光学镜头行业主要应有领域概述及主要法律法规
1、光学镜头的应用领域概述
光学镜头的应用领域广泛,可划分为消费级市场应用和工业领域应用两大类。
(1)消费级市场应用
图表:光学镜头消费级市场方面应用
资料来源:公开资料整理
(2)工业领域应用
光学镜头在机器视觉检测方面亦有着广泛的应用,其具体应用主要体现在以下四方面:机械零件测量、塑胶零件测量、玻璃及药用容器测量、电子组件测量等。
图表:光学镜头在及机器视觉方面应用
资料来源:公开资料整理
如今,光学镜头已经不仅仅是应用于相机,其应用广度和深度,已经有了本质上的进步和改变。首先,光学镜头在工业领域有着非常广的应用,其具体应用主要体现在机器视觉的机械零件测量、塑料零件测量等方面。相比工业领域,光学镜头在消费级市场有着更加广泛的应用,包括专业相机镜头、手机相机模组镜头、安防监控镜头、车载镜头等诸多领域。
目前,从全球光学镜头的应用看,手机、视频监控、车载摄像机是三个最大的终端市场,可以很大程度上影响光学镜头模组行业的整体趋势。TSR2018年镜头市场调研报告1显示,全球光学镜头模组在手机、视频监控以及车载镜头领域的合并收入将维持增长趋势,2018年合并市场收入约为59.16亿美元,预计2022年可达约88.00亿美元,其中全球手机摄像头的营收将达到60.45亿美元,全球监控镜头营收将达到11.42亿美元,全球车载镜头营收将达到16.13亿美元。此外,全球机器视觉市场,作为具有较大发展潜力的下游应用领域近年来增长迅速。随着现代工业自动化技术日趋成熟,越来越多的企业考虑如何采用机器视觉来帮助生产线实现识别、检测等功能,以提高效率并降低成本。相关报告显示,到2020年全球机器视觉行业市场规模将达到125亿美元,2025年将超过192亿美元。
(1)安防视频监控市场现状及趋势
①全球安防视频监控市场增长迅速
欧美发达国家近年的安防视频监控市场持续保持了较快增长,且目前已进入产品“高清化、网络化、智能化”的升级换代阶段。与此同时,中国、印度、巴西等新兴经济体的安防视频监控市场需求迅速扩大。对于加速转型的亚洲、中东及中南美洲地区等新兴经济体而言,经济增长与社会转型并行,中上阶层人口膨胀、社会流动性增大等诸多因素致使社会治安防范复杂度不断提高,预计未来用于维护公共安全的投资将呈快速增长趋势,新兴经济体的安防视频监控市场将保持高速增长。整体而言,未来随着各国政府对安防问题的持续关注,IT通讯、生物识别等相关技术的进步,以及安防监控市场的全球化趋势不断加快,来自欧美地区的升级换代需求及新兴国家市场的新增需求将促使安防视频监控市场保持稳步增长。
近五年来全球视频监控市场规模高速增长,年复合增长率约为18%,2016年市场规模达3,010亿元。根据西南证券研究所预测,未来全球视频监控市场需求将随着高清、智能产品的持续性渗透而扩增,预计2021年全球视频监控市场规模可达4,600亿元。
②中国成为全球安防视频监控最核心市场
近年来,中国视频监控市场规模持续扩张,从2011年290亿元迅速增长至2017年的1,163亿元,年复合增长率21.95%。目前中国安防视频监控系统逐步升级,迎来智能化“2.0”时代。在安防“1.0”时代,同质化现象明显,市场集中度更趋向于在价格战中具备规模优势的大中型专业设备商。而智能化“2.0”时代对于视频监控将会是一个全新的时代,价格竞争将向技术竞争良性转变,产业核心竞争力转移,技术门槛提高,产业集中度将提升,相关产品将依托互联网大数据,结合人脸识别、虹膜识别等生物识别技术,满足用户在不同场景,对不同安全防范级别的要求,人工智能也将在产业中得以应用。
未来,根据安防产业“十三五规划”的产业发展目标:到2020年,安防企业总收入约达8,000亿元,年增长率10%左右。安防行业整体市场需求将稳步上升。而作为安防产品的重要组成部分,视频监控市场也将受到利好影响。此外,视频监控的下游应用主要是平安城市、智能交通、智能楼宇,而这些领域都处于快速发展期,加之政策支持,因此未来视频监控市场将大力扩张。
