3、消费电子:2021年有望延续景气周期
消费升级是近年的主旋律,多元化的电子产业可以丰富人们的生活和带动消费的升级。从消费电子的领域来看,技术创新是推动整个科技行业进步的主要力量。从智能手机的出现与发展,到可穿戴智能终端的出现,我国的部分企业在创新中逐渐成为行业的巨擘。参与相关产业链,让下游终端市场带动产业链向大陆迁移,创新与整合成为了我国供应商提升份额的关键。我们认为,智能手机所带来的无线充电、快充、摄像头升级,和可穿戴设备将成为2021年消费电子领域更值得关注的赛道。
智能手机方面,经过近几年的创新研发,智能手机摄像头、快充和无线充电都取得了突破性的技术进步。相应的产成品陆续推出,后置摄像头数目增多,apple watch、三星S系列手机等已有无线充电功能,各个品牌的手机充电器功率也在快速增长。我们统计了京东上手机热销排行中最受欢迎的部分手机机型,发现:
摄像头:通过数据看到,随着上市时间的推移,越新、越高端的机型后置摄像头配备的越多,同时前后置的像素也在随着技术升级而逐步增加。随着多媒体产品的创新升级和对美的追求,现代人对于手机摄影要求也越来越高。为了使智能手机可以拍摄出接近单反相机的效果,追求人像大光圈、光学变焦、广角微距等功能,各种不同类型的多摄手机纷纷涌现。
快充:通过统计手机数据发现,发售时间越靠后的是手机快充功率越大。像华为、小米这类国产手机,其高端机型的充电效率也要高于中低端机型。5G时代的到来,使得智能手机功能越来越多,随之耗电量也越来越大,解决续航需求的有效方案之一就是提高充电功率,即快充。
无线充电:从统计的热销手机数据中可以看出,价位较低的中低端手机型号,基本没有配备无线充电。而价格较高的苹果、华为、三星等的高配旗舰机型,已经陆续配备上了无线充电和反向无线充电技术。同时,技术配备也呈现出一定的时间特性,越晚发售的新机型,配备无线充电的概率就越大,而且部分充电效率也有提升。到目前为止,无线充电还没有完全普及。但是其作为未来重要的消费电子潮流,近几年的创新发展速度也是非常可观的,对应的产品生产也在稳步推进。
3．1无线充电:下一个千亿市场的赛道
万物互联时代下,作为未来消费电子升级的潮流,无线充电产业发展前景广阔。从高端智能手机的无线充电器配备,到部分麦当劳、星巴克、海底捞在门店提供无线充电服务,无线充电产业越来越吸引着业界的广泛关注。无线充电技术可以称得上未来智慧城市发展进程中的一部分。无线充电手机以其更加便携、高效等特点,带来了时间成本和空间成本节约。用户能在办公、休闲、吃饭时轻松实现手机充电,这种随放随充的特点有助于实现碎片化时间的利用。
经历十余年技术突破和创新发展,无线充电产业链如今已初具规模。2008年年底,无线充电联盟WPC的成立,拉开了消费电子无线充电发展的序幕。作为全球首个无线充电标准组织,WPC推出了基于电磁感应原理的Qi无线充电标准。从第一台无线充电手机palm pre,到vivo 2020年发布的APEX2020,相关企业在无线充电技术领域不断突破,11年的时间里把功率从5W提升到了60W。部分国产高端旗舰手机无线充电功率已经超过了普通有线充电,呈现出超越快充功率的发展态势。
近几年来,搭载无线充电功能的各种品牌手机陆续发布,市场步入技术成果加快转换、产品规模化量产稳步推出的阶段。支持Qi标准的无线充电方式在多个高端机型上已有一定的出货量。而未来随着相关技术的进一步完善,材料成本的降低,其出货量也将会有更大的提升。
3．1．1无线充电产业发展前景广阔,产业规模和渗透率逐年增长
未来在充电效率不断提高、全密封智能设备需求增加等因素的促进下,无线充电将迎来快速发展的时期:
从下游产品分析:包括智能手机、智能手表和笔记本电脑等在内的消费电子行业的增长,推动了全球无线充电市场增长。苹果手机无孔化、无线化的趋势,也是未来全球智能手机市场的导向。其灵活性、便携性和高效性特点,将导致其逐渐从高端旗舰机型向普通低端机型渗透,实现无线充电行业的爆发。
从地域角度分析:亚太地区的份额大幅增长,对市场份额作出了巨大贡献。而在北美和西欧市场,消费者对于优质电子产品的偏好也更为强烈,因此这两大市场的产品增长也有一定的推动力。
随着技术瓶颈不断突破,无线充电产业规模逐年增加。根据2014年到2019年的统计数据,对全球无线充电市场进行预测,2020年预计达到101亿美元,至2024年全球市场规模将增长至150亿美元,而年均复合率达到12%。
随着全球无线充电市场的前进发展,我国无线充电市场规模也在不断增加。2014年到2026年,预计实现从0．42亿元至239．4亿元的市场规模增长。
无线充电细分领域中消费电子占主导地位,消费电子市场的需求推动我国无线充电规模增长。无线充电市场不仅仅包含以智能手机充电器为代表的消费电子市场,还包含电动汽车、医疗设备等领域的市场。但是这些细分市场中占比最大的还是消费电子领域,在2019年所占比例高达79．9%。所以,消费电子产品需求的迅速增长也是无线充电市场飞速发展的主要原因。
未来品牌机型将不断下沉,无线充电渗透率有望继续攀升。目前市面上,苹果、华为和三星等品牌的高端旗舰机,基本都配备了无线充电功能。随着无线充电技术越来越成熟,消费者对其认知度和接受度提高, OPPO、vivo、小米等中端品牌以及一些中低端机型也将迎来无线充电的爆发。
尽管目前在全球大流行病的环境下,手机的短期前景并不好,但无线充电的前景仍然乐观。据Strategy Analytics预测,2024年全球将有45%的智能手机采用无线充电。
3．1．2无线充电产业链:国产企业在中下游环节中占比较大
