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光學(xué)鏡頭行業(yè)技術(shù)趨勢及主要進入壁壘分析(附報告目錄)
1、光學(xué)鏡頭行業(yè)發(fā)展特點
近年來,光學(xué)鏡頭行業(yè)呈現(xiàn)出一系列發(fā)展特點,主要如下:
(1)技術(shù)革新加快產(chǎn)業(yè)升級
目前,安防視頻監(jiān)控、車載鏡頭、機器視覺、新興消費類電子等下游應(yīng)用領(lǐng)域在保持市場增長的同時,對于光學(xué)成像質(zhì)量、實際應(yīng)用場景等綜合需求也在不斷提升,推動著光學(xué)鏡頭行業(yè)產(chǎn)品和技術(shù)不斷革新。在持續(xù)革新的浪潮中,不同應(yīng)用領(lǐng)域逐漸顯現(xiàn)出一些變化趨勢:在安防視頻監(jiān)控領(lǐng)域中,超高清分辨率、超低照度、寬動態(tài)范圍圖像(HDR)、日夜共焦、短波紅外熱成像等技術(shù)及搭載相應(yīng)技術(shù)的產(chǎn)品不斷推向市場;車載成像系統(tǒng)、新興消費類電子領(lǐng)域中,超廣角、大光圈、低畸變、小型化等逐漸成為熱點;機器視覺領(lǐng)域中,為了適應(yīng)高精度工業(yè)制造的需求,高清分辨率、無畸變、大景深、大像面、大光圈等成為各大光學(xué)鏡頭廠商重點攻關(guān)的技術(shù)難點。
相關(guān)報告:北京普華有策信息咨詢有限公司《2021-2026年光學(xué)鏡頭行業(yè)細(xì)分市場調(diào)研及前景預(yù)測報告》
由于光學(xué)鏡頭將直接影響成像質(zhì)量的優(yōu)劣以及后期算法的實現(xiàn)效果,應(yīng)用領(lǐng)域需求的快速變化不斷地推動著光學(xué)鏡頭產(chǎn)品和技術(shù)的革新,這也對光學(xué)鏡頭廠商的綜合創(chuàng)新能力提出了更高的要求,能夠緊跟市場動態(tài),針對不同實際應(yīng)用場景進行深度開發(fā),并在第一時間向客戶提供合適的光學(xué)成像解決方案和光學(xué)鏡頭產(chǎn)品的廠商將獲得更大的競爭優(yōu)勢。
(2)下游應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴展
光學(xué)鏡頭是光學(xué)成像系統(tǒng)中的核心組件,對成像質(zhì)量起著關(guān)鍵作用。20 世紀(jì)以來,光電子技術(shù)快速發(fā)展,作為光電子領(lǐng)域重要信息輸入端口的光學(xué)鏡頭應(yīng)用范圍也從最初的光學(xué)顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡、膠片相機等領(lǐng)域不斷向安防視頻監(jiān)控、數(shù)碼相機/攝像機、智能手機等領(lǐng)域滲透;近年來,隨著移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)快速發(fā)展,光學(xué)鏡頭的應(yīng)用領(lǐng)域進一步豐富,機器視覺、自動駕駛、智能家居、視訊會議、運動 DV、VR/AR 設(shè)備、無人機、3D Sensing、計算機視覺等熱門應(yīng)用領(lǐng)域?qū)映霾桓F,為光學(xué)鏡頭產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展注入了新的動力。
(3)光學(xué)鏡頭產(chǎn)業(yè)逐漸向中國轉(zhuǎn)移
