挠性相对于LCD更为出众,更多的是将OLED理解为高端机型差异化的选择。
全面屏设计理念的深入把手机终端产品的形态带入了新时代,OLED在窄边框方案实现上更容易、显示效果更加凸显、配套零组件的功能发挥更易实现,这些方面都胜于LCD面板。驱动终端厂商采用柔性OLED面板的动力进一步强化到手机产品形态的技术实现层面。换句话说,拥有供应商柔性OLED面板的产能是通向高质量全面屏手机的一条捷径。
因此,我们可以预见,全面屏的趋势进一步强化了柔性OLED面板的渗透率提高趋势。我们看好在柔性OLED面板领域积极进行布局的国内面板厂商,看好行业龙头企业及其产业链远期受益于OLED面板应用的趋势性机会,重点推荐京东方。
国内面板龙头在OLED面板布局方面进展积极。,京东方所投资建设的鄂尔多斯第5.5代AMOLED生产线项目,是中国首条、全球第二条5.5代AMOLED生产线。该项目于2011年8月开工建设,并于2013年11月21日在内蒙古鄂尔多斯点亮投产。此外,京东方2014年底还公告称将在成都投建第6代LTPS/AMOLED生产线项目,该项目投建完成后,京东方在中小尺寸高端显示技术的竞争力将得到进一步提升,该项目有望于2017年12月份实现6代柔性AMOLED量产,这是中国首条、全球第二条柔性AMOLED生产线。未来,公司投资的重点将集中于AMOLED等新一代显示技术,凭借新世代技术的布局,京东方有望携弯道竞速之势一举超越台日竞争对手,完成行业洗牌,从而与韩企形成稳定的鼎立寡头格局,进入盈利长周期。
伴随国际厂商投入减少、国内厂商持续扩产,未来行业向大陆地区转移趋势明显;在OLED领域,除三星和LG以外,其他日韩和台湾面板厂发展进度缓慢,大陆地区则积极投入,未来大陆地区在OLED领域也将占据重要地位。我们看好国内面板行业龙头企业穿越行业周期,完成行业洗牌笑到最后,我们持续关注国内面板厂商的发展,重点推荐国内面板龙头京东方。
2.3、技术难题+厂商博弈,薄膜外挂式方案将成主流
目前,根据触摸屏面板的结构包括:以触控屏厂商为主导的外挂式方案,以及由面板厂商主导的On-Cell 和In-Cell 两种内嵌式技术方案。拥有显示屏生产能力的显示面板厂商热衷于推动On-Cell或In-Cell的方案,即将触摸层制作在显示屏;而触控模组厂商或上游材料厂商由于具备较强的制作工艺和技术,则倾向于外挂式方案,将在保护玻璃上制作触摸屏。
在上一代智能手机触摸屏LCD中,内嵌式方案逐渐成为市场的主流,包括三星系产品的On-Cell 面板和苹果系产品的In-Cell 面板,而外挂式方案在LCD面板中由于厚度较厚渐渐份额下降。对于AMOLED显示技术而言,由于无液晶层In-Cell并不适用,目前主要是On-Cell和外挂式两种方案,而外挂式方案将成为主流方案。
从技术层面上看,薄膜外挂式方案是OLED面板最为可行的贴合方式。
On-Cell方案存在许多缺点:一是封装难度上升,难以实现水氧隔绝,OLED一旦受潮或者被氧气氧化会遭遇毁灭性创伤;二是生产良率低,ITO感应电极蒸镀后需要进行高温热退火这一步工艺,容易破坏其他功能薄膜的性能,影响良率。
玻璃外挂式方案将不会被采纳,因为玻璃具有不可折叠的特点,不能应用于柔性OLED面板。
薄膜外挂式方案的优势在于:首先,它可集成于柔性AMOLED上,采取纳米银电极可实现上千万次折叠,且纳米银的透光率比ITO透光率高;其次,触摸屏厂和AMOLED制造厂可分工来做,再进行模块的集成,成功率高,原始设计制造商的采购成本低。
从厂商利益上的博弈来看,薄膜外挂式与On-Cell之间的较量即为触屏模组厂和显示面板厂间的利益较量。
对于上游的显示面板厂和触屏厂来说,若采取薄膜外挂式,那么触屏厂和显示面板厂都能分到一杯羹,若采取On-Cell,那么大部分的利益都将被面板厂占据。
