光学为终端竞争焦点，华为回归有望促进行业发展

消费电子

2024年02月06日

投资评级：看好 (维持)

-行业深度报告

罗通 (分析师)

luotong @kysec.cn

刘书珣 (联系人)

liushuxun @ kysec.cn

行业走势图

数据来源：聚源

·光学为手机终端竞争焦点，华为回归有望促进行业发展

自手机普及以来，光学摄影能力一直为各终端厂商创新升级的要点，并由此发展出围绕手机光学的产业链，包括镜片、马达、镜头、CIS 芯片、组装代工等生产环节。从2020年成本占比来看，光学镜头模组成本占手机总体BOM成本15%左右，其中CIS 芯片成本占光学镜头模组成本 50%左右，行业体量大。从产业链看来，光学产业链国产化程度较高，其中光学镜片、光学镜头、组装代工等环节大多在中国大陆和中国台湾进行;CIS 芯片早期以索尼、三星等海外厂商为主，近年来国内厂商发展势头良好。国内高端手机市场主要由华为引领，此次华为在手机领域的回归有望带动整体产业链向前发展。

·镜头端：玻塑混合镜头和潜望式镜头带动行业微创新

镜头材质方面，目前手机镜头大多为塑胶材质，具有轻便、低成本和量产效率高等特点，与手机适配性高。玻璃镜头透光性和抗形变能力更好，但工艺难度和生产成本更高，通常适用于车载、高端监控、军事等领域。随着手机大创新周期结束以及各厂商对成像效果的进一步追求，玻塑混合镜头渗透率有望进一步提升，带动玻璃镜头行业发展。潜望式镜头方面，早期安卓厂商已经在部分产品上搭载潜望式镜头，苹果于iPhone15ProMax上首次搭载四反射式潜望式镜头，进一步认证其行业趋势。

·CIS端：像素结构持续变化，国内厂商首次进入安卓旗舰主摄

目前手机平均搭载摄像头数量变化已趋于平稳，后置三摄成为最主流的方案。CIS 像素方面仍有迭代空间，如Techinsights预测全球48MP-100MP像素的CIS出货量有望从2020年10%左右提升至2023年20%左右，其中主要是48MP和50MP的大量出货。竞争方面，豪威的50MP产品首次进入安卓高端旗舰手机主摄中，体现国产CIS厂商技术进展和对市场需求的精准把握。未来国内CIS厂商有望进一步在32MP以上的高像素产品中持续提升竞争能力，叠加华为等安卓手机的国产替代，国内CIS厂商有望迎来新机会。

·受益标的

光学元组件：蓝特光学、水晶光电、昀冢科技、联创电子、欧菲光、舜宇光学科技、玉晶光、大立光等；

模组加工：丘钛科技、舜宇光学科技、欧菲光等；

CIS 芯片：韦尔股份、格科微、思特威等。

·风险提示：市场销量不及预期的风险；技术研发不及预期的风险；客户导入不及预期的风险；原材料成本上升的风险。

1、光学镜头模组：占手机BOM成本15%左右.
2、光学镜头产业链：厂商集中在中国大陆和中国台湾等地.
3、光学镜头看点1：镜头向玻塑混合和潜望式镜头升级.
3.1、玻塑混合镜头：成像性能优，成本显著高于塑胶镜头... ...6
3.2、潜望式镜头：增强手机长焦能力，苹果于iPhonel5中首次搭载... ...9
4、光学镜头看点2：CIS向小Pixel大光学尺寸升级. ..11
4.1、CIS：光电转换第一步，决定成像效果的关键部件... ...11
4.2、手机CIS 市场：像素结构有所调整，中高端向50M集中.. ...12
4.3、手机CIS 技术：向小像素、大面积CIS 升.. ...14
5、华为光学引领国产手机影像创新.. ...6
6、光学产业链标的梳理.. ..16
7、风险提示.. ..20

图表目录

图1：手机摄像头模组由镜头组和图像传感器等组成.
图2：手机镜头通常由多块镜片组合而成..
图3：2020年CIS 占据镜头模组成本的5.2.%... ....4
图4: iPhonel4Pro Max 相机模组占成本11%.. ...5
图5: 三星Galaxy S23Ultra 相机模组占成本14%， ·····································································. ..5
图6:
图7: 2G6P 玻塑混合镜头方案... .
图8： 8P 塑料镜头方案..
图9: 辰瑞光学塑胶镜头销量远大于玻塑混合镜头. ..8
图10：辰瑞光学玻塑混合镜头单价远高于塑胶混合镜头.. ..8
图11: 玻塑混合镜头多为安卓厂商搭载.. ..9
图12: 苹果潜望式棱镜形态与安卓方案不同..
图13: CIS 将光信号转换为数字信号.. ...11
图14: CIS 由微透镜、颜色过滤器、金属布线和光电二极管组成..
图15: 背照式CIS中光线从背面直接照射光电二极管. ...12
图16: 背照式CIS拥有高感光度的特点..
图17: 堆栈式CIS 将像素和电路区域分成两层... 12
图18: 索尼在双层堆栈CIS中加入DRAM层提升性能 ..12
图19:
图20: 手机后置三摄逐渐成为最主流方案... ..3
图21: 全球 48MP-100MP 像素 CIS 出货量持续提升.. ....13
图22: 三星手机CIS 在过去十年分辨率提升至200MP.. ..5
图23: ISOCELL在普通BSI像素间加入一层屏障... ...15
图24: ISOCELL2.0 在彩色滤镜之间新增屏蔽层...
图25: ISOCELL中的条形沟槽可以达到53:1的高宽比，沟槽壁更薄 ...5
图26: 手机 CIS 尺寸远小于专业相机... ....16
图27: CIS 厂商持续迭代手机CIS尺寸.. ....16
图 28：华为于2021年提交手机显微镜技术专利.. .16
图 29：镜头和模组类公司营收体量..
图 30：光学产业链不同公司毛利率差异较大...
图31：2022年平均研发费用率同比提升.. ....18
图32:
图33：2022年人均创收最高412万元/人.. ..19
图34：2022年人均创利最高30.4万元/人.
表1：2023全球手机镜头企业综合竞争力TOP10..
表2：手机摄像头模组企业综合竞争力 TOP10... ...6
表3：玻塑镜头兼具塑胶和玻璃镜头优点.. ..
表4：2G1P镜头比3P镜头性能更优，
表5：模造工艺和WLG工艺已有量产产品
表6：目前几乎所有手机厂商均有搭载潜望式镜头的产品出售.. ...10
表7：2023H1全球出货量排名前列的手机CIS 型号..
表8：光学产业链标的梳理.. ...17
表9：受益标的盈利预测与估值， ....20

