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3D光学传感领域技术及行业发展状况(3D sensing)
发布时间:2020-05-26    来源:长城证券   阅读次数:2422 分享到:

1. 3D 传感方案介绍:手机厂商放量在即, TOF 方案有望拓宽应用市场


1.1 结构光与 TOF 为 3D 传感主流方案,TOF 有望拓展广阔应用市场

图像传感器逐渐从 2D 发展至 3D,深度信息的带入使得手机、汽车、AR 等应用的可拓展 性变得越来越高,从 2D 走向 3D 是未来传感器发展的一大趋势。目前,3D 传感的主流 技术包括:双目视觉、结构光与 TOF(time of flight)。 双目视觉与结构光主要基于三角 定位原理测距,TOF 主要基于光的飞行时间测距。

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<p>双目视觉是基于视差原理并利用成像设备从不同位置获取被测物体的两幅图像,通过三 角定位方法获取深度信息,属于被动式方案。但由于现实世界难以精准抓取定位点,目 前推广度较差。</p>
<p>结构光技术原理是将结构光投射至物体表面,再使用摄像机接收该物体表面反射的结构 光图案,根据物体距离不同而带来的形变再结合三角定位测算物体表面的空间信息。结 构光是指一些具有特定模式的光,包括点、线、面等。</p>
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目前,结构光主要分为散斑结构光与编码结构光。散斑结构光的激光散斑具有高度的随 机性,而且随着距离的不同会出现不同的图案,在同一空间中任何两个地方的散斑图案 都不相同。只要在空间中打上这样的结构光然后加以记忆就让整个空间都像是被做了标 记,然后把一个物体放入这个空间后只需要从物体的散斑图案中特征点的位移量,通过 三角测量法可计算出所测物体的深度信息。编码结构光法通过将一幅或多幅以特定的编 码投射到待测物上,得到一幅对应的编码图像。利用编码方式对编码图像进行解码得到 各像点所对应物点上的光线投射角,最后由结构光法基本公式获得景物的三维坐标。目 前,散斑结构光的安全性与计算复杂程度高于编码结构光。

TOF 方案原理是通过向目标物体发射红外光源,测量光在镜头和物体之间传输时间,通 过光脉飞行时间来计算被测物体离相机的距离。TOF 技术具备抗干扰性强、FPS 刷新率 更高的特性,因此在动态场景中能有较好表现。另外 TOF 技术深度信息计算量小,对应 的 CPU/ASIC 计算量也低,因此对算法的要求更低。但相对于结构光技术,TOF 技术的 缺点在于其 3D 成像精度和深度图分辨率相对较低,功耗较高。

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<p>目前,3D 传感主流应用技术为结构光与 TOF。两种传感技术从原理上决定了其应用领域 的不同,我们从测量距离、深度精准度、算法复杂度、扫描与响应速度、各类环境适应 性、硬件成本进行对比分析,阐明两种技术各自适用的应用领域。</p>
<p>深度信息精准度方面,散斑结构光发射光源具有一定随机性,安全性最高,深度信息最 为精准;而 TOF 深度信息精准度与发射光强度和图像传感器精度有关,精准度通常低于 结构光方案。结构光目前可达 1280*800,而 TOF 最高精度约为 640*480。</p>
<p>测量距离方面,结构光需投射散斑或编码等结构性图案,远距离光强衰减过快,方案易 失效;而 TOF 采用面光源,抗衰减好,适用测量距离更远。结构光测量距离在 1.2m 以 内,TOF 最高测量距离在 5m 至 10m。而在算法复杂度、扫描响应速度、弱光与强光适 应性以及硬件成本等方面上,TOF 方案均优于结构光。</p>
<p>因此,结构光 3D 方案适用于对安全性要求高而测量距离较低的场景,例如人脸识别、 AOI 检测等。而 TOF 方案应用更加宽广,例如 3D 建模、游戏、导航、汽车避障、自动 驾驶、手势捕捉、导航、AR 等各个方面。</p>
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<p>1.2 手机厂商持续布局 3D 传感技术,安卓 TOF 方案放量在即</p>
<p>3D 结构光方案由苹果 iPhone X 正式打开消费电子市场,该方案来自 2013 年苹果收购的 3D 视觉整体解决方案提供商 Primesense。苹果自 2013 年起,积极布局 3D 传感领域,并 率先成功打开手机市场,持续引领 3D 传感技术的发展与应用。</p>
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自 2017 年 9 月苹果 iPhone X 发布搭载结构光 3D 感测功能后,安卓阵营逐步推广 3D 感 测功能。至今,全球已发布结构光手机型号 7 款,TOF 手机型号 13 款,其中 2 款手机前 后各搭载一颗 TOF 摄像头。从已上市的手机来看,苹果手机前置采用散斑结构光实现面 部解锁功能;安卓手机 2018 年有 4 台手机跟进结构光技术,小米采用编码结构光简化算 法难度。结构光技术由于成本高、量产难度大以及算法复杂,目前在安卓阵营推广较慢。

