如今，数字人民币在多个城市试点，涵盖餐饮服务、生活缴费、购物消费、交通出行等多种消费场景。这些试点经验将为数字人民币的推广、落地提供有益借鉴。随着数字化人民币与大众生活联系日益密切，生物识别等感知业务的变得举足轻重，前景一片大好。

据Yole预测，全球3D Sensing和传感器的市场规模在2016年至2022年的CAGR为38%，2022年的市场规模将超过90亿美元。其中，消费电子成增速最快的应用领域，2016年至2022年的CAGR高达160%，到2022年市场规模将超过60亿美元。

另则，中国信息通信研究院及韩国贸易协会等国内外多家权威机构关于2020年大数据市场的预测数据汇总分析，乐观估计2020年全球大数据市场规模在2100亿美元左右，中国大数据产业规模在6000亿元左右。大数据产业发展可谓势头正盛，如火如荼。因此，在可预见的未来，3D Sensing市场规模仍有从百亿迈向千亿的上升空间。

具有诱惑力的市场，助推3D Sensing技术在各领域的广泛使用。消费电子领域的应用主要以智能手机、AR眼镜为主，行业保持高速发展。不过，将3D Sensing技术从可选推向必选的关键是AR生态、人机交互、即时通信、智能家居、机器人、自动驾驶辅助等领域。例如，若不搭载3D Sensing，AR技术则无法体现近大远小的特征，虚拟与现实的3D交互将失真。

随着智能手机技术升级，摄像头功能要求不断提高，3D Sensing成为升级方向，其不仅具有传统2D摄像头功能，还拥有立体成像、人脸识别、虹膜识别、手势识别、机器视觉等功能。

一、国内外3D Sensing技术差别巨大

3D Sensing 核心技术掌握在海外企业，中国企业主要供给低价值量和简单工艺的接收端产品。

3D Sensing 分为发射端和接收端，接收端的技术难度和产品难度相对较低；而发射端因其技术难度高，价值量较大。现阶段 VCSEL 设计技术仍掌握在以 Lumentum 为代表的海外公司手里，但大陆企业在准直镜头、窄带滤光片、模组环节拥有深厚的技术储备。随着市场的发展，国内厂商技术成熟，国内供应商市占率有望进一步提升。

手机光学的另一大创新是潜望式摄像头， 变焦技术分为光学变焦和数码变焦两种，光学变焦通过移动镜头内部镜片组改变镜头焦距，镜头焦距越长，变焦倍数越高；受制于机身厚度，手机长焦镜头的长度有限，不能完成高倍数的变焦拍摄，因此提升变焦倍数就需要潜望式镜头来实现。潜望式摄像头是指将镜头与手机平面垂直放置的摄像头，需要增加镜片数量、棱镜，同时加入马达，实现镜头内部透镜的可移动，以此大幅增加摄像头的焦距，实现高变焦拍摄功能，进一步升级手机拍摄性能。

安卓主要手机厂商已搭载潜望式摄像头方案实现高倍率变焦。带潜望式功能的摄像模组由潜望式长焦镜头+常规短焦镜头（广角、超广角、主摄等）组成，其他常规镜头与长焦镜头配合，完成接力式变焦。目前OPPO、vivo、华为、三星、小米均有各自方案，但具体的摄像头参数和变焦倍数各不相同。

根据 IHS 数据，2018 年光学式指纹识别模组的出货量预计将超过 9000 万颗；2019 年继续保持高速增长，出货量超过 1.75 亿颗；2021 年预计将超过 2.8 亿颗，2018-2021 年复合增长率达 20%。

二、 汽车自动驾驶化，光学行业新舞台

自动驾驶是一种通过摄像机、激光雷达或毫米波雷达等车载传感器来感知周围行车环境，并由计算系统依据所获取的信息进行自动化决策和路径规划，实现车辆智能控制的技术。

自动驾驶系统的引入能够有效降低人为因素造成的交通事故，密歇根大学交通研究所曾分析了 2013-2017 年 370 万辆汽车的行驶状况，发现 L1 和 L2 级别的自动驾驶系统可显著降低交通事故的发生概率。因此从安全性的角度出发，自动驾驶系统有望成为未来汽车的标配。

在自动驾驶的技术体系中，ADAS 技术是车辆实现路况感知、路径规划和自动控制的关键技术之一。而在ADAS技术中，负责视觉感应的传感器摄像头是核心之一。 视觉感知的核心是车载摄像头，其原理是由镜头采集图像后，摄像头内的感光组件电路和控制组件对图像进行处理并转化成电脑能处理的数字信号，从而实现感知车辆周边的路况情况。摄像头主要应用在 360 全景影像、前向碰撞预警、车道偏移报警和行人检测等 ADAS 功能中。