光學(xué)鏡頭產(chǎn)業(yè)自誕生至今已經(jīng)歷超過百年的發(fā)展歷程,早期的光學(xué)鏡頭產(chǎn)業(yè)主要集中在德國,以卡爾·蔡司、萊卡為代表,其中蔡司鏡頭至今仍是世界鏡頭制造技術(shù)的典型代表。上世紀(jì) 50 年代開始,隨著二次世界大戰(zhàn)的結(jié)束,日本光學(xué)鏡頭產(chǎn)業(yè)迅速崛起,主要廠商有佳能(CANON)、尼康(NIKON)、騰龍(TARMON)、富士能(FUJINON)以及 CBC 等,上述廠商目前仍是全球光學(xué)鏡頭高端市場的重要參與者。進入 21 世紀(jì),日本廠商開始逐步退出傳統(tǒng)的光學(xué)冷加工行業(yè),轉(zhuǎn)而重點發(fā)展高端光學(xué)加工、檢測技術(shù)和裝備,光學(xué)鏡頭制造向中國臺灣、大陸轉(zhuǎn)移:一方面,以蘋果等智能手機為代表的消費類電子產(chǎn)品快速成長,帶動了以生產(chǎn)塑料鏡頭為主的大立光、玉晶光電等中國臺灣企業(yè)迅速成為全球光學(xué)鏡頭的龍頭企業(yè);另一方面,隨著中國安防視頻監(jiān)控、汽車產(chǎn)業(yè)以及新興消費類電子等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,中國大陸光學(xué)鏡頭廠商逐步成長,經(jīng)過數(shù)十年的技術(shù)和經(jīng)驗積累,涌現(xiàn)了舜宇光學(xué)、鳳凰光學(xué)、聯(lián)合光電、福光股份、力鼎光電、宇瞳光學(xué)、聯(lián)創(chuàng)電子等上規(guī)模廠商,已成為相關(guān)市場領(lǐng)域重要的參與者。
2、行業(yè)技術(shù)水平及趨勢
光學(xué)鏡頭的下游應(yīng)用領(lǐng)域較廣,在不同應(yīng)用領(lǐng)域的需求推動下,近年來光學(xué)鏡頭行業(yè)逐漸呈現(xiàn)出一系列不同的技術(shù)特點:在安防視頻監(jiān)控領(lǐng)域中,超高清分辨率、超低照度、高動態(tài)范圍圖像(HDR)、日夜共焦、紅外熱成像等逐漸成為現(xiàn)階段行業(yè)的技術(shù)熱點;在車載鏡頭、新興消費類電子領(lǐng)域,超廣角、大光圈、低畸變、小型化等日益成為行業(yè)研發(fā)方向;機器視覺領(lǐng)域中,為了適應(yīng)高精度工業(yè)制造的需求,光學(xué)鏡頭廠商提供的主流解決方案圍繞著高清分辨率、無畸變、大景深、大像面、大光圈等技術(shù)要求。
現(xiàn)階段,光學(xué)鏡頭產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出如下技術(shù)特點和趨勢:
光學(xué)鏡頭行業(yè)水平及趨勢
資料來源:普華有策整理
(1)光學(xué)薄膜技術(shù)發(fā)展迅速,成為關(guān)鍵技術(shù)熱點
隨著下游應(yīng)用的深化和擴展,對光學(xué)成像品質(zhì)要求日益提升,推動著現(xiàn)代光學(xué)成像技術(shù)不斷往高精度方向發(fā)展。由于在減反射、增透射、偏振分光等方面的特性,精密光學(xué)薄膜對下游應(yīng)用的后期算法實現(xiàn)效果起著至關(guān)重要的作用,如何不斷改進并對光學(xué)薄膜加以有效利用成為光學(xué)鏡頭行業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)熱點。近年來鍍膜技術(shù)快速進步:一方面,以濺射成膜技術(shù)、等離子體化學(xué)氣相沉積成膜技術(shù)等為代表的原先主要應(yīng)用于集成電路制造的精密鍍膜技術(shù)逐漸應(yīng)用于光學(xué)元件的制造,極大改善了現(xiàn)有主流的蒸發(fā)鍍膜技術(shù)在曲率半徑較小的鏡面容易出現(xiàn)鍍膜不均勻的缺點,提升產(chǎn)品的良率;另一方面,膜系設(shè)計相關(guān)的計算機輔助軟件不斷發(fā)展極大提升了鍍膜工程師在光學(xué)設(shè)計領(lǐng)域的效率,為快速開發(fā)出能夠符合客戶需求的產(chǎn)品提供了可能。
(2)高精度、自動化設(shè)備不斷引入光學(xué)冷加工和組裝環(huán)節(jié)