2019 年,安卓手机大量推广使用 TOF 摄像头,总计 13 款机型。荣耀 V20 与华为 nova 5 Pro 机型价位仅为 2999 元,3D 感测功能正式走向中低端机型。华为 Mate 30 Pro 与三星 S10 5G 前后各搭载一颗 TOF 摄像头,有望引领 2020 年新机潮流。2019 年可谓手机端 TOF 摄像头元年,预计 2020 年 TOF 摄像头渗透率仍将进一步提升。

2. 需求端:手机与汽车市场加速渗透,发 射端新增元器件价值占比高


2.1 手机与汽车市场双引擎驱动 3D 传感加速渗透,2020年 iPhone 仍占据主要市场

3D 传感除应用于智能手机外,还可广泛应用于工业视觉检测、汽车、AR/VR、游戏、医 疗、军事、导航、科研等众多领域;尤其以 TOF 方案的高环境适应性、远距离感测以及 快速响应等特性,TOF 方案在未来有着更广阔的应用市场。

根据Yole的预测数据,全球3D成像和传感器市场规模在2017~2023年的CAGR为44%, 2017 年市场规模为 21 亿美元,消费、汽车与工业占比分别为 19%、19%与 38%。预计至 2023 年,3D 传感市场规模约为 184 亿美元,2017~2023 年消费、汽车、医疗、工业与科 研的 CAGR 分别为 82%、35%、4%、12%、10%,消费与汽车将成为 3D 传感市场的最 大增长引擎,预计 2023 年消费与汽车占比分别为 75%与 13%,消费端以手机为主要市场 将占据 3D 传感的绝大部分份额。

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<p>3D 传感未来的主要增长引擎在手机与汽车领域。手机端以结构光(Face ID)和 TOF(3D 建模功能开发)方案为主,汽车端以 TOF 摄像头为主进行测距、避障、自动驾驶以及车 主识别等功能开发。我们根据手机和汽车摄像头出货量以及渗透率对 2019~2021 年的 3D 感测模组市场空间进行判断,预计 2020 年 3D 感测模组出货量合计 3.55 亿颗,对应市场 规模约 55.5 亿美元。</p>
<p>其中,iPhone 手机将成为 2020 年 3D 传感出货主要拉动力,预计 iPhone12 Pro/Max 将采 用前置结构光+后置 TOF 结构,iPhone SE2 不采用 3D 传感器,对应前置结构光出货量合 计约为 1.7 亿颗,后置 TOF 出货量合计约为 0.4 亿颗。2020 年预计 iPhone 合计 3D 传感 模组约 2.1 亿颗,占比约 59%。</p>
<p>2.2 发射端新增元器件价值量高,TOF 方案有望以成本优势加速应用</p>
<p>3D 传感模组通常由红外发射端、接收端以及图像处理芯片组成。结构光与 TOF 方案解码 原理不同,但所需核心部件基本相同。发射端主要包括红外光源、准直镜头、DOE、模 组组装等;接收端主要包括透镜、窄带滤光片、红外 CIS 等组件。</p>
<p>此外,3D 传感器通常配合普通 2D 彩色镜头模组使用,彩色镜头即为原手机摄像头,非 增量组件。3D 传感图像处理芯片需将普通镜头模组拍摄的 2D 彩色图片和 IR 接收模组获 取的 3D 信息集合,经算法处理得到具备 3D 信息的彩色图片;图像处理芯片包含核心算 法,价值量较高。</p>
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3D 传感器模组中各组件成本占比分别为:发射端占比约 53.6%、接收端占比 19.1%、图 像处理芯片占比约 27.3%。发射端中,VCSEL 单颗价值量约 2~2.5 美金,占比约 12.6%; 准直镜头(由 WLO 技术生产)单模组价值量约 3.5 美金,占比约 19.1%;衍射光学元件 (DOE)单颗价值量约为 2~3 美金,占比约 10.9%;模组组装单颗价值量约 2 美金,占 比约 10.9%。3D 传感单颗模组成本约 10~20 美金,其中结构光模组精度要求更高,单颗 成本约 20 美金;TOF 成本相对较低,约 10~15 美金。

