2021年我国光学元器材工业链整理:细分商场竞赛格式怎么?
简直整个光电职业的上下流工业链都阅历了全球经济动乱、新冠疫情重复、下流商场格式快速改变、同业竞赛日趋剧烈等要素带来的严峻应战,下流的运用范畴不再限于传统的照相拍摄、投影、安防,面对的是智能终端、智能家居、智能交通、才智城市、人工智能、物联网、元世界这样的星斗大海,商场空间宽广的看不到边沿。当然,,微纳光学为新式光学元器材的研制制造指出了一条或许的道路,这条道路需求很多的技能研制和勇毅的先行者,
在2021年度,继续拓宽的运用范畴如智能轿车、智能投影、生物检测、半导体制造、智能可穿戴、运动摄像、AR/VR、智能家居等必定程度上抵消了智能手机存量盘整、安防换挡接力、传统照相投影低迷的影响,这些新式的运用不只拓宽了光学元器材的商场空间,也带给光学职业开展前进的决心。
我国光学光电子职业协会光学元件与光学仪器分会经过对近40家发布年报的光学企业以及职业要点企业、科研院所2021年度运营状况的不完全核算和剖析得出,2021年度我国光学资料及元器材职业(含部分光学仪器)完成经营收入约1700亿元人民币,同比添加6%。
从工业链来看,下流商场格式的改变对上游光学资料有决定性影响,十几年前很多运用光学玻璃的照相投影等传统需求已萎缩至很小的占比,新式的光学元器材需求量大但尺度逐渐变小且与光学塑料器材集成,对光学玻璃的需求逐渐削减至一个安稳的份额,因而近几年国内的光学资料(包含光学玻璃、光学晶体)产值已趋于安稳,2021年度的商场规划约为30亿元,同比根本相等。
受继续拓宽的下流运用范畴的影响和带动,中游的光学元器材工业规划逐年添加,2021年度国内光学镜片、镜头及模组等元器材的商场规划达1500亿元,同比添加7%。据协会不完全核算,全国规划内有近2000家企事业单位从事光学元器材相关的出产研制,构成一个巨大且分工精细的工业,向全球的照相摄像、投影、扫描、检测、通讯、加工制造等范畴供给品种繁复的光学元器材,照相拍摄、投影、智能手机、安防等范畴的细分光学商场构成较为剧烈的商场竞赛,其他的运用范畴商场涣散且宽广,呈现差异化竞赛格式,没有构成剧烈的红海抢夺。
在工业链下流,光学元器材首要作为照相机、投影仪、智能手机、机器视觉设备等下流产品的要害零部件从而浸透至消费电子、安防、家电、轿车、医疗、地理、工业检测、国防、航空航天等国民经济的方方面面。本文所核算的光学下流产品,仅指光学望远镜、光学显微镜、瞄准仪等直接光学仪器产品,这些下流产品商场规划相对较小且需求较为安稳。据不完全核算,2021年该范畴的商场规划约为170亿元,根本与上年相等。
2021年度国内要点光学企业的营收状况见下表,全体看这些要点企业的光学事务大都完成两位数添加,其间,舜宇光学、欧菲光、高伟电子等手机镜头及模组的头部企业其营收大幅放缓,首要由于智能手机商场进入相对饱满、存量盘整期,为抢夺有限订单,镜头及模组企业间的竞赛加重,产品方向单一的企业面对添加压力。龙头企业纷繁布局AR/VR光学元件、车载光学镜头及模组、HUD投影等新式范畴,而手机商场的上升亟需产品端的严重立异晋级来影响和拉动需求。
以激光投影、智能家用投影、轿车昂首显现(HUD)为代表的新式投影方式拉动了投影商场的添加,相应的投影元件商场也继续向好,如中光学、宇迪光学等;2021年被称为智能轿车迸发元年,除舜宇光学、联创电子等较早布局者外,欧菲光、中光学、水晶光电、联合光电等也已活跃进入车载光学范畴,其车载光学事务增幅都超越50%;安防监控的功用逐渐从公共安全向智能社会服务开展,运用范畴愈加多元化,商场进一步翻开,以宇瞳光学、福光股份、联合光电等为代表的安防镜头龙头企业营收完成继续高添加;疫情意外拉动了生物检测商场,相关滤光元件、快速核酸检测元件商场需求加大,必定程度上拉动了大恒科技等滤光元件供货商的成绩。