无线充电技术利用近场感应,由无线充电器将能量传输到需要充电的设备。由于无线充电器与充电设备之间通过电感耦合来传送能量,因此无需电线连接,也无需导电接口外露,就可以轻松实现充电过程。
无线充电技术可以分为四种:电场耦合方式、电磁感应方式、无线电波方式和磁共振方式。这四种技术在实际运用时,各有优缺点。
根据以上特性,可以发现电磁感应充电方式更适合应用在智能手机、手表等适合小功率无线充电的产品上。而磁场共振适用于新能源汽车等远距离大功率充电设备。
在目前的智能手机市场中,运用较为广泛的是电磁感应方式(Qi标准)。其感应耦合电能传输系统的基本原理如下图所示。
下面的线圈L1为发射器线圈,上面的线圈L2为接收器线圈,两个线圈共同构成一个电磁耦合感应器。当电能输入到L1线圈时,就会产生绿色箭头所示的磁场效应,L2感应到了空间中的磁场变化,从而在线圈内部产生电流。这样一套无线电能传输系统就构建完成了。
无线充电产品分为发射端模组和接收端模组两部分。发射端负责转换并发射电能,接收端负责接收和传输电能给充电设备。发射端模组在充电过程扮演着无线充电器的角色,而接收端模组对应的是带有无线充电功能的产品,包括智能手机、智能手表等等。接收端上下游产业链分为芯片、磁性材料、传输线圈、模组制造、系统集成。而发射端分为:芯片、线圈模组、方案设计。
在智能手机市场整体同期减少1．3%的情况下,无线充电在2019年继续向前发展,发射端和接收端设备的批发出货量同比增长27%。
根据Strategy Analytics统计,在2019年供应商出货近3．37亿台发射端设备。而接收端方面, 2019年全球出货量大约为1．27亿台,较2018年的8100万台增长近57%。
无线充电从产业链角度主要划分为五个环节:方案设计、电源芯片、磁性材料、传输线圈以及模组制造。方案设计和电源芯片环节技术壁垒高、利润高,基本被国外企业垄断。磁性材料和传输线圈环节技术壁垒相对较低,国内外厂商都参与其中。模组制造环节技术壁垒和利润最低,主要参与者为国内厂商。如下图所示,以产业链上下游分组的话,利润主要集中于上游的发射端,方案设计和电源芯片分别占32%和28%。
在无线充电产业链这五个不同的环节里,国内厂商均有涉足,并占有一定的市场份额。主要厂商统计如下表所示:
方案设计
方案设计环节通常是由方案提供方对手机厂家提出的要求进行产品设计,其技术难度大,但是相对的利润也最高。由于较高的技术壁垒,目前参与者大多是高通、IDT等外国厂商。但是国内也有部分龙头企业进入这一领域。
信维通信:覆盖全球前几大手机厂商,以及全球知名汽车厂商的无线充电核心供应商,提供一站式服务方式。从研发设计到产品制造,从材料到工艺、信维通信:覆盖全球前几大手机厂商,以及全球知名汽车厂商的无线充电核心供应商,提供一站式服务方式。从研发设计到产品制造,从材料到工艺、再到产品,根据客户的产品需求全方位提供多种无线充电解决方案。
立讯精密:公司具备提供全系统的无线充电解决方案的能力,在不同客户不同领域有广泛应用。
万安科技:入股了美国Evatran公司后引进了先进的无线充电的核心技术,布局无线充电领域。
电源芯片
电源芯片可以分为发射端芯片和接收端芯片,发射端芯片可以按照特定频段的无线电信号输入电源,接收端将磁场信号转化成电流完成充电。由于芯片设计与制造方面技术难度大、行业壁垒高,对芯片的大小、控制和稳定性有很高要求,参与者较少利润高,所以无论是接收端还是发射端,芯片市场主要是被国外芯片厂商垄断。像高通、博通、 TI、 IDT、NXP、 MTK 等芯片巨头均参与其中。
IDT:三星的S7,其发射端控制芯片采用的是IDTP9035A芯片,而接收端则是采用IDTP9221芯片。预计小米、华为也将采用IDT无线充电方案。
美芯晟:设计了其称之为“True 15W”的无线接收芯片的MT5715。这一芯片内部集成了可编程的大功率LDO,输出电压从3V到15V可调,限流从100mA到1．5A可调。
新页科技:已有无线充电芯片量产,如NY8605,可以满足手机等小功率的无线充电性能及标准的要求。
磁性材料
磁性材料主要用到的有:铁基非晶、纳米晶、钕铁硼永磁体、NiZn铁氧体薄磁片、MnZn铁氧体薄磁片、柔性铁氧体磁片等。到目前为止,运用的磁性材料逐渐从铁氧体过渡到纳米晶。
磁性材料的作用主要有两个:(1)隔磁屏蔽:防止产生涡流和信号干扰,减少对周围其他金属物品的二影响;(2)导磁降阻:提高磁电转换效率,通过减少匝数使线圈电阻降低,从而减少零部件的发热情况。
在磁性材料领域,国内外企业在这一领域均占据一定市场份额,国内有包括安洁科技、天通股份、安泰科技、横店东磁、信维通信等。国外参与方则有 TDK、村田、太阳诱电等。
领益智造:领益智造涉足无线充电磁性材料与模组,生产用磁性材料模切的模组部分零部件,积极部署纳米晶材料的研发布局。
传输线圈
传输线圈具有高客户定制化特征,需要产业链上下游紧密配合。因此精密的加工能力和前后产业链的过渡能力是参与这个环节的企业所需要的。传输线圈需要内置在终端中,对低损耗和轻薄化有较高的要求。三星S8接收端采用的是FPC+线圈方案,发射端采用铜线绕线方案,而随着iPhone从FPC转换成密绕线圈,预计其将成主流。
传输线圈环节有代表性的国外企业有TDK、MURATA、松下等,国内企业的代表有立讯精密、信维通信、顺络电子等。
模组制造
无线充电接收端模组可分为基底、磁性材料、线圈、石墨碳材料等。模组的封装制造环节技术要求相对低,尺寸和材料都不受限制,主要要求轻薄化和小型化。壁垒很低,利润也相对较低。发射端模组制造容易切入,国内能做的厂商有很多。立讯精密、信维通信、硕贝德、顺络电子及多家代工厂都可以完成。