当前我国 ADAS 车载摄像头的渗透率很低，随着汽车 ADAS 的升级，单车搭载的摄像头数量逐渐提升。主要是因为汽车摄像头应用领域增多，从传统的倒车雷达影像、前置行车记录仪慢慢延伸到车道识别、行人识别、信号灯识别应用领域，汽车搭载的摄像头和传感器数量也在大幅增加。

根据汽车电子大厂 NXP 的数据，L2+级别以上的自动驾驶至少需要 6 颗摄像头，相较 L1 级别的 1-2 颗摄像头，摄像头有翻倍的增长。如特斯拉 Model3搭载 8 颗摄像头，蔚来近期发布的 ET7 更是搭载 11 颗摄像头。Yole 的数据显示，全球汽车平均搭载摄像头数量将从 2016 年的 0.99 颗增长至 2023 年的 2.99 颗，年复合增长率为 17.11%。

随着自动驾驶级别从 L0 到 L2-L3 的逐步跨越，对环境感知要求的也在不断增加。为了控制车大灯和太阳等强光干扰引起的鬼影杂光，车载镜头厂商正在积极通过光学设计仿真、镀膜工艺、结构设计优化等方式，不断推进镜头产品整体产品的技术进步，使得产品具备防尘防水、抗震和弱光夜视等功能。

从硬件参数来看，弱光、强光等各种光线环境下对成像能力有特殊要求，所以一般使用像素较大且具备超高动态范围（120dB+）的 CIS。光线问题一直是一个难以解决的痛点。

另外，为了满足辅助驾驶时对采集有效、稳定的数据所必须的视野范围和覆盖距离等的特殊要求，车载镜头一般满足广角、高相对强度、高通光等特性；同时车载摄像头的像素数也有提高的趋势，2021 年主要是 ADAS 车载镜头像素从 100 万升级到 200 万，2023年会生产 800 万像素，目前一些新能源汽车厂商更注重用户体验，直接将镜头像素升级到 800 万像素。根据蔚来公布的数据，相比 1.2MP 摄像头，8MP 的摄像头的感知距离可以扩大 3 倍。同时 CIS 的滤光片也从常规的 RGGB 拜耳阵列升级成 RCCB 阵列，以提高弱光下的性能表现。

因此，随着 ADAS Level 提升，镜头作为车载摄像头的核心元件，自身性能要求也更高，总结下来其品质可由焦距、光圈、畸变、分辨率等光学指标和温飘、防水、抗震等环境信赖等指标进行衡量。镜头企业的核心竞争力在于光学设计、精密加工、信赖测视和体系保证能力。高要求决定了该行业较高的技术壁垒和较长的供应认证时间，车载摄像头市场未来料将呈现量价齐升的趋势，车载镜头未来将是一片蓝海。

据旭日大数据的数据显示，2019 年全球车载摄像头的出货量约为 2.5 亿颗，全球车载摄像头的市场规模约 112 亿美元。其中镜头价值占比约 19%，因此推测出 2019 年全球镜头市场规模 137.56 亿元。2019 年全球汽车销量为 9179 万辆，Yole 数据显示 2019 年平均每辆汽车搭载 2 个摄像头，推算得出单个镜头价值约为 74.93 元。随着智能驾驶的发展，每辆汽车最多可以搭载 14-15 个摄像头，如果未来平均每辆汽车搭载 6-7 颗摄像头，平均镜头单价按照 75 元计算，全球每年汽车销量 8800-9500 万辆左右，则全球汽车镜头规模约 396 亿元-427.5 亿元。

Yole 数据显示，2019 年全球汽车 CIS 市场规模约 13 亿美金，占总市场的 7%左右，全球汽车销量为 9179 万辆，平均每辆汽车搭载 2 个摄像头，折算下来单个 CIS 价格为 7 美元左右。随着智能驾驶的发展，每辆汽车最多可以搭载 14-15 个摄像头，如果未来平均每辆汽车搭载 6-7 颗摄像头，平均 CIS 单价按照 10 美金计算，单车价值量大约 60-70 美金，全球每年汽车销量 8800-9500 万辆左右，则全球汽车 CIS 市场规模将达到 53-67 亿美金，约合人民币 342-433 亿元。