光学资料首要包含光学玻璃、光学塑料、光学晶体等,光学玻璃是运用最广泛的光学资料,2021年度30亿元的光学资料商场规划中,占比超越80%,国内的中低端光学玻璃产能满意,部分高功用光学玻璃仍需进口;光学塑料尽管现已很多运用在智能手机、安防、智能家居等范畴的光学镜头中,但质料大部分依托进口;光学晶体品种较多且运用规划较广,现在我国现已可以安稳供给包含非线性光学晶体、激光晶体、双折射晶体、磁光晶体、声光及电光晶体、闪烁晶体等在内的各类光学晶体,广泛用于激光器材、光通讯器材、红外器材中,包含可见光在内的各个波段。
在继续的运用带动下,我国已成为世界最大的光学资料出产和加工地,首要的出产企业有成都光亮光电股份有限公司、湖北新华光信息资料有限公司、湖北戈碧迦光电科技股份有限公司、福建福晶科技股份有限公司等闻名企业和山东大学、中科院、武器和航空航天、电科部属部分研讨院所。近几年跟着下流对光学元器材在夜视、耐温耐湿、安全环保等方面的要求越来越高,高折射率、低熔点、高功用和环保的特种光学玻璃需求继续添加。
从家用智能门锁到入户的各类智能家居,再到智能出行、各类智能终端,以及智能安防、才智城市,到处可以获取图画、视频资源并辅以人工智能、图画视频快速处理等先进技能,整个人类活动场所万物互联(物联网)、真假结合(元世界)是现在技能开展下或许的未来现象。可以预见,往后人类对视频及图画等成像信息将以愈加多样、快捷的方式广泛获取并予以加工运用,视频和图片将是未来最重要的传感数据之一。在此愿景下,获取视频及图画等成像信息的中心—光学镜片、镜头、模组等元器材将得到来自下流运用的继续推进,商场远景宽广;一起光学元器材不只仅用于获取图画及视频,在光的传输(光通讯)、光的激起和调控(激光)等方面也具有不行代替的效果,高速光通讯、激光技能的蓬勃开展也会进一步扩展光学元器材的商场空间。
物联网、高速光通讯、人工智能、元世界及显现等前沿技能范畴继续交融,将推进光学元器材职业逐渐进入转型晋级、跨界交融的新开展阶段,有望继续坚持10%以上的年添加率。商场远景尽管宽广,但职业及企业要面对转型晋级的应战,由于新式范畴要求新式光学元器材体积尽或许小、集成度尽或许高、加工精度和表面质量尽或许高(微纳米级),还要易于完成大批量、低本钱制造,相关企业需求在资料、设备、工艺等方面及时调整晋级,才干跟上职业趋势。
我国的光学企业假如可以再次捉住职业机会,未来我国的光学元件商场会继续昌盛,接连近十年商场规划扩展十倍以上的添加趋势,详见下图。
按运用范畴来看,光学元器材首要的下流商场有智能手机、安防、车载、照相投影等,其他的运用范畴还有AR/VR代表的新消费电子、智能家居、医疗、通讯、工业检测及制造、地理、国防、航空航天等。
智能手机仍旧是光学元器材最重要的商场,占比70%以上,在2021年度,手机用光学元器材工业规划约1100亿元人民币,同比根本相等。
安防监控商场正阅历从标清、定焦到高清、变焦、智能、夜视的换挡晋级期,且职业对安防监控的定位正在从公共安全向社会服务改变,新的商场需求不断涌现,2021年安防监控镜头的产销量继续坚持添加,对应的工业规划约为75亿元,同比添加20%以上。
电气化和智能化驱动下轿车职业保持高重视和高添加,推进车载摄像头的商场规划继续添加,2021年车载摄像头及模组的商场规划约为 100亿元,同比添加20%以上。
照相投影是光学元器材的传统运用范畴,在智能化潮流带领下,单反相机、运动拍摄、智能投影等产品相继集成智能联网等功用招引顾客,带动销量添加,对应的光学元器材规划约为100亿元,同比略有添加。
元世界概念助推AR/VR为代表的新消费电子产品产销量大幅前进,激光加工制造配备及激光医疗、激光显现等范畴开展继续向好,对应的激光光学元件的需求量也继续走高,智能门锁为代表的智能家居逐渐遭到顾客喜爱。上述其他运用范畴对应的光学元器材工业规划达125亿元,同比添加25%。
尽管2021年度智能手机范畴需求不振,但智能投影、高清智能安防、车载光学、医学生物检测、超高清摄录、AR/VR/XR等细分范畴的需求继续向好,其间车载光学、AR/VR遍及被认为是未来最有继续添加潜力的商场范畴。
