有關雙攝像頭,2017年該關注什麼?|半導體行業觀察

n n 2017年雙攝仍然是手機最火的話題之一。n n n n

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n 根據IDC和Credit Suisse的報告來看,截止到2016年第四季度,全球雙攝手機佔有率11%。而在國內雙攝手機佔有率則高達17%。n

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n 而從IDC和Credit Suisse的報告里另外一份數據也可以看出,到2016年Q4,Apple出貨量里雙攝佔比30%(換句話說,iPhone 7 Plus的出貨佔比為30%),而非Apple手機里,雙攝佔比則僅為5%。當然,非Apple手機的雙攝的出貨量還是大於Apple的雙攝手機出貨量的。n

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n 而根據日本TSR的數據來看,雙攝智能手機2017年佔比為16%,而到了2018年,雙攝佔比則高達26%。n

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n 可以看出去年下半年受iPhone 7 Plus的影響,雙攝開始爆發。而今年第二季度開始,華為、Oppo、Vivo、小米、中興、華碩紛紛上馬雙攝像頭,使得雙攝的市場佔有率越來越高。n

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n 目前雙攝有哪幾種實現形態呢?n n

n 1. 共支架n n

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n 兩個獨立的單攝像頭模組,用一個支架固定在一起。n

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n 2. 共基板n n

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n 即兩個單攝使用同一個基板。相對共支架來說,平整度會更好,也更加抗摔,但是缺點是,對組裝精度要求很高,良率相對低一些,所以成本更高。n

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n 3. COMn n

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n 一般的模組工藝是先將放置Sensor,再將VCM,holder,lens組裝。格科微獨創的COM工藝,是先將VCM,holder,lens組裝到一起,再將Sensor封裝在模組裡面的技術。而將這種工藝放到雙攝里,對於兩個模組之間對準光軸中心等問題有很大的幫助。目前格科微單攝COM已經量產。現在在調試雙攝工藝,預計年底量產n

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n 一般來講,共支架主要用在高像素+低像素(如13M+2M)或者長焦+廣角(如Apple iPhone7 plus)這種模組高度差很多的雙攝模組上。缺點是支架需要按項目開模,前期開模費用較高。n

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n 共基板主要用於模組高度不大的雙攝模組。省去開模費,但對貼片精度有要求。n

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n 需要說明一下,同樣是廣角+長焦的雙攝,Apple採用了共支架的方案,而小米6採用的是共基板的方式。主要是通過將廣角和長焦的基板高度做出差距,來彌補廣角和長焦模組的高度差。n

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n 再來看看雙攝供應鏈n n

n 模組廠方:n n n

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n 大陸供應商n n

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n 舜宇(Sunny):國內最早最強的雙攝模組廠,也是華為最早選擇雙攝供應商之一(另外一家為光寶)。目前每個月雙攝出貨量大概在4M左右。n

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n 歐菲光(O-Film):國內第一波做雙攝的一線模組廠。目前一個月雙攝出貨大概在5M左右。n

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n 丘鈦微 (Q-Tech):國內雙攝的一線模組廠。與歐菲光一樣,通過價格站搶佔市場。n

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n 台灣供應商n n

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n 光寶(Lite-on):較早進入雙攝領域的台灣模組廠。大陸很多二線模組廠都是從光寶挖人來進入雙攝模組領域。n

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n Altek:有自己的模組廠,但規模不大,所以目前跟客戶的合作模式基本是客戶從其他模組廠採購單攝模組,然後由Altek設計支架,並組裝成雙攝模組。n

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n 國外供應商n n

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n LG:Apple iPhone 7 Plue的唯一供應商。主要為Apple 和LG自己的品牌提供雙攝模組。n

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n SECOM:Samsung旗下的模組廠。在雙攝時代開始發力。n