3. 供给端:苹果抢占全球成熟产业资源, 发射端组件壁垒高利润高


3.1 苹果抢占全球成熟产业资源,安卓厂商有望在 TOF方案实现超车

在 3D 传感全球供应体系中,苹果率先抢占全球成熟资源,进入苹果产业链的供应商均为 各细分领域领军企业。目前,苹果结构光 Face ID 方案应用成熟,客户认可度高,出货量 远超非苹体系;而随着苹果手机新机型逐渐发布,同时据传 iPhone12 将加入后置 TOF 摄 像头,届时将对苹果供应链各环节生产能力带来挑战,有望新增供应商。目前,国内厂 商在窄带滤光片(水晶光电)和接收端模组组装(欧菲光)已进入苹果 3D 传感产业链。

非苹产业链紧跟苹果产业链,多家厂商在原有业务上进行拓展,或者同时供应苹果与非 苹果产业链。在非苹果产业链中,IR 接收端与 2D 彩色镜头中大部分元器件主要是对存 量产品应用领域的进一步扩大,除 IR CIS 与窄带滤光片外,其余元器件供应商主要为传 统摄像头供应体系的拓宽与延续,价值量相对发射端要小。

3D 传感供应体系中,发射端 VCSEL、DOE、WLO、组装以及接收端 IR CIS、Filter 为全 新增量市场,相较于传统彩色摄像头而言创造了新的产业,价值量更大。其余元器件大 部分为传统彩色摄像头元器件的应用延伸。

3.2 发射端新增元器件进入壁垒高,传统摄像头各环节龙头厂商有望业务延伸至 3D 传感领域

一、红外激光光源 VCSEL

发射端红外激光光源由LED向VCSEL转变是必然趋势。目前光源主要有三种:红外LED、 红外 LD(激光二极管)和 VCSEL(垂直腔面发射激光器)。VCSEL 是以砷化镓化合物半导体 材料为基础研制,主要包含激光工作物质、崩浦源和光学谐振腔 3 大部分。相比较而言 VCSEL 光谱准确性更高、响应速度更快、使用寿命更长、投射距离更长,因此比 LED 光源具有明显优势,在智能设备中 VCSEL 将成为主流。

VCSEL 是一种垂直表面出光的新型激光器,也是光纤通讯所采用的光源之一。VCSEL 的 制造依赖于 MBE(分子束外延)或 MOCVD(金属有机物气相沉积)工艺,在 GaAs(80%左右 的份额)或 InP(15%左右的份额)晶圆上生长多层反射层与发射层。由于 VCSEL 主要采用 三五族化合物半导体材料 GaAs 或 InP(含有 In、Al 等掺杂),因此移动端 VCSEL 产业链 与化合物半导体产业链结构类似。VCSEL 产业由设计、外延片、晶圆代工、封测等四个 环节组成,整个产业高度分工、专业化程度很高,拥有较高的技术门槛。

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<p>在 VCSEL 代工领域,我国台湾厂商稳懋占据全球主要份额,其与 Lumentum 紧密合作 而成为苹果核心供应商。而宏捷科则拥有 AMS 入股,未来有望随着 AMS 而切入 3D 传 感领域。VCSEL 代工涉及化合物半导体晶圆加工,具有较高难度。而大陆地区化合物半 导体厂商近年加大资金与研发投入,有望实现弯道超车。</p>
<p>二、准直镜头(WLO 技术)</p>
<p>准直镜头用于对发散的激光光源进行准直处理,达到平行、均匀光斑的作用。目前准直 镜头的制造工艺有 WLO(wafer level optics)、 WLG(wafer level glass)和模造工艺。</p>
<p>WLO 工艺在整片玻璃晶圆上,用半导体工艺批量复制加工镜头,多个镜头晶圆压合在一 起,然后切割成单颗镜头。WLO 工艺具有尺寸小、高度低、一致性好等特点,更适合移 动端消费电子设备;其 光学透镜间的位置精度达到 nm 级,是未来标准化的光学透镜组合 的最佳选择。特别是在 3D 创发射端结构复杂的情况下,光学器件采用 WLO 工艺,可以有效缩减体积空间,同时器件的一致性好,光束质量高,采用半导体工艺在大规模量产 中具有成本优势。</p>
<p>模造工艺是利用玻璃随温度的升高粘滞度降低的特性,从本质上说是一种热加工方法。 WLG 工艺使用纯玻璃材料,在高温下通过模具压制成型,可以在一片晶圆上一次压制成 多个,具体数量取决于晶圆尺寸。模造工艺生产效率过低,WLG 工艺工艺难度大且成本 高,两种准直镜头加工技术均未实现大规模出货。而 AMS(heptagon)采用 WLO 技术已 大规模生产准直镜头用于 iPhone 3D 传感模组制造。</p>
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目前,WLO 技术主要掌握在 Heptagon(被 AMS 收购)、Himax 奇景光电、VisEra 采钰、 Anteryon(被晶方科技收购)等厂商手中,其中 Heptagon 拥有大部分专利。WLO 技术具 有很高技术壁垒,全球具备规模量产能力的厂商极少。国内水晶光电参与一部分 Filter 镀膜工艺。福晶科技曾为 JDSU、Finisar 等光通信企业供给通信级准直镜头,有望拓展进 军消费级准直镜头领域。华天科技和晶方科技在 WLO 方面布局较早,主要提供 WLO 加 工技术。

