3D成像行业报告下篇Word文档格式.docx

1、其中触摸屏可谓是行业的启蒙者：1）自 iPhone 带动以后，触摸屏在 2010 年以后实现爆发式成长；2）以莱宝高科为例切入苹果产业链以后业绩的突飞猛进也让市场记忆深刻；3）随后国产手机的跟进，造就了一批欧菲、合力泰、信利等触控的大牛股。图表 带动触控屏行业爆发 图表 欧菲光等大陆 厂实现戴维斯双击苹果产业开始推动大陆资本市场对于电子的研究范式大为革新，市场认识到电子行业也是成 长股的摇篮。7 年以后的今天，虽 然市场担心创 新放缓，但是任何快速渗透的技术都不应该 忽视，真正的革命能够享受估值溢价。3.1. 2 双摄带动 摄像头空间 翻倍，微创新也有大能量最近一个快速渗透的例子就是双摄像头，

2、自 iP hone7 推出以 后，双摄已经成为高端手机的标 配，其渗透速度也经历快速爆发，即使在手机 增长放缓的 背景下，舜宇 、大立光、丘钛等相 关公司也实现了戴维斯双击。舜宇等公司不是个例，我们认为其股价持续创 新高，体现了 光学杰出的 行业属性，即使是双 摄像头个数的创新就能带动行业持续成长。两年双摄 透率将爆 图 舜宇 学股价不 行业影响3.2 预期差极大，产业和资本认识不足3.2.1 大陆台湾产业链参与少，3D 成像预期差大iPhone 刚上市的时候保密性极佳，尤其是 iPhone4 的上市给市场极大震撼，但随着销量规模的飞速成长和大陆台湾公司越来越多的参与，iPhone 创新提前走

3、漏的案例比比皆是，大部分 iPhone8 的创新在 2016 年就已经提前被产业链所获知，所以资本市场提前会有预期，但是这次 3D 成像保密性可谓前所未有，消息源是来自于美股的公司业绩说明会透露的细节。到目前为止，市场对于 3D 成像究竟用结构光还是 TOF 尚未认识完全，至于具体的产业链细节和工作原理更是知之甚少，所以这次光学变革预期差充足。市场一度有人猜测为苹果将采用 TOF 的成像方案，也侧面说明了此次 3D 成像保密的成功。图表 业绩说明会透露订单后大涨 图表 业绩说明会透露订单后大涨图表 结构光成像供应链基本都是海外公司3.2.2 方正观点：预计苹果将采用前置结构光方案，融合虹膜识别

4、苹果早在多年前已经开始 3D 成像的布局，2013 年收购结构光主要方案是 PrimeSense，同时也公布了 US9519396B2（利用三维信息完成合成）、US8933876B2（三维空间手势识别）专利，诸多线索指向苹果未来的 3D 成像意图。图表 苹果近 年持续收购 成像公司从原理上来看，结构光只需要拍两次照即可实现 3D 距离的探测，而 TOF 成像延时较长，图像分辨率偏低；同时由于结构光光斑较多，衍射范围大，如果探测距离较远容易影响精度，所以探测距离是结构光的劣势。苹果 2013 年斥资 3.45 亿美元收购 PrimeSense，而 PrimeSense 正是结构光方案最主要的专利

5、持有者。我们推断苹果的 3D 成像将会以前置的方式配置，考虑到在前置方案需要高精度、低延时，同时对于探测距离要求并不高，所以我们认为苹果的 3D 成像将会是前置结构光的方式呈现。同时，我们判断在该方案中除了传统的前置 RGB 摄像头以外，会在两侧增加发射和接收端用于探测景深信息，其中接收端是特殊制程的 CMOS，用于接收窄带红外光，同时该CMOS 也会结合虹膜识别的功能。3.2.3 从 iPhone7 的 TOF 传感器窥探苹果的 3D 成像布局iPhone5 开始，苹果已经在距离传感器上面小试牛刀，最早是将 AMS 的距离传感器放置在听筒附近，当接电话的时候利用红外光飞行时间（time of

