20170509-莫尼塔投资-TMT专题_iPhone8系列报告-将VCSEL带入消费电子产业链_14页_1013kb
报告摘要
iPhone8 系列报告总结
核心内容
iPhone 每一代产品的技术升级都为产业链公司带来显著的业绩增长。iPhone8 系列作为十周年机型,首次引入 3D Sensing 摄像头技术,标志着 VCSEL(垂直腔面发射激光器)正式进入消费电子产业链,开启了新的市场增长点。
3D 摄像头相比传统摄像头,不仅能够获取平面图像,还能捕捉深度信息,从而支持人脸识别、手势识别、AR(增强现实)等功能。随着 iPhone8 的推出,3D 摄像头市场规模预计从 2015 年的 12.5 亿美元增长至 2021 年的 78.9 亿美元,年均增长率达 35%。
主要观点
- iPhone8 的技术突破:iPhone8 引入了 3D 摄像头,其核心技术为 VCSEL 模组,这是消费电子领域首次大规模应用该技术。
- VCSEL 的优势:VCSEL 具有低功耗、高调制频率、与化合物半导体工艺兼容等优点,适合大规模集成制造,是消费电子终端的首选光源。
- 产业链延伸:VCSEL 产业链从光器件行业向消费电子领域扩展,为相关企业带来新的增长机会。
- 技术方案对比:3D 摄像头主要采用结构光、TOF 和双目成像三种方案,其中 TOF 和结构光较为成熟,VCSEL 在移动端成为主流选择。
- 成本与市场空间:当前 VCSEL 成本为 1.5-3 美金,移动端市场空间预计在 6.5-13.5 亿美元,推动整个 VCSEL 市场增长 20%-30%。
关键信息
3D 摄像头技术特点
- 结构光:依赖于特定的光学图案,使用 DOE 和 Lens,但容易受光照影响。
- TOF:通过计算红外光反射时间差,具有较高的深度精确度和较快的响应时间。
- 双目成像:利用双摄像头图像相关,分辨率高,但抗环境光干扰能力较弱。
3D 摄像头结构
- 主要硬件:包括红外光发射器(VCSEL 或 LD)、红外光摄像头、可见光摄像头和图像处理芯片。
- 双摄模组:成本约为 12-25 美元,是单摄像头的 1.5-3 倍,且组装良率较低。
VCSEL 的优势
| 项目 | 红外 LED | 红外 LD | VCSEL |
|---|---|---|---|
| 光型 | 圆形均匀分布 | 椭圆形均匀分布 | 椭圆形均匀分布 |
| 频谱半高宽 | 50nm | <1nm | <1nm |
| 投射距离 | 近距离 | 远近皆可 | 远近皆可 |
| 光电转换效率 | 10% 左右 | 20% 左右 | 25% 左右 |
| 能耗 | 3-5mW | 3-5mW | 2-3mW |
| 阈值电流 | 高 | 中 | 低 |
| 指向性 | 大角度散射光 | 高指向性同调光 | 高指向性同调光 |
| 散热情况 | 不好 | 好 | 好 |
| 调制频率 | 慢 | 快 | 高速 |
| 发射时间 | 5-10ns | 1ns | 1ns |
| 使用寿命 | <1 万小时 | >5 万小时 | >5 万小时 |
| 技术难度 | 低 | 中 | 较高 |
| 成本 | 低 | 高 | 较高(量产后可降) |
产业链结构
- 上游:提供三五族化合物 EPI 外延硅片(如 IQE、全新、联亚光电)。
- 中游:进行晶圆制造(如宏捷科、稳懋)。
- 下游:封装测试(如联钧、矽品)和消费电子应用(如 iPhone 厂商)。
投资建议
- 光迅科技:具备工业级 VCSEL 激光器生产能力,年自制芯片产量超过四千万片。
- 三安光电:拥有从可见光到不可见光全系列产品,产业链布局完整。
- 华工科技(华工正源):是中国最具影响力的光通信器件供应商之一,激光领域自动化装备和产线领先。
未来趋势
- VCSEL 发展趋势:随着消费电子需求增长,VCSEL 市场将持续扩大,特别是在 AR、人脸识别、手势识别等应用领域。
- 市场空间估计:移动端 VCSEL 市场空间预计为 6.5-13.5 亿美元,推动整个 VCSEL 市场增长 20%-30%。
产业链公司受益情况
| 公司 | 相关业务 | 当前发展情况 |
|---|---|---|
| 光迅科技 | 光电器件业务 | 全面覆盖光有源和无源器件,具备工业级 VCSEL 激光器生产能力 |
| 三安光电 | 光电器件业务 | 拥有从可见光到不可见光全系列产品,布局全产业链 |
| 华工科技 | 光电器件业务 | 中国激光行业领军企业,子公司华工正源是光通信器件的重要供应商 |
市场预测
- 3D 摄像头市场规模:预计从 2015 年的 12.5 亿美元增长至 2021 年的 78.9 亿美元,年均增长率达 35%。
- VCSEL 市场空间:移动端 VCSEL 市场空间预计为 6.5-13.5 亿美元,为 VCSEL 市场带来 20%-30% 的增长。
技术与市场前景
- VCSEL 在消费电子中的应用:随着 iPhone8 的引入,VCSEL 从光通信行业进入消费电子领域,成为未来智能终端的关键技术。
- 应用场景:包括人脸识别、手势识别、AR 三维重建等,拓展了消费电子产品的功能边界。
总结
iPhone8 系列的推出不仅推动了 3D 摄像头技术的普及,也带动了 VCSEL 产业链的扩展和升级。VCSEL 以其低功耗、高调制频率、与半导体工艺兼容等优势,成为消费电子领域 3D 摄像头的最佳光源选择。随着市场对 3D 视觉技术的需求增长,相关产业链公司有望迎来新的发展机遇。
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