讯精密:与苹果有长期深入合作,是Apple Watch无线充电发射端核心供应商,同时还供应无线充电模组。
3．2快充:将进入快速发展期3．2．1有线快充技术沉淀,市场机遇彰显
快充根植于手机续航需求,宽屏幕、高分辨率与高响应速度等方面进步使得手机耗电与日俱增,而人们对于手机的使用频率不断提高,手机快速续航的需求提高。而现有技术条件下电池容量扩充受限,一方面,短期内难以出现革命性的电池高容量量产技术。另一方面,由于手机本身便携性的要求,电池体积的扩充受到限制。因此快速充电成为满足耗电需求的有效解决方案。
快充主要是通过提高电流或电压的方式缩短充电时间。现有的技术主要采用高压低电流和低压高电流快充模式,高压高电流虽然能极大提高充电功率,但受到安全性与技术的限制,暂未得到大范围商用。随着近年来元部件与快充技术的不断升级发展,高压高电流快充模式或能在可预见的未来得到实现。
国产手机充电功率已突破百瓦,快充迎来新发展阶段。小米10至尊纪念版搭载120W快充技术,其创新性地使用石墨作为基底加快锂离子交换速度。IQOO 120W快充技术通过改良后的双电荷泵并联、6C电芯和阵列极耳降低内阻,缓解机身发热。OPPO也通过技术改进实现了更高功率125W超级快充。
手机主要品牌新发布产品均配备快充,快充成为手机行业新潮流。苹果自2017年iPhone 8 上市以来后续所有机型都支持USB PD快充,充电功率达18W。华为2016年11月上市的Mate 9 搭载私有FCP协议,后续快充SCP协议的进展也成为华为机型的优势卖点。OPPO一直主打快充技术,自2014年OPPO Find 7 发布以来智能手机搭载的快充技术功率和安全性不断进步。vivo从双引擎闪充更迭至最新的120W超级快充技术,快充一直也是旗下手机的主打卖点之一。小米手机2016年推出小米6支持USB PD 3．0 PPS充电,小米9开始推出半私有Charge Turbo快充,2020年推出120W闪充。
3．2．2快充协议兼容性提高,推动普及发展
快充初期发展快充方案百花齐放,这导致了不同型号手机和充电器之间的兼容性问题。手机内集成电源管理IC与充电器内专用识别IC需要相互识别认证并“握手”,才能激活快充功能。由于快充技术相互独立,搭载不同快充技术的手机需要配备特定的充电设备,这对于第三方充电头厂商生产及消费者使用都有着极大不便。
USB PD协议较大程度地整合了主流快充技术,对快充方案兼容发展有着巨大影响。USB PD是目前通用性最高的公共协议之一,2017年USB-IF协会发布USB PD3．0的重要更新PPS,规范整合了高压低电流、低压高电流两种充电模式,实现了对高通QC4．0/3．0、联发科PE3．0/2．0、华为、OPPO等方案的收编,具有非常好的兼容性。
快充协议逐渐走向兼容,新快充技术兼容性成为重要考虑。主流快充技术逐渐实现对USB PD协议的兼容,如高通从QC4．0技术开始兼容USB PD协议并向下兼容QC协议;三星Super Fast Charging技术兼容PD3．0,PPS协议成为三星手机未来旗舰的快充标配方案。
第三方厂商芯片研发,有望解决快充协议兼容性问题。多家国内电源IC芯片公司通过快充芯片开发,支持多种协议标准,同时应用于丰富细分领域。
3．2．3快充市场规模预测
2021年全球快充市场预计达到3000亿元,市场空间广阔。受到世界经济复苏及iPhone取消标配充电头的积极影响,第三方厂商将迎来较大发展机遇。
出货量:对于出货量市场,我们假设每年100%的智能手机需要搭配一个快充充电器(标配或向第三方厂商购买),以下是测算的关键假设:
全球智能手机出货量:根据市场研究公司IDC于2020年6月3日发布的预测数据,受疫情负面影响及中国等重要经济体的经济复苏、5G发展的积极影响,2021年预测全球智能手机出货量为13．5亿部左右。
手机出货量市场份额:根据IDC数据,2019年手机厂商市场份额情况为三星(21．6%)、华为(17．6%)、苹果(13．9%)、小米(9．2%)、OPPO(8．3%)、其他(29．4%)。由于2020年疫情与5G发展影响,华为出货量稍有上升、苹果出货量稍有下降,且目前来看2021年中国经济复苏背景下华为出货量可能会进一步增长,因此对2021年市场份额进行估计,我们假设三星(20%)、华为(20%)、苹果(13%)、小米(10%)、OPPO(8%)、其他(29%)。
充电器价格:根据中关村在线及京东平台数据,现有充电器主要分为3大类——20W及以下,20W-60W,60W以上并采用氮化镓技术。其中,20W及以下的快充充电器主要用于苹果机型,官方售价243元,第三方配件约为30-79元、取平均值55元;20W-60W在安卓机型使用范围较广,官方售价华为89-159元,小米88元,OPPO 89元,vivo 99-129元,三星219-269元,第三方配件约为45-89元、取平均值67元;60W以上氮化镓技术充电器在小米、OPPO使用较多,官方售价小米149元,OPPO 199元,第三方配件99-248元、取平均值174元。
苹果机型按照20W充电器价格计算,由于取消标配充电器,因此以1:1权重计算官方配件及第三方厂商配件的价格,为(243+55)/2=149元;考虑到氮化镓在手机快充的趋势增强,对安卓机型标配充电器以3:5:2权重(氮化镓快充:20-60W快充:20W及以下快充)进行计算;对于五大品牌厂商之外的品牌,采取五大品牌厂商充电器价格结果最小值计算。计算结果如下表。
存量:对于存量市场,我们假设每年约有30%的快充手机用户因充电器丢失、损耗等原因更换快充充电器,以下是测算的关键假设:
全球智能手机存量:根据智研咨询2018年数据,2016年全球智能手机存量40亿部,预测2020年全球智能手机存量将达到60亿部,由于2020年实际受疫情影响智能手机出货量增长率大幅受挫,因此我们假设2021年全球智能手机存量大约为50亿部左右。
快充手机比例:通过艾瑞数据,我们获得中国市场苹果品牌覆盖率数据,并以此为基础推测全球总体快充手机比例。由于中国智能手机占比大且各收入群体分布跨度大,因此对全球市场快充手机比例有一定参考性。
苹果在中国市场覆盖率较稳定在24%-25%左右,其中取2020．10．26-11．01的ios机型分布计算得出,快充手机市场占比约15%,占苹果机型60%左右。由于苹果品牌新机型推出频率较规律且首款支持18W快充的iPhone8机型于2017年发布,相较于其他主流品牌如华为(2015年发布搭载FCP技术的mate9)、OPPO(2014年发布VOOC技术)稍晚,因此我们估计全球市场手机快充覆盖率为70%,略高于苹果品牌的60%。
3．2．4快充高速发展,惠及产业链上下游技术提供商
快充产业链上游为协议方案,中游为控制芯片、USB接口、被动元件,下游为代工厂。
GaN功率芯片
氮化镓快充渗透手机配件市场,市场容量有望迅速扩大。氮化镓快充将逐渐被各主流手机厂商作为手机出厂的标准配件,市场规模可观。根据研究机构Yole Dévelopement数据,2022年全球GaN功率元件产业规模将成长到4．6亿美元,年复合成长率高达79%。
英诺赛科:第三代半导体电力电子器件研发与生产的高科技企业,主要产品包括30V-650V氮化镓功率器件,已建成中国首条8英寸硅基氮化镓外延与芯片大规模量产生产线。
富满电子:目前有可搭配GaN的中高功率(即≥65W)主控芯片,与OPPO协作研发GaN充电器产品。
协议芯片
芯海科技:自主研发17年,集感知、计算、控制于一体的全信号链芯片设计企业,合作伙伴覆盖华为、小米、vivo、魅族等手机品牌。
智融科技:OPPO授权的首批两家快充协议芯片原厂之一,USB PD产品支持协议齐全、小体积高性价比,快充解决方案功率范围广。
电源管理芯片
电源管理芯片研发难度较大,国内市场以进口产品为主,国内厂商市场占有率较低。根据前瞻产业研究院数据,中国电源管理芯片市场规模自2012至2018年年复合增速达7．95%,预估2020年市场规模增长至860亿元。
圣邦股份:模拟IC类产品国产替代的领军企业,2019 年打入华为供应链,电源管理类产品占公司营收比重接近70%。收购的钰泰半导体目前已推出PD20W全协议方案等。
芯朋微:专注开发电源管理集成电路,实现进口替代,目前在产电源管理芯片共计超过500个型号,应用领域广泛。
富满电子:电源管理和LED驱动芯片领军者,掌握IC设计、封装、测试等重要环节技术,产业链较为完备。
USB PD代工厂
随着苹果、三星等主流手机品牌厂商快充技术支持USB PD协议,USB PD充电器代工厂迎来巨大发展机遇。据充电头网统计,超过80%的USB PD快充工厂分布在粤港澳大湾区,全球超过一半的充电器出自这里。
领益智造:2019年收购充电器龙头赛尔康,赛尔康专注智能手机充电头配件领域,客户覆盖苹果、华为、vivo、OPPO等全球主流手机品牌。
奥海科技:业务覆盖国内国际市场,客户包括小米、华为等国产一线品牌。产品包括网易18W USB PD充电器、苏宁极物18W USB PD快充充电器等。
GaN快充代工厂
安克创新:国内营收规模最大的出海消费电子品牌企业之一。2018年全球首发采用GaN元件的小体积充电器PowerPort Atom PD1,PD快充产品功率跨度广,且率先针对iPhone12推出20W迷你PD快充充电器抢占市场。
福瑞康:销售体系覆盖全球,代工小米65W氮化镓充电器。
光宝科技:代工realme真我65W氮化镓快充充电器、OPPO原装65W氮化镓充电器。
3．3光学市场依然值得期待
光学摄像头总体市场规模不断增长,技术不断升级,其中重要驱动力来源在于手机摄像头的需求增势迅猛。手机配置的摄像头数量和像素不断提升:数量的增加的动力主要来自于①前置单摄向前置双摄的过渡和②低端手机向“后置四摄”方案的过渡。像素提升的主要动力则来自于:①主摄从24M-48M-64M-108M(三星和小米)的演变和②中低像素摄像头数量的增加。
3．3．1像素发展技术突破,多摄方案引领产品
在手机摄像头领域的发展中,主要的衡量指标为单相机的像素、摄像头的种类、摄像头的个数、及手机系统算法对图像的处理能力。目前,根据各个厂商的技术积累的快速突破,伴随着像素技术的飞速提升,多种像素规格及摄像头种类、结合手机后期图像处理,为提升手机拍照质量提供了更多的解决方案。
在手机摄像头双摄到多摄方案的推行过程中,各大手机厂商的摄像头数量自2016年以来维持着一年增长一颗的趋势。无论是双摄方案,还是多摄方案,提升手机拍照质量都已不再是简单同类摄像头的叠加,而是通过每颗摄像头不同的功能定位,针对人们生活中对拍照的不同使用场景,而发展出应用在不同场景中的摄像头组合。
在摄像头的应用场景发展中,主要有光学变焦,弱光拍摄质量,及三维重建等应用场景。在三摄到四射的发展中,主要驱动因素为不同焦段的组合,从微距到远距实现光学变焦的功能。随着摄像头个数的逐步增加到5摄,厂商有望在单产品中覆盖包含三维重建等的所有功能。
旗舰机作为最先进技术的最先采用者,引领高端技术及市场的发展。随着2019年以来手机像素技术的突破,不同功能摄像头的组合应用探索的完善,手机行业聚集度的不断提升,目前苹果、三星、华为、OPPO、VIVO、小米几大厂商的旗舰机作为行业先驱探索者,引领手机市场摄像趋势的发展。