除上述的鍍膜外,荒折(粗磨)、砂掛(精磨)、拋光、芯取(磨邊)等工序構(gòu)成了光學(xué)冷加工的基本工藝。近年來,高速精磨、高速拋光、激光定心等技術(shù)逐漸開始大規(guī)模應(yīng)用于光學(xué)冷加工中,高精度、自動化加工設(shè)備的不斷更新?lián)Q代不僅顯著提升了生產(chǎn)效率,而且提升了加工精度。新型加工工藝的應(yīng)用、高精度自動化設(shè)備的投入以及高技能人才共同推動光學(xué)冷加工效率和產(chǎn)品品質(zhì)的進一步提升。此外,傳統(tǒng)光學(xué)鏡頭的組裝主要依靠人工組裝,效率較低且生產(chǎn)誤差較大,產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定性較低。隨著自動組立機在組裝環(huán)節(jié)的應(yīng)用,光學(xué)鏡頭的組裝環(huán)節(jié)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榱鞒袒淖詣咏M裝,極大地提升組裝效率和產(chǎn)品穩(wěn)定性。
(3)非球面光學(xué)元件的加入豐富了光學(xué)解決方案的設(shè)計思路
非球面光學(xué)元件是指面形由多項高次方程決定、面形上各點的半徑存在一定差異的光學(xué)元件。在光學(xué)設(shè)計中,非球面光學(xué)鏡片可以在一定程度上校正像差、增大相對孔徑并且簡化光學(xué)結(jié)構(gòu),對提高成像質(zhì)量、擴大視場范圍以及減小光學(xué)鏡頭的外形尺寸和重量等起著積極作用。非球面光學(xué)元件的加入豐富了光學(xué)解決方案的設(shè)計思路,進一步提升了光學(xué)鏡頭的成像效果。
(4)高精度、數(shù)值化檢測系統(tǒng)逐漸成為主流檢測手段
隨著現(xiàn)代光學(xué)成像技術(shù)不斷往高精度方向發(fā)展,與之配套的檢測技術(shù)在近年來也快速提升,激光平面干涉儀、分光光度計、高精度中心檢測儀、多座標(biāo)掃面儀等高精度檢測設(shè)備不斷進入光學(xué)鏡頭相關(guān)的光學(xué)元件、機械結(jié)構(gòu)件的制造環(huán)節(jié)中,提高了檢測的效率和可靠性。此外,在眩光、鬼影等的檢測過程中,數(shù)值化的雜散光檢測系統(tǒng)逐漸取代了原先需要大量人工計算和主觀判斷的檢測方法,成為光學(xué)鏡頭廠商在針對眩光、鬼影等檢測的主要手段,有效地保證了光學(xué)鏡頭成像質(zhì)量的穩(wěn)定性。
3、光學(xué)鏡頭行業(yè)競爭格局和市場化程度
總體而言,光學(xué)鏡頭行業(yè)市場化程度較高,但在不同應(yīng)用領(lǐng)域市場競爭格局呈現(xiàn)不同特點:
安防視頻監(jiān)控市場:市場集中度較高,且國內(nèi)廠商占主導(dǎo);但國際高端市場仍被日本騰龍、富士能等廠商占據(jù),舜宇光學(xué)、力鼎光電、聯(lián)合光電、福光股份等部分國內(nèi)廠商開始在國外市場與之競爭。
車載鏡頭:市場集中度較高,市場仍以日系、美系光學(xué)廠商為主,國內(nèi)僅舜宇光學(xué)處于領(lǐng)先位置;聯(lián)創(chuàng)電子、力鼎光電等廠商積極布局車載鏡頭市場,有望提升國內(nèi)廠商整體市場地位。
新興消費類電子:市場細(xì)分較多,且多數(shù)仍處于前期培育階段,光學(xué)鏡頭廠商市場集中度較低,無明顯優(yōu)勢廠商。
機器視覺:市場主要被德系、日系光學(xué)廠商占據(jù),國內(nèi)廠商仍處于經(jīng)驗積累和技術(shù)沉淀階段。
4、助推行業(yè)發(fā)展的三大有利因素
(1)下游應(yīng)用領(lǐng)域的廣度和深度不斷擴展,市場需求持續(xù)增長
近年來,恐怖襲擊等事件發(fā)生的頻率呈現(xiàn)上升趨勢,為了有效應(yīng)對日益嚴(yán)峻的反恐局勢,全球各國不斷加大對于安防視頻監(jiān)控領(lǐng)域的投入。此外,隨著大數(shù)據(jù)、云計算等創(chuàng)新技術(shù)的不斷發(fā)展,傳統(tǒng)安防視頻監(jiān)控領(lǐng)域已逐漸從事后追查和事中響應(yīng)階段向事前預(yù)防階段覆蓋,海量的高質(zhì)量視頻數(shù)據(jù)需求對光學(xué)鏡頭等安防視頻監(jiān)控設(shè)備核心部件提出了更高的要求,一定程度上推動了光學(xué)鏡頭在安防視頻監(jiān)控應(yīng)用領(lǐng)域的快速增長。