1、光学镜头模组：占手机B0M成本15%左右

手机的光学镜头模组通常由镜头组、CMOS 图像传感器、闪光灯模组、PFC 柔性电路板以及相应的支架、后盖等支撑包装件组成。模组中的光学镜头通常由多块玻璃镜片或塑胶镜片组合而成，镜头设计即对镜片数量、材质、厚度、空气间隔等变量进行设计，以达到理想的成像效果。

图1：手机摄像头模组由镜头组和图像传感器等组成

资料来源：CSDN网站

图2：手机镜头通常由多块镜片组合而成

资料来源：《大相对孔径高分辨率手机镜头设计》李升辉

CIS占据镜头模组成本的52%。从成本结构来看，镜头模组的重要组成部分主要为光学镜头、音圈马达、红外滤光片、CMOS图像传感器等。据华经产业研究院2020年数据，CIS占摄像头成本的52%，光学镜头占比20%，模组封装占比19%。

图3：2020年CIS占据镜头模组成本的52%

数据来源：华经产业研究院、开源证券研究所

相机模组占手机BOM成本通常在15%以内：以iPhonel4ProMax为例,其BOM成本中屏幕占比20%，处理芯片占比20%，相机占比11%，其中相机模组成本占比相对于iPhonel3 Pro Max 提升1个百分点，主要是因为 iPhonel4Pro Max上搭载了新款 48MP 的主摄。三星Galaxy S23Ultra 中相机模组占比14%，其镜头方案为三星提供的200MP广角和12MP前摄，索尼提供12MP超广角、10MP长焦和潜望式长焦。

图4：iPhonel4Pro Max 相机模组占成本11%

数据来源：Counterpoint、爱思助手公众号

图5：三星Galaxy S23Ultra 相机模组占成本14%

数据来源：Counterpoint、OLEDindustry 公众号

2、光学镜头产业链：厂商集中在中国大陆和中国台湾等地

光学镜头和模组属于光学产业链的中游。光学产业链上游主要为生产光学元件和组件所需要的光学玻璃、镀膜材料等原材料，中游为透镜、棱镜、滤光片等元件以及镜头、模组等组件，下游主要为手机、车载等摄像头模组终端厂商。

图6：产业链主要尤上游材料、中游元组件和下游终端组成

资料来源：光电杂志公众号、开源证券研究所

竞争格局：手机镜头方面，月产能在100kk及以上的为舜宇光学科技（180kk)，大立光（150kk）和玉晶光（100kk)，产品结构丰富，主要出货5P-8P中高端手机镜头，生产基地集中在台湾、江浙等地，客户群体覆盖苹果、华为、OPPO、小米等头部终端厂商。2P-4P左右的低端镜头产品主要生产基地在大陆，客户群体以小米、传音和联想为主。手机摄像头模组方面，舜宇光学、欧菲光和丘钛科技分别拥有75kk、70kk和65kk的月产能，下游主要为小米、OPPO、vivo、华为等手机厂商，且公司均在积极扩展车载、XR、无人机和IoT等领域。

表1：2023全球手机镜头企业综合竞争力TOP10

排名	企业名称	客户群体	2022年专利总量	2022年月产能	产品结构	生产基地
1	台湾大立 (LARGAN)	苹果、华为、OPPO、荣耀、 vivo、小米、三星	5035	150kk	6P，7P，8P高阶镜头出货为主	中国台湾、东莞
2	舜宇（Sunny）)	苹果、华为、OPPO、荣耀、 vivo、小米、三星、一加	2089	180kk	5P，6P，7P，8P 镜头均有出货，中高阶为主	余姚、越南
3	辰瑞(AAC)	华为、小米、OPPO、vivo、荣耀、三星	3020	80kk	4P,5P,6P镜头均有出货，中高阶为主	苏州、常州
4	玉晶（GSEO)	苹果、华为、荣耀	2718	100kk	6P，7P高阶镜头出货为主	中国台湾、厦门
5	中蓝（ZET)	荣耀、小米、OPPO、联想、魅族	1311	50kk	5P镜头出货较多，中高阶为主	连云港、盘锦
6	联创（LCE-0)	中兴、联想、华为	509	38kk	3P，4P，5P镜头均有出货	南昌
7	欧菲精密 (Ofilm)	小米、荣耀、黑鲨	728	40kk	4P，5P，6P镜头均有出货	南昌、合肥
8	星聚宇 (SPY)	OPPO、华为、一加	334	80kk	2P，3P镜头出货为主	惠州
9	华鑫（Huaxin)	小米、传音、联想	154	50kk	2P，3P镜头出货为主	深圳、枝江
10	都乐精密 (DULE)	小米、传音、联想	84	20kk	2P，3P镜头出货为主	深圳、泸州