在安卓机系列中,像素技术发展迅速,像素及摄像头种类领衔发展。三星和小米的最高像素突破了1亿大关,三星的总像素数量达到了2．08亿。华为、OPPO、VIVO的总像素数量也在1．4亿左右,且华为的新品P40 Pro Plus中,更是采用了7个摄像头的配置。另外,华为和三星采用了TOF深感摄像头,随着3D各种应用在生活中的普及,有可能促成智能手机的新一次革命。
旗舰机作为技术发展和市场的探索者,也将会引领中低端手机的发展趋势。在摄像头数量和像素上,中低端手机也会随着市场的需求,技术的完善,和成本的降低而发展出越来越多的应用多摄方案。在深感镜头中,也将重复功能机到智能机发展过程。根据深感镜头的技术发展,更多的相关应用开发,逐渐全面应用到高中低端的手机上,并根据不同的场景需求搭配不同功能的深感镜头。根据发展趋势,多摄镜头的全面发展势不可挡,且3D趋势将进一步推动拍照质量的发展,促进光学创新。
中低端市场迅速发展,行业规模高速扩张。
摄像头参数成为了旗舰机在市场上的主要突破因素,引领了手机市场的消费潮流。我们统计了2020年7月以来每个价格区间内最热销五款手机的价格与摄像头参数。根据不同价位产品配置,我们可观察到目前市场的主流趋势。
根据价格在500到5000元的手机统计,我们可以发现高像素多摄像头已经成为全价位手机标配。随着高像素以及多摄像头为消费侧重点关注的指标,根据各价位销量最好的手机型号统计,摄像头数目已经达到了平均4．57颗摄像头。
全球手机市场本身已经是一个非常成熟的市场,全球年出货量在14亿左右,今年前半年受疫情影响,但总体市场依旧比较稳定。在手机市场中,虽然中高低端的市场分布不同,但高中低端的摄像头数量多摄趋势在2020年乃至2021年已经逐步稳定。我们预期在2020年底,假设维持目前得这一代摄像头数目,有望在今年出货量达到63．98亿颗。
3．3．2车载摄像头市场空间广阔
传感器促进智能驾驶,摄像头汽车领域发展广阔
CMOS传感器应用中,发展速度最快的领域是汽车端。目前包含摄像头和雷达等汽车传感器已经广泛安装在倒车影像及防碰撞等系统上。随着新车标配ADAS和自动驾驶的发展,作为汽车的眼睛,传感器将为汽车导入更多的外界信息。在目前的解决方案中,主要包含雷达和图像传感器两大类,车辆通过摄像头传感器、雷达和激光雷达组成不同场景的解决方案。
在使用场景中,摄像头具备最广泛的解决方案。在汽车的前部及后部解决方案中,主要以雷达和摄像头的组合兼顾距离与广度,在侧部的解决方案中,以摄像头为主提供环绕视角的监控。在探测原理上,摄像头主要通过采集外部信息并进行图像识别,雷达通过发射和接收相应波段,分析折返时间并测算距离。在使用领域方面,车道保持辅助,定速巡航,盲点检测,泊车辅助,远光灯辅助,信号识别等功能都可以通过摄像头来实现,有些功能只能通过摄像头来实现。在使用场景方面,无论是现在还是未来,摄像机都具备最为广阔的解决方案。
目前自动驾驶环境感知的技术路线主要有两种。一种是以特斯拉为代表的以视觉主导的多传感器融合方案,另一种是谷歌Waymo为代表的以低成本激光雷达为主导的方案。在目前的使用趋势中,大多数企业采取“摄像头+雷达+超声波雷达”的解决方案,多种方案的组合使用促进了汽车领域传感器市场的整体发展。其中摄像模组的年复合增长率为最高的53%,每增加一个摄像头,就需要增加一块CMOS传感器,所以汽车领域将成为CMOS传感器发展最快的领域。
ADAS初步实践,概念车需求巨大
在乘用车市场中,根据ADAS系统不同功能的需要,摄像头主要有前摄、后摄、环视、侧视和内视等应用场景。其中前摄、后摄、环视和侧视已经逐渐尝试应用在驾驶辅助系统中,各个汽车厂商及自动驾驶算法公司根据不同类型车载摄像头的搭配进行相应ADAS系统的研发。
在目前的量产车型中,特斯拉和小鹏汽车作为新造车势力的代表企业率先引领自动驾驶的市场化应用。特斯拉的AutoPilot系统配备了8个摄像头,分别是3目前视摄像头,4个环视摄像头及1个后视摄像头,达到L2．5自动驾驶级别,可在驾驶员预备接管条件下,于部分特定路段中进行自动驾驶。小鹏P7则总共搭载了14个摄像头,包括4个前视摄像头,4个环视摄像头,4个侧向增强感知摄像头,1个后视摄像头和1个室内监控摄像头,P7率先达到L3自动驾驶级别,可在驾驶员预备接管条件下实现自动驾驶。
摄像头伴随着ADAS及自动驾驶的进一步发展,未来可能需要15-20个摄像头。在自动驾驶的发展中,传统车商如宝马、奔驰等已经采用L2级别自动驾驶系统,小鹏及奥迪率先迈入L3级别,谷歌Waymo则直接进行定位于L4或者L5自动驾驶级别的研发。在自动驾驶图像传感器的发展中,前摄以1-3目为主,比较先进车型或者需要空间距离信息的车型需要以3目为主。侧向感知摄像头需要2-4目,后视摄像头需要1目,环视需要4目广角摄像头,室内驾驶员监测需要1-2目摄像头。另外在其他领域的一些配置中,如观察乘客或者乘客下车的状态需要1目摄像头,行车记录仪需要1目摄像头。每一辆车少则需要10个摄像头,多则像Waymo或者小鹏的配置可能在15-20个摄像头。
无论中长期市场,伴随汽车市场发展,车载摄像头市场有望成长成为与手机摄像头相当的市场。全球汽车年产量大概稳定在9000万-9500万之间,在中短期内假设每辆车需要10个摄像头,整个市场规模一年可以达到9亿-10亿的数量,在长期的发展中,假设每辆汽车需要配备15-20个摄像头,整个市场规模每年可达到15亿-20亿的数量。根据汽车图像传感器的4-5美金的平均售价,整个市场规模可以达到上百亿美金,有望发展成为与手机图像传感器市场规模相当的市场。
