1.CIS芯片是最終產品的核心部件。
1.1 CIS芯片是相機的關鍵部件。
傳感器分為兩類:CCD傳感器和CIS傳感器。CCD傳感器主要用於單反相機和工業應用。CIS傳感器由於體積更小、成本更低，廣泛應用於手機、汽車、安防、醫療等場景。
CIS芯片作為相機產品的核心芯片，決定了相機的成像質量。CIS芯片通過將光信號轉換成電信號來捕獲圖像信息。相機產品壹般分為三個核心部件，分別是CIS芯片、光學鏡頭和音圈電機。其中，CIS芯片是相機產品中價值最大的關鍵部件。根據TrendForce的統計，手機攝像頭模組中CIS芯片的價值約占50%。
1.2第壹次技術變革:3360背照式取代了前照式。
CIS工業的第壹次技術變革是BSI的背照式方案，而不是FSI的前照式方案。在傳統的FSI前照式CIS方案中，光依次穿過片上透鏡、濾色器、金屬電路和光電二極管，光被光電二極管接收並轉換成電信號。由於金屬電路會影響光線，光電二極管最終吸收的光線不到80%，所以弱光場景下的拍照效果明顯不如BSI方案。
在BSI背光方案中，改變金屬電路和光電二極管的位置，光線依次通過片上透鏡、濾色器和光電二極管，消除了金屬電路對光路的幹擾，受光量和效率會顯著提高。
2009年是BSI CIS量產的第壹年。索尼和豪相繼發布並量產BSI相機傳感器產品，標誌著BSI解決方案的大規模商用。得益於顯著的性能優勢，BSI取代FSI的趨勢不可阻擋，BSI滲透率從2009年的1.9%快速提升至2015年的70%。
1.3第二次技術變革:堆疊代替背光
CIS芯片技術的第二次革命是堆疊式技術方案取代了背照式方案。本發明的堆疊技術方案將像素感測單元和邏輯控制單元由水平堆疊改為垂直堆疊，大大增加了圖像感測單元在芯片面積中的比例。
堆疊技術方案的發展趨勢是從兩層芯片堆疊到多層芯片堆疊。兩層堆疊方案堆疊像素模塊晶片和數字電路處理晶片。在3層堆疊方案中，堆疊像素模塊晶片、DRAM存儲器晶片和數字電路處理晶片。堆疊技術的使用提高了CMOS圖像傳感器的高速拍攝能力，其處理速度比傳統圖像傳感器高4倍。
技術變革的推動者是索尼。索尼於2012年發布了首款雙棧CIS芯片，產品命名為“EXMOR RS”。圖像感測單元和邏輯控制單元分別制作在兩個晶片上，感測單元和邏輯控制單元通過TSV技術互連。
2017年，索尼在ISSCC發布會上發布了首款三層堆疊CIS芯片。索尼圖像傳感單元、邏輯控制單元(ISP芯片)和DRAM芯片堆疊在壹起。這款CIS芯片實現了1930萬像素，單個像素面積為1.22x1.22um，片上集成了1Gb DRAM內存。該CIS芯片可以拍攝120fps的高幀率圖像，並提供960fps的FHD超慢動作回放。
堆疊技術大大增加了單個感測單元中像素層的面積比。在傳統方案中，像素層僅占據芯片表面的60%。通過使用堆疊技術，像素層的面積比可以增加到90%。隨著像素層面積比的增加，CIS芯片的物理尺寸明顯減小。堆疊式CIS (Stacked CIS)具有優異的性能，已經在量產的高端應用中使用，並逐漸向低端應用擴散。
2.1手機攝像頭像素變化
頂配機型的攝像頭配置分為兩個方向，壹個是追求高像素尺寸，壹個是追求大像素尺寸。蘋果的技術方向側重於追求大像素尺寸。近幾年iPhone的像素值是654.38+02萬像素。
2.2從配置看相機趨勢
從華米OV四大國產手機品牌廠商來看，48M和三攝像頭是各廠商品牌差異化的核心點。