对于下游的终端厂商来说,供应链安全和专利问题使他们更倾向选择薄膜外挂式触控方案。在On-Cell方案上,目前三星一枝独秀,占有大量专利。其他厂商若采取三星的方案不仅成本高,而且容易对供应链造成威胁。三星站在柔性AMOLED领域的霸主地位上,其他面板厂商要想顺利生产出该方案的面板不仅面临工艺技术难题,而且需要规避三星的专利。
因此,综合来看,未来薄膜外挂式触控方案或将成为AMOLED面板的主流配套触控方案。
3、双摄像头:旗舰机标配确立,未来市场潜力大
3.1、双摄点燃用户新体验,启动手机成像大变革
单摄像头升级遭遇瓶颈,手机厂商寻求差异化卖点
智能手机摄像头主要由镜头组、红外截止滤光片、图像传感器、PCB板、固定器等物理部件组成。其工作原理是,拍摄景象通过镜头组生成光学图像,投射到图像传感器上,图像传感器将光学图像转换成电信号,电信号再经过模数转换变为数字信号,数字信号经过DSP(数字信号处理芯片)加工处理,再被送到处理器中进行处理,最终转换成屏幕上呈现的图像。
对于单摄像头而言,提升画质主要有增加像素点的数量和增多透镜的数目两种途径,可是这两种方式的技术提升与当前智能手机轻薄化的趋势相矛盾,因此想要在高像素领域中继续突破困难重重。
从差异化竞争策略的角度来看:近年来,智能手机后置摄像头的提升主要着眼在镜头性能水平上,向更高像素、更优画质的目标突破,目前已经基本可以满足大部分用户对于拍摄清晰照片的要求。国内智能手机市场更迭速度飞快,随着千位像素的手机摄像头在百元机上普及,高像素摄像头产品的市场竞争力被大幅削弱,厂商为寻求产品差异化卖点不得不另觅出路。
从用户体验来看:摄像头进入高像素领域后,像素水平继续突破所带来的用户体验提升并不明显。而从技术上看,像素水平大幅提高之后,摄像头的进一步升级也遭遇了瓶颈。
双摄方案另辟蹊径,克服单摄技术瓶颈
在像素瓶颈和厚度限制的制约下,双摄像头逐渐走进用户视野,成为智能手机差异化的新方向,其优势主要体现在以下四个方面:
扩大图像传感器面积,同时实现像素提升和感光面积增加:两个独立摄像头拥有更大的图像传感器面积,与单摄像头相比,有效增大了进光量,降低了在暗光环境下的噪点。在适当算法的辅助下,相当于同时增加了像素点的数目和单像素尺寸,突破了像素瓶颈,大幅提升画质,也降低模组厚度的要求,符合智能手机轻薄化的趋势。
具有测距功能,可进行景深拍摄、背景虚化、背景替换等多种功能:智能手机摄像头无法达到单反相机的大光圈,如果只有单个摄像头,不能实现景深拍摄。但是双摄像头利用两个镜头的视差,通过算法,可以测量出镜头与拍摄对象的距离。通过对准需要进行大光圈的物体,将其他不同距离的物体虚化,可实现全景深拍摄,呈现背景虚化、背景替换等多种效果。
突破体积限制,解决手机摄像头光学变焦难题:光学变焦对于单反相机而言,是一个基础功能,相机依靠调整光学镜头结构来放大或缩小需要拍摄的景物,光学变焦倍数越大,能拍摄的景物就越远。但是智能手机受制于自身的物理尺寸,长期以来无法实现光学变焦。双摄结构可以将左右两个摄像头的视场角设计成不同大小,分别获得所需的广角和长焦效果,从而解决了智能手机不能光学变焦的难题。
快速高动态HDR:自然界中真实存在的亮度差范围是108,人类眼睛所能看到的范围是105左右,但是镜头能记录的只有256种不同的亮度。随着照片曝光的增大,照片所表示的细节会由暗处向亮处改变。通常在大光比环境下拍摄,单摄像头因受到动态范围的限制,不能记录极端亮或暗的细节。双摄可以通过算法实现更智能的宽动态HDR,无论高光、暗位都能够获得比普通照片更当取景亮度范围,缩小光比,营造一种高光不过曝,暗调不欠曝的画质效果。
3.2、终端积极搭载双摄,全球市场亟待爆发
2011年,HTC推出了首款配备两颗500万像素摄像头的机型G17,但是由于技术不成熟,画质效果没有得到显著提升以及用户体验不佳,并未获得理想的市场反响。在之后的一段时间内,双摄像头一度不被业界看好。但近两年,伴随相关技术的成熟,出现在大众视线中的双摄具备了快速对焦、景深应用、变动光圈柔焦、夜拍降噪、光学变焦等在单摄像头时代渴望实现的拍摄效果,从而将双摄市场带入了快速成长期。
