(报告出品方/作者:长城国瑞证券,马晨、丁子惠)
一、国内图像传感器芯片龙头
1.内生+外延实现弯道超车,产品线不断扩展
伴随着公司收购整合的顺利完成,公司产品线及研发能力得以拓展,构建了图像传感器解决方案、触控与显示解决方案和模拟解决方案三大业务体系协同发展的半导体设计业务体系。公司作为全球知名的提供先进数字成像解决方案的芯片设计公司,产品已经广泛应用于消费电子、安防、汽车、医疗、AR/VR等领域。
2.豪威科技:CIS领域全球第三大供应商,与韦尔股份协同效应显著
豪威科技市场份额的变化:豪威崛起于上世纪末,当时发展CMOS技术的豪威打破了日企对CCD图像传感器的垄断,推动了CMOS在电子消费市场的发展,豪威凭借先发优势夺取了大量市场,2009年出货量全球第一,占比28%,iPhone3GS和iPhone4等机型皆选择豪威的CMOS。但在2011年,完成技术调整的索尼开始借助iPhone4s的订单赶超豪威,实现了弯道超车,市场格局重塑,索尼成为全球市占率第一的CMOS厂商。原因主要有:(1)苹果的供应商管理策略。作为供应链管理大师的苹果,出于安全需要并不想过于依赖单个元器件供应商,在CMOS领域选择索尼牵制豪威。(2)CMOS技术问题。在影像领域索尼凭借深厚的技术积累完成对豪威的追赶。(3)豪威采用Fabless的生产模式,而IDM模式的索尼和三星能够根据订单灵活调整生产,并能根据未来需要建厂扩充产能,以产能优势夺取市场。Fabless模式,曾经让豪威失去了苹果的订单,继而失去高端市场的份额,但在如今,轻资产的模式反而可以帮助豪威向更多应用领域布局,例如汽车、医疗行业。豪威的重生之路,逐步明朗。
韦尔股份与豪威科技协同效应显著,并购后豪威科技的市占率与净利润双升。豪威科技借助韦尔股份的分销渠道优势,能够快速获取更全面的市场信息,了解市场需求,将精力集中于客户设计方案的理解和芯片产品技术研发上,同时可以借助韦尔股份强大的销售能力和分销渠道,提升产品市场份额。根据市场分析机构counterpoint数据显示,从供应商角度而言,前三大厂商预计2022年将获得77%的市场份额,索尼市占率为39.1%,其次是三星(24.9%)和豪威(12.9%),豪威2022年相比2019年市占率提升3.26%。并购后的豪威科技净利润逐年提升,2018-2021年豪威科技净利润复合增长率达到130%。
TrendForce发布2022年第一季度全球前十大IC设计公司营收排名,国产半导体龙头韦尔股份首度进入前十榜单,排名第九。
3.股权结构稳定,回购及员工持股彰显长期发展信心
股权结构稳定,控制权相对集中。截止2022H1,公司第一大股东系董事长虞仁荣先生,直接持股比例30.28%,公司第二大股东绍兴市韦豪股权投资基金合伙企业(有限合伙)持股比例9.22%,第二大股东系董事长虞仁荣的一致行动人,前两大股东共持股39.50%。
回购及员工持股彰显长期发展信心。10月10日,韦尔股份发布公告称,拟以3亿元-6亿元回购公司股份,回购价格不高于85元/股(含),回购的股份拟全部用于后续实施员工持股计划或者股权激励。公司10月11日公布《2022年员工持股计划(草案)》,参与对象员工总人数不超过100人,其中董事(不含独立董事)、监事和高级管理人员共计8人。以2022年10月10日公司股票收盘价74.89元/股测算,本员工持股计划所能购买和持有的标的股份数量上限为534.12万股,最高不超过公司现有股本总额的0.45%。本次员工持股计划所获股票锁定期为12个月,锁定期内,对公司员工持股计划持有人进行年度绩效考核,并依照持有人的考核结果确定其实际解锁的股份数量。
4.业绩承压,高研发投入支持长期发展
由于受到全球疫情扩散、地缘政治形势、消费电子需求疲软以及通货膨胀等因素的叠加影响,公司业绩承压。2022年三季度,公司实现营业总收入153.83亿元,较上年同期减少16.01%。实现归母净利润21.49亿元,较上年同期下降38.92%。三季度单季度实现营收43.11亿元,归母净利润-1.2亿元,同比环比均有所下降,主要系下游手机客户需求较弱,消费电子行业处于去库存阶段。