小米是48M的忠實粉絲，在千元機價格區間推出了型號為紅米Note7的48M攝像頭配置。總體來看，小米在紅米Note7、紅米K20、小米9等機型上搭載了48M的產品。
華為推出了2000元價位段的48M攝像頭配置。Nova 5i pro後置配置采用4800萬像素800萬像素超廣角200萬像素微距200萬像素景深鏡頭組合，前置配置采用3200萬像素攝像頭。
4800萬手機在安卓陣營迅速蔓延。安卓陣營的主流廠商三星、華為、小米、Vivo、Oppo都推出了48M的手機。
2.3 48M已經成為旗艦機中的主流配置。
2.3.148M相機用戶體驗顯著提升，在安卓手機陣營迅速普及。
48M相機拍照的用戶體驗明顯提升。用戶可以通過拍照獲得4800萬像素的高分辨率照片。通過放大照片，他們可以清楚地看到照片的紋理細節，這遠遠優於傳統的12M相機。
OPPO Reno，vivo X27(高配版)，魅族16s，華為nova 4，榮耀V20，紅米Note 7 Pro後置傳感器都是索尼的IMX586，而紅米。
Note7、聯想Z6 Pro、諾基亞X71等產品都有三星旗下ISOCELL GM1的後置攝像頭傳感器。
48M相機有兩種工作模式。在光線不好的情況下，四個小像素組合成1.6微米的大像素，輸出1200萬像素的高質量圖像。在良好的照明條件下，48m相機輸出48M像素的高分辨率圖像。
2.3.2 48M市場:索尼、三星、豪壟斷。
目前全球只有三家廠商具備4800萬像素CIS芯片的供貨能力，分別是索尼、三星、威爾收購的豪威爾科技。索尼和豪的4800萬像素，有直接靠硬件顯示圖像的能力。但三星的GM1並不具備硬件直接產生4800萬像素圖像的能力，比索尼和豪的產品略差。
2 . 3 . 3 48米市場空間的計算
48M產品主要在中高端市場取代傳統的20M/24M相機方案，向中低端手機市場滲透。2018年，中國大陸市場2400萬產品出貨量約為1億件。我們的產業鏈研究顯示，國內主流品牌對48M產品趨勢的認可度較高，預計2065.438+09年48M國內市場出貨量將達到654.38+0.5億件。以單個7美元計算，48M相機芯片國內市場規模約為6543.8美元+0.5億美元。
2.4三攝逐漸成為主流，四攝五攝興起。
2.4.1三攝逐漸成為主流。
2019是三攝攝影普及的大年。安卓陣營的三星、LG、華為、小米、Oppo、Vivo都推出了後置三攝手機。三攝配置在提高場景適應性方面有了質的飛躍。面對遠距離拍攝場景，傳統的單攝像頭方案效果不佳，主攝像頭和長焦鏡頭的配合可以明顯提升用戶體驗。蘋果今年新壹代手機有望采用後置三攝配置，安卓和蘋果陣營全面進入三攝時代。
三款相機的主流配置是主相機長焦光學變焦鏡頭，超廣角鏡頭，通過切換不同相機實現單反相機效果。
2.4.2三槍之後，多槍趨勢明確。
三星A9S後置四攝手機。“三拍”的基本配置是“廣角長焦主拍”的組合，“四拍”壹般是在“三拍”的基礎上增加具有“微距”、“虛化”或“3D”功能的相機。
2065438+2009年2月，諾基亞在巴塞羅納MWC展會上發布了諾基亞9 PureView手機。諾基亞9 PureView是全球首款五攝像頭手機，配備五個1200萬像素後置攝像頭。對於中高端市場，價格為700美元。
2.4.3“三拍”大大增加了CIS芯片的使用量。
三槍有望復制兩槍快速穿透的過程。雙攝像頭從2016開始滲透，三年在中低端手機全面普及。對於消費者來說，三攝實現了多種拍照場景的覆蓋，滿足了消費者“拍得遠”和“拍得清”的多重需求。