随着技术和工艺水平的提升,2014年以华为荣耀6plus、HTC M8为代表,升级后的双摄终端再次杀入市场,并逐渐站稳脚跟。2016年是双摄智能手机全面爆发的一年,不仅有iPhone 7 plus、华为P9两款热卖旗舰机型,红米Pro、荣耀V8、LG G5等智能手机机型均配备了各自不同镜头功能组合的双摄像头,向市场释放了双摄将成为手机拍摄差异化新风向的强烈信号。
根据IDC的统计,2016年全球智能手机出货量达14.7亿台,双摄像头模组集中出现在品牌旗舰机中,在智能手机中的渗透率达到5%,手机双摄像头模组的需求量达到7350万组,双摄在平板电脑中暂时还未出现。以市场模组价格23美元计算,2016年移动终端双摄市场空间为16.9亿美元。
我们预计2017年全球智能手机出货量将小幅上升,假设以5%增速测算将达到约15.4亿台,配备双摄的高端机型数量将进一步增加,假设手机双摄的渗透率升高至15%,则手机双摄模组的需求达2.32亿组;2017年平板行业也有望启动双摄时代,估计出货量约为1.87亿台,假设渗透率达到10%,则有0.19亿组双摄需求。基于此,预计2017年智能手机和平板电脑总共需要2.51亿组双摄模组,市场空间可达45亿美元。
不同于单摄像头,配备双摄像头除了两个独立摄像头本身的硬件水平以外,将两个摄像头制作成双摄模组的过程还需要高昂的设备资金,同时提升良率和设计算法也是制造双摄模组的重要门槛。
双摄可分为共基板(一体结构)和共支架(分体结构)两种类型的组成结构,通常有同视角同像素要求的双摄像头会采用一体结构,而其它类型要求较低的双摄像头多是采用分体结构。
对于一体结构来说,制造的难点主要在于AA制程。这种结构对偏移度、光轴倾斜度等参数要求严苛,良率极低,且不良品无法返修,导致一体结构的成本和销售价格都很昂贵。不过一体结构的成像效果比分体结构更好,市场更愿意接纳。
双摄与普通的单摄产品相比,在制造上有更高的难度,对技术和设备的要求都有层次上的提升。针对制造上的难题,行业普遍公认的解决方案是引进AA制程,但是双摄AA制程也给企业抛出了高成本、高技术的门槛要求。
根据Elefans在2015年的测算,当时单台AA设备的市场价格高达200万元,投入AA设备32台才能完成1KK/月的产能,则1KK/月双摄像头产能的设备成本高达6400万元。尽管目前AA设备价格有所下滑,但设备投资规模依然是远非一般厂商所能承受。
除了众所周知的良率瓶颈、制造难题之外,算法资源的稀缺也导致一些企业双摄进程停滞不前。双摄对软、硬件结合的要求远比单摄像头要高,功能的实现不仅倚靠硬件,还需要寻求算法的辅助。每个摄像头拍摄的画面相对独立,算法将这两部分图像信息整合在一起,形成最终的图片。算法作为双摄功能的核心,所有硬件结构都根据算法的需求进行设计开发,算法软件和物理硬件都是配备双摄的基础。
随着国内智能手机在双摄市场持续发力,摄像头模组厂开始积极布局延伸。2016年欧菲光在双摄产品业务上已经初现规模,依托于客户、资本和强大的执行力,国内摄像头模组龙头欧菲光未来有望受益于行业变革。
4、3D成像:实现二维到三维的交互跨越
3D代表着空间长、宽、高三个维度。普通的2D成像原理是用平面传感器(CMOS/CCD)接收被拍摄物体反射或者发出的可见光,从而形成二维图像,由于现实世界是三维世界,2D成像获得的图像信息存在特征信息的损失;3D成像则利用深度信息完美地弥补了这一缺陷,获取平面图形的同时还可以捕捉三维信息,为后期的图像分析提供了关键特征,计算机或智能设备据此才能够完整地复原现实世界。
3D成像不只是为了拍照,更关键的是要获取深度信息,重建真实世界以服务于后续的交互动作。如果只是要把照片拍好,那双摄已经可以基本满足要求;而如果要借助光学去人机交互,3D则必不可少。可以说,正是交互的需求催生了3D成像。作为拓展2D成像的手段,3D成像目前有三种主流解决方案:结构光、TOF和双目视觉技术。
