光學鏡頭模組成本結構、產業鏈及看點在哪？

CIS 占據鏡頭模組成本的 52%。

1、 光學鏡頭模組：占手機 BOM 成本 15%左右

手機的光學鏡頭模組通常由鏡頭組、CMOS 圖像傳感器、閃光燈模組、PFC 柔 性電路板以及相應的支架、后蓋等支撐包裝件組成。模組中的光學鏡頭通常由多塊 玻璃鏡片或塑膠鏡片組合而成，鏡頭設計即對鏡片數量、材質、厚度、空氣間隔等 變量進行設計，以達到理想的成像效果。

CIS 占據鏡頭模組成本的 52%。從成本結構來看，鏡頭模組的重要組成部分主 要為光學鏡頭、音圈馬達、紅外濾光片、CMOS 圖像傳感器等。據華經產業研究院 2020 年數據， CIS 占攝像頭成本的 52%，光學鏡頭占比 20%，模組封裝占比 19%。

相機模組占手機 BOM 成本通常在 15%以內：以 iPhone14 Pro Max 為例，其 BOM 成本中屏幕占比 20%，處理芯片占比 20%，相機占比 11%，其中相機模組成本占比 相對于 iPhone13 Pro Max 提升 1 個百分點，主要是因為 iPhone14 Pro Max 上搭載了 新款 48MP 的主攝。三星 Galaxy S23 Ultra 中相機模組占比 14%，其鏡頭方案為三星 提供的 200MP 廣角和 12MP 前攝，索尼提供 12MP 超廣角、10MP 長焦和潛望式長 焦。

2、 光學鏡頭產業鏈：廠商集中在中國大陸和中國臺灣等地

光學鏡頭和模組屬于光學產業鏈的中游。光學產業鏈上游主要為生產光學元件 和組件所需要的光學玻璃、鍍膜材料等原材料，中游為透鏡、棱鏡、濾光片等元件 以及鏡頭、模組等組件，下游主要為手機、車載等攝像頭模組終端廠商。

競爭格局：手機鏡頭方面，月產能在 100kk 及以上的為舜宇光學科技（180kk）， 大立光（150kk）和玉晶光（100kk），產品結構豐富，主要出貨 5P-8P 中高端手機鏡 頭，生產基地集中在臺灣、江浙等地，客戶群體覆蓋蘋果、華為、OPPO、小米等頭 部終端廠商。2P-4P 左右的低端鏡頭產品主要生產基地在大陸，客戶群體以小米、傳 音和聯想為主。手機攝像頭模組方面，舜宇光學、歐菲光和丘鈦科技分別擁有 75kk、 70kk 和 65kk 的月產能，下游主要為小米、OPPO、vivo、華為等手機廠商，且公司 均在積極擴展車載、XR、無人機和 IoT 等領域。

3、 光學鏡頭看點 1：鏡頭向玻塑混合和潛望式鏡頭升級

3.1、 玻塑混合鏡頭：成像性能優，成本顯著高于塑膠鏡頭

玻塑混合鏡頭可以兼具塑膠鏡頭和玻璃鏡頭優點。目前手機攝像頭大多使用塑 膠鏡片，塑膠鏡片工藝難度和成本較低，重量輕，適合智能手機這類注重便攜性的 下游應用。玻璃鏡片透光性和抗高溫性更好，但工藝難度和生產成本更高，常用于 高端監控攝像頭、車載和軍事等領域。玻塑鏡頭透光性優于塑膠鏡頭，成本和難度 低于玻璃鏡頭，較好地結合了兩者的優點，逐漸開始使用在監控和智能手機中。

與三片式塑膠鏡頭（3P）相比，2G1P 采用兩片玻璃鏡片代替塑膠鏡片，分辨率 從 200 萬提升到 310 萬像素，視場角從 60°擴大到 66°，MTF 值在極限頻率下從 0.12 增加到 0.15（MTF 值是對鏡頭銳度、反差和分辨率進行綜合評價的數值，MTF 值越大說明鏡頭性能越好），說明 2G1P 鏡頭的成像質量更佳。