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n 從上圖可以看出,目前主要的雙攝項目都被LG,SEMCO,Sunny,Lite-on,O-Flim和Q-Tech所瓜分。台灣Lite-on後續乏力,除了華為外,其他客戶鮮有作為。高端項目基本被LG,Sunny和SEMCO所瓜分。低端項目則有O-Flim和Q-Tech通過價格戰掠奪。n

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n 演算法供應商:n n n

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n Arcsoft:目前市佔最高的雙攝演算法公司。VIVO,小米6雙攝演算法的供應商。下半年很多機型會採用虹軟的演算法。不過缺點是畢竟不是平台自帶的演算法,對CPU的消耗比較大。若想優化,還需要平台支持。目前主打景深功能。n

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n Corephonics:與Apple收購的Linx同屬於以色列公司,所以主打功能也是一樣,主要做Zoom光學變焦功能。n

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n 西緯:與丘鈦微一樣,都是西可的關聯公司。在低端項目上,和丘鈦一起有被客戶端採用。n

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n 商湯:具有聯想背景的演算法公司。據傳聞OPPO R11採用了商湯的部分演算法。n

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n 通甲優博:成都的一家演算法公司,之前主要精力在無人機的智能視覺上,今年準備在手機行業發力。n

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n Altek:Altek是為數不多可以提供ISP,演算法,雙攝模組全套產業鏈的公司。曾經在數碼相機的ISP上市佔很高。雙攝剛開始時,與華為配合,獲得了不少市佔。優勢在於有不少專利,但由於缺乏新的賣點,後續市場乏力。n

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n ISP公司:n n n

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n X-Chip:內置雙ISP,配合第三方演算法主攻景深功能。目前已經在客戶端推廣,並Design in。n

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n Galaxycore:內置兩路簡易版ISP,主打廣角+長焦的雙攝功能。屬於低成本光變解決方案。n

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n Rockchip:主要是顆Pre ISP,結合第三方演算法實現暗光增強,HDR,電子防抖等功能。n

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n 雙攝模組供應商的發展n n

n 雙攝的出現,使得一線模組廠獲得了不少的利潤。一線模組廠趁著雙攝的興起,利用技術優勢,搶的先機。與二線模組廠不足10%的利潤相比,據說一線的模組廠利潤已經高達20%。n

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n 下半年雙攝開始普及,8+2M/13+5M開始變得流行,對小模組廠而言,需要儘快提升生產技術和產線能力。但一線模組廠增產嚴重,預計當小模組廠艱難的將技術提升好後,一線模組廠會通過降價迫使二線模組廠無利可圖。畢竟二線模組廠在雙攝的良率爬坡上會走不少彎路,而一線模組廠給他們爬坡的時間不會太多。但是二線模組廠若不做雙攝,將會更加的被動。誰先抓住先機,誰才能儘快搶佔市場。n

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n 目前模組廠的利潤非常低。包括大的模組廠做單攝也遇到競爭多,利潤低端問題。Sony之所以把模組廠賣給O-Film,就是因為其廣州模組廠主要是給Apple做前攝,無法支撐Apple的低價要求,而被迫賣掉。雙攝的出現給模組廠帶來了新的利潤增長點。但隨著雙攝越來越成熟,毛利則越來越低。模組廠需要對新技術及時跟進才能獲得更高更好的毛利,因此後續對資金要求也變大。沒有充足的資金很難在市場競爭。n

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n 2017年的雙攝的發展n n

n 目前8+2M雙Camera模組在小模組廠端價格可以做到5個美金以內,13+2M可以做到10個美金以內。後者主要是因為各規格指標要高一些,以及良率問題,造成價格差異很大,但若有足夠的量,價格也會做到較低的價格。所以預計下半年低端手機上8+2M/13+2M的比例會急劇增加。n

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n 暗光增強由於價格並不便宜,可實現的功能效果並不明顯,所以後續使用機型會少很多。n

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n 在高端機型上,受Apple影響,各家會開始做光學變焦的雙攝。n