2019 年 1 月,晶方科技收购 Anteryon 73%股份完成交割。Anteryon 公司创始于 1985 年, 前身是荷兰飞利浦的光学电子事业部,2006年从飞利浦分拆并独立成立为 Anteryon公司, 注册地位于荷兰埃因霍温市。该公司主要为半导体、手机、汽车、安防、工业自动化等 市场领域,提供所需的光电传感系统集成解决方案,拥有 30 多年相关产品经验和完整的 光电传感系统研发、设计和制造一条龙服务能力,其完整的晶圆级光学组件制造量产能 力与经验系三维深度识别领域中微型光学系统和光学影像类集成电路模组所需的关键环 节。Anteryon 的晶圆级光学元件制造能力与晶方科技WLCSP封装有着广阔的合作空间, 尤其在 3D Sensing 摄像头领域;晶方科技有望与 Anteryon 技术融合后突破 3D 传感摄像 头,开启新的增长动力。

三、衍射光学元件 DOE

衍射光学元件(DOE)是将准直镜头校准后的光束转换成具有特征信息图案的光学元件。 DOE 利用计算机设计,结合半导体工艺,在基片刻蚀出高低不平、深浅不一的具有特定 浮雕结构的纯相位衍射光学元件。DOE 具有轻薄体积小、衍射效率高、设计自由度高、 产品稳定性和一致性好等优点。根据应用场景不同,DOE 分为光栅、分束器、光束整形 器、多焦点激光透镜、涡镜头等种类,单价约 2~3 美元。

光学衍射元件DOE 的制造门槛较高,苹果手机DOE 组件由台积电采购玻璃后进行pattern, 精材科技将台积电 pattern 后的玻璃进行堆叠、封装和研磨,然后交采钰进行 ITO 工序, 最后由精材科技进行切割。台积电、精材与采钰均为台系厂商;其中,台积电持有精材 40.94%股份,采钰为台积电与豪威合资设立的子公司。

此外,台湾地区的奇景光电也具有生产 DOE 的能力,目前正与高通合作。福晶科技为 微软 AR 眼镜 HoloLens 联合研发 DOE 等相关元件,福晶科技主要从事各类功能晶体元 器件、精密光学元器件和激光器件的研发、生产和销售。大陆初创公司驭光科技成立于 2016年,主要从事设计与生产DOE产品;目前已进入安卓手机3D传感核心器件供应商, 全资子公司嘉兴驭光光电可规模量产 DOE 器件。

四、窄带滤光片

目前通常使用红外光技术获取 3D 景深信息,而地表太阳光中近红外光频段内 940nm 处 较为薄弱,因而 940nm 窄带滤光片被广泛使用于各类生物识别滤光片,包括人脸识别、 指纹识别、手势识别、3D 传感等。在 IR 发射端,VCSEL 发射 940nm波长的红外光;在 接收端,使用窄带滤光片阻止偏离这一波段的光信号进入 IR CIS 芯片。窄带滤光片主要 采用干涉原理,需要几十层光学镀膜构成,相比普通的 RGB 吸收型滤光片具有更高的技 术难度和产品价格。目前行业内主要供应商为 VIAVI 和国内的水晶光电,这两家也是苹 果 iPhone X 的窄带滤光片供应商。