玻塑混合鏡頭具有以下優勢：（1）更大光圈及進光量：玻塑混合鏡頭相比同等 規格塑膠鏡頭能夠實現更大光圈以及更多的進光量，可增強對噪點的抑制能力，提 升高頻解析力，從而更好地適應消費者對于成像清晰度和暗光性能需求。（2）更好 的熱穩定性：玻璃材質熱穩定性好，可基本消除溫度引起的像場彎曲。（3）更高的 解析力和更好的色差控制：利用超低色散玻璃可有效抑制色差和幾何相差，提高解 析力和整體成像質量。

制造玻璃鏡片方法主要有 GMO 模造玻璃工藝、WLG 晶圓級玻璃工藝和 WLO 晶圓級光學工藝。目前行業中普遍采用 GMO 模造玻璃工藝生產玻璃鏡片，該工藝 較容易實現，但 GMO 中普遍為單模仁模具，模穴數量少會導致制造效率偏低，較難 以經濟高效的方式大規模量產。WLG 將玻璃晶圓通過軟化、高精度模具對位、加熱 成型、切割等方式加工成型，在大批量量產可行性、生產效率、鏡片精度和性能方 面具有優勢。WLG 工藝主要由辰瑞光學引領，辰瑞光學于 2010 年收購擁有精密光 學玻璃模具加工技術的丹麥出廠公司 Kaleido，并以此為基礎布局 WLG 技術的研究 開發。WLO 采用半導體光刻、固化、切割的方式制作玻璃鏡頭，具有尺寸小、一致 性好等特點，但由于半導體工藝和流程更為復雜，技術成熟度相對較低。

量價方面：目前玻塑混合鏡頭體量小，單價高。現階段玻塑混合鏡頭的供應商 主要為大立光、舜宇和瑞聲科技子公司辰瑞光學。以辰瑞光學為例，公司 2021 年塑 膠鏡頭銷量為 5.38 億件，玻塑混合鏡頭銷量 201.2 萬件，銷量僅為塑膠鏡頭的 0.4%， 體量差異較大。從銷售單價來看，2019-2021 年玻塑混合鏡頭的平均單價為 21.7 元/ 件，遠高于塑膠鏡頭 3.2 元/件，其中玻塑混合鏡頭 2020 年單價最高達到 33.3 元/件。

從搭載機型來看，存在以下特點：（1）主要為國內安卓系廠商搭載，以小米、 OPPO、Vivo 為代表，海外廠商三星、蘋果等搭載較少；（2）搭載機型均為該品牌中 高端旗艦機型，終端售價也處于中高端價位；（3）玻塑混合鏡頭通常采用 1G6P 方案， 搭載于后置主攝位置。總體來看，受限于高成本等因素，目前采用玻塑混合鏡頭的 手機型號較少。未來隨著成本下降，以及各廠商對成像效果的進一步追求，玻塑混 合鏡頭滲透率有望逐漸提升。

3.2、 潛望式鏡頭：增強手機長焦能力，蘋果于 iPhone15 中首次搭載

潛望式長焦鏡頭，手機光學創新帶動增長。潛望式鏡頭是提高手機攝像頭變焦 倍數的關鍵，它將原本豎排放置的攝像頭在手機內橫向排放，并以特殊的光線轉向 微棱鏡，讓光線折射進入鏡頭組，從而為鏡頭組提供更長的空間選擇。潛望式鏡頭 利用了手機內部的橫向空間，在保持手機盡量輕薄的同時大幅度提高手機遠攝能力。 與普通光學變焦相比，潛望式鏡頭變焦倍數更大，看得更遠，成像效果更優。 目前蘋果、華為、小米等均有搭載潛望式鏡頭的產品發售，最長等效焦距為 240mm。早期的潛望式長焦鏡頭主要由安卓市場引導，華為 P30 Pro、OPPO Reno10 等機型打開手機遠攝的市場。從焦距來看，華為 P40 Pro+和三星 S22U/S23U 的物理 焦距分別為 28.75mm 和 27.2mm，等效焦距分別為 240mm 和 230mm，為統計樣本中 等效焦距最長的兩款產品。蘋果于 iPhone15 Pro Max 中首次搭載潛望式鏡頭，該鏡 頭采用四次反射結構，等效焦距為 120mm。蘋果的加入有望帶動潛望式鏡頭滲透率 的持續上升。

