車載攝像頭通常需要在小型化、高清晰度和低畸變等方面具有優(yōu)異的性能,因此使用玻璃非球面透鏡進行光學設計是一種較好的選擇。通過使用玻璃非球面透鏡,可以有效減少球差和散光等光學畸變,提高成像質量和清晰度。此外,玻璃非球面透鏡還能夠實現(xiàn)更寬廣的視野和更小的成像像元,使得車載攝像頭能夠更加精準地識別和觀測周圍的道路環(huán)境和行駛情況。從鏡頭技術發(fā)展趨勢來看,玻塑混合是當前主流廠商在布局的前瞻技術,而模造非球面玻璃是玻塑混合鏡頭中的關鍵光學元件。
模造非球面玻璃廣泛應用于車載ADAS 鏡頭、安防高端鏡頭、無人機、AR/VR、智能手機等方面,市場空間更大,預期保持較快增長。本文針對聯(lián)創(chuàng)電子、舜宇光學、宇瞳光學、藍特光學、揚明光學等公司對模造非球面玻璃技術做詳細解析。
01、車載鏡頭市場競爭激烈,賦能市場持續(xù)擴大
光學鏡頭是車載攝像頭核心組成,成本占比14%左右。車載攝像頭主要由光學鏡頭(包含光學鏡片、濾光片、保護膜等)、圖像傳感器、圖像信號處理器 ISP 與連接器等器件組成,可按位置分為前視攝像頭、環(huán)視攝像頭、后視攝像頭、側視攝像頭以及內置攝像頭五種類別,全方位收集車內外信息,輔助司機或自主駕駛決策系統(tǒng)做出駕駛相關決定。
由于其安全性質,工信部針對車載攝像頭制定了嚴格的標準,一方面不同于手機攝像頭等,車載攝像頭需要擁有抗高低溫、抗壓抗震等物理性能,要求高水平的工藝和技術,另一方面,車載攝像頭的認證周期較長,一般是 2-3 年,從研發(fā)到獲得收入的周期較長,要求新進入者有充足的資金儲備以研發(fā)運作。
車載鏡頭行業(yè)國內廠商優(yōu)勢顯著,有望逐步提升市場份額。據(jù)潮電智庫數(shù)據(jù)顯示, 2024 年第三季度全球車載鏡頭出貨量的前十位分別為:舜宇光學(中國)、聯(lián)創(chuàng)電子(中國)、特萊斯(中國)、歐菲光(中國)、世高光(韓國)、桑萊斯(中國)、弘景光電(中國)、日立(日本)、電產(chǎn)三協(xié)(日本)、與理光(日本)。
舜宇光學占據(jù)領先的市場地位,在出貨量與技術能力等方面遠超友商;聯(lián)創(chuàng)電子、歐菲光等國內企業(yè)顯示出強大的競爭力,超過了世高光、電產(chǎn)三協(xié)等日韓企業(yè),打破中日韓三足鼎立的格局。2023 年前十位廠商只占據(jù)了整個市場出貨量的 60%。隨著新能源汽車、高階智駕與智能座艙的發(fā)展,全球車載攝像頭穩(wěn)步增長。據(jù) ICV Tank 預測,2025 年全球車載攝像頭市場規(guī)模將達到273 億美元,國內廠商成長空間廣闊。
智駕滲透提速,車載鏡頭持續(xù)技術迭代。隨著智能駕駛與智能座艙的進步,車載鏡頭正從單一的圖像采集功能向集成化、智能化發(fā)展,以適應復雜多變的駕駛環(huán)境,實現(xiàn)更精準的圖像捕捉和數(shù)據(jù)處理,推動智能汽車向更高級別的智能駕駛邁進。各企業(yè)加大研發(fā)投入,力求產(chǎn)品創(chuàng)新。
02、模造玻璃非球面產(chǎn)品技術領先,消費電子應用有望蓄力高成長?
