2016年我国微型摄像模组行业情况及发展趋势分析

汪汪与喵喵

1、行业概况

    微型摄像模组具有体积小、 功能强大的特点。 微型摄像模组技术源自普通摄像技术，主要结构和组件包括镜头，传感器，图像处理芯片，软性线路板、镜架等主要部分组成。其主要工作原理为：景物通过镜头生成的光学图像投射到图像传感器表面（有 CCD 和CMOS 两种） ，然后转为电信号，经过模数转换后变为数字图像信号，再送到数字信号处理芯片中加工处理。

    手机端微型摄像模组的发展代表了行业最新技术的方向， 虽然手机在上世纪八十年代就已经面世，但摄像功能与手机的结合是在2000 年后。2000 年9月，夏普联合日本移动运营商 J-PHONE 发布了首款内置了 11 万像素 CCD 摄像头的夏普手机，但由于像素过低，并没有引起广泛使用。2002 年诺基亚第一款内置摄像头手机才真正拉开手机摄像技术的普及。像素是摄像模组成像质量的重要决定因素，当前500万和800万像素的摄像头已经成为后置摄像头的主力， 而且千万像素摄像头已经成为各品牌新一代旗舰机型的标配。随着人们拍照理念的革新，手机前置摄像头成为近年来决定手机拍摄品质的因素之一。目前，前置摄像头的主流配置是 130 万、200 万和 500 万像素，但是自拍、美颜等消费需求正在带动前置摄像头向800 万甚至更高像素升级。 在对焦功能上，2005 年索尼爱立信研发出首款具备自动对焦拍照功能的手机，内置一枚支持自动对焦的 200 万像素镜头。目前，几乎所有的手机后置摄像头都已经标配为自动对焦的模组，自动对焦模组已经成为手机摄像头最核心的器件之一。并且，部分厂商正在试验光学变焦功能应用于智能手机的可行性。但由于手机终端厚度的限制，光学变焦马达仍无法取代自动对焦马达的主流地位。未来，微型摄像模组的自动对焦功能主要以提高对焦速度，缩小对焦模组空间，以及增加用户稳定性体验为主，从传统弹片式的对焦马达、 闭环式对焦马达逐渐向光学防抖对焦马达发展， 以解决拍照模糊的问题，并提升拍照和录像的图像稳定度。

    2、行业技术水平和发展趋势

    （1）工艺技术水平创新

    AA（Active Alignment）加工技术：即主动对准，是一项确定零配件装配过程中相对位置的技术。在摄像模组封装过程中，涉及到图像传感器、镜座、马达、镜头、线路板等零配件的多次组装，传统的封装设备如 CSP及 COB 等，均是根据设备调节的参数进行零配件的移动装配的，因此零配件的叠加公差越来越大，最终表现在摄像模组上的效果是拍照画面最清晰位置可能偏离画面中心、四角的清晰度不均匀等。而AA 制程的设备在组装每一个零配件时，设备将检测被组装的半成品，并根据被组装半成品的实际情况主动对准，然后将下一个零配件组装到位。这种主动对准技术可有效的减小整个模组的装配公差，有效的提升摄像头产品一致性。通过AA制程主动校准技术，可调节镜头对准至 6个自由度（X，Y，Z，θX，θY，及θz） 。通过调节相对位置和镜头倾斜，可确保拍照画面中心最清晰，以及提升画面四角解像力的均匀度，使产品一致性得到提升。目前，光学防抖、超高像素、大光圈、双摄像组等模组产品必须采用AA 制程的主动对准机制才能较好的生产制造， 而更多的未来产品或许也采用这类主动对准技术的设备和制程。

    双摄像模组加工技术：即把两个摄像模组以特定方式组合在一起的加工技术。当前的双摄像模组加工方案为一体式组装，在一块线路基板上搭载 2 颗摄像模组，其模组尺寸较小，但高度偏高，加工不良率非常高，几乎是单模组的2 倍，而且不良品无法返修。

    目前，市场上已开发的两个单摄像模组分体式组装方案，基本采用模组单体AA 组装方式，具备模组高度低，加工不良率低，不良品可返修等优点，其组装良率跟单模组几乎持平，大大降低了模组成本，具备价格竞争优势。

    相位对焦模组全自动加工技术：该技术采用自动化加工设备，可实现相对对焦模组校准和烧录的全程自动化流水化作业。 设备可自动识别并抓取流水线上的模组放入探针接触槽内，然后由软件快速完成相位对焦校准和软件参数烧录作业，具备加工速度快，良品率高等优点。此技术不仅提高了产线自动化加工程度，节约了人工成本，而且模组校准精度高，参数烧录一致性好，提高了模组产品优良品质的稳定性。