公司半导体设计业务中,图像传感器解决方案业务同比下降,触控与显示业务高增。2022H1图像传感器解决方案实现营业收入72.98亿元,占公司2022年上半年度设计研发业务营业收入的比例为80.15%,较上年同期下降20.97%。公司触控与显示解决方案业务实现营业收入11.88亿元,占公司2022年上半年度设计研发业务营业收入的比例为13.04%,较上年同期增长88.02%。从下游应用领域看,手机等消费电子领域表现不佳,汽车及医疗领域有所增长。受手机、PC等消费电子需求收缩的影响,公司智能手机营收占比从2021年的57%下降至2022年上半年的44%,笔记本电脑营收占比保持6%不变。受益于新能源汽车领域需求加快,公司汽车电子销售收入占比由2021年的14%增长至22%。受益于微创诊断和治疗过程需求推动内窥镜成像医疗解决方案迅速增长,医疗领域营收占比由2%增长至4%。
盈利能力走弱,研发投入加强。从盈利能力看,公司前三季度毛利率为32.64%,较中报下降1.64pct,前三季度净利率为13.85%,较中报下降6.54pct,公司盈利能力下降主要是受到消费电子需求收缩和产业链去库存影响。前三季度研发支出为17.67亿元,同比增长16.33%,研发费用率为11.49%,高研发投入铸就技术护城河。
二、CMOS图像传感器:自动驾驶升级带来全新机遇,医疗市场蓄势待发
CMOS图像传感器(CIS)的功能是将光信号转换为电信号,并通过读出电路转为数字化信号,广泛应用于视觉领域,是摄像头模组的核心元器件。CMOS图像传感器为摄像头成本占比最高部分,CIS芯片占模组整体成本约40%-50%,其他组件还包括光学镜头、音圈马达、滤光片、PCB等。
随着CMOS图像传感器应用领域的不断扩展,中国CMOS图像传感器行业市场规模不断扩大。2021年的市场规模为848.6亿元,2017年至2021年的年复合增长率为13.5%,预计2026年将增长至1247.7亿元,2021年至2026年的年复合增长率为8.0%。
手机为CMOS图像传感器规模最大的应用市场,汽车领域快速增长,医疗领域亟待爆发。根据ICInsights数据,2018-2020年,CMOS图像传感器主要应用领域占比发生了一定变化。2018年,CMOS图像传感器主要应用领域为手机,汽车、安防、工业领域。2020年,手机应用领域销售额占比下降明显,安防和工业占比不变,汽车领域销售额占比则有较明显提升,医疗领域跻身为主要应用领域。
公司在安防、车载、工控、医疗、VR/AR等领域均有深厚布局,且根据不同应用领域对CMOS图像传感器的性能要求和技术要求进行定制化和差异化布局。
1.汽车:受益于智能驾驶,汽车图像传感器进入发展快车道
1.1ADAS+无人驾驶驱动汽车摄像头需求增长
摄像头为汽车视觉感知的核心。汽车智能驾驶系统按功能可划分为:感知系统(环境感知与定位)、决策系统(智能规划与决策)、执行系统(控制执行)三大核心模块。在自动驾驶系统的感知层,视觉感知扮演重要角色,其他多种传感器(毫米波雷达、超声波雷达、激光雷达等)为辅助角色。视觉感知的核心就是车载摄像头,随着自动驾驶级别的不断提高,汽车相应地需要增加车载摄像头以增强汽车的信息获取能力。车载摄像头按安装位置的不同可分为前视、后视、环视、内视车载摄像头。
(1)前视车载摄像头通常安装于汽车挡风玻璃上部,视角一般为45度,可实现车道偏离预警、交通标志识别、前方碰撞预警、车道保持辅助、行人碰撞预警等功能。前视车载摄像头可分为单目和双目两种类型,双目摄像头需安装在两个不同位置,其测距效果优于单目摄像头,而在成本方面,单目摄像头的成本低于双目摄像头。(2)后视车载摄像头采用广角或鱼眼镜头,通常安装于汽车车尾,可实现泊车辅助功能。(3)环视车载摄像头采用广角镜头,通过在汽车四周配置4至8个摄像头以实现360度全景摄像,主要用于车道偏离预警以及全景泊车辅助。(4)内视车载摄像头采用广角镜头,通常安装于车内后视镜处,可实现疲劳驾驶预警功能。
在自动驾驶解决方案中,摄像头必不可少。相比于毫米波雷达,目前摄像头的主要优势在于:(1)目标识别与分类:目前普通的3D毫米波雷达仅可以检测到前方是否有障碍物,而无法精准识别障碍物的大小和类别。例如:各类车道线识别、红绿灯识别以及交通标志识别等;(2)可通行空间检测(FreeSpace):对车辆行驶的安全边界(可行驶区域)进行划分,主要对车辆、普通路边沿、侧石边沿、没有障碍物可见的边界、未知边界进行划分;(3)对横向移动目标的探测能力,比如对十字路口横穿的行人以及车辆的探测和追踪;(4)定位与地图创建:即视觉SLAM技术。在自动驾驶系统中,激光雷达与摄像头感知作用比较类似,但相比激光雷达,其优势为:(1)红绿灯识别及交通标示识别;(2)成本优势,且算法及技术成熟度比较高;(3)物体识别率高。