据IDC核算数据,遭到供给链和零部件供给缺少以及商场饱满的影响,2021年全球智能手机出货量为13.5亿部,同比添加5.7%。据工信部数据,2021年我国国内智能手机出货量约3.51亿台,同比添加约为13.9%,其间5G手机约2.66亿部,同比添加约63.5%,占智能手机全体出货量约83%。
从近三年智能手机出货量来看,智能手机商场已到存量盘整时期,销量下滑导致手机厂商本钱压力上升,手机端摄像头数量添加趋势放缓。一起中美交易冲突带来的智能手机商场格式的重塑也加重了各大智能手机品牌厂商之间的竞赛。各智能手机厂商仍旧将拍摄摄像功用的晋级作为差异化竞赛的要点,推进摄像头标准的晋级,如超高像素、大像面、双光学防抖(「OIS」)、接连光学变焦等。但多重要素导致消费需求缺乏,摄像头及模组供货商面对较大的价格和添加压力。
图画传感器是智能手机摄像头模组中本钱占比最高的器材,受手机商场需求继续低迷影响,2021年全球手机图画传感器出货量约53亿颗,同比下滑约11%。索尼在高端商场具有绝对优势,除保证苹果手机的独家供给安稳外,还向我国大陆手机厂商供货。三星的图画传感器商场份额略低于索尼,其在智能手机小像素商场份额挨近约60%。跟着我国大陆厂商的竞赛追逐,其小像素商场份额遭到揉捏。在中低端范畴,豪威科技和格科微电子前进显着,商场份额分家全球第三、四名。
剧烈的商场竞赛使得手机镜头及模组商场集中度进一步前进,我国的手机镜头及模组企业占有了90%左右的商场份额,首要企业有舜宇光学、大立光、亚洲光学、欧菲光、丘钛科技、高伟电子、玉晶光、信利世界、合力泰、富士康、联创电子、瑞声科技、三赢兴光电、同兴达等,其间舜宇光学、大立光、欧菲光为龙头企业,三者的商场份额超越60%。
高像素、多摄仍旧是手机摄像头的干流开展趋势,2021年全球规划内选用双摄及以上计划的手机超越90%,三摄和四摄的占比继续前进。超越60%的华为、小米、OPPO和vivo等国产高端智能手机的后置摄像头像素在3200万像素及以上,各手机厂商在新式光学防抖、接连光学变焦、可变光圈、潜望式摄像头号方向结构性规划晋级的趋势显着,智能手机摄像头及模组仍具有长时刻安稳的开展远景。
在安全城市、雪亮工程、才智城市等方针支撑和推进下,安防监控职业蓬勃开展,视频监控设备已在全国规划内遍及,跟着人工智能、物联网、云核算、5G等技能与安防职业深度交融,安防监控的定位从公共安全向社会服务方面改变,安防监控设备正快速向智能家居、才智社区、才智工厂等人类活动的方方面面开展,安防监控的商场空间不断拓宽,商场规划继续添加。
安防监控职业的昌盛继续带动了安防镜头产销添加和技能前进,经过多年的商场竞赛,国内生长起来一批重视技能、勇于立异的安防镜头企业,如宇瞳光学、联合光电、舜宇光学、福光股份、凤凰光学、福特科、力鼎光电、中润光学等,这些企业依托国内巨大的安防商场,敏捷生长强大并逐渐进军高清变焦商场,活跃与日韩系安防镜头企业打开世界竞赛,现在国产安防镜头的质量和运用效果已广受用户喜爱和国外同行重视。
我国厂商现已占有安防镜头范畴的龙头方位,上述的安防镜头企业中,宇瞳光学、联合光电、福光股份为细分范畴头部企业,三家企业的安防镜头出货量占比超越50%,国内商场上定焦镜头的出货量远大于变焦镜头,2021年度定焦安防镜头的出货量占比65%左右,商场对高清变焦镜头需求火急。经过国内相关企事业的不懈尽力,国产变焦镜头的出货量添加敏捷,占比逐年前进。
高清化和智能化已是安防职业的开展趋势,安防监控设备的高清化依靠安防镜头在规划、制造技能及工艺方面的晋级,安防镜头在4K超高清、超大光圈、大倍率变焦、集成夜视等方面的技能前进决定安防监控设备的成像质量和成像质量。