    （2）关键部件功能优化

    摄像模组的成像过程是将光信号数字化的过程。 对摄像模组影响最重要的关键部件

    包括：镜头、传感器和图像处理芯片。

    镜头：是指由不同的透镜经系统组合而成的整体，是摄像模组的重要组成部分，对成像效果起着很至关重要的作用。镜头主要决定画面清晰度（画面清透度、光线、远近景） 、图像显示范围，同时影响硬件支持的最高像素。其中镜片又分玻璃和塑胶两种材质，玻璃材质镜片透光和成像效果好，但成本较高，镀膜后的玻璃材质镜片效果更好；塑胶材质镜片抗震较好、成本低、适合量产，但透光和成像稍逊色于玻璃材质。透镜越多，相对成像效果会更出色，但相应成本和厚度会增加。目前摄像模组基本采用塑胶材质镜片作为镜头材质。

    传感器：是摄像模组的核心模块，相当于传统相机的“胶卷”，将光线转化为数字信号。CMOS 与 CCD传感器是当前两种主流影像传感器。随着技术成熟进步，曾经占据主流之位的 CCD已经被 CMOS取代。CMOS凭借低成本、设计简单以及尺寸小功耗等特性逐渐成为主流， 尤其是背照式 CMOS 传感器的出现加快了这一进程。 背照式 CMOS传感器最大的优化之处在于改变了元件内部结构，显著提高了光的效能，大大改善低光照条件下的拍摄效果。目前高像素等高端传感器多使用CMOS 传感器，而 CCD传感器则多用在低端摄像模块中。

    马达：即音圈马达，其原理与扬声器类似，结构由磁石、线圈、上下簧片、上下垫片、外壳、载体、底座构成，是摄像模组中使成像清晰不可获缺的部件。摄像模组马达的主要分为自动对焦马达和变焦马达。自动对焦是通过微距离移动整个镜头（而不是镜头内的镜片的位置） ，控制镜头焦距的长短，从而实现影像的清晰；光学变焦是通过移动镜头内部镜片来改变焦点的位置，改变镜头焦距的长短，并改变镜头视角的大小，从而实现影像的放大与缩小。目前，光学变焦镜头已克服厚重的外观类型开始逐渐搭载于轻薄化的智能手机。

    处理芯片： 是摄像模组中重要的组成部分， 对传感器传送过来的数字信号进行优化，转化为图像格式并通过接口传输给存储或显示设备并刷新传感器。直接决定画面品质（如色彩饱和度、清晰度）与流畅度。目前，处理芯片基本都置于传感器上，在摄像模组生产中较少单独使用。

    3、市场容量

    智能终端轻薄化、高端化、个性化的用户体验不断提升，为微型摄像模组的发展带来持续、广阔的市场需求空间。

    （1）摄像模组行业产值及预测

    根据智研科信咨询发布的《2014-2019 年中国手机摄像头市场运营态势与投资前景评估报告》 中数据显示， 2011 年全球手机摄像头需求规模为 29.6 亿支， 2015 年达到 35.7亿支。预计未来几年，全球手机摄像头需求增速将放缓，但仍将保持增长态势，到2022年全球手机摄像头需求规模将达到 47.3 亿支。全球手机摄像头市场规模及预测如下图所示：

数据来源：智研科信咨询

    （2）摄像模组行业下游需求预测

    受益于智能电子消费品终端和车载摄像模组需求的日益增长， 目前摄像模组市场整体需求量持续放大。

    ①智能手机和平板电脑市场

    智能手机和平板电脑等产品所处的智能电子消费品终端市场对摄像模组带来的驱动力主要来自三个方面：一是出货量大幅增加，几乎全部智能手机和平板电脑均内置了拍照功能。根据 WIND资讯统计数据整理，2015 年全球智能手机出货量为 14.32 亿部，平板电脑出货量为 2.07 亿部，巨大的智能手机和平板电脑市场为摄像模组行业带来下游需求空间。二是微型摄像模组升级换代迅速，千万级像素摄像模组的手机随着技术革新及需求增长正逐步呈现上升趋势，成为市场的主流。产品更新换代的加速为摄像模组制造商技术升级提供了发展空间。三是3G网络的全面推广使得视频通话成为可能，随着 4G网络的逐渐推广，双摄像头手机大量上市。因此，智能手机和平板电脑等下游产品的需求增长对摄像模组的需求有着至关重要的影响。

    ②汽车市场

    车载摄像模组的使用目前只占整个摄像模组市场的一小部分， 但是中高端汽车都将车载摄像功能作为必备功能之一，汽车市场的不断发展，为微型摄像模组厂商带来较大市场需求空间。从汽车行业发展情况来看，辅助驾驶、自动驾驶、无人驾驶等功能升级是用户体验的必然要求和行业未来发展趋势。随着无人车的研发及逐渐推广，汽车驾驶智能辅助系统的渗透率将快速提高，而车载摄像模组作为无人车智能驾驶的基础，也将拥有巨大的市场容量及发展潜力。根据中国汽车工业协会的数据显示，2014 年全球汽车产量超过 8,750 万辆，其中中小型家庭、商务用车占汽车总产量的近50%。假设 2020年全球汽车产量达到10,000 万辆以上，则到 2020 年高级驾驶辅助系统相关产业链的市场规模有望超过万亿。