蘋果的潛望式方案相比安卓方案更為復雜但整體性能更好。傳統潛望式棱鏡通 常采用一塊 45°角的棱鏡方案，光線在棱鏡內部只經過一次全反射就射出。蘋果的 潛望式棱鏡方案中，光線在棱鏡內會發生四次全反射，同樣的體積下光程更長，便 于得到更長的焦距。

4、 光學鏡頭看點 2：CIS 向小 Pixel 大光學尺寸升級

4.1、 CIS：光電轉換第一步，決定成像效果的關鍵部件

CMOS 圖像傳感器（CIS）將光信號轉換為數字信號：光線穿過鏡頭投射到圖 像傳感器，圖像傳感器上的像素陣列通過光電效應將光子轉換為電子，隨后積累的 電荷傳輸到檢測節點被轉換為電壓，再由模數轉換器將其轉換為數字信號。經過 CIS 處理后得到的數字信號通過圖像處理器（ISP）進行進一步處理，最終形成屏幕上的 圖像。CIS 完成第一步光信號的轉換，充當手機、相機等設備的“眼睛”角色。

CIS 結構：前照式→背照式：CIS 由微透鏡、顏色過濾器、金屬布線和光電二極 管組成。傳統前照式結構中，光學由微透鏡匯聚并穿過彩色過濾器和金屬布線達到 光電二極管完成光電轉換。前照式結構中光信號在傳輸過程或達到光電二極管之前 就被反射丟失，對傳感器的光學透過率影響較大。為了提升傳感器性能，索尼公司 研發背照式結構，在硅晶圓一側制作所有電路并將晶圓翻轉倒置，從硅晶圓的背面 進行光的照射，可以消除 FSI 中金屬布線的影響，增加單位像素進光量。背照式結 構還可以抑制光線入射角度變化導致的感光度下降問題，在昏暗場景中也能拍到高 畫質影像。

堆棧式結構：兩層堆棧→三層堆棧：2012 年，索尼在背照式的基礎上推出堆棧 式結構，堆棧式 CIS 把原本與像素處于同一平面的邏輯電路與像素層分開，形成像 素層和邏輯芯片兩層，可進一步實現圖像傳感器和像素的小型化。堆棧式結構中像 素部分和電路部分獨立設計，像素部分可以針對高畫質進行優化，電路部分可針對 高性能進行優化，在保證影像畫質的前提下可大幅提升成像速度，契合智能手機需 求。2017 年，索尼在雙層堆棧的結構上增加一層 DRAM 芯片以提升 CMOS 的數據 處理速度，推出三層堆棧產品 IMX400。DRAM 可以臨時存儲高速讀取的信號，并 以最佳速度輸出數據，在手機端實現慢動作攝影功能。

4.2、 手機 CIS 市場：像素結構有所調整，中高端向 50M 集中

據 TrendForce 數據，2023 年全球智能手機鏡頭模組出貨量預計為 40.65 億顆， 同比下滑 8.9%，繼 2022 年以來再次下滑且幅度加大，主要因為 2023 年經濟恢復不 及預期，以及部分廠商采取較為保守的生產策略使得手機生產總量較 2022 年下滑。 2024 年全球手機鏡頭模組出貨量有望回升至 41.71 億顆，同比增長 3%。