双目方案算法实现非常复杂,寻找像间对应关系时需要特征提取、特征匹配等一系列复杂的算法,同时光照变化、光线明暗等外在因素的影响会对算法提出更大的挑战。相比于双目的被动方案,基于主动光探测的结构光/TOF具有算法简单,响应速度快,识别距离范围大等优势,因而更加契合交互场景的要求。而就TOF与结构光之间对比而言,结构光在便携性、成本、成像速度与延时方面占据优势,我们判断其将率先借苹果新机登陆前置镜头;而TOF抗干扰性更好,探测距离远,未来将在后置镜头大展拳脚,对接长距应用场景。
4.1、3D成像下游交互需求广泛,A客户占领技术制高点
我们再次强调,3D成像与2D成像最大区别在于提供了深度信息。深度信息意味着对真实世界更真实、更高质量的图像描述,配合人工智能时代激增的信息处理能力,可以围绕3D建模衍生出多样化的应用:从生物识别、VR/AR、到自动驾驶、无人机,3D成像大有可为。
例如,在生物识别系统中,3D成像获取的深度信息可与模型链接,迅速精准的完成匹配检测;在VR/AR方面,3D成像技术可快速扫描现实世界,建立虚拟世界模型,创建交互场景提供了微型化、快速化的解决方案。在AI领域,机器视觉是人工智能的下一个前沿,而3D成像技术则是机器视觉的关键解决方案。在汽车上,3D成像可以用于自动驾驶,通过3D成像技术对行车环境进行感知,从而获取环境信息以增加安全性,此外还可以用于汽车内的乘客离位检测。
智能手机中的生物识别
生物识别通过计算机与光学、声学、生物传感器和生物统计学原理等高科技手段密切结合,利用人体固有的生理特性和行为特征来进行个人身份的鉴定,包含指纹识别、语音识别、人脸识别、虹膜识别等。目前应用最为广泛的是指纹识别,而最具潜力的则是人脸识别和虹膜识别。
虹膜识别技术是基于眼睛中的虹膜进行身份识别。虹膜识别方法精度高、不易仿造,是安全性更高的一种生物识别,已应用于三星、富士通、华为等智能手机产品。对比3D成像,虹膜识别仍属于2D范畴,主要使用LED (light emitting diode)作为光源。虹膜识别难度较3D成像更低,且在方案上与3D成像有兼容之处,未来完全可能一并整合进3D成像之中。
人脸识别基于人的脸部特征信息进行身份识别,以往的人脸识别简单的使用普通的2D摄像头采集含有人脸的图像或视频流,并自动在图像中检测和跟踪人脸,进而与已有数据库进行比对,这往往会受到不同光线环境的干扰,而3D摄像头采集人脸的深度图像信息,在各种环境条件下都比2D成像对人脸的识别率更高。此外,三维的人脸识别还可以直接获取人体的面部表情和其他信息,从而可以间接的获取一些生理数据,与其他技术叠加出更加广泛的应用。
3D成像并非是只有概念的“空中楼阁”,而是有着强劲的下游需求支撑。我们判断3D成像技术在苹果引领之下,将率先在消费电子应用上(VR/AR、生物识别)大规模落地,随后逐步辐射到各行业,实现2D向3D的交互跨域。据YoleDevelopment预测,2016-2022年3D成像将在消费电子领域,以接近160%年均复合增速迎来大爆发。
苹果:多年技术积淀,收购PrimeSense占领行业制高点
苹果谋篇布局早已开始,在并购市场上尤为活跃。尽管3D成像尚未大规模导入手机,但苹果的布局却早已开始,积极通过外延并购跑马圈地:2011年收购面部识别公司Polar Rose,2013年以3.6亿美元收购结构光领头羊PrimeSense,获得了后者在3D成像领域丰富的积累;其后又收购多家算法和光学公司,今年再下一城拿下做人脸识别的RealFace。可以说经过多年谋篇布局,各环节的积淀都已相当雄厚,技术生态已成。
其中的核心是对整体解决方案商PrimeSense的收购,凭借一系列布局,苹果在3D成像领域占得先机。3D成像核心零组件如VCSEL、DOE等领域的龙头大厂也都在给苹果做试样,优质供应商悉数被苹果锁定,这也进一步坐实了我们前面的判断:如同“一代机皇”iPhone 4重新定义2D交互一样,3D交互的大革命也将由苹果率先开启!