除了安防視頻監(jiān)控領(lǐng)域,受益于各國對行車安全立法與安全評級提高等因素的影響以及互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新帶動產(chǎn)品、行業(yè)創(chuàng)新,車載鏡頭、智能家居、視訊會議、無人機、VR/AR 設(shè)備、運動 DV、3D Sensing、計算機視覺等新興產(chǎn)業(yè)正在蓬勃發(fā)展,不斷拓寬著光學(xué)鏡頭的應(yīng)用領(lǐng)域。同時,各應(yīng)用領(lǐng)域中對于光學(xué)成像質(zhì)量、實際應(yīng)用場景等綜合需求也在不斷提升,推動著光學(xué)鏡頭行業(yè)產(chǎn)品和技術(shù)不斷革新,為光學(xué)鏡頭產(chǎn)業(yè)持續(xù)增長提供了新動能。
(2)良好的政策環(huán)境促進了光學(xué)鏡頭行業(yè)持續(xù)發(fā)展
作為能夠承擔(dān)光傳輸、控制及承載技術(shù)信息的光學(xué)基礎(chǔ)產(chǎn)品,光學(xué)鏡頭是制造各種光學(xué)儀器、圖像顯示產(chǎn)品等的重要組成部分,下游應(yīng)用涵蓋了安防視頻監(jiān)控、車載鏡頭、新興消費類電子、機器視覺等眾多戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)。近年來,我國在光學(xué)鏡頭及上述應(yīng)用領(lǐng)域陸續(xù)出臺了一系列產(chǎn)業(yè)支持政策,為光學(xué)鏡頭行業(yè)的持續(xù)發(fā)展提供良好的政策環(huán)境。
(3)國產(chǎn)光學(xué)鏡頭競爭力的提升
隨著光學(xué)鏡頭產(chǎn)業(yè)向中國轉(zhuǎn)移,我國光學(xué)鏡頭廠商在全球市場中扮演著越來越重要的角色,在智能手機、安防視頻監(jiān)控、車載鏡頭等領(lǐng)域中均有代表性企業(yè),并在安防視頻監(jiān)控等領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位;但德系、日系廠商憑借技術(shù)、品質(zhì)、品牌等方面的優(yōu)勢,仍占據(jù)著全球光學(xué)鏡頭產(chǎn)業(yè)的高端市場。
伴隨著本輪下游應(yīng)用領(lǐng)域的擴展,產(chǎn)品和技術(shù)的不斷革新,有實力的國內(nèi)廠商紛紛加大投入,引進先進設(shè)備和工藝,進行核心技術(shù)、元件和產(chǎn)品的攻關(guān),例如光學(xué)設(shè)計、模壓玻璃非球面鏡片制造等,力爭在光學(xué)鏡頭應(yīng)用領(lǐng)域快速擴展的大背景下,進一步提升國產(chǎn)光學(xué)鏡頭的競爭力,在高附加值的高端市場上同德系、日系廠商展開競爭。
5、行業(yè)主要進入壁壘
(1)技術(shù)壁壘
光學(xué)鏡頭行業(yè)集成了精密機械設(shè)計、幾何光學(xué)、薄膜光學(xué)、色度學(xué)、熱力學(xué)、電子技術(shù)、工業(yè)設(shè)計等多學(xué)科技術(shù),屬于技術(shù)創(chuàng)新推動型行業(yè),整體技術(shù)門檻較高。近年來,下游應(yīng)用領(lǐng)域的廣度和深度在不斷拓展,對光學(xué)成像性能需求也在快速提升,不同應(yīng)用領(lǐng)域、不同應(yīng)用場景的非標(biāo)準(zhǔn)化需求提高了產(chǎn)品設(shè)計和制造的難度,要求光學(xué)鏡頭廠商在相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的長期積累和不斷投入,方能提供具有針對性的光學(xué)成像解決方案,這在一定程度上對行業(yè)的新進入者形成了技術(shù)壁壘。