近两年轿车电动化、智能化的开展浪潮好像给轿车指明晰开展方向,那就是未来的轿车将是一款智能移动终端,不只具有智能手机的通讯、拍摄拍摄、影音文娱、移动作业等功用,更集成了智能驾驭、智能交互、投影显现、信息收集、全方位监控、自动安全等功用。当然要悉数完成上述功用还需求很长时刻,但每一次轿车功用的改善和增强都会带动顾客的购车、换车愿望,未来的智能轿车很有或许成为顾客追逐的个性化的智能产品,相似现在的智能手机,轿车职业将继续保持高重视和高添加。
据有关组织核算,2021年全球电动车出售达670万辆,同比添加102.4%。其间2021年电动车榜首大商场我国商场的出售量到达355万辆,同比添加160.1%。另据中汽协等多方组织猜测,2022年国内新能源轿车产销量有望打破500万辆,同比添加47%,商场远景十分可观。我国电动车浸透率在2021年已打破10%,到达13.4%,全球电动车浸透率估量在2022年超越10%,轿车电动化正处在加快开展阶段。
当时轿车的智能化还处在初级阶段,但现已遍及运用在量产轿车上的ADAS及自动驾驭体系、车表里的安全监控、昂首显现(HUD)等新功用快速开展迭代,不断前进商场对车载光学镜头、轿车雷达及车载投影光学器材的需求,其间车载光学镜头不只单价是手机镜头的十几倍以上,且现在现已到达均匀每辆新车4-16颗镜头的搭载量,商场规划继续快速添加,开展空间宽广,车载光学极有或许成为智能手机后下一个迸发式添加的运用范畴,招引很多光学企业竞相追逐。
国内企业中,舜宇光学较早进入车载光学范畴,2021年度其车载镜头出货量较2020年添加约21.0%至6798万件,进一步安定其商场份额全球榜首的方位。大立光、欧菲光、中光学、联创电子、联合光电、水晶光电、丘钛科技等光学企业在车载光学范畴也布局较早,都现已是商场的主力供货商。
2021年元世界概念遭到热捧,直接将AR/VR工业面向风口。经过很多先行企业的不断探究,以VR头盔显现器、AR智能眼镜为代表的消费级产品的用户体会不断前进,商场需求不断升温。2021年度全球VR头显出货量超越一千万台,同比增幅超越50%,VR头显的消费级商场初见端倪;2021年度全球AR产品的出货量超越40万件,同比增幅显着。
尽管AR/VR产品单价较高且功用不及预期,工业生态也不完善,但商场干流现已认可AR/VR产品是人类通往真假结合的元世界年代的初级产品,是下一代智能可穿戴设备的代表,在人类日子、作业、休闲等方面都有巨大的运用远景,从研制出产到消费端都持活跃态度,假如AR/VR产品能在近眼显现、烘托处理、感知交互、演算定位、视觉效果等要害技能方面继续获得打破,那么AR/VR的商场规划预期会像智能手机开展初期相同大幅添加。
AR产品需求经过新式光学元件对微型显现宣布的光进行反射、折射、衍射,终究投射到人的视网膜上;VR产品则要经过新式的微纳光学透镜来处理初期运用的菲涅耳透镜架构的缺乏。以光波导、自在曲面等技能为根底的新式微纳光学元件是AR/VR以及物联网(IoT)等新范畴获取视觉信息的重要根底元件,在AR/VR商场预期继续向好的愿景下,这类新式光学元器材将会构成一条宽广的继续添加的新赛道。
国内的光学龙头舜宇光学初次在年报中独自列出AR/VR营收数据细分,其AR/VR相关营收在2021年的数据为约13.4亿元,2020年约6.0亿元,同比添加123%。近几年从事AR/VR光学处理计划以及直接下流产品的企业如漫山遍野般敏捷增多,且很多传统从事显现及消费电子等范畴的龙头企业也纷繁切入AR/VR范畴,本钱也继续看好该范畴,有组织核算近十年国内AR/VR范畴融资项目400多项,触及金额超百亿元,商场热度可以用如火如荼来描述,但AR/VR最要害的光学元件其入眼光功率、元件透射率、视场角(FOV)等要害技能打破缓慢,终端产品的用户承受度尚待前进,工业还处于开展初期。
大略估量,国内从事AR/VR光学元件及模组研制及制造的企业已超越100家,其间,舜宇光学、歌尔股份、瑞声科技、联合光电、水晶光电、亮亮视界、闪烁实际、耐德佳、惠牛科技等为业界较为闻名的AR/VR光学元件及模组供货商。