车载CIS需求的快速增长得益于智能驾驶在汽车领域的普及,是ADAS、座舱监控、无人驾驶等应用的基础。据罗兰贝格(RolandBerger)公司的预测显示,至2025年,我国L1级以上的ADAS系统渗透率将达70%。其中L2/L2+级ADAS系统的渗透率提升最快,将达35%,ADAS渗透率的提升将带动车载摄像头市场快速增长。通常来看,ADAS系统单车搭载至少6颗摄像头(1个前视、1个后视、4个环视),伴随自动驾驶程度的提升,车载摄像头数量将稳步增长。目前L2+、L3级自动驾驶汽车对摄像头的需求量已达到10颗/辆左右,如特斯拉Model3、ModelY单车摄像头均为8颗,蔚来ET7为11颗,小鹏P5、P7分别为13颗、14颗,极狐阿尔法SHI版为13颗。如果要实现完全自动驾驶功能,单车平均搭载CMOS图像传感器数量将显著增加。德勤的分析显示,L4级别自动驾驶的传感器数目可达29个,L5级别时将达到32个。2021年全球车载CIS市场规模约为38.1亿美元,同比增长56.8%。预计2026年有望达90.7亿美元,CAGR为18.94%。
近年来中国车载摄像头市场规模增长迅速,从2016年的20亿元上升至2020年的64亿元,期间年均复合增速达33.75%。预计2025年市场规模将保持高速增长到287.27美元,2020-2025年CAGR约为35.03%。
车载CIS市场中市场参与者较少,竞争格局属于少数玩家垄断的市场,豪威市占率(出货量口径)全球第二。安森美是车载CIS行业的龙头企业,市场占有率达到60%,豪威科技在车载CIS市场排名第二,且在2018-2019年间市场份额上升9%,在未来有赶超趋势。豪威市场份额上升原因有以下三点:(1)先发优势。豪威2004年进入车载CIS市场,历史积累深厚,产品线齐全,旗下汽车CIS产品覆盖30万-830万像素,可满足市场现有需求。(2)技术优势。豪威在高像素、LED闪烁抑制技术、全局曝光技术、Nyxel近红外和超低光技术等方面的积累,使得其在适用于汽车市场的高端宽动态范围图像传感器、适用于监视器市场的超低功耗解决方案、适用于监视器市场的近红外和低光传感器、适用于AR/VR等新兴市场的全局快门传感器等领域有着明显的竞争优势。(3)客户优势。豪威在汽车领域积累了丰富的客户资源,车厂客户涵盖欧洲、美国众多一线老牌豪车品牌和国内造车势力,是主流车厂和Tier-1厂商长期合作伙伴。例如,OX08B40已用于国内顶尖主机厂量产车型,并与国内外主要平台适配。OV1065X和OV1064X是业界主流的1.3M和1.7M方案,理想ONE采用四颗豪威OV10640图像传感器。
深耕汽车领域十七年,豪威集团针对ADAS各个功能和不同车型定位,提供全套解决方案,涵盖1.3M/1.7M/2M/3M/8M不同的产品组合,是国内唯一能够量产通过ASIL和AEC-Q100双认证产品的厂商。
1.2豪威具有多项技术专利,竞争优势突出
车载摄像头在制造工艺及可靠性要求方面要高于工业摄像头和商用摄像头。根据2019年出台的《汽车用摄像头行业标准》,车载摄像头要求能在-40℃到85℃的环境中持续工作,能不受水分浸泡的影响,防磁抗震,使用寿命需达8~10年。另外,出于安全的考虑,车载摄像头需要在短时中断供电的情况下依旧保证工作。
摄像头芯片具有高技术壁垒,而车用CIS产品对技术提出了更复杂的要求。例如摄像头的探测距离必须增加,LED闪烁抑制能力以确保正确识别路面信号灯及汽车车灯,HDR功能以应对复杂的光照条件,强大的低光照成像性能以满足夜间开车或隧道环境的成像需求,全局快门技术防止高速运动下的“果冻效应”……自1995年以来,豪威在多个市场上引领图像传感器技术的进步,截止2021年末,在全球有超过4400个专利,在汽车CIS领域,17年深度耕耘,以创新技术一路领跑。