三、 VR/AR光学迈入快速发展期

早期 VR/AR 设备由于芯片算力不够至流畅度不足、屏幕清晰度不够、硬件笨重等原因至用户佩戴时体验感较差。近些年，随着硬件不断升级，产品设计更加轻便化，VR/AR 设备向着轻便、舒适的方向发展，体验感提升的同时价格也逐步下沉。此外，供应链也不断完善，国内涌现了一批优质的光学和整机组装等领域优质厂商。

2015 年 VR/AR 产品一度成为消费电子行业热点，但在 2017 年市场陷入沉寂。分析近年来 VR/AR 热度下降的核心原因：受限于 4G 网络带宽不足，数据传输效率低于 VR/AR 产品需求，场景画面分辨率低、颗粒感严重、渲染效果不佳，用户长时间使用会产生眩晕感。

高品质的 VR/AR 应用对网络环境要求极高，5G 网速最高可达 10Gbit/s，是 4G 网络的 100 倍，5G 的大带宽、低延时，将为VR/AR 行业解决因带宽和延时导致渲染能力不足、互通体验感差等痛点提供关键技术。此外，5G 网络传输速率高，有助于 VR/AR 设备实现数据云端计算和储存。不仅节省设备制造成本，也将推动设备向无线化、轻量化发展。

根据高盛发布的《VR 与 AR：解读下一个通用计算平台》报告，高盛认为 VR/AR 技术将在视频游戏、事件直播、视频娱乐、医疗保健、房地产、零售、教育、工程和军事 9 大行业得以应用，并预测 2025 年将增长到 330 亿市场规模，其中视频游戏占据 50%以上市场。

视频游戏、事件直播、视频娱乐将成为 VR/AR 产品主要市场

随着 VR/AR 硬件设备的升级、5G 技术的成熟、应用内容的丰富，VR/AR 市场即将迎来新的发展。根据 IDC 数据，2017~2020年VR/AR头显出货量分别为836万/590万/800万/706万台,并预计全球VR/AR市场有望在 2021 年恢复成长，2024 年出货量有望超 7671 万部。根据中国信息通信院的数据显示，2018 年全球 VR/AR 市场规模超过 1950 亿元人民币，预计 2022 年市场规模超 4700 亿元。

四、 生物识别技术3D Sensing成行业“标配“，欧菲光等创新企业领跑其中

主战场上，3D sensing 为代表的光学创新加大，产业链公司将会明显受益，例如欧菲光等。 以 3D sensing 及多模组摄像头为核心驱动力的光学创新力度加大，产业链公司将会明显受益。3D sensing 开始逐步普及，如苹果、三星、华为等领导品牌的核心产品在前置标配之后，后置开始逐步标配。

随着 5G 时代的到来，传输速率、 芯片处理能力、散热以及成本等不同环节问题解决，基于 3D sensing 的应用例如 AR/VR、虚拟购物、自动驾驶汽车及 先进驾驶辅助系统等将有望大规模展开，不少创新企业例如欧菲光等，提前布局，竞技其中。

欧菲光对生物识别领域的布局，最早可追溯到2014年，当年欧菲光建成了亚洲最大的指纹识别模组工厂；2017年，欧菲光开始着手布局3D感知技术；2018年其3D Sensing产品实现全系列量产。目前欧菲光的三大主营业务为光学光电，微电子以及智能汽车，其中微电子业务主要就是由指纹识别，3D感知，以及压电传感三部分构成。

欧菲光自2017年布局3D Sensing领域之时，同步研发了结构光方案和TOF方案，专利数量接近200个，并率先实现了结构光3D Sensing模组和3D TOF模组的量产，2020年1-9月，欧菲光的3D模组业务持续增长，出货量为0.79亿颗，同比增长38.96%，市场渗透率和出货量显著提升，是目前国内3D Sensing模组的主力供应商，同时也是目前国内为数不多的具备两种路线的3D人脸识别模组量产能力的厂商，客户包括了人们熟知的国内主要手机厂商，以及其他非手机厂商。

除此之外，其他应用场景还包括门锁、门禁、支付等人脸识别类，智能家居、体感游戏等体态识别类、以及扫地机器人应用的导航定位类。以扫拖机器人为例，欧菲光开发的ToF 3D测距避障技术，利用前置ToF摄像头与高精度传感器协同合作，智能测算空间，可快速实现扫拖机器人对障碍物的测距和避障。

在以智能手机为代表的消费电子领域，3D Sensing技术的日益重要。智能手机从大增量向小增量大存量阶段进化之时，3D Sensing向高端甚至中端手机机型过渡的方案已开启，其前置技术TOF和结构光相关的产业也进入资本视野。据Deutsche Bank数据，2017年3D Sensing模组在智能手机的渗透率仅为3%，而2020年渗透率约达到38%。