3．3．3产业链简析:国产公司在多领域均处于国际前列水平
从结构上看,摄像头主要包括镜头、音圈马达、图像传感器、红外截止滤光片等器件。其中图像传感器的价值量最高,占整颗镜头价值量的一半以上,其次分别是光学镜头、模组、音圈马达和红外截止滤光片。
不同部件的价值量受摄像头数量和像素影响不同:图像传感器的价值量受像素变化影响较为明显,红外截止滤光片与摄像头数量关联更为紧密,镜头及模组的价值量则与摄像头数量及像素均有联系。
根据Yole数据,受益于手机摄像头、车载摄像头及其他领域的市场规模的增长,全球手机摄像头市场规模将从 271 亿美元增长到 457 亿美元,CAGR达9．1% ,且摄像头各组件到整体都有望迎来高速增长期,行业景气度持续提升。
在不同的摄像头配件中,国内厂商均有所涉足,并占有一定的市场份额。主要厂商信息统计如下表:
图像传感器
在图像传感器领域,主要的厂商有索尼、三星、豪威、SK海力士、安森美等,其中索尼、三星以及国内厂商豪威科技处于市场领先地位。
索尼:CMOS 图像传感器领域市场占有率最大的厂商,在高端 CMOS 图像传感器市场保持较为显著的技术优势。
三星:CMOS图像传感器行业主要研发与生产企业之一,借助自有品牌智能手机、平板电脑和其他消费电子设备的市场知名度和占有率,三星在CMOS领域处于领先地位。
豪威科技:韦尔股份旗下的豪威科技长期以来致力于CMOS图像传感器的研发、生产和销售,2019年豪威科技突破48M技术发布OV48B产品;2020年一季度发布了48M的OV48C以及旗下首款6400万像素0．8微米图像传感器OV64C;2020年4月29日,豪威科技再次发布的64M产品OV64B,这是业内目前仅有的一款0．7微米小像素。伴随国产手机厂商崛起,豪威有望迎来快速发展。
光学镜头:
光学镜头行业集中度较高,行业前五大市场份额总计超过百分之60%,大立光是手机第一大光学镜头供应商,其次是舜宇光学。国内光学镜头厂商从中低端镜头入手开始参与市场竞争,并不断替代国外厂商镜头,形成了目前中低端镜头市场参与者众多,竞争较为充分的现状。其中,国内领先的厂商有瑞声科技、联合光电以及联创电子等。
大立光:光学镜头的领头羊,2018年市占率高达35%。
舜宇光学:第二大光学镜头厂商,手机摄像头与手机摄像模组市占率则排全球第二。
联合光电:致力于为市场提供高端光学镜头产品及解决方案,其玻塑混合高端手机镜头的研发制造能力得到一线手机品牌的认可,已具备较为明显的竞争优势。2018年,在20倍、30倍及以上高端变焦产品约占据全球总销量的77．8%。
联创电子:国内少数以光学镜头及影像模组、触控显示器件为主营业务的光电子领先企业,同时也是国内少数有能力研发制造 G+P 镜头的光学公司之一。
模组:
国内外生产摄像头模组的企业众多,主要分布在中国大陆、台湾、日本、韩国。根据客户群和模组厂商的技术、资金实力,LG-Inotek、索尼、舜宇光学、欧菲科技、三星电机、丘钛、信利、东聚等为第一阵营,其他模组厂为第二阵营。总体来说摄像头模组厂商较多,市场比较分散。
在国内微摄像头模组领域,具备单摄像头模组量产能力的厂商较多。双摄像头模组技术壁垒有所提升,能大规模量产供货的厂商包括欧菲光、舜宇和立景创新。升级到多摄像头模组后,大规模量产的技术壁垒则更高,已实现量产和供货的国内厂商主要为欧菲光、舜宇和立景创新。
欧菲光:摄像头模组出货量位列全球第一。凭借自主开发的AA对焦工艺、高自动化水平的产线和大规模量产能力,已成为行业内的双摄和多摄模组的主流供应商。
舜宇光学:手机摄像模组市占率则排全球第二。10倍光学变焦手机摄像模组的研发已完成;5倍光学变焦手机模组、超大像面手机摄像模组及超大光圈手机摄像模组已实现量产。
丘钛科技:在智能手机摄像头模组具有行业一流生产能力。4000万像素、4800万像素和6400万像素的超高像素单摄模块,以及一体式三摄模块均已陆续大批量生产。
音圈马达:
全球较为领先的音圈马达厂商为阿尔卑斯、TDK、日本三美和韩国磁化,而国内目前尚无以音圈马达为主营业务的上市公司,尚未上市的主要国内厂商有皓泽、中蓝、新思考等。未来国内生产音圈马达的厂商集中度或进一步提升,部分实力相对较弱的马达厂商可能会被淘汰出局。
另外,全球排名第三也是国内最大的EEPROM芯片研发生产企业聚辰股份的主要产品包括音圈马达驱动芯片,此类芯片主要用于控制音圈马达来实现自动聚焦功能,另外,聚辰股份的音圈马达驱动芯片产品主要应用于智能手机摄像头领域。
红外截止滤光片:
红外截止滤光片生产企业主要集中在日本、韩国、我国大陆和台湾地区,国际实力较强的公司有田中技研、奥托仑、唯亚威通讯等,国内厂商除了水晶光电和五方光电外,还有少数具备一定竞争实力的中小企业,行业竞争较为激烈。
水晶光电:一家实力雄厚的光电企业,核心业务板块处于所在细分行业的领先地位,在全球光学元器件领域拥有技术领先、装备档次较高、产能规模最大的生产基地。
五方光电:已成为全球主要红外截止滤光片生产商,具有较高的市场占有率和品牌知名度,2018年五方光电红外截止滤光片市占率达到16．13%。
3．4TWS:技术突破功能升级,TWS拐点已至
3．4．1疫情之下,TWS出货量仍有增长
TWS是True Wireless Stereo的缩写,即真正无线立体声。从传统有线耳机到无线耳机再到真无线耳机,耳机无线化发展趋势明显,而通过内置智能SoC芯片,耳机也逐渐实现智能化。2016年9月,苹果公司发布第一代AirPods,成为TWS智能耳机技术的引领者,随后TWS耳机逐渐开始风靡。根据前瞻产业研究院数据,2016-2019年TWS耳机出货量分别为918万/2000万/4600万/10800万副,每年销量都呈现翻番的趋势。虽受疫情冲击影响,2020Q1 TWS耳机销量略有下滑,但二季度快速复苏,出货量增长18%,预计2020全年出货量将超2亿副。