数据来源：潮电视觉与感知公众号、开源证券研究所

表2：手机摄像头模组企业综合竞争力TOP10

排名	企业名称	客户群体	2022年专利总量	2022出货排名	2022年月产能	新业务表现
1	舜宇光学	小米、OPPO、华为、vivo、荣耀	1463	1	75kk	车载、XR、全屋智能、无人机、IOT等
2	丘钛科技	OPPO、vivo、联想、荣耀、小米	259	2	65kk	车载、无人机、IOT
3	欧菲光	小米、荣耀、OPPO、华为、vivo	1452	3	70kk	车载、XR、全屋智能、无人机、IOT等
4	三赢兴	vivo、传音、中兴、华为	199	6	35kk	车载、IOT
5	三赢科技	苹果	362	4	40kk	/
6	合力泰	OPPO、vivo、华为、小米	331	5	45kk	车载、全屋智能
7	诚瑞光学	小米、一加	60	9	25kk	车载、XR
8	信利国际	OPPO、vivo、三星	491	8	35kk	车载、IOT
9	联创电子	华为、荣耀、vivo、联想、三星	95	10	40kk	车载、XR、无人机、IOT等
10	盛泰精密	传音、OPPO、华为	139	7	40kk	车载、全屋智能、IOT等

数据来源：潮电视觉与感知公众号、开源证券研究所

3、光学镜头看点1：镜头向玻塑混合和潜望式镜头升级

3.1、玻塑混合镜头：成像性能优，成本显著高于塑胶镜头

玻塑混合镜头可以兼具塑胶镜头和玻璃镜头优点。目前手机摄像头大多使用塑胶镜片，塑胶镜片工艺难度和成本较低，重量轻，适合智能手机这类注重便携性的下游应用。玻璃镜片透光性和抗高温性更好，但工艺难度和生产成本更高，常用于高端监控摄像头、车载和军事等领域。玻塑镜头透光性优于塑胶镜头，成本和难度低于玻璃镜头，较好地结合了两者的优点，逐渐开始使用在监控和智能手机中。

表3：玻塑镜头兼具塑胶和玻璃镜头优点

类别	塑胶镜头	玻璃镜头	玻塑镜头
工艺难度	低	高	适中
量产能力	高	低	适中
生产成本	低	高	适中
热膨胀系数	高	低	适中
重量	轻	重	适中
透光率	89%-92%	可达99%	介于二者之间
主要下游应用	智能手机	镜头、天文、军事	高端监控摄像头、车载高端监控摄像头、智能手机、车载镜头等
代表厂商	大立光、舜宇光学、玉晶光电	佳能、尼康、蔡司、索尼	舜宇光学、宇瞳光学

资料来源：潮电视觉与感知公众号、开源证券研究所

与三片式塑胶镜头（3P）相比，2G1P采用两片玻璃镜片代替塑胶镜片，分辨率从 200万提升到310万像素，视场角从60°扩大到66°，MTF值在极限频率下从0.12增加到0.15（MTF值是对镜头锐度、反差和分辨率进行综合评价的数值，MTF值越大说明镜头性能越好)，说明2G1P镜头的成像质量更佳。

表4：2G1P镜头比3P镜头性能更优

镜头结构	分辨率 (万像素)	光圈	视场角(°	MTF值		像高(mm)
镜头结构	分辨率 (万像素)	光圈	视场角(°	极限频率	%极限频率	像高(mm)
3P	200	2.8	60	0.12	>0.3	2.35
2G1P	310	2.8	66	0.15	>0.3	3.45

数据来源：《基于玻璃非球面镜片的手机镜头设计》朱勇建、开源证券研究所

玻塑混合镜头具有以下优势：（1）更大光圈及进光量：玻塑混合镜头相比同等规格塑胶镜头能够实现更大光圈以及更多的进光量，可增强对噪点的抑制能力，提升高频解析力，从而更好地适应消费者对于成像清晰度和暗光性能需求。（2）更好的热稳定性：玻璃材质热稳定性好，可基本消除温度引起的像场弯曲。（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几何相差，提高解析力和整体成像质量。

图7：2G6P玻塑混合镜头方案

资料来源：辰瑞光学招股说明书

图8：8P塑料镜头方案

资料来源：辰瑞光学招股说明书

制造玻璃镜片方法主要有GMO模造玻璃工艺、WLG晶圆级玻璃工艺和WLO晶圆级光学工艺。目前行业中普遍采用GMO 模造玻璃工艺生产玻璃镜片，该工艺较容易实现，但GMO中普遍为单模仁模具，模穴数量少会导致制造效率偏低，较难以经济高效的方式大规模量产。WLG将玻璃晶圆通过软化、高精度模具对位、加热成型、切割等方式加工成型，在大批量量产可行性、生产效率、镜片精度和性能方面具有优势。WLG工艺主要由辰瑞光学引领，辰瑞光学于2010年收购拥有精密光学玻璃模具加工技术的丹麦出厂公司Kaleido，并以此为基础布局WLG技术的研究开发。WLO采用半导体光刻、固化、切割的方式制作玻璃镜头，具有尺寸小、一致性好等特点，但由于半导体工艺和流程更为复杂，技术成熟度相对较低。