我們預測2065，438+09年三社滲透率將達到15%，今年三社手機出貨量將達到2.3億臺。華為是三攝像頭的領跑者，逐步將三攝像頭的配置從旗艦機型提升到中低端機型。
三槍大大增加了CIS芯片的使用。隨著三攝像頭的普及，單個模塊的CIS芯片數量已經達到三個，比兩個攝像頭高出50%。
隨著“三攝”的流行，2019手機對CIS芯片的需求開始增加。預計到2022年，全球智能手機對CIS芯片的需求將達到50億，較2018增長47%。
2.5手機攝像頭產業鏈梳理
手機攝像頭產業鏈的上遊原材料有玻璃、覆銅板、銅材等。中遊組件包括相機鏡頭、音圈電機、CIS芯片、手機模塊組件。
手機攝像頭行業CIS占比最高，其次是CCM組裝和鏡頭。根據Yole的統計，2018年相機行業總產值為2710億美元，預測2024年將達到457億美元。在相機價值鏈中，CCM組裝、鏡頭生產和VCM產值分別占365，438+0%、65，438+05%和9%。
過濾器鏈接:
濾鏡是相機鏡頭上的壹層鍍膜，用來抑制紅外光，提高拍照質量。國內優秀的濾光片企業有水晶光電、吳芳光電。
鏡頭鏈接:
在手機鏡頭生產市場，達利光壹直保持行業領先地位。2015年，達利光占整個手機攝像頭市場份額的35%，而當時的虞舜光學科技僅占據9%的市場份額，在所有廠商中排名第二。直到2018，虞舜光學科技才在出貨量上趕上大立光。
音圈電機:
音圈電機的制造商主要來自日韓和中國，領先的制造商有阿爾卑斯、TDK、三菱和家化。音圈電機國內代表企業有中藍、三美達、碧綠。
音圈電機保持快速增長趨勢。2014年全球手機音圈電機消費108億，國內產量6億。預計到2020年，手機音圈電機將達到28億臺，國內產量也增長到654.38+0.68億臺，同比增長654.38+0.86%。
手機攝像頭模塊:
在手機攝像頭模組行業，深圳市歐膜科技有限公司、虞舜光學科技、秋體科技占據行業領先地位。2065438+2009年6月，深圳歐膜科技股份有限公司出貨量44.5千片，占全行業16.7%。虞舜光科技出貨量43.2KK，占全行業16.2%。前十大公司占整個市場的80%。相機模組是智能手機光學的核心應用領域，需要具備鏡頭、濾鏡、VCM、攝像頭芯片等零部件的集成封裝能力。
3.1日本索尼，韓國三星，中國豪控制主要份額。
Yole Development數據顯示，2017年全球CIS芯片產業產值為139億美元，較2016年增長19.9%，未來五年仍將保持9.4%的復合增長率。預計2023年獨聯體市場規模將達到220億美元左右。
CIS芯片行業競爭格局呈現“三強鼎立”的局面，索尼、三星、中國豪占據行業第壹梯隊位置，三家廠商控制了CIS芯片市場的主要份額。YOLE最新報告數據顯示，前三大CIS芯片廠商的市場份額總和為73%。
日本索尼在創新方面引領行業，占全球CIS市場的40%。索尼是蘋果手機攝像頭芯片的唯壹供應商，產品性能領先業界。前期豪主要以中端市場為主，市場份額行業第三。近年來，豪開始了“回歸高端”的戰略，加大高端產品的研發投入，與行業第壹廠商的差距不斷縮短。三星采取了生產和產業鏈壹體化的策略，形成了手機終端、面板屏幕、存儲芯片、攝像頭芯片等關鍵零部件的生態系統。
三星集團有六大事業群:存儲、LSI、晶圓代工、顯示器、手機和消費電子。相機芯片業務作為三星LSI部門的產品線，需要滿足內部手機部門的需求，獨立銷售。目前，三星攝像頭芯片的市場份額位居行業第二。