经过十多年的商场迭代,以单反相机、无反相机、DV等为代表的照相摄像产品的产销量逐年下滑,现在已下降到一个相对安稳的渠道并呈现了复苏痕迹,据日本相机映像机器工业会(CIPA)核算,2021年全球数码相机出货量为836万台,出货量降至最高时期的7%左右;商场规划约245亿元,同比添加16%,四年来初次同比添加。首要原因是交际媒体日益兴旺,顾客对共享相片及视频的质量不断前进,且相机遍及加入了联网及无线传输功用,有利于相片及视频的传输,除专业拍摄人士以及相机“发烧友”外的顾客购买专业相机的动机日益扩展。
在LED大屏幕、液晶拼接等新式显现的冲击下,原先以商用为主的投影仪器阅历了多年的低迷,跟着投影相关技能的前进以及家用大屏影音需求的添加,投影仪凭仗更细巧的产品尺度完成大屏画面、更短的投影间隔、更高的画质(激光光源)及智能互联等方面的前进逐渐为顾客认可,投影仪快速进入家用范畴,从2016年左右开端,家用投影仪商场敏捷添加。
部分顾客将智能投影作为电视的弥补或许代替选项,一起疫情催生了在线教育、长途作业、线上观赛等新运用场景,带来更多新需求的一起也再度前进了全体顾客对智能投影的认知。据IDC数据显现:2021年我国投影机商场总出货量470万台,同比添加13%,其间智能投影机(搭载有OS操作体系的投影机设备)出货量为359万台,同比添加20%。家用投影机占比现已超越70%,2021年出货量348万台,同比添加16%。
智能投影商场继续高景气带动下,投影镜片镜头号光学元器材的细分商场近几年完成继续添加,其间,中光学是数码和投影光学元件的龙头供货商,中光学的投影元件及整机事务在2021年完成超越40%的添加。跟着照相摄像企稳,对应的相机镜片镜头细分光学元件商场有望走出低谷逐渐上升。以中光学、凤凰光学、宇迪光学、晶华光电、科汀光学等为代表的企业是相机及投影光学元件的安稳供货商。
上述细分范畴外,光学镜头及模组在工业检测、医疗、智能家居、地理、国防、航空航天等范畴承当着重要的成像效果;精细平面光学元件是光纤通讯、激光器材及运用范畴不行或缺的传输和调控光的重要器材;滤光元件则是完成生物辨认、生物检测的要害元件。可见,光学元器材的运用范畴已拓宽到国民经济的方方面面,是人类运用光、运用光的最根底、最要害的元器材,商场满意宽广且将跟着科技的开展不断向新式范畴浸透。
车载光学镜头、HUD投影光学元件、AR/VR光学元件、集成生物辨认及3D感知的光学模组等光学元器材有望在高速开展的智能轿车、AR/VR、智能家电、智能家居等范畴的带动下,从很多运用范畴中锋芒毕露,成为具有高生长性的、快速开展的光学新赛道。
运用需求驱动下,光学界遍及认为传统光学现已无法满意新式的下流运用对光学元件集成化、小型化等方面的要求,经过光学透镜来调理和操控光束的传统光学理念遇到了物理规矩约束的瓶颈,需求从不同的视点和纬度来研讨出一种更好的操控光束的办法。在光学学术界和科研界不懈的尽力下,经过在光学资料中引入微纳光学结构来制造新式光学元件的技能运用而生,微纳光学元件可对入射光的振幅、相位、偏振等参数完成较为灵敏的调控,正好弥补了传统光学元件在这些方面的缺乏,极大的丰厚了光学元件的运用范畴。
跟着电铸技能(LIGA)、电子束加工技能等纳米级加工技能的开展,微纳光学元件的微结构尺度现已从微米开展至纳米量级,衍生出光学超晶格、量子阱、超透镜(metalens)等技能,尤以2016年被Science评为年度最佳发现之一的超透镜技能,在未来的便携式消费电子、AR\VR等范畴远景最为宽广。微纳光学元件仍是现在全球光学界较为前沿的研讨方向,技能上面对很大的应战,间隔实用化还有很长的路要走。
未来,运用需求或许促进光学元器材职业“两极分化”,供给以可穿戴设备、智能手机等为代表的智能终端以及AR/VR、微型投影、光通讯等范畴的光学元器材逐渐小型化,构成高生长性的微纳光学工业;而航空航天、遥感、地理、国防等范畴要求高质量的大尺度、大平面、大镜面的光学元器材,构成大型玻璃平面、大透镜和大型非球面镜为代表的大尺度光学工业。