行业当前渗透率低,未来发展空间巨大。根据Counterpoint Research 以及IDC统计数据,2018年智能手机出货量达14．049亿部,TWS行业渗透率(=TWS耳机出货量/智能手机出货量)仅为3．27%,截至2019年智能手机出货量达13．71亿部,TWS耳机行业渗透率也快速增长至9．41%,但目前行业整体渗透率仍较低,不到10%,仍有较大的发展空间,未来随着TWS耳机各项性能的不断改善以及核心技术成熟后销售价格进一步降低等变化都将会促使渗透率进一步增长,继续保持高增长趋势。
3．4．2技术突破功能升级,TWS销量不断提高
在2017到2018年间,各芯片厂商重点解决的是蓝牙断连、高功耗等TWS耳机的基础问题,以实现耳机与手机的稳定连接。随着蓝牙5．0的普及以及技术的逐步成熟,TWS耳机逐渐向多功能化、智能化发展。对耳连接的稳定(双路传输方案)、蓝牙低功耗以及主动降噪(ANC)成为TWS耳机的主要卖点。而安卓端在突破苹果技术专利后,市占率开始逐步提升。
对耳连接技术
对耳连接(双路传输)技术是TWS耳机的基础。传统蓝牙无线耳机保留了耳机间的有线连接,而TWS耳机则进一步的取消了耳机间的线缆,实现双耳同步播放,做到了真正的无线连接,目前仅有苹果等少数厂商能够实现这一技术。苹果于2016年率先推出第一代AirPods耳机引领市场潮流,同时也卡位其监听(Snoopy)模式。监听模式具体是指当手机端发送蓝牙信号连接到主耳机时,副耳机通过蓝牙监听主耳机与手机间的连接实现同步接收。
在苹果卡位监听模式后,安卓厂商只能选择由手机到主耳机,再由主耳机转发副耳机的解决方案,相比于AirPods,安卓TWS耳机连接稳定性较差,延迟度高,产品使用体验感差,因此市场发展缓慢。而在近些年,随着高通以及恒玄科技等音频芯片厂商纷纷推出优化方案,安卓TWS耳机使用体验得到优化,市场发展明显提升。
主动降噪(ANC)
在降噪方面,主动降噪(ANC)问题一直是音频厂商致力于解决难题。苹果于2019年推出AirPods Pro,其最大的提升就是增加主动降噪功能。主动降噪基于声波相位抵消的原理,能够将相位差为180度的波或相互反转的波叠加抵消。目前主动降噪方法有前馈ANC、反馈ANC以及混合ANC等。
前馈ANC将用于捕获噪声的麦克风放在耳机外侧,主要使用DSP及其他ANC处理单元将噪声信号映射到用户在耳机内部实际听到的频率来响应。而反馈ANC与前馈相反,将麦克风放置在耳机内,能够让其捕获的噪声更准确地反映佩戴者听到的噪声。混合ANC集成二者优点,安置内外部两个麦克风,可获得最佳噪声衰减频率覆盖率。目前,各厂商主要通过在芯片端集成主动降噪算法,如恒玄科技的BES2300就搭载了自适应主动降噪技术。
全球TWS耳机供应商主要分为苹果以及安卓系TWS耳机两大阵营。其中,据CounterpointResearch、Strategy Analytics统计,苹果AirPods系列2016-2019出货量分别为918万、1500万、3500万、6100万,安卓系TWS耳机出货量2016-2019出货量分别为0、500万、1100万、6800万。
分品牌来看,苹果处行业龙头地位。根据Counterpoint Research统计,在出货量上,2019第二季度、2020第二季度苹果Airpods系列市占率分别为53%、35%,紧随其后的安卓系TWS耳机中出货量第一的占比分别为8%、10%,远低于苹果。目前,苹果Airpods市占率有所下降但仍处于行业领先地位,安卓系TWS随着供应商厂家陆续解决技术问题及改善性能,安卓系TWS耳机成长前景巨大、有望实现追赶。
安卓系TWS耳机有望赶超。IDC统计数据显示,截至2020年上半年,中国无线耳机出货量达4256万台,同比增长24%,其中,TWS耳机占比64%,同比增长49%。苹果占比18．10%排第一,其次是华为占比达10．10%,一方面是因为主控芯片厂商解决基本技术问题,另一方面也是因为推出不同价位产品实现全覆盖。可见,安卓系TWS耳机增长势头明显,有望凭借高性价比实现后发赶超。
3．4．3中低端售价不断降低,未来或将随盒附赠成手机标配
安卓端TWS带动中低端市场发展。随着安卓端TWS耳机的技术突破,市占率不断提高,TWS耳机也逐渐向中低端市场渗透。相较于千元以上的苹果Airpods,安卓产品覆盖面更广,从100元-1000元以上竞争激烈。TWS耳机市场由苹果引爆,经过数年发展,千元以上的AirPods在中高端市场占据极高市占率,而中低端市场则无产品覆盖,我们预计随着安卓产品的渗透率不断提高,未来TWS耳机中低端市场将成为主要增量。
TWS耳机下游需求逐渐恢复,安卓系TWS耳机增长强劲。安卓系TWS耳机天猫平台1-9月份销量分别为22．43万、16．49万、24．92万、22．89万、22．28万、40．49、23．89、35．03万、56．92万,疫情对其影响逐渐减弱,长期来看增长趋势明显。
我们预计2021年,TWS苹果与安卓共振市场将会纷纷迎来新一轮增长。苹果在最新款手机中取消inbox耳机,同时预计明年春季将会推出两款新型AirPods耳机,覆盖中端与高端市场。从历史来看,苹果每一次新款AirPods的推出都会引起TWS市场销量提升,因此2021年苹果端市场出货量值得期待。安卓端来看,安卓手机市场约是苹果手机6倍,而目前TWS苹果与安卓约为4:6的销量,TWS安卓市场空间依然巨大,因此合理预计2021年TWS安卓端市场将会保持高增长态势。