海力士、格科維、安森、松下、STM、SmartSens等企業位於第二梯隊。海力士和格科威主要以中低端市場為主，出貨量在行業前五，但產品均價較低。安森美、STM、松下定位於安防、汽車等行業。產品平均單價較高，但出貨量較低。
3.2 CIS芯片產業下遊使用結構
CIS芯片下遊主要需求來自手機的貢獻，手機產值占CIS芯片2017全球產值的67.86%。其次是消費使用、計算機、汽車和安防使用，分別占CIS下遊需求的8.10%、9.33%、4.73%和5.65%。
3.3 CIS芯片制造能力分布
根據晶圓直徑統計，2017年全球CIS芯片產量為242.2萬片12英寸晶圓，相當於月產量約20萬片CIS芯片，比2016年全球產量增長2.3%。
CIS芯片產業鏈主要有兩種模式。壹種是IDM(垂直集成制造)，以索尼、三星為代表。企業業務涵蓋芯片設計、芯片制造、芯片封裝測試全過程。第二種是無廠代工代工模式，以郝偉科技為代表。企業主要負責設計和部分封裝測試，將芯片制造交給代工廠代工，再將加工好的芯片交給封裝測試廠商進行封裝測試。
在CIS晶圓的制造過程中，全球排名前三的CIS晶圓廠分別是索尼、三星和臺積電，其產能占比分別為38%、20%和16%。SMIC和華力微電子的CIS晶圓國內產能分別居世界第四和第五位。
3.4索尼資本支出翻倍，CIS芯片進入五年景氣周期。
CIS芯片行業的繁榮高峰即將到來，頭部廠商積極擴大生產。排名前三的公司中，索尼和三星屬於IDM模式，豪屬於無晶圓廠模式。索尼和三星有自己的晶圓制造生產線，豪威的芯片制造環節委托給了臺積電、華力微電子和SMIC。
多攝像頭是手機光學革新的明顯趨勢。三攝即將成為主流配置，四攝五攝的時代不再遙遠。面對清晰的多攝像頭趨勢，頭部CIS芯片企業開始了擴張計劃。2018年，行業領先廠商索尼在CIS芯片業務上的資本支出翻了壹番。索尼推出了兩個三年資本支出計劃，並保持了六年的高資本支出趨勢。第壹階段計劃在2018-2020年三年內投資450億人民幣擴大CIS芯片產能。二期規劃投資強度略低於壹期規劃，但高強度投資趨勢不變。我們認為相機芯片行業已經進入了壹個高調的周期，這個周期將持續5年以上。2019至2024年，CIS芯片需求端將保持持續快速增長態勢。
3.5三星開始換線，再次確認高景氣。
三星前期計劃轉產兩條DRAM生產線。三星目前擁有1條CIS芯片生產線，正計劃將兩條DRAM生產線轉為CIS芯片。三星有1條生產線專用於CIS芯片，命名為S4線。三星現有CIS產能約為45000片/月。隨著DRAM 13線和DRAM 11線轉為專用CIS芯片線，三星的產能將擴大至12萬片/月。
三星開始轉而再次確認CIS芯片高景氣的趨勢。業內兩大廠商壹致預測行業需求高增長。DRAM芯片行業周期性強，已經進入降價周期。三星將DRAM換成CIS芯片專用線，可以避免內存降價帶來的不利影響，換機趨勢明確，但換機的節日將是壹個漸進的過程。
3.6借助48MP的普及趨勢，豪威的市場份額有望快速增長。
48MP攝像頭在2019開始被廣泛使用，中高端機型壹般都配備48MP攝像頭作為主攝像頭。在48MP相機傳感器領域，豪威是範偉三大量產廠商之壹。
豪威科技OV48B采用PureCel技術，可以提高相機的感光度，實現更輕薄的設計。在視頻能力方面，OV48B可以輸出4K 60fps和720P 480fps的慢動作視頻。