表5：模造工艺和WLG工艺已有量产产品

工艺	GMO模造玻璃	WLG晶圆级玻璃	WLO晶圆级光学
简介	将玻璃粗胚经过加热、模压成型、降温、取料、镀膜等工艺后制造成型。	将玻璃晶圆片通过软化、高精度模具对位加热成型、切割、清洗、镀膜等一系列流程加工成型。	通过给玻璃基板上涂光学胶、光固化成型，最后切割成型。
特点	产需求。	采用单个玻璃初胚成型，单模穴数较可实现单模超100 穴的多穴数制造（4 英少，制造效率低，主要应用于尺寸相寸)，大批量量产可行性高，生产效率提采用“聚合物+玻璃”的设计，非球面对较大、偏心要求相对较低的镜头生升数倍，具备更小尺寸、更高精度的高精密镜片制造能力，有效提升镜头性能。	部分由聚合物实现。
制程	玻璃球/预形体 . 上模具 2 衬套 5 下模具加热 ? 降温模压成型 6 镀膜取料	0 模具玻璃 0 模造成型 ③成型后 Wafer 激光 4 切割	0 玻璃聚合物模具 ® UV固化 ③ 翻转，对准 4 UV固化 ® 切割成型

资料来源：辰瑞光学招股说明书、开源证券研究所

量价方面：目前玻塑混合镜头体量小，单价高。现阶段玻塑混合镜头的供应商主要为大立光、舜宇和瑞声科技子公司辰瑞光学。以辰瑞光学为例，公司2021年塑胶镜头销量为5.38亿件,玻塑混合镜头销量201.2万件,销量仅为塑胶镜头的0.4%，体量差异较大。从销售单价来看，2019-2021年玻塑混合镜头的平均单价为21.7元/件，远高于塑胶镜头3.2元/件，其中玻塑混合镜头2020年单价最高达到33.3元/件。

图9：辰瑞光学塑胶镜头销量远大于玻塑混合镜头

数据来源：辰瑞光学招股说明书、开源证券研究所

图10：辰瑞光学玻塑混合镜头单价远高于塑胶混合镜头

数据来源：辰瑞光学招股说明书、开源证券研究所

从搭载机型来看，存在以下特点：（1）主要为国内安卓系厂商搭载，以小米、OPPO、Vivo 为代表，海外厂商三星、苹果等搭载较少；（2）搭载机型均为该品牌中高端旗舰机型,终端售价也处于中高端价位;(3)玻塑混合镜头通常采用1G6P方案，搭载于后置主摄位置。总体来看，受限于高成本等因素，目前采用玻塑混合镜头的手机型号较少。未来随着成本下降，以及各厂商对成像效果的进一步追求，玻塑混合镜头渗透率有望逐渐提升。

图11：玻塑混合镜头多为安卓厂商搭载

									S
K40游戏版增强版	索尼Xperia PRO-I	X70 Pro+	S22 Ultra	Find X5 Pro	X80 pro	K50Ultra	civi2	Find X6 Pro	Camon.20 Premier	civi3
回	SONY	vivo	SAMSUNG	oppo	vivo	包	包	oppo	TRANSSION' 沙	包
2021.4	2021.10	2021.9	2022.2	2022.2	2022.4	2022.8	2022.9	2023.3	2023.5	2023.5
￥1,999- 2,699	￥10,999	￥5,499- 6,999	￥9,699- 12,099	￥5,999- 6,799	￥5,499- 6,699	￥2,999- 4,199	￥2,399- 2,799	￥5,999- 6,999	约￥3,114	￥2,99- 2,999
1G5P	1G5P	1G6P	1G3P	1G6P	1G6P	1G5P	1G6P	1G7P	1G6P	1G6P
后主摄 64MP f/1.6	后主摄 12MP	后主摄 50MP	后潜望 10MP10X	后主摄 50MP	后主摄 50MP	后主摄 108MP	后主摄 50MP	后主摄 50MP	后主摄 50MP	后主摄 50MP

资料来源：潮电视觉与感知公众号

3.2、潜望式镜头：增强手机长焦能力，苹果于iPhone15中首次搭载

潜望式长焦镜头，手机光学创新带动增长。潜望式镜头是提高手机摄像头变焦倍数的关键，它将原本竖排放置的摄像头在手机内横向排放，并以特殊的光线转向微棱镜，让光线折射进入镜头组，从而为镜头组提供更长的空间选择。潜望式镜头利用了手机内部的横向空间，在保持手机尽量轻薄的同时大幅度提高手机远摄能力。与普通光学变焦相比，潜望式镜头变焦倍数更大，看得更远，成像效果更优。

目前苹果、华为、小米等均有搭载潜望式镜头的产品发售，最长等效焦距为240mm。早期的潜望式长焦镜头主要由安卓市场引导，华为P30Pro、OPPOReno10等机型打开手机远摄的市场。从焦距来看，华为P40Pro+和三星S22U/S23U的物理焦距分别为28.75mm和27.2mm，等效焦距分别为240mm和230mm，为统计样本中等效焦距最长的两款产品。苹果于iPhonel5Pro Max中首次搭载潜望式镜头，该镜头采用四次反射结构，等效焦距为120mm。苹果的加入有望带动潜望式镜头渗透率的持续上升。