③安防视频监控镜头市场稳定增长,中国制造商占据主导
在全球安防视频监控市场持续扩张的带动下,安防视频监控镜头市场近年来发展较快,未来也将保持增长趋势。根据TSR2018年镜头市场调研报告,2018年全球监控镜头出货量达2.52亿件,预计2022年出货量可增至3.30亿件。全球监控摄像机镜头销售收入预计将从2017年的6.40亿美元增长至2022年的11.42亿美元,年复合增长率约为12.28%4。目前全球市场更加青睐高品质、价格合理的产品,如定焦镜头依旧占据市场主导地位,但高像素镜头将成为未来的发展趋势。
监控摄像机镜头是少数垄断型市场,中国供应商正占据主导地位。2018年前三位供应商监控摄像机镜头的出货量占全球监控摄像机镜头出货量64.9%的市场份额,分别为宇瞳光学(33.0%)、舜宇光学(17.9%)、联合光电(14.0%);前五位占84.3%,前十则占97.6%5。未来,领头供应商将会抢占更多市场份额,竞争会日趋激烈。
(2)车载摄像头市场现状及趋势
①全球ADAS系统与车联网市场高速增长
目前,车载摄像头处于无人驾驶与车联网市场的双风口。一方面,车载摄像头是ADAS系统的主要视觉传感器。现在自动驾驶时代来临,ADAS系统作为无人驾驶的“桥梁”存在,也迎来了高速增长时期。全球范围内ADAS规模保持每年30%以上的增速增长6。根据长城证券研究所预计,在中国,ADAS市场规模将开始迅速增长,从2015年到2020年年复合增长率可高达58%,2020年规模将增至757.83亿元7。另一方面,车载摄像头未来将是车联网信息处理的重要入口。根据埃森哲的预测,虽然2016年中国车联网市场规模仅为77亿元,未来十年将开始高速成长,在2025年增长至2,162亿元。
②全球车载摄像机镜头市场持续扩张,准入门槛较高
车载摄像机市场分两类,成像式摄像机和感应式摄像机。目前图像式相机占据市场主导地位,但感应式镜头需求也在保持增长态势,包括混合镜头。美国、欧洲、日本是车载镜头的领先市场,未来中国市场需求有较大的增长潜力。市场竞争方面,车载摄像机市场及其镜头是少数垄断市场。如感应式镜头市场2018年前三家供应商出货量超过市场份额的70%市场份额,甚至前五家供应商占据89.7%,技术难关大,市场门槛比较高。而2018年成像式镜头前三家出货量占据39.9%的市场份额,前五家供应商占总市场份额的51.3%,因为技术难度比感应式要低,供应商多竞争激烈8。车载镜头,作为车载摄像机的主要部件,是指安装在汽车上以实现各种功能的光学镜头,主要包括内视镜头、后视镜头、前视镜头、侧视镜头、环视镜头等。2018年车载镜头出货量为11,738.4万件,相较于上一年增长43.6%;TSR预计市场将持续扩张,到2022年市场规模扩至23,468.9万件。全球车载摄像机镜头收益也将持续上升,预计2022年收入规模将在2018年4.71亿美元的基础上增长约83%至16.13亿美
③中国车载镜头市场发展迅速,未来增长潜力大
近年中国车载镜头行业处于扩张期,产业发展迅速,2011年中国车载镜头产能为400万件,2013年增长至860万件,2015年扩产至1,880万件10。未来,中国车载镜头市场也将受到ADAS与车联网市场爆发的大力推动将持续扩张,增长潜力巨大。
(3)机器视觉市场现状及趋势
①机器视觉应用领域广泛且渗透率将逐步提升,光学镜头是其重要组件
机器视觉是通过计算机来模拟人类视觉功能,以让机器获得相关视觉信息和加以理解,即用机器代替人眼做测量与判断。机器视觉系统主要分为三部分——获取、处理与分析、输出/显示图像。具体操作则是通过图像摄取装置,将被摄取目标转换成图像信号,传送给专用的图像处理系统,得到被摄目标的形态信息,转变成数字化信号;图像系统对这些信号进行特征识别,从而控制现场设备的动作。