在48MP市場，目前量產的產品有索尼的IMX586，IMX582，三星的GM1，GM2，豪厄爾的OV48B。IMX586和IMX582的區別在於4K視頻的錄制速度。前者支持60fps，後者只有30fps。三星GM1和GM2的區別在於對對焦技術的支持，引入了SuperPD對焦技術。
索尼的產品定位於高端旗艦市場，豪和索尼的產品市場定位略有不同。在中端旗艦市場，豪威的48mp產品具備直接通過硬件產生48mp圖像的能力，而三星的48MP產品不具備直接通過硬件產生48MP圖像的能力。我們認為Howe會借助48MP的普及趨勢，逐漸蠶食三星、索尼等廠商在主力相機市場的份額。
4.1自動駕駛對攝像頭的需求急劇增加。
汽車攝像頭的增量使用主要是前視攝像頭、360°全景攝像頭和後視攝像頭。2016年，汽車攝像頭全球銷量為1億。在自動駕駛的趨勢下，車載攝像頭的使用大幅增加，預計2022年將保持25.6%的復合增長率。到2022年，車載攝像頭數量將超過3.7億。預計到2021年，汽車在CIS芯片的市場份額將從目前的不足5%增長到14%。
在汽車使用領域，安森美半導體是最大的制造商，其2017年的銷售額占全球市場的44%。豪威科技是全球第二大汽車CIS芯片制造商，2017占全球市場的25%。
近年來，新車配置和各種攝像頭的數量大幅增加。為了適應自動駕駛的趨勢，奔馳、寶馬、奧迪等大型廠商可以在近期出廠的中高端車型中選擇或配置前視攝像頭。同樣配置的倒車影像逐漸成為主流。大部分車型都配備了後視攝像頭，並提供中高端車型搭載的升級至360°全景攝像頭的服務，提高停車的便捷性和安全性。
4.2特斯拉8攝像頭解決方案引領ADAS潮流
特斯拉自動駕駛系統已經經歷了四代。第壹代自動駕駛儀1.0的硬件配置為單攝像頭配置，配置了1毫米波雷達和12超聲波傳感器。在Autopilot 2.0時代，特斯拉轉向多攝像頭方案，8個攝像頭，1前置毫米波雷達，12超聲波傳感器。在Autopilot 2.5/3.0時代，特斯拉保留了8個攝像頭的配置方案。
特斯拉的八個攝像頭各司其職，承擔不同的傳感任務。配置功能如下:3個前置攝像頭(廣角(60m)、長焦(250m)、中距(150m)；2個側向前視攝像頭(80米)；側後視攝像頭2臺(100m)；1個後視攝像頭(50m)。
4.3汽車攝像頭芯片模式
在汽車使用領域，安森是CIS芯片的最大供應商，其次是豪威科技。2017年全球汽車CIS芯片銷售額達8.58億美元，安森占44%，豪威科技占25%。
安森的車載攝像頭業務來自Aptina，收購於2014。Aptina專註於汽車和安全傳感器市場，是全球最大的汽車CIS芯片供應商。其產品廣泛應用於特斯拉、福特、沃爾沃等品牌。豪威是全球第二大汽車CIS芯片供應商，在歐洲市場具有絕對領先優勢。其產品廣泛應用於寶馬、奧迪、大眾集團等品牌車企。
豪厄爾近年來在汽車市場迅速成長，向汽車市場第壹的位置發起了沖擊。豪的傳統主導市場在歐洲。威爾收購豪後，逐漸加大了在中國大陸和日本的市場拓展力度，設計進口項目逐年增加。
4.4安全的使用正在快速增長，未來四年CAGR 21%。
2016年安全CIS芯片消費為1億，預計到2022年將增長到3.2億以上，復合增長率為21%。目前安防領域1080P攝像頭已經成為主流，正在逐步向2K/4K發展。人臉識別和物體識別的需求不斷上升，高分辨率成為發展的必然趨勢。
4.5安全攝像頭芯片模式
安全領域的CIS芯片廠商主要是索尼、三星、豪威、安森、松下等五家廠商，這五家廠商加起來占全球市場份額的85%。2017年全球安全CIS芯片銷售額為7.86億美元，其中索尼占28%，豪威科技占18%。