表6：目前几乎所有手机厂商均有搭载潜望式镜头的产品出售

传感器		潜望式长焦镜头				代表机型
有效尺寸	有效像素	物理焦距	等效焦距	光圈	等效光圈最近对焦距离	代表机型
10.25	50MP	15.38	65	2.6	11.0	约25cm	OPPO Find X6系列
8.0	48MP	22	120	4.1	22.4	-	小米10U， 11U，12S U
8.0	64MP	16.85	90	3.5	18.7	-	华为P50 Pro， vivo X90 Pro+
8.0	64MP	15.95	85	3.3	17.6	-	努比亚 Z50 Ultra
8.00	64MP	13.3	71	2.5	13.3	约25cm	OPPO Reno 10 Pro+
8.00	64MP	13.3	71	2.6	13.9	约25cm	OPPO Find N3
8.00	64MP	13.3	71	2.57	13.7	约15cm	标准版
7.0	50MP	16.18	100	2.5	15.5	约18cm	Pro版
7.0	50MP	19.4	120	3	18.6	1	小米13 Ultra
7.0	48MP	14.552	90	2.1	13.0	约10cm	华为 P60 Pro/Art
7.2	50MP	14.92	90	3	18.1	约30cm	荣耀 Magic 5 Pro
7.0	48MP	14.6	90	3	18.5	约5cm	华为Mate50 RS
5.2	8MP	28.75	240	4.4	36.7	-	华为 P40 Pro+
5.1	10MP	27.2	230	4.9	41.4		三星 S22U，S23U
5.2	12MP		85-125	2.3-2.8			索尼 Xperia 1 IV，1V
5.2	13MP	15	125	3	25.0		OPPO Reno 10X
4.6	10MP	12.12	115	2.9	27.5	约25cm	小米 MIX Fold 3
4.1	8MP	11.8	125	3.4	36.0		一些低端长焦
5.88	12MP	15.66	120	2.8	21.5		iPhone 15 Pro Max

数据来源：相机笔记公众号、开源证券研究所

苹果的潜望式方案相比安卓方案更为复杂但整体性能更好。传统潜望式棱镜通常采用一块45°角的棱镜方案，光线在棱镜内部只经过一次全反射就射出。苹果的潜望式棱镜方案中，光线在棱镜内会发生四次全反射，同样的体积下光程更长，便于得到更长的焦距。

图12：苹果潜望式棱镜形态与安卓方案不同

资料来源：ZEALER公众号

4、光学镜头看点2：CIS向小Pixel大光学尺寸升级

4.1、CIS：光电转换第一步，决定成像效果的关键部件

CMOS图像传感器（CIS）将光信号转换为数字信号：光线穿过镜头投射到图像传感器，图像传感器上的像素阵列通过光电效应将光子转换为电子，随后积累的电荷传输到检测节点被转换为电压，再由模数转换器将其转换为数字信号。经过CIS处理后得到的数字信号通过图像处理器（ISP）进行进一步处理，最终形成屏幕上的图像。CIS完成第一步光信号的转换，充当手机、相机等设备的“眼睛”角色。

图13：CIS将光信号转换为数字信号

资料来源：潮电视觉与感知公众号

CIS 结构：前照式→背照式：CIS由微透镜、颜色过滤器、金属布线和光电二极管组成。传统前照式结构中，光学由微透镜汇聚并穿过彩色过滤器和金属布线达到光电二极管完成光电转换。前照式结构中光信号在传输过程或达到光电二极管之前就被反射丢失，对传感器的光学透过率影响较大。为了提升传感器性能，索尼公司研发背照式结构，在硅晶圆一侧制作所有电路并将晶圆翻转倒置，从硅晶圆的背面进行光的照射，可以消除FSI中金属布线的影响，增加单位像素进光量。背照式结构还可以抑制光线入射角度变化导致的感光度下降问题，在昏暗场景中也能拍到高画质影像。

图14：CIS由微透镜、颜色过滤器、金属布线和光电二极管组成

资料来源：电子工程专辑公众号

图15：背照式CIS中光线从背面直接照射光电二极管

资料来源：电子工程专辑公众号

图16：背照式CIS拥有高感光度的特点

资料来源：索尼官网

堆栈式结构：两层堆栈→三层堆栈：2012年，索尼在背照式的基础上推出堆栈式结构，堆栈式CIS把原本与像素处于同一平面的逻辑电路与像素层分开，形成像素层和逻辑芯片两层，可进一步实现图像传感器和像素的小型化。堆栈式结构中像素部分和电路部分独立设计，像素部分可以针对高画质进行优化，电路部分可针对高性能进行优化，在保证影像画质的前提下可大幅提升成像速度，契合智能手机需求。2017年，索尼在双层堆栈的结构上增加一层DRAM芯片以提升CMOS的数据处理速度，推出三层堆栈产品IMX400。DRAM可以临时存储高速读取的信号，并以最佳速度输出数据，在手机端实现慢动作摄影功能。

图17：堆栈式CIS将像素和电路区域分成两层

资料来源：电子工程专辑公众号

图18：索尼在双层堆栈CIS中加入DRAM层提升性能

资料来源：半导体行业观察公众号

4.2、手机CIS市场：像素结构有所调整，中高端向50M集中

据 TrendForce 数据，2023年全球智能手机镜头模组出货量预计为 40.65亿颗，同比下滑8.9%，继2022年以来再次下滑且幅度加大，主要因为2023年经济恢复不及预期，以及部分厂商采取较为保守的生产策略使得手机生产总量较 2022年下滑。2024年全球手机镜头模组出货量有望回升至41.71亿颗，同比增长3%。