除接收端需使用窄带滤光片外,发射端也可使用窄带滤光片过滤冗余激光能量,提高安 全性与识别精准度。在发射端准直镜头加工工艺中,需晶圆级窄带滤光片镀膜工艺在 WLO 准直镜头上加工,加工成本约 0.1~0.2 美金/颗。水晶光电已成为苹果产业链窄带的 核心供应商,行业地位稳固。

4. 国内厂商有望在 WLO、滤 光片、模组和整体方案环节导入供应体 系

4.1 晶方科技:收购 Anteryon 整合 WLO 技术

公司是国内晶圆级封装的领军企业之一,主要专注于传感器领域的封装测试专业代工业 务,同时具备 8 英寸、12 英寸晶圆级芯片尺寸封装技术规模量产能力。封装产品主要包 括影像传感器芯片、生物身份识别芯片、微机电系统芯片(MEMS)、环境光感应芯片、 医疗电子器件、射频芯片等,并广泛应用在消费电子(手机、电脑、照相机、游戏机)、 安防监控、身份识别、汽车电子、虚拟现实、智能卡、医学电子等诸多领域。

公司收入结构主要分为封测与设计,其中封测业务为主要收入来源,2015-2018 年封测行 业的收入占比分别为 99.23%、97.80%、98.77%和 96.33%。2018 年设计收入 0.20 亿元, 占比 3.5%,毛利率高达 83.88%。公司封测业务毛利率在 2015-2017 年维持在较高水平, 2017 年毛利率高达 36.52%,但 2018 年毛利率同比下降 10.66 个百分点,毛利率下降主要 受折旧成本增高以及产品价格下行影响。2019H1 公司综合毛利率有所回升,达 33.08%, 同比提升 4.4 个百分点。公司封装业务主要为晶圆级先进封装,整体毛利率水平较高。

公司 2019 前三季度实现营收 3.41 亿元,同比下降 19.77%;实现归母净利润 0.52 亿元, 同比增长 70.76%;实现扣非后归母净利润 0.20 亿元,同比增长 28.67%。Q3 单季度营收 1.41 亿元,同比下降-4.4%,环比增长 22.6%;归母净利润 0.30 亿元,同比增长 391%, 环比增长 66.6%;扣非后归母净利润 0.19 亿元,同比增长 478%,环比增长 171%。

盈利能力显著提升,先进封装赛道优势凸显:公司 Q3 单季毛利率 43.37%,同比提升 18.79 个百分点,环比提升 6.15 个百分点;净利率 21.55%,同比提升 17.35 个百分点,公司工 艺水平与生产效率改善显著以提升盈利能力。公司 Q3 其他收益 0.11 亿元,政府补助资 金按期确认分摊并维持稳定水平;Q3 扣非后归母净利润 0.19 亿,回归历史高位水平。费 用方面,研发费用率 26.58%,公司仍持续高研发投入保持自身先进封装技术优势;期间 费用率 23.91%,环比提高 3 个百分点。公司三季度产能满载,工艺水平与设备利用率显 著提高,并专注于传感器先进封装优质赛道,单季毛利率与净利率均实现飞跃,扣非后 归母净利润同比增速高达 478%。

公司加速加大扩产力度,12 英寸传感器 TSV 封装龙头地位稳固:公司目前拥有全球第一 条 12 英寸传感器用硅通孔晶圆级先进封装量产线,享有明显技术和成本优势。公司目前 拟扩产 1.5 万片/月 12 英寸 TSV 产能,扩产力度与进度行业领先,进一步巩固全球领先 地位。截至2019年三季报,公司货币资金8.85亿元,资产负债率13.39%,Q3毛利率43.37%, 净利率 21.55%。公司目前货币资金充足,资产结构健康,业务方面目前产能满载,扩产 准备充足。未来公司有望持续提升市场份额,抢占 TSV 封装行业发展先机。

手机摄像头需求激增叠加多点业务开花,公司业务进入收获期:手机领域是 CMOS 图像 传感器最大的应用领域。目前手机多摄方案渗透率持续提升,带动 CMOS 图像传感器需 求激增。晶圆级芯片尺寸封装(WLCSP)在低像素 CMOS 芯片封装上具有明显成本优势 以及性能优势。公司拥有全球最大的 WLCSP 产能,尽享行业需求红利,未来业绩有望持 续高速增长。同时公司深耕汽车电子、安防监控、指纹识别等传感器等多个需求领域, 业务有望多点开花,公司业绩增长确定性高。

