智慧型手机可说是近十年来影响人们生活与产业发展最深远的科技产品,不但每年创造上千亿元美元的产值,更让苹果电脑成为全球市值第一大的企业。不过,智慧型手机的问世,也让国内光学元件产业面临重大的转变。在二○○七年苹果推出第一款智慧型手机iPhone 3之前,国内的光学元件厂商,几乎都专注于数位相机、电脑周边镜头、体感游戏机、微型投影机等光学镜头,进而造就当年代工生产Nikon相机镜头的亚光股价一度飙上三八○元歷史天价;曾经红极一时的微型投影机也让扬明光股价衝上三二一元。

大立光地位难以撼动

随着智慧型手机搭载照相功能越来越强大,逐步取代数位相机的地位,加上智慧型手机讲求轻薄短小,因此,塑胶镜片成为手机相机镜头的主流。由于塑胶镜片的物理特性异于玻璃,且光学厂必须针对手机客户需求设计镜头模具,因此光学厂在採购机器设备后,均必须重新设定机器设备的参数,让光学塑胶镜片从投入塑胶料、射出成型、剪取、镀膜、外观品检、成品都能符合客户要求,层层生产关卡都有技术门槛,加上手机光学镜头大小如米粒,要在镜头当中塞进五~六片塑胶镜片,而每片镜片都有两个面,每一片的轴心还要精确对准,变数变得相当复杂。

VCM与CIS厂受惠双镜头

科技产品的创新与大变革,让国内光学元件厂商要从过去生产玻璃镜片转进塑胶镜片;虽然有不少厂商试着转型跨足生产手机镜头,但因良率过低,最终都无疾而终,营运也自此陷入低潮,呈现亏损状态居多。不过,在手机镜头耕耘许久的大立光,因成功搭上智慧型手机快速成长的趋势,奠定今日的霸主地位。回头看大立光过去的业绩表现,可说是随着苹果iPhone每一世代的相机规格变化而呈现跳跃式成长。

iPhone早期的照相画素从五○○万画素,进展到八○○万画素,目前已来到一二○○万画素,未来更可望达到二千万画素;如今最新的iPhone 7 Plus更搭载了双镜头,同时搭配光学变焦、防手震以及大光圈等功能,大幅提升拍照品质,更足以媲美单眼数位相机。手机镜头往高画素发展,使用的镜片数也逐渐增多,五○○万画素镜头镜片数约为四~五片,八百万画素以上需要五片,千万画素以上则有五~六片式结构,在片数增加且薄度要求下,生产难度也增加,良率也相对低。

为满足苹果的需求,大立光帮客户开发出非球面塑胶镜片,最困难的是在产品的精度上,光学等级的塑胶经过射出机的高温高压制程,变成一颗颗比米粒还要小的镜片,再送进去镀膜机,最后还要把六个镜片,堆迭成为一个镜头模组,每一片镜片的表面精度还要控制在趋近零瑕疵的状况下,镜片的光滑度相当于十万公里不能起伏一公尺。

目前大立光的竞争对手主要来自中国的舜宇光学与日本的康达智(Kantatsu),但因大立光在高阶镜头技术与良率遥遥领先对手,成为最大的竞争优势所在,让苹果不得不高度仰赖大立光。国内厂商除了玉晶光是苹果前置镜头主要供应商之外,其余厂商几乎都难以与大立光相抗衡。

儘管全球智慧型手机销量成长趋缓,但自从苹果iPhone 7 Plus搭载双镜头之后,中国不少品牌厂商也跟进,在双镜头逐渐成为全球各大智慧型手机品牌厂中、高阶机种标准配备下,光电协进会预估,今年智慧型手机双镜头渗透率可望达十六%。里昂证券(CLSA)更预估,一八年双镜头智慧型手机出货量将可达四.九亿支,若未来每支手机都搭载双镜头加上前置镜头,将创造出逾四五亿颗的镜头需求,对于镜头相关厂商可说是一大商机。

双镜头让消费者可依拍摄需求在不同焦距的镜头间切换,即使透过变焦摄影,仍可获得最佳拍照画质,提升在弱光下的拍摄效果,创造出3D等效果,此外,双镜头可创造出景深效果、藉由曝光时间增长强化黑暗环境拍照的影像品质、达到光学变焦效果,以及具拍照后可后制改变焦距调整景深的功能。

除了镜头之外,现今大多数手机相机都具备自动对焦功能,均採用音圈马达(Voice Coil Motor;简称VCM)技术。所谓的VCM原理和扬声器类似,是透过马达内线圈的直流电流大小,来控制弹片的拉伸位置,进而带动前后运动;并且靠音圈马达(VCM)弹片来调节镜头位置,才能呈现清晰的影像。目前VCM技术几乎掌握在日、韩大厂商手中,如日本的Alps Electric、TDK、Mitsumi Electric;韩国厂商则是三星电机、Hysonic、LG Innotek等;像是Alps与Mitsumi都是苹果VCM主要供应商。