5.1威爾股份:全球前三大攝像頭芯片廠商，市場份額穩定。
威爾股份收購豪威科技，進軍相機傳感器芯片市場。本次收購交易已獲得中國證監會批準，預計今年8月份完成收購股權交割。
豪威科技是全球第三大CIS芯片供應商，也是全球CIS芯片技術領導者之壹。在威爾的帶領下，豪厄爾加大了中高端產品的布局，相繼推出了32M、48M等中高端CIS芯片產品。該公司是全球三大48M CIS芯片供應商之壹，具備硬件生產48M像素圖像CIS芯片的能力，技術僅次於索尼。我們認為48M產品有望打開公司在中高端市場的業務，逐步提升在CIS芯片領域的市場份額。目前公司全球市場份額約為11%，市場份額拓展空間廣闊。在中美貿易摩擦的大背景下，豪威作為國內公司，更能有效保障客戶供應鏈的安全。公司的48M產品已經獲得國內壹線手機品牌的認可，產品預計今年下半年銷售。
威爾在行業內擁有自己領先的電源管理芯片產品線，在國內LDO、TVS、MOSFET、電源管理IC方向占據領先地位。美國華為出貨禁令後，公司產品線加快了在華為的引入步伐。
看好威爾三重邏輯，維持“推薦”評級。壹是公司將在CIS芯片領域逐步向中高端市場拓展；二是公司自身芯片業務加速國產替代進程。公司是國內少有的具備芯片設計能力的企業，在電源管理芯片、射頻芯片等模擬芯片領域具有較強的競爭力。第三，威爾和豪合並的協同效應將被釋放。合並後，威爾和豪將打通銷售體系和供應鏈體系，進壹步加強與下遊客戶的合作深度和產品廣度。
5.2水晶科技:CIS芯片封裝的領先制造商
該公司是全球領先的CIS芯片封裝供應商。其包裝核心技術平臺具有高度可擴展性，不斷拓展新產品類別，幫助公司高速成長。公司從CIS圖像傳感器封裝業務起步，積累了豐富的TSV和WLCSP先進封裝技術。近年來，公司不斷拓展技術應用領域，封裝產品從CIS圖像傳感器拓展到MEMS傳感器和指紋識別芯片。目前公司約70%的收入來自CIS產品，約65，438+05%來自MEMS傳感器，約65，438+05%來自指紋識別芯片。從下遊客戶的角度，公司在消費電子領域磨練出壹套成熟的新產品開發和穩定的量產供應體系，並將在汽車電子和工業用領域持續發力，開拓新的市場空間。在汽車電子子領域，公司汽車傳感器產品認證進展順利，未來幾年將以內生和外拓並舉的方式快速推動業務發展。
公司於5438+09年6月和5438+09年6月收購光學資產Anteryon，填補3D傳感光學短板。晶圓本身具有很強的晶圓級封裝能力，結合安泰永的WLO和DOE光學能力，公司有望在3D傳感方面打開新的增長空間。
5.3水晶光電:濾光片龍頭企業
公司作為濾光片的龍頭，受益於三攝的普及趨勢。濾光片是公司利潤的主要貢獻，2018年貢獻了公司86%的收入。公司在濾光片領域積累頗豐，是3D傳感產業鏈中濾光片的主要供應商。隨著5G的到來，AR/VR終端有望進入快速量產階段，進壹步打開濾鏡新的增長空間。
5.4虞舜光學科技:中國領先的相機模組和鏡頭制造商。
公司主要產品包括三大類:壹是光學元件，主要包括玻璃/塑料鏡片、平面鏡片和各種鏡片；二是光電產品，主要包括手機攝像頭模組等光電模組，以及針對智能3D產品的智能光學服務；第三，光學儀器，主要包括顯微鏡，以深度學習為目標的智能設備業務和以數字化工廠解決方案為目標的智能科技業務。
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