整合欧洲子公司 Anteryon 晶圆级光学技术,进军 3D 传感领域打开成长空间:2019 年 1 月,公司收购荷兰 Anteryon 公司 73%股权;Anteryon 公司创始于 1985 年,前身是荷兰 飞利浦的光学电子事业部,拥有光学镜头、镭射模组、滤光片、分光仪模组等产品线,是全球少数拥有量产能力的公司。公司收购 Anteryon 后进行技术整合,有望进入 3D 传 感领域打开新的增长引擎,打开未来成长空间。

公司晶圆级芯片尺寸封装技术与规模持续领先,看好公司传感器封装业务下游需求多点开花,并有望突破 WLO 技术进入 3D 传感领域。

 

4.2 汇顶科技:持续加大投入 TOF 整体方案

公司成立于 2002 年,是一家基于芯片设计和软件开发的整体应用解决方案提供商,目前 主要面向智能移动终端市场提供领先的人机交互和生物识别方案。 2016 年在上交所上市, 公司正努力扩展技术研究领域和产品应用市场,将在移动终端、IoT 和汽车电子领域为全 球更多用户提供应用覆盖面更广的领先技术、产品及应用解决方案。公司作为 IC 设计企 业,采取 Fabless 模式,专注于芯片的设计研发,而晶圆制造、封装和测试等环节则外 包给晶圆代工与封测厂商。

公司产品主要应用于智能移动终端,包括智能手机、平板电脑和笔记本电脑及物联网等。 其中,手机上的应用的产品是公司营收的主要来源。同时,在指纹锁、智能穿戴、汽车 电子领域也已实现产品的规模商用。公司作为全球指纹识别芯片领域的龙头,推出了以 屏下光学指纹、电容指纹为主的全系列指纹产品,其中屏下光学指纹的大规模应用推动 公司业绩爆发式增长。公司于 2018 年领先欧美方攻克屏下光学指纹技术难关,引领全球 应用潮流。同时公司紧跟车联网的潮流,积极研发车规级指纹芯片。

触控产品方面公司市占率稳居前三,车规级触控芯片、AMOLED on-cell 的量产出货为公 司的触控产品业务提供活力。移动终端中的 AMOLED 产品在获得认可的同时,为公司触控 产品开拓了新的应用和增长空间。汽车触控方面公司通过芯片设计和封装测试不断完善 产品的环境适应性,满足国际车场的系统 EMC 要求。公司的营业收入主要由指纹识别芯 片和电容触控芯片组成,其中指纹识别为主要收入来源。

公司近些年营收稳步增长,毛利率始终维持在较高的水平,稳定在 50%左右,并且有继续 上升的趋势;而公司保持高研发投入导致近年净利率有所下降。2018 年公司的研发费用 为 8.38 亿元,同比增长 40.5%,研发费用率为 22.53%;高研发投入保持了公司产品的更 新迭代,屏下光学指纹全球领先问世为公司带来了增长动力。公司经营性现金流稳步增 长,现金流健康;总资产逐年增长,剔除预收款后资产负债率水平约 25%。

看好公司在屏下光学指纹领域的持续领先地位,公司加大超薄屏下光学指纹以及 TOF 传感器研发投入,有望打通消费电子生物识别全系列产品。

4.3 韦尔股份:CMOS 芯片龙头业务延伸至 3D 传感领域

韦尔股份成立于 2007 年 5 月,主营业务为半导体器件设计和分销。公司通过收购不断壮 大分销实力以及芯片设计的领域,2017 年在上交所上市,2018 年公司收购全球第三大图 像传感器供应商北京豪微。

2018 年公司营收 36.64 亿元,同比增长 64,74%,毛利率为 23.41%,同比提升了 2.87 个 百分点,净利润 1.39 亿元,同比增长 1.2%。公司业绩增长主要来自半导体分销业务,2018 年被动元件大幅涨价使得公司分销业务营收和毛利率有较大提升,全年分销业务收入 31.3 亿,同比增长 86.7%,毛利率 20.79%,同比大幅提升 6.42 个百分点。

2019 年前三季度公司实现营业收入 94.06 亿元(YoY+39.93%),净利润 3.79 亿元 (YoY+65.5%),归母净利润 1.35 亿元(YoY-45.40%),收入大幅提高主要是因为去年 1-4 月北京豪威未纳入合并报表。从 Q3 单季来看,公司实现营收 37.03 亿元(YoY+6%),毛 利率 25.34%,同比提高 1.8 个百分点,净利润 1.14 亿元(YoY+49.7%),归母净利润 5933 万元(YoY-33.83%)。从全年的业绩来看,由于分销产品中被动元件今年价格有较大下降, 公司本部收入和利润会相比去年有所下滑,北京豪威将成为公司业绩的主要贡献来源。