4.2、3D成像重构光学产业链,驱动红外核心厂商高业绩弹性
3D与2D成像零组件有较大差异。一方面,3D成像的光电转换器件仍是平面传感器,类似于可见光CMOS,但是3D成像是通过特殊的技术手段去计算出深度信息,如计算时间、畸变等变量;另一方面,为了和2D成像相分离,避免可见光的干扰,3D成像必须使用特殊波段的主动式光源,而2D成像一般是记录物体反射的可见光,即使在暗光情况下的补光灯也非常简单,并不如3D成像一样对主动光的散射、平行、波段等有着严苛的要求。此外,两种成像方式由于接受的波段信息不同,使用的图像传感器CIS也不相同。因此,3D成像产业链将与传统的2D成像有所差异。
鉴于苹果率先引入前置结构光,我们以结构光方案为主重点讨论。3D成像在硬件上会新增红外摄像头和红外光源,硬件升级将重构产业链。
无论采用结构光方案还是TOF,都离不开核心的红外器件。手机用3D成像模块中,各核心元件价值占比将重构,红外器件相关的厂商将成为产业链核心,是3D成像红利的最大受益者。
3D成像将带来诸多新增零组件。在发射端,新增了红外激光发射器和辅助元件,包括衍射光栅和光学棱镜部件(如准直镜头);在接收端,除了可见光镜头外,还新增红外接收部分,包括镜头、红外传感器和窄带红外滤光片,而图像处理器IC由于算法上的复杂性,也将比单纯的2D成像IC成本更高。总而言之,3D成像带来的产业机会比2D成像只增不减,大幅提振产业链价值的同时改变价值分配,驱动红外核心厂商高业绩弹性。
5、无线充电:技术逐步成熟,期待行业迎来爆发转折点
5.1、技术和成本上的瓶颈逐步攻克,助力无线充电发挥其相对优势
智能手机无线充电有两大技术,三大标准
无线充电技术是指具有电池的装置不需要借助于电导线,而是在发送端和接收端用相应的设备来发送和接收产生感应的交流信号来进行充电的一项技术。目前无线充电技术有4种,用在手机领域主要有两种:电磁感应技术和电磁共振技术:
电磁感应式:该技术需要两个线圈:发射端的线圈和接收端的线圈。将其分别放在两个分离的设备中,当电能输入到发射端线圈时,就会产生一个磁场,磁场感应到接收端的线圈,就产生了电流。
磁共振式:该技术同样要使用两个规格完全匹配的线圈,一个线圈通电后产生磁场,另一个线圈因此共振、产生的电流就可以完成充电。
无线充电技术可以使得手机不需要直接插接电线就可进行充电。无线充电已经应用多年,如2012年的Lumia 920就使用了无线充电技术。目前手机中应用的无线充电技术一般都是电磁感应式的,而体型较大的电动车所采用的无线充电技术一般磁共振式的。三星S6/S6 edge采用的无线充电技术更是支持无线快充功能。
手机无线充电有各个协会制定的不同标准,不同标准之间不通用。主流的无线充电技术有一下三大标准。
Qi标准。Qi是全球首个推动无线充电技术的标准化组织无线充电联盟WPC推出的“无线充电”标准,具备便捷性和通用性两大特征。首先,不同品牌的产品,只要有一个Qi的标识,都可以用Qi无线充电器充电。其次,它攻克了无线充电“通用性”的技术瓶颈,在不久的将来,手机、相机、电脑等产品都可以用Qi无线充电器充电,为无线充电的大规模应用提供可能。Qi使用的是电磁感应式的无线充电技术,支持的手机数量也较多,前文提到的Lumia 920就是采用的Qi标准。