6、 flight）探测到脸部距离以后控制屏幕的亮度，实现更省电的方案。图表 的环境距离传感器 图表 环境距离传感器拆解图这一设计沿用到 iPhone6S，直到 iPhone7 开始，苹果将原来沿用的环境距离传感器升级为更精确的 TOF 传感器。在新的 TOF 方案中，利用高效率的 VCSEL 激光器和光子接收点阵 SPAD 作为发射和接收端，VCSEL 发射出 16 个点阵激光，然后利用 SPAD 能够探测到比单点距离传感器更丰富的距离、脸型等特征信息。从这一变化可以看出，苹果虽然前置 3D 成像不会使用 TOF，但是对于 TOF 苹果的态度也是开放的，考虑到 TOF 在远距离景深探测的优势，我

7、们判断在 2018 年以后 TOF 大概率将以后置摄像头的形式出现。苹果在 3D 成像的雄心绝对不容小觑：前置实现手势控制、人脸识别、虹膜识别等短距精确的功能，后置实现 AI、AR 等长距的功能。4 3D 成像产业链潜在受益环节分析4.1 关键器件被锁定，严重供不应求，核心零组件拥有充分定价权这次苹果不仅领先了资本，还领先了产业，在苹果精心的布局慢慢浮出水面后，产业发现苹果早已将结构光产业的关键零组件进行了深度绑定，其他品牌厂难以完全复制。所以，现在产业面临的问题的快速爆发的需求和上游稀缺的产能，所以也不难理解国产品牌对此的深深忧虑，所以我们判断现在的 3D 成像和去年的双摄格局非常像，品牌厂

8、为了追求新功能，只有不惜血本寻找有效产能，核心零组件公司将拥有充分定价权，坐拥数年的黄金成长期！4.2 发射（LDM）：高端光源被锁定，准直镜头 heptagon 拥有专利发射端主要由点光源 VCSEL、准直镜头和扩散片 DOE 构成。大致原理是 VCSEL 发出940nm 点激光之后通过准直镜头矫准为线性激光，线性激光照射在 DOE 上发生衍射，形成近千个具备调制信息的光斑（lighting code）。由于扩散片对于光束进行散射的角度（FOV）有限，所以需要光栅（见下图）将散斑图案进行衍射“复制”后，扩大其投射角度。这种“复制”效果被称为光学卷积，能得到所需透射角度的散斑。图表 扩产片 衍

9、射分光 图表 经光学卷积后的光斑4.2.1 VCSEL 光源：小型化、转换效率高红外光常被用于 3D 成像，发射红外线的光源可以是 LED 或激光。VCSEL（VerticalCavity Surface Emitting Laser，垂直腔体表面发射激光器），具备体积小、光电转换效率高、精度高、低成本、窄波瓣等特性，成为最适合消费电子使用的光源。波长一般选取 940nm。目前主流的 VCSEL 供应商是 Lumentum、II-VI 和 Finisar，不排除都已经被顶级客户深度绑定的可能，我们估计，单个 VCSEL 的成本在 1.5-2 美金。4.2.2 准直镜头：WLO 工艺，大部分专利

10、被 heptagon 掌握利用光的折射原理，将波瓣较宽的衍射图案校准汇聚为窄波瓣的近似平行光。目前大部分专利都掌握在 heptagon 收购的 mesa 手上。该镜头是利用 WLO 的工艺制程，我们判断是 4P 的结构。其分为上下两片的结构，其中每片中间是滤光片，由类似于水晶光电的镀膜厂在白玻璃上镀完 AR 膜以后交给 heptagon，后者在玻璃上利用晶圆级工艺上下生长出replication material，并加工成透镜的形状，最后将两片滤光片粘合并切割，完成 WLO 工艺的制作。不同于普通的 lens，一片 8 寸的白玻璃可以切割成数千颗准直镜头，而利用 WLO 工艺可以有效降低制造成