鏡頭的選擇主要有三種,分別是塑膠鏡頭、玻璃鏡頭和玻塑混合鏡頭,鏡頭追求更高的成像質量,小型化和輕薄化,玻塑混合鏡頭對比下優(yōu)勢明顯。鏡頭在不斷優(yōu)化鏡頭的光學設計以提高成像質量的前提下,盡可能地減小體積和重量。玻塑混合鏡頭綜合了塑膠鏡頭和玻璃鏡頭的優(yōu)點。這種鏡頭在保證產(chǎn)品性能和穩(wěn)定性的前提下,降低了成本,各項指標介于塑膠鏡頭和玻璃鏡頭之間。玻塑鏡頭對比下的優(yōu)勢包括:
1) 光學性能提升:與全塑膠鏡頭相比,玻塑混合鏡頭在成像的亮度和清晰度,色彩還原度和對比度方面都有明顯的優(yōu)勢,能夠呈現(xiàn)出更加真實、鮮艷的色彩。
2) 改善成像質量:在復雜的光線條件下,玻塑鏡頭的穩(wěn)定性更好,能夠減少光線的散射和折射,降低圖像的噪點和失真,特別是在暗光環(huán)境下,玻塑混合鏡頭的成像質量明顯優(yōu)于塑膠鏡頭,可以拍攝出更加清晰、細膩的照片。
3) 實現(xiàn)輕薄設計:通過將玻璃鏡片和塑膠鏡片進行合理的組合,可以在一定程度上減輕鏡頭的重量,同時也能夠減小鏡頭的體積,這對于手機的輕薄化設計非常重要,能夠讓手機在保持良好拍照性能的同時,更加便于攜帶和使用。
4) 突破設計局限:塑膠鏡頭在設計上存在一定的局限性,例如難以實現(xiàn)大光圈和高解析力,而玻塑混合鏡頭可以通過玻璃鏡片的加入,突破這些局限,實現(xiàn)更大的光圈和更高的解析力,滿足用戶對高質量拍照的需求。
從鏡頭技術發(fā)展趨勢來看,玻塑混合是當前主流廠商在布局的前瞻技術,而模造非球面玻璃是關鍵光學元件,全球廠商包括日本豪雅、藍特光學、宇瞳光學、舜宇、聯(lián)創(chuàng)電子等公司對模造非球面玻璃都有布局。
傳統(tǒng)的玻璃鏡片制作技術需要經(jīng)過繁復的步驟,例如粗磨、細磨、拋光等,所花的時間相對的增多。然而,玻璃模造制程技術的主要依據(jù)原理,是利用玻璃隨溫度升高黏滯度降低的特性,將已初成形的玻璃預形體置于精密加工成形的模具內,在適當?shù)沫h(huán)境氣氛下,升溫至溫度介于玻璃轉移溫度,即所謂Tg點到軟化點之間,再由模仁表面施壓使玻璃變形,轉造模仁形狀,冷卻后去除壓力、分模,取出成品。因此模造光學鏡片的產(chǎn)生,只需要玻璃的預形體,直接以模造的方式即能壓制成品,所以十分適合大量的生產(chǎn),是光學玻璃鏡片制造方便快捷的新型技術。
03、玻璃模造鏡片行業(yè)目前現(xiàn)狀分析
當前存在工藝技術壁壘
受制于玻璃非球面鏡片模造工藝技術壁壘,國內能夠進行玻璃非球面鏡片生產(chǎn)制造的企業(yè)數(shù)量較少。
行業(yè)目前增速較快,整體呈現(xiàn)供不應求局面
于模具材料和生產(chǎn)設備供應不足,高精度設備多為日本進口,此外,玻璃模造工藝的關鍵設備超精密模具加工機(納米級)尚未實現(xiàn)國產(chǎn)替代,此款產(chǎn)品只有日本、德國、美國等國家可以生產(chǎn),并且對中國是半禁運狀態(tài),交期預計需要兩年時間,價格高達五六百萬,嚴重制約行業(yè)的擴產(chǎn)速度。多種因素下,國內玻璃非球面鏡片行業(yè)的產(chǎn)能尚未爆發(fā),行業(yè)目前整體呈現(xiàn)供不應求的局面。
技術工藝不斷更新