豪威的技术优势:1)像素升级:汽车CIS分辨率从30万像素到800万像素不等,其中,30万像素CIS在经济型用车中被广泛用于倒车影像等场景,在L0级-L1级中普遍存在;100万像素CIS也应用广泛,主要存在于行车记录仪、驾驶员监控、乘客监控、倒车影像等辅助领域;更高像素中,130万、170万像素的CIS在经济型车中也比较常见,主要用于环视、前视等场景,对应车型也多为经济型用车或是L0-L2/L2+级别车型;而200万像素及800万像素CIS,主要应用于L3级别车型中,但目前L3级别车型还非常少,导致该类CIS出货量也很少。
豪威于2008年推出首款汽车HDRSOC图像传感器,于三年前领先推出140dBHDR产品。针对不同应用场景,豪威车载产品覆盖100dB到140dB。OX08B40、OX03F10、0X03C10等ADAS产品均可实现140dB,且已经具备大量出货数据验证,受到终端OEM认可。目前,豪威集团是国内唯一能够量产140dBHDR车载产品的厂商。国内竞争对手于去年进入1B阶段,目前尚未研发出140dB车载产品。3)LFM引擎:由于LED光源并不是直流电驱动的,而是脉冲交流驱动,所以对于人眼来说,LED光源看似是持续的,但HDR相机(高动态范围图像,High-DynamicRange,简称HDR)却可以捕捉到LED的亮和暗的属性,并且在观看视频的时候呈现出“闪烁”。HDR帧速和LED驱动信号是异步的(一个LED打开/关闭的周期为11毫秒;而HDR在日光下每帧需要16.6毫秒),因此HDR每一帧都会捕捉到LED打开/关闭周期间产生的不同的亮度,从而产生“闪烁”针对LED灯闪烁的痛点,豪威集团早在2017年5月就利用SplitPixel技术推出了LFM产品,且目前仍是国内唯一能够量产具备LFM功能的图像传感器厂商。针对ADAS领域,OX08B40、OX03F10、OX03C10
2.医疗:一次性内窥镜,亟待爆发的市场
医用内窥镜是一种医用成像器械,用于在内窥镜诊疗过程中提供通道、照明,并可以对体腔、中空器官和身体管道进行观察或操作。医用内窥镜通过自然腔道或微创手术的小切口进入人体,帮助医生观测后进行疾病诊断或通过病变的活检进行病理诊断;它亦可用于手术或协助植入治疗性人工产品。相较于传统医学,微创和无创的医学提高了诊治效率,减轻了患者痛苦,是医学技术发展的革命性进步,也预示着未来医学的发展方向。
医用内窥镜通常由可进入人体的软管或硬管、捕获和传输患者内部组织器官图像的透镜成像系统、对捕获的图像进行数字化处理的图像处理系统、将数字化图像呈现给操作者或观察者的显示系统,以及传输光线以提高被检查区域的可见度的光源系统组成,在某些情况下,还包括一个额外的工作通道,为手术过程中使用的器械提供通路。
医用内窥镜的种类繁多,根据医用内窥镜的种类不同,其结构和工作原理也有所不同。按成像原理可分为光学医用内窥镜和电子医用内窥镜,其中,光学医用内窥镜是通过应用光学镜片组及光路设计实现成像功能,电子医用内窥镜是通过应用电子元器件并结合光学元件实现成像。按使用次数,医用内窥镜分为可重复使用的医用内窥镜和一次性使用医用内窥镜,其中,一次性医用内窥镜的使用无需维护、成本相对低,可以降低交叉污染风险,是未来的发展方向。按产品结构可分为硬性医用内窥镜和软性医用内窥镜,软镜主要通过人体的自然腔道来完成检查、诊断和治疗,如胃镜、肠镜、喉镜、支气管镜等,硬镜主要进入人体无菌组织、器官或者经外科切口进入人体无菌腔室,如腹腔镜、胸腔镜等。除此之外,还有超声波内窥镜和胶囊内窥镜等。
全球医用内窥镜市场是全球医疗器械市场增长最快的板块之一。2020年,全球医用内窥镜市场的价值为203亿美元,并估计于2030年将增至396亿美元。与全球医用内窥镜市场相比,中国的医用内窥镜市场将继续以较高的增长率增长。2020年,中国的医用内窥镜市场价值为人民币231亿元,并估计于2030年增至人民币624亿元。
全球医用内窥镜市场是全球医疗器械市场增长最快的板块之一。2020年,全球医用内窥镜市场的价值为203亿美元,并估计于2030年将增至396亿美元。与全球医用内窥镜市场相比,中国的医用内窥镜市场将继续以较高的增长率增长。2020年,中国的医用内窥镜市场价值为人民币231亿元,并估计于2030年增至人民币624亿元。灭菌/储存过程中存在损坏的重要风险。2018年12月,奥林巴斯因为十二指肠内窥镜感染问题,被罚款近6亿,据悉,在2012-2015年间,共导致了190多人感染细菌。因此内镜“耗材化”以避免感染成为内镜发展的趋势。