A4WP标准。A4WP是Alliance for Wireless Power标准的简称,由美国高通公司、韩国三星公司以及前面提到的Powermat公司共同创建的无线充电联盟创建。A4WP采用的技术原理与Qi不同,其采用的是磁共振式无线充电,相比于Qi,A4WP采用了更大的输出线圈,能同时为多台设备充电。同时由于设定了精确的共振频率,即使微弱的感应磁场也能为设备充电,这意味着A4WP的充电范围将会比Qi大得多。
PMA标准。PMA(Power Matters Alliance)标准是由Duracell Powermat公司发起的,而该公司则是由宝洁与无线充电技术公司Powermat合资经营,拥有比较出色的综合实力。PMA标准的技术原理与Qi大同小异,也是采用电磁感应式无线充电技术,只不过与Qi标准频段不同。前文所说的三星无线快充就是支持PMA标准的。
目前对无线充电技术制约最大的两个方面,一是充电效率较低,一是距离限制较大。对于充电效率低这方面,三星在去年做出了很好的努力,其无线快充产品已经达到较理想的充电速度。对于距离方面,由于原理的限制,电磁感应式如Qi很难有距离上的突破,而采用谐振式甚至无线电波式则可对距离方面有较大的改善。Energous公司研发的Wattup技术可以支持4.6米距离的无线充电,据悉有可能与苹果进行相关合作。
无线充电相比有线充电具有便利、安全、通用优势,技术和成本的劣势则不断被攻克
无线充电相比有线充电有如下三个方面的优势:
便利性:将手机放置在充电板上就可以进行充电,无须对接口进行插拔。
安全性:一方面,没有外露的连接器,漏电、跑电等安全隐患可以避免;另一方面,可以避免有线充电方式中边充电边打电话的安全隐患。
通用性:无线充电技术成熟时有望可以共用一个无线充电器,可解决当前充电设备越来越多且每个型号产品的充电线的都互不兼容的问题。
制约无线充电发展的因素(技术和成本)正在逐渐被攻克。无线充电在推出时普及程度不如预期,原因是充电功率和效率过低以及成本较高两个因素制约了其发展,但无线充电近年来在这两方面发展迅速:
充电功率和效率提高:最新推出的Qi v1.2充电功率可达15W,充电效率可达80%,大大缩小了同有线充电之间的差距。
成本不断下降:无线充电模组价格已经从刚推出时的几百元下降至几十元,5W无线充电单模装置成本已降至2.2美元左右。
5.2、无线充电大势所趋,接收端和发射端市场空间大
随着技术和成本问题被不断攻克,无线充电越来越受青睐,将是大势所趋。根据调研机构IHS的预计,2016年已经有超过25款智能手机、20款智能手表、200种充电板、150种智能手机壳和50款车型实现了无线充电功能。WPC在2016年12月份进行了一项全球调查,发现80%以上的消费者对无线充电的各项指标表示满意。预计未来无线充电的渗透率将进一步提升,产业链迎来快速增长机会。
发射端和接收端市场空间大。无线充电主要包括发射端与接收端两大部分,据IHS数据统计,2016年全球无线充电接收端产品出货超过2亿件,其中与智能手机相关的接收端出货超过1.6亿件,超过8000万件无线充电发射端与其配售,预计到2020年,无线充电接收端出货量将突破10亿件。市场空间大,增长速度快。
2017年iPhoneX实现无线充电导入,引领产业链潮流。2017年2月,苹果宣布加入WPC。而且苹果一直在积极开发无线充电技术,已获得相关专利。2017年iPhone十周年在机型中采用无线充电,将引领产业链方向。