例如,在使用模具生產(chǎn)工藝中,業(yè)內逐步開發(fā)出了一模多穴以及多模多穴工藝,在模仁材料上,為了提高模仁基材的性能,逐步開始發(fā)展高性能陶瓷材料,開發(fā)出了包括碳化硅陶瓷模仁等新型產(chǎn)品。產(chǎn)品具有高熱導率(100~130W/m·K),低熱膨脹系數(shù)(4.2×10-6/K),優(yōu)異的抗氧化和抗熱震性能,能夠顯著提高玻璃模造工藝中模具的升溫和冷卻速度,降低高溫熱循環(huán)下尺寸精度和表面質量變化,被認為最具潛力的模仁基材。
04、全球玻璃模造鏡片總體規(guī)模趨勢分析
模造非球面玻璃即將漲價的信號
近期,雪球分析師表示模造非球面玻璃即將漲價的信號,邏輯很簡單:由于模造玻璃非球面鏡片適用于單次一萬片以上的大批量生產(chǎn),且批量生產(chǎn)后成本將會得到大幅下降,因此在企業(yè)出貨端,多尋求綁定下游大客戶實現(xiàn)穩(wěn)定出貨;需求端車載鏡頭已經(jīng)伴隨行業(yè)量,手機玻塑鏡頭也是目前技術趨勢。供給端來看,良率高成本低的廠商擴產(chǎn)緩慢(難點在于模具,對精度、研發(fā)團隊、制造團隊要求高)。
比如聯(lián)創(chuàng)作為全球產(chǎn)能第二的廠商都還要外購一部分,藍特22年擴產(chǎn)的項目今年體現(xiàn),舜宇歐菲都需要從日本豪雅進口,iphone17據(jù)說也要增加玻塑運用(聯(lián)創(chuàng)一直在跟進果鏈)。那么當良率高成本低的產(chǎn)能不夠時,只能被迫接受良率低成本高的小廠,供給側成本抬升整體自然要漲價,這是避不開的市場規(guī)律。
漲價后,車載光學行業(yè)跑馬圈地時期的價格戰(zhàn)、低價搶單現(xiàn)象會回歸理性,市場格局也會趨于穩(wěn)定,行業(yè)馬太效應明顯。中長期來看,車載ADAS鏡頭及模組分別回歸40%、20%左右的毛利率,無疑是一門競爭壁壘高的好生意。畢竟汽車不是快消品,需要供應商至少長達十年的售后,同時ADAS鏡頭等硬件涉及到智能化,軟硬件參數(shù)需要綁定協(xié)同,涉及到安全性一旦認證不輕易更換,且單車價值量共才小兩千,對于主機廠來說價格敏感度也很低,一般不會輕易冒險選擇小廠。
受益于自動駕駛提速帶來較大增量
玻璃非球面鏡片準直性能優(yōu)異使之成為車載激光雷達準直透鏡的主流選擇。隨著自動駕駛加速落地,全球車載激光雷達市場持續(xù)擴容,作為激光雷達重要組成部分,模造玻璃非球面鏡片也將憑借其優(yōu)勢受益于激光雷達市場空間的釋放。
自主生產(chǎn)重要性提升
隨著玻璃非球面鏡片廣泛應用于激光準直、安防、智能駕駛、5G光通信等領域,玻璃非球面鏡片完全自制及其模具的自主生產(chǎn)變得越來越重要,預計部分廠商在未來將會自主開發(fā)配套模具及設備。
05、國內玻璃模造鏡片企業(yè)技術盤點
模造非球面玻璃作為玻塑混合鏡頭中的關鍵光學元件,其技術發(fā)展對攝像頭的進化至關重要。因此行業(yè)頭部廠商都對模造非球面玻璃進行布局。根據(jù)QYR(恒州博智)的統(tǒng)計及預測,2022年全球玻璃模造鏡片市場銷售額達到了12.816億美元,預計2029年將達到23.475億美元,年復合增長率(CAGR)為8.89%(2023-2029)。地區(qū)層面來看,中國市場在過去幾年變化較快,2022年市場規(guī)模為356.42百萬美元,約占全球的27.81%,預計2029年將達到696.49百萬美元,屆時全球占比將達到29.67%。