一次性内窥镜进院价更低,降低进院门槛,提升内镜渗透率与可及性。一次性内窥镜的购置成本相对复用型内窥镜而言较低。以一次性输尿管肾镜为例,复用型内窥镜购置成本约为200万元人民币(一台主机+2条复用型内窥镜),一次性内窥镜的购置成本约为10万元人民币(一台主机+5条一次性内窥镜)。相比于数百万的复用型内窥镜购置成本,一次性内窥镜降低了低等级医院与基层医院开展内镜诊疗技术的门槛。有利于推进我国分级诊疗制度,以基层为重点配置医疗资源,提升县级公立医院综合服务能力。
一次性内窥镜性价比更高。从单次手术来看,传统复用式内窥镜成本(包括洗消、维修等成本)超过1.2万元,而一次性输尿管软镜入院价格一般在万元以下。并且结合内窥镜的购置成本、使用寿命、周转频率、消毒难度以及维修成本等因素来看,一次性内窥镜在多个领域相比于复用式内窥镜更为经济。
医用内窥镜转为耗材已成为业内主要发展趋势之一,一次性医用内窥镜行业整体规模有望显著扩大。根据PrecedenceResearch数据显示,2021年,全球一次性内窥镜市场规模约为19.8亿美元,预计到2030年将达到104亿美元左右,在2022年至2030年的预测期内,复合年增长率为20.3%。2016-2020年,我国一次性内窥镜市场规模从0.1亿元上升至0.4亿元,虽市场规模还较小,但其CAGR高达42.32%;2021年我国一次性内窥镜市场规模约为0.6亿元,同比增速高达50%。据弗若斯特沙利文预测,从2022年起,中国一次性内窥镜市场将呈现爆发式增长。
豪威科技是全球医疗市场顶尖的CMOS传感器供应商,旗下的OVM6946、OVM6948、OH01A、OH02A等多款一次性内窥镜成像方案被广泛应用于医学领域,覆盖包括泌尿、妇科、肠胃、气道、血管到胶囊内窥镜等全部应用场景,豪威市占率遥遥领先。CMOS图像传感器的小型化是其应用于医疗设备的关键,豪威科技的CameraCubeChip产品是一种采用先进的芯片级封装技术整合集成晶圆级光学器件和CMOS图像传感器的创新解决方案。豪威OVM6946和OVM6948两款CMOS图像传感器产品的尺寸仅为0.9mm0.9mm和0.5mm0.5mm,据此生产的摄像头大小也仅有1mm1mm和0.6mm0.6mm。豪威科技最新发布的新一代OH08A和OH08BCMOS图像传感器,是业界首款用于一次性和可重复使用内窥镜的800万像素分辨率的医疗级图像传感器。其中,OH08A图像传感器采用的是豪威科技下一代PureCelPlus-S晶片堆叠技术,在尽可能小的芯片尺寸中实现了高性能。OH08B则是一款尺寸稍大,但性能更高的产品,它采用了豪威科技Nyxel技术,可在彩色和红外成像方面提供较高图像质量。
3.手机:最大的应用领域,豪威在高端市场取得突破
智能手机是CMOS图像传感器最大的应用领域。在智能手机领域,全球市场经历了多年的快速发展,目前已进入存量时代,全球出货量存在小幅回调,预计未来全球智能手机市场将维持平稳态势。根据Frost&Sullivan统计,全球智能手机出货量在2012年至2015年处于爆发期,实现了25.6%的年均复合增长率,此后市场增速放缓甚至略有回调,预计至2024年全球出货量将稳步回升至13.6亿部。市场研究机构Counterpoint预测,2022年全球CIS市场销售规模将达到219亿美元,其中手机市场预计将在2022年贡献整个市场总收入的71.4%。
趋势一:手机多摄渗透率提升。从2000年单摄手机问世,到2011年双摄手机推出,再到2019年后置四摄手机发布,单部手机的摄像头数量持续增加,目前单部手机摄像头配置数量可达到6个甚至更多,直接带动了CMOS图像传感器需求的增加。根据Counterpoint统计,全球手机平均搭载摄像头数量近年来逐步增长,从2015年的2颗上升至2021年的4.1颗。手机平均搭载摄像头数量增速放缓,多摄渗透率增长稳住手机CIS基本盘。由于整机性价比是消费者购买的主要依据,相较五镜头设计、上亿像素的主镜头等高规格方案,成本最终仍会转嫁到厂商端,销售表现难获提升,故2022年三镜头依旧为主流设计,预估将占整体出货量超过40%的比重,仅部分机型则会采用四镜头设计来做为规格差异化,而双镜头以下的产品数量将会减少,以入门款机种为主。TrendForce预计2022年,多后置摄像头(两颗及以上)的手机比例将达到90%。我们预计未来手机平均搭载摄像头数量在4颗左右。尽管手机出货量呈下滑态势,但由于手机多摄渗透率、手机平均搭载摄像头数量的提升,全球手机摄像头出货量呈缓慢上升态势。2021年全球手机摄像头模组出货量约为48.2亿颗,同比增长5.77%,预计2022年为49.2亿颗,同比增长2.1%。