(2)人才壁壘
光學(xué)鏡頭行業(yè)是一個綜合性行業(yè),對不同崗位的人才需求差異較大:光學(xué)鏡頭設(shè)計橫跨數(shù)個不同學(xué)科,要求光學(xué)鏡頭廠商擁有一批具備相關(guān)學(xué)科知識的高素質(zhì)、高技能專業(yè)技術(shù)人才,用以保證自身能夠緊跟市場動態(tài)推出具有針對性的光學(xué)解決方案;光學(xué)鏡頭生產(chǎn)具有工序復(fù)雜、精密度要求高等特點,要求生產(chǎn)人員擁有熟練生產(chǎn)操作技術(shù),這需要企業(yè)投入大量的時間進行員工系統(tǒng)化培訓(xùn)和經(jīng)驗積累;在銷售方面,為了快速響應(yīng)終端品牌客戶的產(chǎn)品需求,光學(xué)鏡頭廠商需要一支經(jīng)驗豐富、反應(yīng)迅速、深諳市場動態(tài)的銷售團隊,這需要長期培養(yǎng)和業(yè)務(wù)實踐磨練。新進入企業(yè)很難在較短時間內(nèi)積聚一支擁有各方面高素質(zhì)人才的隊伍,存在較高的人才壁壘。
(3)資金壁壘
光學(xué)鏡頭行業(yè)屬于資金密集型行業(yè)。一是,精密加工對生產(chǎn)環(huán)境要求較高,組立車間通常要達到千級無塵,同時要求恒溫恒濕,相關(guān)裝修和設(shè)備投入較大;二是,精密加工設(shè)備價格不菲,以關(guān)鍵設(shè)備鍍膜機為例,主流的日本光馳真空鍍膜機單價在 300 萬元上下;三是,運營費用較高,原材料采購、研發(fā)費用投入以及員工薪酬等方面支出較大。因此,光學(xué)鏡頭行業(yè)具有較高的資金壁壘。
(4)系統(tǒng)管理壁壘
光學(xué)鏡頭行業(yè)屬于精密制造行業(yè)。一方面,鏡片等光學(xué)元件的加工和光學(xué)鏡頭的組裝涉及工藝流程較為復(fù)雜,且加工精度要求高;另一方面,光學(xué)鏡頭產(chǎn)品通常是根據(jù)不同應(yīng)用領(lǐng)域、不同應(yīng)用場景進行非標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計,產(chǎn)品之間差異較大,對柔性生產(chǎn)提出了更高的要求。因此,為了保證最終的產(chǎn)成品性能參數(shù)達到要求,同時進行批量化生產(chǎn),提升產(chǎn)品良率,除了精密加工設(shè)備(如鍍膜機)外,還需要具備對各類設(shè)備進行系統(tǒng)化整合、管理的能力。光學(xué)鏡頭廠商必須經(jīng)歷長期的生產(chǎn)實踐才有可能積累相關(guān)的工藝經(jīng)驗并提高生產(chǎn)管理能力,行業(yè)的新進入者難以在短期內(nèi)具備這種能力。
(5)客戶壁壘
光學(xué)鏡頭是安防視頻監(jiān)控、車載鏡頭、新興消費類電子等下游產(chǎn)品光學(xué)成像系統(tǒng)的核心部件之一,對光學(xué)成像質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。下游電子產(chǎn)品制造企業(yè)和終端品牌客戶通常為全球知名企業(yè),一般都有著較為嚴(yán)苛的供應(yīng)商審核認(rèn)證體系。要成為下游電子產(chǎn)品制造企業(yè)和終端品牌客戶的合格供應(yīng)商,需要經(jīng)過嚴(yán)格的質(zhì)量管理體系認(rèn)證以及對單個產(chǎn)品的技術(shù)性能的全面審核,一方面,對光學(xué)鏡頭廠商的產(chǎn)品設(shè)計、精密加工、品質(zhì)管控等均有較高要求;另一方面,也導(dǎo)致了光學(xué)鏡頭產(chǎn)品導(dǎo)入周期較長??蛻粼诖_定某一型號產(chǎn)品的光學(xué)鏡頭合格供應(yīng)商后,基于質(zhì)量控制管理、生產(chǎn)周期管理等方面的考慮,一般而言不會輕易更換。這種長期穩(wěn)定的合作關(guān)系,能使公司獲得穩(wěn)定的訂單,同時也會對行業(yè)新進入者形成較高的壁壘。