手機后置三攝占比持續提升，48MP 以上 CIS 占比提升明顯。據 Trendforce 數 據，預計 2022 年全球手機后置三攝的滲透率從 34%提升至 44%，后置四攝及以上滲 透率維持在 21%，體現各手機廠商不再單純于攝像頭數量上進行競爭，后置三攝逐 漸成為最主流的方案。從像素結構來看，據 TechInsight 數據，2023 年預計 16MP 以 下的 CIS 出貨量占比為 70%左右，占據全球手機 CIS 大部分份額。16MP 及以上的 像素中，48M-100MP 的 CIS 出貨量提升明顯，有望從 2020 年的 10%左右提升至 2023 年的 20%左右。48MP-100MP 占比提升的主要原因在于 48MP 和 50MP 的大量出貨。 其中 48MP 自 iPhone14 Pro 開始大規模搭載于蘋果手機中，50MP 則廣泛搭載于安卓 的旗艦機主攝中。

2023H1 三星 50M 小 pixel 出貨量最大，低像素格科微優勢明顯：TechInsights 統計了 2023H1 全球出貨量最大的 CIS 芯片型號，除去參數缺失的型號，我們整理了 剩下 15 款 CIS 芯片的參數情況。2023H1 全球出貨第一的 CIS 型號為三星 S5KJN1， 像素 50MP，像素大小 0.64μm，光學尺寸 1/2.76"，廣泛搭載于安卓旗艦機超廣角后 攝中，為出貨量排名前 20 中像素最高的 CIS 產品。索尼 IMX803 的 48MP 為第二高 像素的 CIS 芯片，搭載于 iPhone14 pro 和 iPhone14 pro max 上。除去前述的 50MP 和 48MP 產品，剩下的 CIS 產品像素均在 16MP 以下，且 2MP 和 5MP 出貨量大。格科 微的 GC02M1B（2MP）、GC2375（2MP）、GC5035（5MP）出貨量排名靠前，體現 其在低像素產品市場的掌控力。

4.3、 手機 CIS 技術：向小像素、大面積 CIS 升級

小像素：小像素可以在相同光學尺寸的情況下提升分辨率，主要由三星引領。 過去十年三星手機CIS 分辨率從 10MP 提升至 200MP，像素大小從 5.6um減小到 2021 年的 0.64um，2022 年三星推出的 ISOCELL HP3 200MP 圖像傳感器進一步將單位像 素尺寸縮小至 0.56um。像素相同的情況下，單位像素尺寸的縮小可以使傳感器和模 組的物理尺寸變得更小，進而減小整個鏡頭尺寸和寬度。但更小的像素尺寸可能導 致設備中進光量減少，或者相鄰的像素之間會互相干擾。三星小像素 CIS 芯片的成 功還取決于其 ISOCELL 技術。 普通背照式傳感器的像素接收到過多光之后容易溢出影響到相鄰像素。 ISOCELL 技術在圖像傳感器的像素之間形成一道物理性絕緣體，用來防止像素內的 光信號外漏以及像素之間光信號的串擾影響。ISOCELL2.0 技術中升級像素隔離層的 材料，解決金屬隔離層造成的光線損耗問題，并在彩色濾鏡之間新增屏蔽層，進一 步提升感光靈敏度。ISOCELL 成功的關鍵為三星的專有技術全深槽隔離（DTI）技 術，該技術從 DRAM 技術中延用過來，可以在 CIS 中提供更薄、更深的硅壁，提高 ISO 并減少串擾，成功將像素尺寸提升至 0.56um。

大尺寸 CIS：CIS 尺寸大小決定感光面積大小，從而直接影響成像質量。通常專 業相機的 CIS 大小為 APS-C 畫幅（22.5mm*15mm）或 135 全畫幅（36mm*24mm）， 面積為 1/2.5 英寸（8.1mm*6.1mm）手機 CIS 面積的 7-17 倍，從根本上提升了專業 相機的成像素質。手機的 CMOS 尺寸隨著技術發展持續迭代，以索尼為例，早期產 品 IMX214 的 CIS 尺寸為 1/3.06 英寸，后逐漸升級，用于 iPhone13 Pro Max 的 CIS 尺寸為 1/1.65 英寸，IMX766 尺寸為 1/1.28 英寸，目前索尼 IMX989 的尺寸已達到 1 英寸。