4800万像素以上(不含4800万像素)的手机CMOS图像传感器作为快速增长的高阶产品,将成为市场主流供应商未来竞争的主战场,其出货量预计将从2019年的0.2亿颗增长至2024年的6.0亿颗,年均复合增长率达到97.4%,占据8.8%的市场份额。
趋势三:感光面积增加,CMOS传感器呈现增大的趋势。更大的传感器可以在成像前接收到更多的光线信息,也能应对各种复杂的场景,能得到噪点更少,更清晰的照片。从2015年的iPhone6S开始,苹果就一直沿用1200万像素,2022年最新发布的iPhone14系列依旧如此。近7年来iPhone像素一直没变,但是其综合拍照能力却处于第一梯队,关键就在于CMOS传感器的持续增大。像素作为记录光信息的最小单位,因为光在空气中会有折射,衍射等情况发生,其面积越小,记录的光信息越易受干扰、失真,反映在照片上就是图像细节丢失,宽容度不足,噪点极多。在同等像素下,传感器越大,单一像素的面积也相应越大,其接受光信号的能力越强,捕获的光子越多,于是信噪比提高,得到的画质越出色。
GalaxyS20Ultra配备1/1.33英寸CMOS图像传感器,尺寸已超过了某些紧凑型数码单反相机(通常为1/2.00~1/1.70英寸),我们预计智能手机所用的CMOS图像传感器竞争将会加剧。短期内,华为、小米和OPPO等中国品牌将持续采用尺寸更大的CMOS图像传感器。目前华为P40ProPlus已配备1/1.28英寸传感器。
竞争格局方面,索尼、三星、豪威三足鼎立,豪威市场份额有上升的趋势。市调机构StrategyAnalytics报告显示,2021年全球智能手机图像传感器的市场营收为151亿美元,索尼以45%的收入份额居首,三星则占26%,位居其次,豪威以11%的市占率位居第三。随着智能手机后置摄像头数量的增加,不同功能摄像头的专业分工将愈发明显,单独一家CMOS图像传感器厂商难以在各项功能上均占据领先优势。随着国产手机出货量提升,安卓品牌加速渗透,豪威与索尼和三星的差距有望进一步缩小。
豪威在中端手机市场有可观的占有量,2020年之后在高端手机市场有明显突破。2020年8月,小米10至尊纪念版首次搭载了来自豪威科技的旗舰传感器OV48C,随后华为Mate40系列、nova系列和OPPOReno系列也开始大规模采用豪威传感器做主摄,说明豪威科技的实力已经得到了手机厂商的广泛认可。随着国产手机厂商开始尝试优化供应链布局,启用更多国产元器件,豪威的CMOS有望搭载到更多高端手机上。
推出OVB0A、OVB0B,冲击高端手机市场。2022年1月豪威发布首款像素尺寸仅为0.61微米的2亿像素分辨率图像传感器OVB0B,刷新国产手机CMOS像素纪录。2022年8月豪威发布OVB0A——像素尺寸仅为0.56微米的超小型2亿像素图像传感器,OVB0A专为高端智能手机后置(广角)主摄而设计,凭借独特的十六合一像素合并功能,OVB0A能够提供优异的低光性能。此外,这款图像传感器还具有100%四相位检测(QPD)功能,可以实现快速精准的自动对焦。2亿像素的传感器有助于捕捉更多细节,公司有望借助这款新产品,将移动市场主摄像头的影像表现提升到一个新的高度。
4.安防:稳定增长的领域,公司市占率稳定
图像传感技术是安防视频监控系统的核心,图像传感器决定了监控摄像机采集质量。目前,由于CMOS具有低成本、设计简单、尺寸小、功耗低、高集成度等优势,监控摄像机的图像传感器正逐渐从传统的CCD向CMOS转变。
中国是全球最大的视频监控市场,2019年中国市场占全球专业视频监控市场的比例约为48.4%。根据“十四五”发展规划,国家将推进智慧城市和数字乡村改造,视频监控设备的需求将大幅上升,叠加智能视频监控技术的迭代提升,视频监控设备正在向各个行业加速渗透。由于物联网的出现,安防监控摄像头已经不再局限于机场、火车站、银行和办公楼等企业应用,它们已经成为零售企业,智能城市和智能家居的重要组成部分,用于收集和分析大数据,视频监控摄像头的出货量随之与日俱增。预计2020-2026年,我国视频监控市场规模将保持年均9%左右的复合增速,到2026年,行业市场规模将达163亿美元。