图19：预计2023年全球手机镜头模组出货量同比下滑8.9%

数据来源：TrendForce公众号、开源证券研究所

手机后置三摄占比持续提升，48MP以上CIS占比提升明显。据Trendforce 数据，预计2022年全球手机后置三摄的渗透率从34%提升至44%，后置四摄及以上渗透率维持在21%，体现各手机厂商不再单纯于摄像头数量上进行竞争，后置三摄逐渐成为最主流的方案。从像素结构来看，据TechInsight数据，2023年预计16MP以下的CIS出货量占比为70%左右，占据全球手机CIS大部分份额。16MP及以上的像素中,48M-100MP的CIS 出货量提升明显，有望从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的大量出货。其中48MP自iPhonel4Pro 开始大规模搭载于苹果手机中，50MP则广泛搭载于安卓的旗舰机主摄中。

图20：手机后置三摄逐渐成为最主流方案

数据来源：TrendForce公众号、开源证券研究所

图21：全球48MP-100MP像素CIS出货量持续提升

资料来源：TechInsights 公众号

2023H1三星 50M小pixel 出货量最大，低像素格科微优势明显：TechInsights统计了2023H1全球出货量最大的CIS芯片型号，除去参数缺失的型号，我们整理了剩下15款CIS 芯片的参数情况。2023H1全球出货第一的CIS型号为三星S5KJN1,像素 50MP，像素大小0.64μm，光学尺寸1/2.76"，广泛搭载于安卓旗舰机超广角后摄中，为出货量排名前20中像素最高的CIS产品。索尼IMX803的48MP为第二高像素的CIS 芯片，搭载于iPhonel4 pro 和 iPhonel4 pro max上。除去前述的 50MP 和48MP产品，剩下的CIS产品像素均在16MP以下，且2MP和5MP出货量大。格科微的GC02M1B（2MP）、GC2375（2MP)、GC5035（5MP）出货量排名靠前，体现其在低像素产品市场的掌控力。

表7：2023H1全球出货量排名前列的手机CIS型号

排名	公司	型号	像素	像素大小	光学尺寸	最大正常帧数	温度范围	快门类型
1	三星	S5KJN1	50MP	0.64μm	1/2.76"	10fps	-20℃ to +85℃	RS
2	格科威	GC02M1B	2MP	1.75μm *1.75μm	1/5″	30fps	-	：
3	格科威	GC2375	2MP	1.75μm *1.75μm	1/5"	30fps	-	-
4	豪威	OV02B	2MP	1.75μm *1.75μm	1/5"	60fps	-35℃-85℃	RS
5	三星	S5K5E9	5MP	1.12μm	1/5"	30fps	-20℃ to +70℃	RS
7	格科威	GC5035	5MP	1.12μm *1.12μm	1/5″	30fps	-	1
8	索尼	IMX714	12MP	1.0μm	1/3.6"	-	=	：
9	三星	S5K4H7	8MP	1.12μm	1/4"	30fps	-20°℃ to +70℃	RS
10	索尼	IMX713	12.2MP	1.0μm	1/3.4"	-		，
12	三星	S5K3P9	16MP	1.0μm	1/3"	30fps	-40° Cto 85°C	RS
13	索尼	IMX633	12MP	1.4μm	1/2.55"	：	:	，
14	索尼	IMX772	12.2MP	1.0μm	1/3.4"		1	-
15	索尼	IMX803	48MP	1.22μm	1/1.28"	1		-
17	索尼	IMX754	10MP	1.12μm	1/3.52"		-	-
18	三星	S5K3LU	12MP	1.12μm	1/3.2"	60 fps	-20°℃ to +85℃	RS

数据来源：三星官网、格科微官网、豪威官网、少数派网站、开源证券研究所

4.3、手机CIS 技术：向小像素、大面积CIS升级

小像素：小像素可以在相同光学尺寸的情况下提升分辨率，主要由三星引领。过去十年三星手机CIS分辨率从10MP提升至200MP,像素大小从5.6um减小到2021年的0.64um，2022年三星推出的ISOCELLHP3200MP图像传感器进一步将单位像素尺寸缩小至0.56um。像素相同的情况下，单位像素尺寸的缩小可以使传感器和模组的物理尺寸变得更小，进而减小整个镜头尺寸和宽度。但更小的像素尺寸可能导致设备中进光量减少，或者相邻的像素之间会互相干扰。三星小像素CIS芯片的成功还取决于其ISOCELL 技术。

普通背照式传感器的像素接收到过多光之后容易溢出影响到相邻像素。ISOCELL技术在图像传感器的像素之间形成一道物理性绝缘体，用来防止像素内的光信号外漏以及像素之间光信号的串扰影响。ISOCELL2.0技术中升级像素隔离层的材料，解决金属隔离层造成的光线损耗问题，并在彩色滤镜之间新增屏蔽层，进一步提升感光灵敏度。ISOCELL成功的关键为三星的专有技术全深槽隔离（DTI）技术，该技术从DRAM技术中延用过来，可以在CIS中提供更薄、更深的硅壁，提高ISO 并减少串扰，成功将像素尺寸提升至0.56um。