3．5智能手表:疫情凸显差异化定位,成为可穿戴第二增长点
3．5．1疫情之下表现优异,销量逆势上涨
虽受疫情冲击,智能手表出货量稳定增长。据IDC数据显示,全球可穿戴设备2020年出货量约4亿件,其中2020智能手表预计出货量约为9100万,占可穿戴市场23．1%。据Strategy Analytics报告显示, 2020年第一季度智能手表出货量为1370万块,第二季度出货量为2830万块,相较去年同期增速明显。下半年伴随新款智能手表等产品的推出,叠加疫情缓解、消费电子旺季等因素,智能手表销量将继续高增长。
Apple Watch独揽智能手表半壁江山。2014年9月,苹果在秋季新品发布会上首次公布了Apple Watch,并于2015年正式上市。至此以来,AppleWatch一直处于不断升级更新阶段。借助核心研发技术的优势及iPhone产品带来的用户粘性使得AppleWatch获得了远超其他同类产品的市场地位,据Counterpoint数据显示,2020年上半年,苹果以51．4%的份额占据智能手表市场首位,佳明占比为9．4%位居第二位,华为以8．3%的占比位居第三位。
3．5．2产品升级改善,未来有望持续放量
续航增强、医疗定位、开拓低端市场、开拓老年人市场为智能手表未来发展的主要增长点。传统手表以计时为主要功能,后发展为装饰功能为主。智能手表在传统手表的基础上附加更多功能,并且电池续航时长、功能创新、增强独立性和改善设计等方面不断完善。
增大电池容量,源头处增强续航。以苹果公司为例,公司推出的6代产品一直在探索智能手表的电池容量与手表的大小及重量上的平衡点,在保持用户使用的舒适度的同时尽可能研发体积小、重量轻、容量大的电池配件,第一代Apple Watch Series 1的电池容量只有246mAh,通过不断地研发探索,最新一代Apple Watch Series 6的电池容量已达到303．8mAh。
不断加强“医疗产品”定位,丰富健康和运动功能。现阶段“医疗产品”成为智能手表的定位方向,解决了早期智能手表功能与智能手机相似的问题。与智能手机最大的不同之处就是智能手表紧贴人的皮肤,因此可以借助手表上的传感器,监测心率、心电、血压、血氧指标,健康也就成了智能手表最主要的产品定位功能。智能手表不仅可以将收集的用户数据通过智能算法分析出用户的身体健康状态,进一步指导用户健康生活,还可以监测用户的运动量,如跑步、游泳、登山等活动,并通过算法分析,帮助用户科学运动。
低廉产品增强企业竞争力。目前各厂商研发的智能手表在外形和功能方面差异不明显,因此目前智能手表行业的竞争主要以价格竞争为主,利润空间不断缩小。小米于2019年11月发布首款智能手表定价1299元,使得智能手表撕下“奢饰品”标签,成为行业内标志性事件。价格的降低将增加智能手表的销量,也会加速智能手表行业成熟。
据IDC预测,2021年全球智能手表出货量将达到1．1亿块。在疫情冲击下,智能手表差异化属性定位凸显,同时伴随相关功能逐步升级完善,我们预计2021年智能手表将会是TWS耳机外消费电子的第二主要增长点。
4、投资建议国产替代正当时,推荐关注核心赛道重点标的:
计算芯片:晶晨股份、全志科技、寒武纪、瑞芯微、富瀚微
连接芯片:乐鑫科技、博通集成、澜起科技、恒玄科技
传感芯片:韦尔股份、汇顶科技、敏芯股份
存储芯片:兆易创新、北京君正、聚辰股份
模拟芯片:圣邦股份、思瑞浦、晶丰明源、芯朋微
功率器件:斯达半导、华润微、新洁能、闻泰科技、扬杰科技、捷捷微电、士兰微
晶圆代工:中芯国际
设 备:北方华创、中微公司、华峰测控、精测电子
材 料:雅克科技、立昂微、晶瑞股份、菲利华、安集科技、金宏气体
封装测试:华天科技、长电科技、通富微电、晶方科技
消费电子:歌尔股份、信维通信、韦尔股份、水晶光电、电连技术、蓝特光学
5、风险提示
1、下游需求发展不及预期。IC设计企业产品的需求在一定程度上会依赖下游领域的发展,若下游领域发展不及预期,则对应的IC设计企业的产品销售将会受到影响。例如:若5G手机渗透率提升不及预期,则对应的射频器件则在一定程度上受到影响,将进一步影响对应IC设计企业的业绩;若手机屏下指纹的渗透率提升不及预期,则会导致相关企业业绩提升不及预期。因此,需要重点关注相关IC设计公司的下游领域的发展情况;
2、技术研发不及预期。国内部分企业的技术水平在一定程度上落后于国外企业,虽然在国产替代的大环境下,IC设计公司可进入“获得市场反馈后继续研发改善产品”的良性循环,但新技术的研发仍存在不确定性,因此需要关注技术研发不及预期的风险;
3、晶圆厂代工风险。IC设计企业采用轻资产运行模式,将芯片制造的环节委托给专业的晶元代工厂。若相关的晶圆厂无法为公司开展代工服务,会有公司产品无法生产的风险。
4、因外部局势不定,导致供应链业务开展不畅风险。若因国际政治政策、疫情发展等原因,导致供应链上的公司业务开展不畅,无法开展供货、销售等工作,或相关工作开展困难,会影响相关企业的业绩。因此,需要关注是否存在此类不确定性因素。
重点公司合集
寒武纪
富瀚微
芯原股份乐鑫科技汇顶科技卓胜微
信维通信北京君正
兆易创新思瑞浦
澜起科技经纬辉开韦尔股份
新洁能
斯达半导圣邦股份中芯国际
华润微
扬杰科技闻泰科技敏芯股份芯朋微华天科技北方华创安集科技立昂微雅克科技中微公司
郑重说明
投资评级说明:
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