从市场发展趋势来看,全球安防监控CMOS图像传感器市场一直呈现增长态势,未来有望保持稳定增长。根据Frost&Sullivan统计,2020年,安防监控领域CMOS图像传感器的出货量和销售额分别为4.2亿颗和8.7亿美元,随着未来安防监控行业整体市场规模的不断扩大,预计2025年出货量和销售额将分别达到8.0亿颗和20.1亿美元,预期年复合增长率将达到13.75%和18.23%。
从技术角度看,视频监控系统对CMOS图像传感器性能的要求不断升级,对于CMOS图像传感器在低照度光线环境成像、红外、HDR、高清/超高清成像、智能识别等成像性能方面提出了更高的要求。相对于手机的摄像头芯片,安防产品需要24小时运行,有更高的夜视需求,以及持续的视频录制需求。基于以上技术需求,豪威科技自研夜鹰Nyxel技术,安防市场大有可为。夜鹰Nyxel采用了3种技术手段:首先,是增加硅的厚度,使光子能够在像元中行进更远,收集更多的光子;其次,是在表面增加一层吸收最大光量的特殊吸收层,使得光子极大程度的被吸收到像元中,继而以不同角度更长行驶距离,实现最大程度的光子电子转换率,从而形成更明亮的图像;第三,是将每个像素置入像素间具有屏障的沟槽中,避免光子传播到邻近的像元,以防止串扰。
通过这三种方法,在850nm和940nm时,光的通过率分别提升为60%和40%。60%和40%的提升意味着要补的光的功率减少。例如,940nm时新的夜鹰Nyxel效率是40%,传统的方法是8%。即夜鹰Nyxel要补的光量减少,不需要花费更多的灯的功耗。
2020年3月9日,豪威发布Nyxel2——具有颠覆性意义的第二代近红外技术,适用于在低光至无光环境下运行的图像传感器,在量子效率(QE)方面打破新纪录,如今在Nyxel2技术的帮助下,不可见的940nm近红外光谱内量子效率提高25%,而在几乎不可见的850nm近红外波长处的量子效率提高17%。
Nyxel2技术的性能改进为设计师们提供了各种新的可能性。就监视系统而言,可进一步减少安防摄像头附近的红外LED灯数量,从而节约成本,并降低功耗,或者可利用相同数量的LED灯,提高在无光条件下捕获图像的亮度。就自动驾驶员监控系统而言,可提高精准度,同时还可以减少在驾驶室内光线不好的地方安装LED灯的数量。就智能手机而言,可减少LED灯数量,有助于不断延长电池寿命,同时对更多的组件进行紧凑设计,有利于设计创新和降低BOM成本。
5.VR/AR:预测2026年全球VR头显所用CIS出货量超过2亿颗
三、其他设计业务:多品类布局,协同发展
1.TDDI业务快速成长,2021年营收同比增长164%
智能手机的触控和显示功能由两块芯片独立控制,TDDI将触控芯片与显示芯片整合进单一芯片中,带来了一种统一的系统架构。TDDI最早由美国人机界面器件厂商Synaptics提出,并于2015年推出了针对手机和平板电脑的TDDI解决方案。
TDDI芯片的市场渗透率迅速提升,开辟了显示驱动芯片领域的新战场。根据Frost&Sullivan统计,自2015年TDDI芯片首次问世以来,其出货量由0.4亿颗迅速提升至2019年的5.2亿颗。未来,以车载电子为代表的其他电子设备也将广泛采用TDDI芯片,推动市场维持高速增长,至2024年全球出货量预计将达到11.5亿颗,自2020年至2024年的年均复合增长率达到18.3%。
2.AR/VR市场增长迅速,LOCS为目前主流方案
硅基液晶LCOS(Liquidcrystalonsilicon)是LCD与CMOS集成电路有机结合的反射型新型显示技术,其结构是将CMOS基板与ITO导电玻璃上基板贴合,再注入液晶。LCOS拥有模组体积小、成本低、解析度高、色域广、光利用率高等优势。AR眼镜显示器件中,LCOS基于亮度上的优势,通常与光波导搭配。例如MagicLeap1AR眼镜包含6个LCOS显示屏,微软的HoloLens1采用3层衍射光栅+LCOS的光学显示方案。目前AR市场主流的微显示技术包括硅基液晶(LCOS)、液晶显示器(LCD)、数字微镜器件(DMD)、数字光处理(DLP)、硅基OLED、MicroLED等,部分AR设备厂商已经陆续开始用硅基OLED替代LCOS,但基于成本上的优势,LCOS+光波导依然是目前常用的方案。