图22：三星手机CIS在过去十年分辨率提升至200MP

资料来源：三星半导体公众号

图23：ISOCELL在普通BSI像素间加入一层屏障

资料来源：WHYLAB公众号

图24：ISOCELL2.0在彩色滤镜之间新增屏蔽层

资料来源：WHYLAB公众号

图25：ISOCELL中的条形沟槽可以达到53:1的高宽比，沟槽壁更薄

资料来源：Samsung、 Image SensorWorld 网站

大尺寸CIS：CIS尺寸大小决定感光面积大小，从而直接影响成像质量。通常专业相机的CIS大小为APS-C画幅（22.5mm*15mm）或135全画幅（36mm*24mm)，面积为1/2.5 英寸（8.1mm*6.1mm）手机CIS 面积的7-17倍，从根本上提升了专业相机的成像素质。手机的CMOS尺寸随着技术发展持续迭代，以索尼为例，早期产品IMX214的CIS尺寸为1/3.06 英寸，后逐渐升级，用于iPhonel3ProMax的CIS尺寸为1/1.65 英寸，IMX766尺寸为1/1.28英寸，目前索尼IMX989的尺寸已达到1英寸。

图26：手机CIS尺寸远小于专业相机

资料来源：爱搞机公众号

图27：CIS厂商持续迭代手机CIS尺寸

资料来源：爱搞机公众号

5、华为光学引领国产手机影像创新

华为引领国内手机影像升级创新，2016年发布的华为P9即开始与徕卡合作，带来手机与高端相机品牌合作的风潮。2019年华为P30Pro首次搭载800万像素5倍潜望式长焦镜头，超前布局。根据潮电视觉与感知公众号，华为在即将推出的 2024年新品上也将进一步创新，其中包括：（1）玻塑混合镜头。预计P70Art广角相机将采用1G6P玻塑混合镜头，具有厚度更薄、抗形变能力更强等特点。(2)大尺寸CMOS传感器。预计P70 系列主摄有望采用国产CMOS传感器，尺寸或接近一英寸。（3)长焦显微镜功能。华为于2021年提交手机显微镜技术专利，通过主摄和微距镜头共同完成该功能，可放大物品20-200倍，提升用户在微观领域的体验。

图28：华为于2021年提交手机显微镜技术专利

资料来源：雷科技公众号

，光学产业链标的梳理

从产业链环节来看，大部分光学公司专注于产业链中单一环节，如蓝特光学、水晶光电、昀冢科技等主要生产光学元器件类产品；联合光电、宇瞳光学等主要生产光学镜头；丘钛科技主要进行模组加工；韦尔股份、格科微、思特威提供CIS 芯片。除此之外，也有部分公司涉及到产业链上下游多种业务，如永新光学既生产光学元组件也有显微镜类的光学整机，舜宇光学横跨光学元组件、模组加工和显微镜整机业务。

手机车载镜头龙头效应明显，安防等领域供应分散：在手机和车载镜头领域，由于下游客户集中且技术要求较高，舜宇、大立光、联创等公司占据行业半壁江山。安防监控中低端市场庞大，镜头供应商虽营收规模较小但都能在其中分得一杯羹，如联合光电、凤凰光学、福光股份等公司。

表8：光学产业链标的梳理

产品	公司
光学元件	蓝特光学、水晶光电、昀冢科技、五方光电、道明光学、炬光科技
光学镜头	联合光电、宇瞳光学、福光股份、力鼎光电、玉晶光、大立光
模组加工	丘钛科技
光学元组件+整机	永新光学、中光学
光学元组件+模组加工+整机	舜宇光学科技、凤凰光学、联创电子、欧菲光
CIS芯片	韦尔股份、格科微、思特威

资料来源：Wind、开源证券研究所

图29：镜头和模组类公司营收体量大

数据来源：Wind、开源证券研究所

毛利率方面：光学镜头毛利率范围跨度大：据各公司2022年年报，镜头毛利率在14.4%-54.7%不等，主要由终端应用和材质不同造成。大立光主要为塑胶镜头，成本相较玻璃镜头更低。永新光学主要产品为条码扫描镜头，客户主要为Zebra、霍尼韦尔等海外厂商，产品附加值高，毛利率高。舜宇、联创等公司下游多为车载和手机领域，毛利率普遍高于主打安防镜头的联合光电、福光股份等。光学元件毛利率更为集中，镜片类元件盈利能力更强：光学元件毛利率在15.7-54.2%之间，且棱镜透镜和激光相关的产品附加值高（炬光科技、蓝特光学)，毛利率普遍高于结构件和滤光片（五方光电、昀冢科技、水晶光电）等元件。模组加工毛利率低：模组代工毛利率在10%左右及以下，处于产业链低位水平。舜宇由于有自研镜头省去一部分采购成本，毛利率高于丘钛科技和欧菲光。

图30：光学产业链不同公司毛利率差异较大

数据来源：Wind、开源证券研究所（数据来自2022年)

从研发费用率来看，2022年光学产业链公司研发费用率在3.4%-17.4%不等，平均研发费用率为9.3%，较2021年的7.6%有所提升。大多数公司研发费用率均有提升，一方面是因为新产品开发量产需持续进行投入，另一方面是因为2022年光学下游景气度较弱使得公司营收有所承压或下滑，导致分母端基数减小。

图31：2022年平均研发费用率同比提升

数据来源：Wind、开源证券研究所

从人均薪酬来看，2022年光学产业链大部分公司人均薪酬在20万元以下，主要由于光学镜头和元器件加工制造中需要大量工人参与。韦尔股份、思特威和格科微的人均薪酬均在35万元以上，主要由于其属于芯片设计类的高科技行业，总体薪资高于加工制造业。

图32：光学芯片设计企业人均薪资普遍高于光学加工制造企业

数据来源：Wind、开源证券研究所

从人均创收来看，CIS设计公司的人均创收远大于其他光学类公司，2022年最高达到412万元/人；丘钛科技、舜宇光学科技等模组类光学公司人均创收远大于其他公司，其原因在于模组产品包含了镜头、音圈马达等各部分，价值量大。人均创利来看，2022年CIS设计公司人均创利最高达到30.4万元/人，虽然 2022年受到下游不景气以及存货积压的影响，获利能力仍处于产业链上游。