目前全球第三大导线架厂顺德与日本百年歷史的Nippon FILCON合资成立的德辉,早期是帮TDK生产软碟片的弹片,而后开始生产VCM弹片。若以弹片式VCM结构,在磁石的前后方各有一片,分别用来推动镜头的前进与拉回动作,若使用的VCM弹片不够精确,势必会降低影像品质。目前德辉主要客户除了TDK之外,也供货给中国前十大VCM厂,其中八家,市占率高达七五%;另外,也供货给大立光。受惠于双镜头渗透率拉升,德辉去年前三季获利明显成长,预估今年可望持续攀高。

至于双镜头另一重要元件就是CMOS影像感测器(CIS),双镜头代表每支手机的主摄像头要搭载二颗CIS元件,等于是需求翻倍。目前全球CIS龙头为Sony,市占率达三六%;去年初日本熊本强震,一度造成断链危机;其余CIS供应商还包括三星与OmniVision(豪威);国内CIS供应链如Sony亚太区最大代理商的尚立与三星CIS的大中华区代理商擎亚。此外,双镜头影像讯号处理器(ISP)供应商华晶科,受惠于客户华为旗舰机P9与Mate 9的双镜头,都是採用华晶科ISP特殊应用晶片(ASIC)。

近年来手机相机模组(CCM)市场也成为兵家必争,除了中国的舜宇光学、欧菲光之外,韩国的LG Innotek、三星电机、以及台湾的光宝科与致伸等,就连鸿海在併购夏普之后,也有意进军CCM市场,为了抢攻苹果订单;目前苹果主要的CCM供应商为LG Innotek。

车载镜头成为新蓝海

除了智慧型手机双镜头商机之外,近来不少未跨入手机镜头的厂商积极往利基型产品发展,如车载、扩增实境(AR)/虚拟实境(VR)、无人机、医疗、军用、安控等应用领域。尤其,已有越来越多汽车配备车道偏移警示、自动紧急煞车、车侧盲点侦测、倒车影像等先进驾驶辅助系统(ADAS),或是朝向自动驾驶发展,这些配备都需要仰赖车用镜头去作感测,因此,也带动一台车的车用镜头的使用量从过去可能只有一颗,未来每台车至少可能是八颗镜头起跳;去年日本更立法通过,未来汽车后视镜可用摄像镜头取代。根据StrategyAnalytic研究机构统计,全球车载镜头出货量至二○二○年将增长至一.一亿颗,年复合成长率近二○%。

目前车载镜头以玻璃镜头为主流,或是玻璃与塑胶混合式镜头,车厂重视安全性与产品信赖度,且无须如手持装置轻量化而採用全塑胶片镜头,因此,玻璃镜头在车用领域将开展新商机。全球车用镜头最大的厂商是舜宇光学,挟着中国庞大的汽车内需市场,跃升为全球车载镜头市占率达三○%为全球第一;一六年车载镜头全年出货量年成长三七%达二二六○万件,产品包括前视镜头、后视镜头、环视镜头、侧视镜头、内视镜头等;客户遍及欧美、日韩和国内,广泛应用于Benz、BMW、Audi、Toyota、Honda、Chrysler、Ford、GM、VW、Volvo等眾多车型上。

国内厂商如今国光、亚光、佳凌等在车用镜头也展开布局,像是亚光是国内少数同时拥有玻璃、非球面模造玻璃和塑胶镜片制造能力的光学厂商,具备开发抵抗高低温差、耐脏和抗震动车用镜头的能力。去年亚光更成功打进电动车大厂Tesla供应链,主要提供雷射测距,用于自动驾驶系统,跃升为Tesla概念股之一。再者,亚光也提供欧系车ADAS车载镜头,预估今年车载镜头单月出货量将从去年的五○万颗攀升至六○万颗。

过去是Canon主要镜头代工厂的佳凌,有鑑于数位相机日益萎缩,近年来也积极投入车载镜头发展,并成为国内唯一同时通过TS16949及VDA6.3欧规品质系统者;旗下多款汽车镜头已进入OEM车厂供应链,主要供应倒车影像、环景影像、行车纪录器及HUD抬头显示器等。

此外,新开发的无人车镜头经过一年多的认证,亦顺利通过认证,打入美国无人车车用感测雷达镜头供应商。一六年车用镜头占营收比重约十五%,随着车用产品在车厂渗透率提高,今年车用产品占营收比重可望达二○~二五%,不仅将成为国内车用比重最高的光学股,对于毛利率与获利贡献度也将显着提高。

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文章来源:先探投资周刊官网

(中时电子报)

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