元宇宙概念掀起的浪潮仍在奔涌,市场也在加速拥抱VR/AR行业新风口,出货量增长。根据VR陀螺统计,2022年上半年全球VR头显的出货量约684万台,其中Quest2上半年累计销量约为590万台,呈现出一家独大的局面。上半年国内VR头显出货量约60.58万台,其中Pico销量约为37万台。2022年上半年AR头显出货量约29.6万台,主要出货仍在海外,占总出货量的75%以上。国内AR头显上半年出货量约4.8万台。预计2023年全球VR头显出货量能达到2175万台,全球AR眼镜出货量能达到96万台。
公司拥有一条自建的12英寸LCOS晶圆级液晶盒自动化封装生产线,拥有业界信赖的LCOS芯片生产效率与产品良率。公司LCOS已经成功的应用在AR/VR、智能货架、微型投影仪等领域,未来随着LCOS技术的不断成熟,凭借着光利用率高、分辨率高、技术成熟、无专利垄断障碍等优势,公司的LCOS有望在汽车抬头显示AR-HUD上搭载。根据IHSmarkit的预测,从2022年开始全球抬头显示的渗透率将快速攀升,到2027年会达到每六台车中就有一台有抬头显示,年出货量达到1700万台,其中中国市场需求占比将近1/3,每年将近600万台,增强现实AR-HUD占比会达到7%将近45万台。
3.布局车规模拟器件产品线,LVDS有望快速放量
公司模拟器件产品主要包括分立器件(包括TVS、MOSFET、肖特基二极管等)、电源管理IC(Charger、LDO、Switch、DC-DC、LED背光驱动等)、射频器件及IC、MEMS麦克风传感器等产品线,已经与国内知名手机品牌供应链进行合作。围绕汽车市场,韦尔股份在MCU、LVDS、LCOS、电源IC、MOS等领域持续加大了研发投入,未来将提供车规级一揽子解决方案,与车载CMOS并驾齐驱,预计未来公司在汽车领域的份额将持续提升。LVDS有望与CMOS协同放量。汽车视频应用中的视频传输方案是采用低电压差分信号(LVDS)接口,因为它具有较低的信号幅度(0.35V)和差分架构,可大大降低电磁辐射。随着汽车内部整合的安全和辅助电子设备的不断增加,目前汽车对于高速互连的需求也不断增长,主要集中在用于驾驶支持的视频显示系统、车载娱乐系统等。这些应用要求高速数据传输以满足图像传递的要求,正是这些需求的增长,带动了LVDS在这些领域中的应用,随着单车汽车摄像头及CMOS数量的增长,LVDS有望协同放量。
四、盈利预测
综合以上分析,我们对公司未来三年业绩预测做出假设:
(1)图像传感器解决方案(CMOS图像传感器、微型影像模组封装、LCOS、ASIC):CMOS图像传感器下游主要由手机、汽车、安防、医疗领域需求拉动,由于今年手机、笔记本等消费电子需求萎缩,公司在该领域营收受到较大影响,目前仍处于去库存阶段,我们认为若2023年伴随宏观经济如预期边际改善,有望迎来底部复苏反弹,我们预计明年该领域业务将略有增长;由于国内疫情防控导致政府对于安防市场支出下降,公司在安防领域营收略有下降,预计明年稳中有升。汽车电子、物联网等新兴市场的崛起,为图像传感器创造了新的应用场景,豪威汽车业务表现亮眼,市场份额有望超预期;豪威在一次性内窥镜领域占据全球龙头地位,营收将保持高速增长。
(2)触控与显示解决方案(TDDI和DDIC):公司整合新思团队顺利,2021年TDDI业务表现亮眼,后续市占率将逐步提升。针对OLED的显示驱动芯片(DDIC),公司通过引入新的研发团队,将进一步完善公司触控与显示产品矩阵,已开发出一系列以智能手机为重点的OLED显示驱动芯片。目前,公司OLEDDDIC的产品已经在国内头部屏厂验证通过,后续几年逐步量产。由于该板块下游应用领域主要为手机,从行业整体来看,以手机为主导的消费电子低迷行情仍在持续,库存消化仍需要一定周期,受益于市占率提升,我们预计今年TDDI产品营收微增。
(3)模拟器件解决方案(按2021年年报拆分为TVS、MOS、肖特基、电源IC、射频及微传感器):模拟器件营收稳中有升,2019-2021年模拟器件业务营收9.11/12.11/14.00亿元。我们参考各业务过去三年增速表现,预计未来TVS业务仍将是其中占比最大的板块,接近50%,其收入稳步增长;受益于汽车电动化,MOS有望稳步提升;电源IC收入增长较快,占比持续提升;肖特基及射频器件略有下滑;未来LVDS放量有望带动模拟器件业务营收增长。