11、本。相对普通的手机摄像头 lens，其缺点在于不能调焦，但是 LDM 本身只需要将定点的点光源转换成线光源即可。经过我们调研，单颗准直镜头成本在 2-3 美金。4.2.3 DOE 扩散片：门槛高，供应商较多DOE 是利用光的衍射原理，将点光源转换为散斑图案（pattern）。先制作 3 维的母模，其 3 维图像具备调制信息，然后母模再制作镜头。制作出的镜头拥有 3 维的图案，同时间隔都在微米级别，线性激光通过的时候发射衍射，同时衍射的角度和个数是受 pattern 影响的，衍射出来的光斑具备 lighting code 的信息。我们估计，目前 DOE 扩散片主要有德国的 CDA 公司制作，AS

12、P 约 2-3 美金。4.3 接收端：融合虹膜识别，low pass filter 是主要瓶颈4.3.1 Low pass filter 只有两家供应商，充分享受行业爆发相对于 LDM，接收端相对要简单很多，主要是 lens、pass filter 和特制 CMOS 构成。由于接收端主要是接收反射回来的 lighting code 来生成对象景深信息，所以只需要通过 940nm的红外光即可，在 lens 下面的 pass filter 需要过滤掉其他多余的光线，而该窄带 pass filter 制作工艺远大于传统的滤光片（需要镀 50 层以上的膜实现窄带带通，同时为保证透光性，不能使用蒸镀工艺

13、），目前基本只有美国的 VIAV 和中国东部某滤光片大厂拥有。而从 VIAV 的业绩说明会来看，也验证其获得国际顶级手机客户的订单意向，考虑到该行业仅有两家供应商，该客户巨大的出货量，将为 VIAV 带来充足的业绩弹性。根据我们的测算，接收端 lens 不超过 1 美金，pass filter 约 0.6 美金。4.3.2 特制红外 CMOS，融合虹膜识别功能该 CMOS 和普通的 RGB 不一样，因为主要是接收反射回来的 lighting code，发射光在通过 Low pass filter 之后，本身就是窄带光，所以不需要其他波长的感光点。而由于 LDM 的光斑本身不超过千个，接收反射光

14、也不需要太高的像素，每幅图像素不会超过 2056*1024，所以 2M 像素的 CMOS 即可。另外，该 CMOS 也融合了虹膜识别功能，我们判断在前置模组中还包含一颗类似波段的红外 LED，用于照射虹膜，反射光照射在特制 CMOS 上实现虹膜识别。经过我们的产业调研，我们判断该 CMOS 的 ASP 不超过 2 美金。4.4 模组厂：ASP 接近双摄，摄像头模组厂受益从我们上面的分析可以看出，LDM 单价在 7 美金左右，接收端在 3 美金左右，整个发射、接收和前置 RGB 摄像头做成一个模组，目前主要是 LG 和 sharp 在配合前期开发，我们认为普通的摄像头模组厂如舜宇、欧菲、丘钛等也

15、有能力进行配合，所以摄像头模组厂也会受益于前置摄像头单价的提升。5 投资建议我们认为 3D 成像未来两年将实现快速普及，目前存在强烈的预期差，强烈看好产业链具备核心竞争力的公司，首推滤光片龙头水晶光电，看好核心器件：VCSEL：LITE.O、II-VI.O、FNSR.OVCSEL 晶圆：Winsemi准直镜头：AMS.SIXCMOS 芯片：STM.NCMOS wafer：Tong Hsing模组公司：LGI、Sharp，另外舜宇、欧菲光、丘钛等大概率受益。6 风险提示客户推进不及时；耗电量过大影响待机；手机销量不及预期。 祝语 :不够强大，意味着很容易受到外界的影响，通常表现为：要么特别在意别人的看法，要么活在他人的眼目口舌之中。从而失去独立的判断能力，变得摇摆不定和坐立不安。