机器视觉是人工智能快速发展的一个分支,即是用机器代替人眼来做测量和判断。机器视觉被誉为智能制造的“眼睛”,是提高制造业生产效率和智能自动化水平的关键。机器视觉主要指计算机图像识别,即用算法软件对数字图像进行识别。机器视觉的软硬件构成一般包括光源、光学镜头、图像采集卡、图像处理单元和视觉处理软件。其中,光学镜头是机器视觉系统中的重要组件,对成像质量起到关键性作用,影响成像质量的主要指标:分辨率、对比度、景深以及像差。目前市场上镜头种类繁多,质量差异大,成像质量低的镜头可能导致系统开发失败。
机器视觉应用渗透各个产业,其中包括工业、农业、医药、军事、航天、气象、天文、公安、交通、安全、科研等领域。从规模来看,国内机器视觉应用下游中,子制造、汽车、制药以及包装机械市场份额占比接近70%11。其中电子制造行业整体规模最为庞大,而机器视觉在汽车行业渗透率已增至30%12。未来随着消费电子领域需求的爆发、汽车行业与食品行业质检要求的提高、制药行业与印刷行业自动化升级改造提速,机器视觉的渗透率将不断上升,发展空间巨大。
②全球机器视觉技术逐步成熟,国家级政策推动产业持续扩张
20世纪60年代,机器视觉的概念在全球范围内被正式提出,研究人员开始深入研究三维结构;20世纪70年代,机器视觉有了初步发展,完整的视觉理论首次被提出,同时出现了一些视觉运动系统的简单应用,以及由图像传感器提供的清晰图像;20世纪80至90年代,机器视觉进入蓬勃发展时期,处理器以及图像处理技术的迅速发展为机器视觉的高速发展奠定了基础条件。而在这一时期,中国的机器视觉行业开始真正起步。21世纪后,机器视觉技术逐步走向成熟,机器视觉产品在下游行业,尤其是工业控制领域得到了广泛应用。
随着市场的迅速扩展和技术的迅速成熟,机器人产业迎来了前所未有的良好发展机遇,因此将很大程度上利好机器视觉产业发展。原本以人为主导的生产模式,逐渐向以工业机器人为主导的生产模式转变。工业大国提出机器人产业政策,如德国“工业4.0”、日本机器人新战略、美国先进制造伙伴计划、中国“十三五规划”与《中国制造2025》等国家级政策,皆纳入机器人产业发展为重要内涵,将促使工业机器人市场持续增长,从而带动机器视觉市场发展。
③中国机器视觉处于快速成长期,未来成长空间大
中国机器视觉处于快速成长期。国内机器视觉起步于20世纪80年代的技术引进,半导体和电子行业是较早的应用行业之一。2006年以前,国内机器视觉产品应用主要集中在外资制造企业,规模很小。2006年国内机器视觉市场开始启动。虽然中国机器视觉产业起步较晚,但得益于下游行业应用广泛发展迅速,目前已成为继美国和日本之后的第三大应用市场。
从市场规模来看,中国机器视觉行业目前处于工业机器人的发展拐点,未来发展空间大。随着各行业自动化、智能化程度的加深,未来五年机器视觉市场将继续增长预计2018年将达到200亿左右(包含系统集成)。中国高精度制造及其相应的自动化生产线应用逐年增长,机器视觉正快速地取代常规的人工视觉。
中国的国际机器视觉品牌已超100多家,中国自己的机器视觉企业也超过102家,机器视觉产品代理商超过200家,专业的机器视觉系统集成商超过50家,涵盖从光源、光学镜头、图像采集卡以及智能相机等所有机器视觉产业链产品。
(4)VR/AR领域光学镜头市场现状及趋势
虚拟现实技术(VirtualReality,简称VR)是指结合多领域前沿技术(计算机图形技术、人机交互技术、传感器技术、人机接口技术、人工智能技术等),借助专业设备,让用户进入虚拟空间,实时感知和操作,从而获得身临其境的真实感受。简单地说,虚拟现实技术就是用计算机创造以假乱真的世界,其最重要的特征是具有沉浸感,当置身其中时,接受视觉、声音、触觉乃至嗅觉的多重虚拟信号令人难辨虚实,产生身临其境的错觉,从而大大提升了人类的感知体验。VR设备倾向走娱乐化路线,占比日益提升的文娱消费是巨大的市场蓝海。