从现金流量来看,公司经营现金流量净额占营收比较低,2017-2019Q3 大部分时间为负或 者接近0。从资产负债率状况来看,公司今年资产负债率有所降低, 2019年Q3为54.63%, 相比去年年底的 64.25%有较大幅度下降。

2018 年 8 月,公司通过收购北京豪威进入图像传感器领域。北京豪威的实际经营主体为 美国豪威,美国豪威是全球仅次于索尼和三星的第三大 CMOS 图像传感器供应商,为 Fabless 模式的 IC 设计企业。北京豪威 2018 年收入 87.1 亿元,同比下降 4%,净利润 2.65 亿元,同比下降 4%,毛利率 25%,同比提升 2 个百分点,收入和净利润下降主要受到公 司调整产品结构的影响,公司放弃分低毛利率的产品。北京豪为的业绩承诺为 2019-2021 年扣非归母净利润不低于 5.45 亿元、8.45 亿元、11.26 亿元。

公司收购豪威之后将成为全球第三大 CMOS 厂商,持续看好全球 CMOS 市场持续高增长带动公司业绩增长。

 

4.4 欧菲光:导入苹果产业链 IR 接收端模组组装

公司深耕于光学光电领域近 20 年,凭借着深厚的技术积累、先进的产品设计能力、创新 驱动的管理模式,通过整合垂直一体化产业链高速发展。公司面向未来积极布局智能汽 车领域,打造“光学光电+智能汽车”的双引擎发展战略,致力于成为全球创新科技和智 能制造的领军企业。公司于 2017 年同以色列 3D 算法公司 Mantis Vision Ltd 达成战略合作伙伴关系,双方将在 3D 成像及相关技术和应用等领域开展广泛的合作与布局。另外, 公司于 2018 年收购富士胶片光电(天津)股权完成交割,全面加强垂直一体化整合能力。

公司主营业务包括微摄像头模组、触摸屏及触控显示全贴合模组、指纹识别模组和智能 汽车电子产品与服务,广泛应用于以智能手机、平板电脑、智能汽车和可穿戴电子产品 等为代表的消费电子和智能汽车领域。

在光学产品(摄像头)领域,公司在双摄、三摄、小型化封装等技术领域,已跻身行业 第一阵营。同时,在巩固自身优势产品的基础上,坚定地向产业链上游延伸发展,2017 年成立精密光学公司,2018 年收购富士天津公司,全面加强垂直一体化整合能力。欧菲 光拥有核心光学元器件的研究开发能力、智能制造技术及设备和全球品质保证体系,能 够快速响应,为客户提供差异化的产品设计和生产方案。

在触控显示领域,公司开发实现悬浮触控、3D 触控等功能,同时成功开发出固定弯曲柔 性触控方案、可反复绕折柔性触控方案、高屏占比的全面屏触控显示一体化方案等。

在传感类(生物识别)领域,欧菲光的产品涵盖指纹识别方案与 3D Sensing 技术方案, 可提供从传统电容式指纹识别方案到目前前端的屏下光学指纹、屏下超声波指纹;3D Sensing 方案涵盖编码结构光、散斑结构光、主动式双目结构光、TOF 等,产品广泛应用 于智能手机、安防、物流及娱乐等行业,并以高品质的产品和完整的售后服务赢得客户 信赖。

2018 年全球经济增长放缓,中美贸易摩擦不断,宏观经济面临较大的下行压力,全球手 机市场疲软,产业竞争加剧,公司 2018 年归母净利润呈现出大幅度的下跌,归母净利润 亏损-5.91 亿元,净利率为-1.23%,ROE 为-5.87%。2019 年的智能手机在 5G 与光学创新 带动下逐渐回暖,公司经营再度回归健康状态,净利率以及 ROE 都有较大幅度的上升。

现金流量方面,公司经营性现金流于 2019 年呈现爆发式增长,得益于公司的研发与创新 带来的较高的市场竞争力,公司已经成为高端双摄模组和三摄模组的主力供应商。2019 上半年在光学光电和生物识别产品中收获的利润较高,生物识别产品公司 2019 年上半年 同比增长高达 99.79%,光学产品收入同样较 2018 年同期有较大涨幅。公司负债率较高, 资产较重,截至 2019Q3 剔除预收款后负债率约为 77.8%。