图33：2022年人均创收最高412万元/人

数据来源：Wind、开源证券研究所

图34：2022年人均创利最高30.4万元/人

数据来源：Wind、开源证券研究所

表9：受益标的盈利预测与估值

股票代码	时间	股票名称	收盘价	EPS				PE		评级
股票代码	时间	股票名称	收盘价	2023E	2024E	2025E	2023E	2024E	2025E	评级
603501.SH	20240206	韦尔股份	84.08	0.83	2.18	3.03	100.77	38.65	27.76	未评级
002456.SZ	20240206	欧菲光	6.60	0.00	0.29	0.61	-	22.52	10.80	未评级
002036.SZ	20240206	联创电子	6.03	-0.13	0.26	0.53	1	23.24	11.42	未评级
688728.SH	20240206	格科微	17.88	0.06	0.13	0.21	301.52	140.57	83.51	未评级
002273.SZ	20240206	水晶光电	9.85	0.39	0.49	0.56	25.26	20.10	17.59	买入
688213.SH	20240206	思特威-W	38.00	0.18	0.74	1.18	216.28	51.57	32.31	未评级
300790.SZ	20240206	宇瞳光学	8.85	0.22	0.34	0.51	40.23	26.03	17.35	买入
300691.SZ	20240206	联合光电	13.96	0.51	0.62	0.74	27.57	22.46	18.95	未评级
603297.SH	20240206	永新光学	65.98	2.59	3.10	3.88	25.47	21.28	17.01	买入
688167.SH	20240206	炬光科技	70.18	0.98	1.61	2.54	71.30	43.53	27.61	未评级
688260.SH	20240206	昀冢科技	12.04	-0.53	1.42	2.29	：	8.50	5.25	未评级
688127.SH	20240206	蓝特光学	17.51	0.39	0.70	0.96	45.12	24.97	18.32	未评级

数据来源：Wind、开源证券研究所（收盘价时间为2024/2/6，水晶光电、宇瞳光学、永新光学数据来自开源证券研究所，其余来自Wind一致预期数据)

7、风险提示

市场销量不及预期的风险；技术研发不及预期的风险；客户导入不及预期的风险；原材料成本上升的风险。

特别声明

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分析师承诺

负责准备本报告以及撰写本报告的所有研究分析师或工作人员在此保证，本研究报告中关于任何发行商或证券所发表的观点均如实反映分析人员的个人观点。负责准备本报告的分析师获取报酬的评判因素包括研究的质量和准确性、客户的反馈、竞争性因素以及开源证券股份有限公司的整体收益。所有研究分析师或工作人员保证他们报酬的任何一部分不曾与，不与，也将不会与本报告中具体的推荐意见或观点有直接或间接的联系。

股票投资评级说明

	评级	说明
证券评级	买入(Buy)	预计相对强于市场表现20%以上;
	增持（outperform)	预计相对强于市场表现5%～20%;
	中性(Neutral)	预计相对市场表现在一5%～十5%之间波动;
	减持(underperform)	预计相对弱于市场表现5%以下。
行业评级	看好（overweight)	预计行业超越整体市场表现;
	中性（Neutral）	预计行业与整体市场表现基本持平;
	看淡（underperform)	预计行业弱于整体市场表现。
备注：评级标准为以报告日后的6~12个月内，证券相对于市场基准指数的涨跌幅表现，其中A股基准指数为沪深300 指数、港股基准指数为恒生指数、新三板基准指数为三板成指（针对协议转让标的）或三板做市指数（针对做市转让标的）、美股基准指数为标普500 或纳斯达克综合指数。我们在此提醒您，不同证券研究机构采用不同的评级术语及评级标准。我们采用的是相对评级体系，表示投资的相对比重建议；投资者买入或者卖出证券的决定取决于个人的实际情况，比如当前的持仓结构以及其他需要考虑的因素。投资者应阅读整篇报告，以获取比较完整的观点与信息，不应仅仅依靠投资评级来推断结论。

分析、估值方法的局限性说明

本报告所包含的分析基于各种假设，不同假设可能导致分析结果出现重大不同。本报告采用的各种估值方法及模型均有其局限性，估值结果不保证所涉及证券能够在该价格交易。

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光学为终端竞争焦点，华为回归有望促进行业发展

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·光学为手机终端竞争焦点，华为回归有望促进行业发展

·镜头端：玻塑混合镜头和潜望式镜头带动行业微创新

·CIS端：像素结构持续变化，国内厂商首次进入安卓旗舰主摄

·受益标的

目 录

图表目录

1、光学镜头模组：占手机B0M成本15%左右

2、光学镜头产业链：厂商集中在中国大陆和中国台湾等地

3、光学镜头看点1：镜头向玻塑混合和潜望式镜头升级

3.1、玻塑混合镜头：成像性能优，成本显著高于塑胶镜头

3.2、潜望式镜头：增强手机长焦能力，苹果于iPhone15中首次搭载

4、光学镜头看点2：CIS向小Pixel大光学尺寸升级

4.1、CIS：光电转换第一步，决定成像效果的关键部件

4.2、手机CIS市场：像素结构有所调整，中高端向50M集中

4.3、手机CIS 技术：向小像素、大面积CIS升级

5、华为光学引领国产手机影像创新

，光学产业链标的梳理

7、风险提示

特别声明

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