一、聯(lián)創(chuàng)電子:
在模造非球面玻璃領域的發(fā)展也較為迅速,公司注重技術創(chuàng)新,不斷提升產(chǎn)品的性能和質量,產(chǎn)品在手機鏡頭、車載光學、智能穿戴等領域有廣泛的應用,與眾多知名企業(yè)建立了長期的合作關系。?除了ADAS鏡頭等硬件在定點時要通過一系列車規(guī)級認證,后續(xù)L3級別自動駕駛法規(guī)落地,主機廠必須通過工信部路測及產(chǎn)品認證才能正式上路,因此對于車載光學供應商來說好的產(chǎn)品、口碑認證、先發(fā)優(yōu)勢、產(chǎn)能優(yōu)勢.缺一不可。而聯(lián)創(chuàng)電子完全具備以上核心優(yōu)勢客戶數(shù)量與質量已說明一切,明年還將導入新的品牌客戶,ADAS鏡頭的全球霸主地位已經(jīng)基本確立。
技術優(yōu)勢:公司是國內模造工藝領先的光學企業(yè),2018 年實現(xiàn)非球面玻璃鏡片模具的自主生產(chǎn)以及模造玻璃的完全自制,有效降低了玻璃鏡頭的制備成本,相較于外購模具的友商成本優(yōu)勢明顯。
客戶資源:擁有 GoPro、大疆、華為等領先品牌客戶,在光學領域樹立了良好的口碑,且與國際大客戶建立了長期合作關系。
全產(chǎn)業(yè)鏈布局:具備光學、觸控、集成電路、終端制造等全產(chǎn)業(yè)鏈的生產(chǎn)和服務能力,能夠為客戶提供一站式的解決方案。
二、舜宇光學:
舜宇光學擁有先進的生產(chǎn)設備和技術團隊,能夠生產(chǎn)出高質量的模造非球面玻璃產(chǎn)品,產(chǎn)品在智能手機、車載光學、數(shù)碼相機等領域得到廣泛應用,其市場份額較高,具有較強的品牌影響力;ADAS鏡頭的應用占比在不斷提升,舜宇在ADAS鏡頭全球市場份額保持約50%,保持世界第一。新能源汽車市場發(fā)展迅速,特別是在中國,舜宇車載在新能源汽車品牌中的市場滲透率達到80%。
隨著芯片面積的增大,鏡頭設計也發(fā)生了變化,對像面的要求越來越高。面的增大,單個鏡片的制造難度增加,對精度要求更高。在鏡頭組裝方面,與芯片和模組的配合要求也提高了,這對鏡頭制造商來說是一個挑戰(zhàn)。另一變化是混合鏡頭(Hybrid),即玻璃非球面和塑料的組合。這種結構可以實現(xiàn)更大的光圈,適用于更多應用場景,并且由于玻璃非球面的使用,其可靠性和在高溫環(huán)境下的成像效果更佳。然而,玻璃非球面的模具成型和組裝都非常困難,需要確保中心點對齊和最終的光學成像效果,檢測環(huán)節(jié)也具有挑戰(zhàn)性。
面對激烈的市場競爭,舜宇致力于提供具有競爭力的產(chǎn)品。1)在玻塑混合技術方面,舜宇在全球同行業(yè)中處于領先地位。舜宇自2012年起推出全球首款ADAS玻塑混合鏡頭,去年成功突破800萬像素玻塑混合技術,今年已批量出貨給終端客戶。至2023年年底,舜宇已累計出貨36KK的玻塑混合ADAS鏡頭。2)同時,舜宇在17M ADAS高端市場已完成開發(fā)和量產(chǎn)前的準備工作,預計不久將量產(chǎn)并推向市場。