公司在模组组装领域的领先地位,公司具备 3D 传感模组组装能力,已导入苹果 产业链实现批量出货。

4.5 水晶光电:导入苹果产业链窄带滤光片环节

公司创办于 2002 年 8 月,主导产品为光学低通滤波器(OLPF)、红外截止滤光片及组立 件(IRCF)两大产品系列。2003 年,公司相机手机用 IR-CUT FILTER 开发成功,2005 年公司第一条年产 4800 万套 IRCF 新生产线建成投产。 2008 年,公司在深交所成功上市。 2010 年,公司投资建设年产 360 万片高亮度 LED 用蓝宝石衬底项目。2014 年,公司收 购浙江方远夜视丽反光材料有限公司 100%的股权,新增反光材料业务。2016 年,公司投 资整列光波导方案龙头以色列 Lumus 公司。2018 年,公司与全球规模最大玻璃供应商 SCHOTT AG 共同投资设立晶特光学,生产具有高性价比的光学产品,形成从原材料、工 艺开发到量产管控的整体优势,为下游客户提供一体化的供应链能力。经过十七年的发 展,公司已成为国内领先、全球知名的大型光学光电子行业研发与制造型企业。业务领 域涉及光学光电子元器件、新型显示、半导体照明、反光材料、高端装备等产业。

公司主要产品收入来自于精密光电薄膜元器件、反光制品、蓝宝石衬底及其他,其中精 密光电薄膜元器件占比最高, 2016- 2019H1 营收占比分别为 78.3%、 80.3%、 85.7%、 84.6%, 营收占比持续提高。在毛利率方面,精密光电薄膜元器件的毛利率呈现不断下滑的态势, 2016-2019H1 分别为 32.32%、29.52%、28.62%、25.08%,主要是因为市场竞争激烈,公 司产品降低。蓝宝石衬底及其他近两年毛利率也有较大下降, 2019 年上半年降低至-8.51%, 主要是因为下游 LED 市场景气度较低,公司蓝宝石衬底持续降价。

2016 年-2018 年公司营收增速持续下降,从 42.2%下降至 8.38%,主要是因为智能手机渐 步入存量市场,增速不断下降,以及 LED 行业产能过剩使得蓝宝石衬底的需求下降。 2019 年前三季度公司实现 20.66 亿元,同比增长 26.43%,增速较去年有明年提高,主要是因 为手机前置结构光以及后置 TOF 摄像头渗透率提升带动公司窄带滤光片出货量增长,以 及屏下指纹手机放量带动公司蓝玻璃滤光片产品出货量增长。从公司的盈利情况来看, 2019 年前三季度公司实现归母净利润 3.6 亿元,同比下滑 11.18%,主要是因为投资收益 下降,扣非后归母净利润 2.87 亿元,同比增长 14.32%。

在现金流量方面,公司经营现金流量净额占营收比长期维持在比较健康的水平,2019 年 前三季度占比为 13.84%。在负债情况方面,公司资产负债率维持在 30%,2019 年三季度 末资产复制率为 29.35%,与去年年底相比基本持平。

2019 年 11 月 15 日,公司拟通过非公开发行的股票的方式募集资金 22.5 亿元,用于投资 “智能终端用光学组件技改项目”和“移动物联智能终端精密薄膜光学面板项目”,此次 拟发行不超过 2 亿股,发行股份总数不超过本次发行前总股本的 20%。项目建成达产后, 公司将新增年产 1.2 亿套成像光学组件、2.0 亿套生物识别光学组件和 1.5 亿套移动智能 终端精密薄膜光学面板的生产能力。

从未来公司业绩的增长动力来看,随着 5G 的到来,全球智能手机出货量有望迎来复苏, 叠加多摄的渗透率提升带动单机平均摄像头增长,下游客户对公司包括红外截止滤光片 在内的成像光学组件需求将保持高速增长。

在 3D 感测和生物识别方面,前置结构光以及后置 TOF 已经在越来越多的机型中得到了 应用,渗透率有望持续提升。另外,光学屏下光学指纹识别渗透率仍然较低,未来两年 有望大幅提升。公司在 3D 感知核心光学元器件中的窄带滤光片、光学屏下指纹滤光片、 图形化镀膜晶圆等领域均有布局且具有先发优势,产品具有核心竞争力,3D 感知市场的 扩容将使得公司相关产品需求不断提升。

智能手机中多摄、TOF 以及光学屏下指纹的渗透率持续提升,有望带动公司业绩成长.

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