目前在3D Sensing模组领域，欧菲光等创新企业已经具备和全球主要厂商竞争的能力，随着数字化经济快速发展，未来深度3D感知技术应用范围的不断扩大，欧菲光等创新企业正凭借其技术积累享受市场快速扩张带来的高速成长。

五、多元化竞争，群雄逐鹿

光学行业的上游主要包括原材料、辅料及加工设备制造业，其中原材料主要包括各类光学玻璃；辅料包括镀膜材料、清洗辅料、研磨材料等；加工设备包括在切割、研磨、抛光、清洗、丝印、镀膜和检测等工序中用到的各种设备。目前上游行业处于充分竞争状态，且原辅材料占比成本相对较低，其价格波动对中、下游公司影响较小。

光学行业的中游主要包括镜头厂商及提供镜头零部件如 CIS、镜头、马达、红外截止滤光片、模组等厂商。由于光学镜头是机器视觉系统必不可少的部件，直接影响成像质量的优劣，其重要性不言而喻。 摄像头模组主要由图像传感器（将光信号转化为电信号）、镜头（收集光线）、音圈马达（对焦）、红外截止滤光片（过滤多余的红外光和紫外光）等组成，根据前瞻产业研究院数据显示，手机摄像头成本中 CIS 占比高达 51%，远超其他组件。

光学行业下游主要包括手机、车载及监控等领域。由于手机年出货量在 13 亿左右，远高于汽车和安防产品的出货量，叠加多摄渗透率的提升，手机镜头在下游占比较高。后续随着汽车 ADAS 渗透率提升推动车载镜头量价齐升，汽车镜头占比有望持续提升。根据中国产业信息网数据显示，近几年手机镜头占比在 70%-80%之间，车载镜头占比在 9%-15%之间，监控镜头在 9%-13%之间。

CIS 集中度较高，2019 年 CR3 达 76%。据 TSR 统计，2019 年全球 CIS 销售额达到 159亿美元，其中索尼占比达 48%，掌控近一半市场份额。三星、豪威跟随其后，分别占比21%、7%，CR3 达 76%，较 2018 年有所提升，预计到 2023 年，前三大公司市占率将达到 90%以上。而从出货量来看，前瞻产业研究院数据显示，索尼、三星、豪威占比分别为 31%、28%、16%，CR3 为 75%。综合两者数据来看，索尼在高端市场的竞争力十分强劲。

以手机镜头板块为例，根据 TSR 发布数据，在整个手机镜头行业中，中国台湾地区的大立光是绝对的霸主，占据了 35%的全球市场份额，并且主要供应高阶镜头。舜宇光学作为来自大陆的后起之秀，也占据了 9%的市场份额，位居市场第二位，并在国产手机供应链中具有重要地位。Top3 厂商市占率达到 50%以上，行业集中度较高，且大立光与舜宇光学市场份额不断提升，保持在 40%以上。各厂商镜头营收占公司总营收比例：大立光 99%、 晶光电 95%、舜宇光学 18-22%。从手机镜头的盈利能力来看，大立光的毛利率为 70%左右，舜宇光学与玉晶光为 40%以上，行业盈利能力强大。

而模组环节技术壁垒相较于 CIS 与镜头更低，导致厂商数量较多，竞争也更为激烈。据旭日大数据的统计，仅中国大陆地区的模组厂商就多达 100 多家。但后续随着手机品牌厂商集中度提升，亦有望带动上游模组厂商集中度提升。且随着光学创新不断，模组厂商需要投入更多的资本开支来扩大产能，叠加技术创新形成的技术壁垒，马太效应下有望强者恒强。根据 Yole 数据显示，2019 年欧菲光、舜宇光学的市占率分别皆为13%。此外，根据 TSR 数据显示，2015 年到 2018 年镜头 Top5 厂商市场份额从 28%增加至 2018 年的 41%，市场集中度有望进一步提升。

手机、汽车电子中的光学器件近年来一直是光学行业重要的增长点，而预计未来也会一直保持高增长态势。另外，在物联网、云计算、大数据、人工智能为代表的新一代信息技术蓬勃发展的背景下，视频图像信息将会成为未来最重要的数据来源，设想一下不久的将来，AI识别、远程视讯、智能家居、汽车影像、AR/VR、智能投影、民用航拍等等逐步进入人类生活并普及，光学元器件的应用领域将拓展到人类生活的方方面面，光学大有可为。

文章来源： 智东西，正和岛