舜宇目標:繼續(xù)鞏固全球市場份額第一的地位,并持續(xù)優(yōu)化客戶結構和產(chǎn)品組合。主要依靠四大能力來實現(xiàn)這一目標:設計仿真能力、模具成型能力(包括玻璃非球面和塑料非球面的模具成型)、鍍膜能力(包括特殊的LD鍍膜技術),以及設備自制和測試能力。我們有自己的團隊負責自動化建設和改造,以及在行業(yè)內較為領先和獨特的分群檢測能力。
三、宇瞳光學:
在模造非球面玻璃方面有許多優(yōu)勢。公司在模造非球面玻璃領域布局較早,有著較早的技術積累和研發(fā)投入,產(chǎn)能和良率逐年提高,在行業(yè)中排名靠前,計劃根據(jù)業(yè)務發(fā)展情況逐步加大模造玻璃鏡片產(chǎn)能,可以滿足市場需求。公司與蔡司合作,推動模造非球面玻璃技術的發(fā)展和應用,有助于公司在模造非球面玻璃技術上的進一步創(chuàng)新和突破。
模造非球面玻璃廣泛應用于車載ADAS 鏡頭、安防高端鏡頭、無人機、AR/VR、智能手機等方面,市場空間更大,預期保持較快增長。公司在模造非球面玻璃領域的業(yè)務發(fā)展勢頭良好,業(yè)績增長迅速,得益于智能駕駛的快速增長,產(chǎn)品銷售增速較快。
四、藍特光學:
潛望升級拉動微棱鏡銷量,車載玻璃非球面透鏡穩(wěn)步增長
藍特光學的主要產(chǎn)品包括光學棱鏡、玻璃非球面透鏡、玻璃晶圓。公司光學棱鏡主要可分為微棱鏡、成像棱鏡、長條棱鏡三大系列。微棱鏡采用光學玻璃精密冷加工鍍膜、光刻、膠合、絲網(wǎng)印刷等技術,主要用于手機潛望式攝像頭等各類光學模組中。成像棱鏡產(chǎn)品主要采用高精密的研磨、拋光等工藝技術,根據(jù)產(chǎn)品物理形態(tài)分為屋脊、半五、直角等,主要用于望遠鏡、顯微鏡等光學儀器中。長條棱鏡采用大片加工方式進行拋光,配合超高效大批量膠合切割技術及紅外高反鍍膜工藝,主要用于智能手機中的人臉識別領域。
藍特光學的玻璃非球面透鏡分為成像類非球面透鏡、激光準直類非球面透鏡,選用光學玻璃作為預形體,經(jīng)過精密控制的批量熱模壓,得到高精度的玻璃非球面透鏡。成像類玻璃非球面透鏡主要用于車載鏡頭、高清安防監(jiān)控、無人機鏡頭、智能手機等領域。激光準直類玻璃非球面透鏡主要用于激光雷達、測距儀、光通訊等領域。
2023 年光學棱鏡量產(chǎn)銷售,玻璃非球面透鏡受益于車載需求提升。2023 年公司前五大客戶的營收分別為3.28、0.94、0.37、0.32、0.21億元,占公司營收的比重分別為 44%、12%、5%、4%、3%。其中,2023 年公司開發(fā)的光學棱鏡正式量產(chǎn),終端客戶指定將光學棱鏡直接供應給客戶 A,因此客戶A 營收增幅較大。此外,應用于車載 360°環(huán)視攝像頭及車載激光雷達的玻璃非球面透鏡產(chǎn)品穩(wěn)步增長,客戶 B、C、H、I及J銷售收入增長。
五、揚明光學
揚明光學2002年成立,于臺灣新竹、日本、中國昆山、蘇州及孟加拉等地均有重要生產(chǎn)與營運據(jù)點。掌握光學鏡片、鏡頭、模組、設備、模具領域設計、制造、組裝等技術。同時擁有模造玻璃生產(chǎn)及設備制造技術。玻璃非球面設備采用日本的精密加工及模壓設備,模具表面處理則是采用日本及新加坡的硬膜設備與制程, 可制作制程Φ2~Φ50mm的產(chǎn)品。
節(jié)選部分,篇幅有限,未完待續(xù)。。。