增强现实技术(AugmentedReality,简称AR)多以虚拟现实技术为基础发展而来,两者在虚拟信息的3D模型构建、传感器交互领域高度重合,但增强现实技术在空间感知和“虚实融合”显示技术方面提出了“进阶要求”。AR设备有潜力成为提高生产力的辅助工具,将首先为企业级用户采纳。
目前比较常规VR/AR设备套组由4种组件组成:头戴式显示设备(HMD)、主机系统、追踪系统、控制器。头戴式显示设备(HMD),俗称虚拟现实眼镜,是一种硬件设备,放在用户眼前,让用户看到AR或VR效果。HMD硬件通常包括以下组成部分:显示屏、处理器、传感器、摄像头、无线连接、存储/电池、镜片。其中,摄像头是头戴式显示设备的必要组成硬件之一,部分VR/ARHMD设备通过前置摄像头进行拍照、位置追踪和环境映射,必要时也允许用户“看透”HMD设备;部分ARHMD则采用内部摄像头来感知环境和周围目标。因此,光学镜头是VR/AR常规组件。VR/AR在消费级市场应用广阔。VR在消费级市场上可以广泛应用于游戏、影视、教育、房地产、旅游、汽车、电商、广告、医疗、社交等领域。AR在消费级市场上主要应用于实景应用游戏(如PokemonGO)、商场立体营销、旅游等,未来还可以延伸到社交等领域。
目前,市场咨询机构普遍认为VR/AR与泛娱乐行业的结合是产业的突破口及重要营收来源,而消费升级将推动泛娱乐行业的发展,从而带动VR/AR市场增长。现在,随着80后、90后成为社会的中坚力量和最重要的消费群体,该群体追求个性化与新鲜感,在物质及精神层面消费的追求将进一步推进消费结构转型。他们在成长中见证了游戏机、影视剧、电脑、手机给社会生活带来的巨大变化,对新事物新科技的接受能力极强,也在文化娱乐等精神领域有着高消费和高追求。游戏、影视是年轻人生活中重要的组成部分,而VR/AR技术与游戏、影视的天然结合将大大提升用户的感知体验,最先进入此类消费群体的视野。
此外,由于增强现实(AR)的工具属性更强,因此在企业级市场上也有较广泛的应用。AR在企业级市场上,如军事、安防、工业维修等领域,可以辅助进行远程的专家指导。在医疗领域,可以通过佩戴AR智能眼镜进行第一视角的手术直播或者辅助教学等。在教育领域里,可以利用AR将二维图像三维化,并在此上面叠加一些信息,能有效解决知识传递的问题。
目前国内的虚拟现实与增强现实产业还处于起步阶段,尚未形成明确领跑者,参与到相关领域的企业大幅增加,主要集中于硬件研发及应用配套领域。同时,VR、AR等新兴技术产业发展被列入“十三五”规划,具有重要意义,将大力推动涵盖上下游的整个产业链发展,有利于VR、AR技术的普及,以及与各行业的融合发展,有望形成“VR+”“AR+”的新趋势。对于国内市场,根据数据显示,2016年国内虚拟现实市场规模将达到56.60亿人民币,2020年市场规模预计超过556.30亿人民币;中国增强现实市场规模也将持续上升,2016年市场规模约为33.90亿人民,预计2020年可增至1,187.70亿人民币。
(一)光学镜头行业主管部门、监管体制及主要产业政策
1、行业主管部门
目前,国内光电子元器件制造行业的宏观管理职能主要由工业和信息化部、国家发展和改革委员会承担,工业和信息化部主要负责制订产业政策、发展规划,推进产业结构战略性调整和优化升级,对行业的发展进行宏观调控;国家发展和改革委员会主要负责产业政策的制定,研究制定行业发展规划,指导行业结构调整,实施行业管理等工作。
2、行业自律组织
中国光学光电子行业协会是本行业的自律组织,由工信部归口管理,接受工信部的业务指导和民政部的监督管理。主要负责分析研究、市场调查预测,组织本行业在开拓市场、经营管理、生产技术及企业管理等方面的交流。
作为光电子行业中的基础性细分产业,光学镜头发展至今已是传统光学制造业与现代化信息技术相结合的产物,并受下游应用领域产业政策的影响。近年来,国务院、国家发改委、工业和信息化部等部门颁布的与光学镜头行业发展相关的主要产业政策如下:
资料来源:公开资料整理