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n 光學變焦:n n

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n 與光學變焦相對的,就是數碼變焦。n

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n 數碼變焦其實是利用軟體插值的方法,將原始像素點放大從而獲得類似變焦放大的效果。但缺點是犧牲畫質,圖片模糊,不是真正的變焦。而光學變焦則是改變鏡頭的視角和影像放大率的。所以像素不變,圖像質量不變。簡單的說,光學變焦相當於望遠鏡,而數碼變焦相當於放大鏡。具體對比如下圖:n

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n 2004年Sharp發布的V602H是全球首款支持光學變焦的手機,之後Samsung,Nokia與LG也都分別出過光學變焦手機。但光學變焦要求模組厚度很大,外觀很難做美觀,所以一直無法流行。2017年Apple 的iPhone 7 Plus 則提供了一個很好的解決方案。當用戶拍近景人像的時候,使用廣角鏡頭拍出來的圖片;當需要拍遠處風景的時候,使用長焦鏡頭拍出來的圖片,實現兩倍變焦功能。而其他場景則是用廣角和長焦鏡頭拍出來的圖片做融合,在細節上實現變焦。n

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n 與Apple相同雙12M的小米6,採用12+13M的金立2017都是採用了光學變焦的功能。而華為在Mate9和P10的雙攝變焦則不是真正意義上的光學變焦。華為採用了12M(彩色)+20M(黑白)的方案,兩個攝像頭的FOV一樣,所以基本就是將20M的圖像截取中間部分實現了數碼變焦的效果,所以並非真正的光學變焦。而OPPO最新機型R11 則是採用了16M(彩色,廣角,f/1.7)+20M(彩色,長焦,f/2.6),則是融合了數字和光學變焦,所以宣傳時跟華為一樣,只說明支持雙攝變焦,而不是光學變焦。n

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n 目前看兩倍光學變焦,變焦倍數不夠高,但做到三倍甚至五倍的光學變焦的話,長焦的模組高度無法做低,所以模組廠會選擇採用潛望式,寬度替代高度的方式做到更高的光學變焦倍數。n

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n 其實早在2015年底Asus 推出支持3倍光學變焦的潛望式單攝像頭。示意如下圖。n

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n 不過目前這種潛望式光學變焦寬度太寬,不一定適合所有機型。如何擺放,以及高昂的成本是制約其發展的最大瓶頸。而這些問題能解決,光學變焦的攝像頭模組zangn

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n 雙攝的未來n n

n 未來的雙攝會受到幾種新技術的影響:n

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n 1.目前手機市場最火的概念除了雙攝就是全面屏,而全面屏對手機正面擺件空間要求極小。所以前攝像頭若想做雙攝,難度變得很大。n

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n 2. 雙攝的光變和虛化的概念已經宣傳了很久,但目前的光變和虛化效果還是有很多被人詬病的地方,用戶還是希望能看到更好的效果。傳說iPhone 8將帶有結構光+ToF,進行3D人臉建模。並且有了3D信息後,做虛化會變得更加容易。相信這個演算法成熟後,也會對雙攝帶來一定的衝擊。當然結構光的產業鏈還不夠成熟,還需要去硬體廠商和演算法公司進一步的努力。n

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n 目前攝像頭的像素已經做到20M以上,繼續往上做會遇到很多瓶頸,如會遇到模組的尺寸很大,介面傳輸速度過快等問題 。這三次廠商都在積極布局1.0um甚至0.9um pixel的sensor。但過小的pixel會造成暗光效果很差,所以4in1應運而生。強光下是16M,20M,24M,暗光下則變成4M,5M和6M。n

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n 而從2016年下半年開始發力的雙攝,為攝像頭後續的發展指出了一個美好的未來。虛化和光變是後面雙攝主要的功能。光變對模組,演算法要求很高,同時也會帶來成本的劇增。在實現更高倍數的光變下,模組如何實現小型化,以及演算法如何演進的讓模組良率提升都是以後雙攝重點發展方向。而在低端方面,通過13+5M,8+2M低價雙攝的普及,會讓越來越多的手機帶有雙攝功能。n

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