发布时间： 2021-11-29 10:18:30来源：深圳市光学光电子行业协会
1、光学镜头行业发展特点
近年来，光学镜头行业呈现出一系列发展特点，主要如下：
（1）技术革新加快产业升级
目前，安防视频监控、车载镜头、机器视觉、新兴消费类电子等下游应用领域在保持市场增长的同时，对于光学成像质量、实际应用场景等综合需求也在不断提升，推动着光学镜头行业产品和技术不断革新。在持续革新的浪潮中，不同应用领域逐渐显现出一些变化趋势：在安防视频监控领域中，超高清分辨率、超低照度、宽动态范围图像（HDR）、日夜共焦、短波红外热成像等技术及搭载相应技术的产品不断推向市场；车载成像系统、新兴消费类电子领域中，超广角、大光圈、低畸变、小型化等逐渐成为热点；机器视觉领域中，为了适应高精度工业制造的需求，高清分辨率、无畸变、大景深、大像面、大光圈等成为各大光学镜头厂商重点攻关的技术难点。
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由于光学镜头将直接影响成像质量的优劣以及后期算法的实现效果，应用领域需求的快速变化不断地推动着光学镜头产品和技术的革新，这也对光学镜头厂商的综合创新能力提出了更高的要求，能够紧跟市场动态，针对不同实际应用场景进行深度开发，并在第一时间向客户提供合适的光学成像解决方案和光学镜头产品的厂商将获得更大的竞争优势。
（2）下游应用领域不断扩展
光学镜头是光学成像系统中的核心组件，对成像质量起着关键作用。20 世纪以来，光电子技术快速发展，作为光电子领域重要信息输入端口的光学镜头应用范围也从最初的光学显微镜、望远镜、胶片相机等领域不断向安防视频监控、数码相机/摄像机、智能手机等领域渗透；近年来，随着移动互联网、物联网、人工智能等技术快速发展，光学镜头的应用领域进一步丰富，机器视觉、自动驾驶、智能家居、视讯会议、运动 DV、VR/AR 设备、无人机、3D Sensing、计算机视觉等热门应用领域层出不穷，为光学镜头产业的持续发展注入了新的动力。
（3）光学镜头产业逐渐向中国转移
光学镜头产业自诞生至今已经历超过百年的发展历程，早期的光学镜头产业主要集中在德国，以卡尔·蔡司、莱卡为代表，其中蔡司镜头至今仍是世界镜头制造技术的典型代表。上世纪 50 年代开始，随着二次世界大战的结束，日本光学镜头产业迅速崛起，主要厂商有佳能（CANON）、尼康（NIKON）、腾龙（TARMON）、富士能（FUJINON）以及 CBC 等，上述厂商目前仍是全球光学镜头高端市场的重要参与者。进入 21 世纪，日本厂商开始逐步退出传统的光学冷加工行业，转而重点发展高端光学加工、检测技术和装备，光学镜头制造向中国台湾、大陆转移：一方面，以苹果等智能手机为代表的消费类电子产品快速成长，带动了以生产塑料镜头为主的大立光、玉晶光电等中国台湾企业迅速成为全球光学镜头的龙头企业；另一方面，随着中国安防视频监控、汽车产业以及新兴消费类电子等产业的发展，中国大陆光学镜头厂商逐步成长，经过数十年的技术和经验积累，涌现了舜宇光学、凤凰光学、联合光电、福光股份、力鼎光电、宇瞳光学、联创电子等上规模厂商，已成为相关市场领域重要的参与者。
2、行业技术水平及趋势
光学镜头的下游应用领域较广，在不同应用领域的需求推动下，近年来光学镜头行业逐渐呈现出一系列不同的技术特点：在安防视频监控领域中，超高清分辨率、超低照度、高动态范围图像（HDR）、日夜共焦、红外热成像等逐渐成为现阶段行业的技术热点；在车载镜头、新兴消费类电子领域，超广角、大光圈、低畸变、小型化等日益成为行业研发方向；机器视觉领域中，为了适应高精度工业制造的需求，光学镜头厂商提供的主流解决方案围绕着高清分辨率、无畸变、大景深、大像面、大光圈等技术要求。
现阶段，光学镜头产业呈现出如下技术特点和趋势：
光学镜头行业水平及趋势
资料来源：普华有策整理
（1）光学薄膜技术发展迅速，成为关键技术热点
随着下游应用的深化和扩展，对光学成像品质要求日益提升，推动着现代光学成像技术不断往高精度方向发展。由于在减反射、增透射、偏振分光等方面的特性，精密光学薄膜对下游应用的后期算法实现效果起着至关重要的作用，如何不断改进并对光学薄膜加以有效利用成为光学镜头行业的关键技术热点。近年来镀膜技术快速进步：一方面，以溅射成膜技术、等离子体化学气相沉积成膜技术等为代表的原先主要应用于集成电路制造的精密镀膜技术逐渐应用于光学元件的制造，极大改善了现有主流的蒸发镀膜技术在曲率半径较小的镜面容易出现镀膜不均匀的缺点，提升产品的良率；另一方面，膜系设计相关的计算机辅助软件不断发展极大提升了镀膜工程师在光学设计领域的效率，为快速开发出能够符合客户需求的产品提供了可能。
（2）高精度、自动化设备不断引入光学冷加工和组装环节
除上述的镀膜外，荒折（粗磨）、砂挂（精磨）、抛光、芯取（磨边）等工序构成了光学冷加工的基本工艺。近年来，高速精磨、高速抛光、激光定心等技术逐渐开始大规模应用于光学冷加工中，高精度、自动化加工设备的不断更新换代不仅显著提升了生产效率，而且提升了加工精度。新型加工工艺的应用、高精度自动化设备的投入以及高技能人才共同推动光学冷加工效率和产品品质的进一步提升。此外，传统光学镜头的组装主要依靠人工组装，效率较低且生产误差较大，产品品质稳定性较低。随着自动组立机在组装环节的应用，光学镜头的组装环节逐渐转变为流程化的自动组装，极大地提升组装效率和产品稳定性。
（3）非球面光学元件的加入丰富了光学解决方案的设计思路
非球面光学元件是指面形由多项高次方程决定、面形上各点的半径存在一定差异的光学元件。在光学设计中，非球面光学镜片可以在一定程度上校正像差、增大相对孔径并且简化光学结构，对提高成像质量、扩大视场范围以及减小光学镜头的外形尺寸和重量等起着积极作用。非球面光学元件的加入丰富了光学解决方案的设计思路，进一步提升了光学镜头的成像效果。
（4）高精度、数值化检测系统逐渐成为主流检测手段
随着现代光学成像技术不断往高精度方向发展，与之配套的检测技术在近年来也快速提升，激光平面干涉仪、分光光度计、高精度中心检测仪、多座标扫面仪等高精度检测设备不断进入光学镜头相关的光学元件、机械结构件的制造环节中，提高了检测的效率和可靠性。此外，在眩光、鬼影等的检测过程中，数值化的杂散光检测系统逐渐取代了原先需要大量人工计算和主观判断的检测方法，成为光学镜头厂商在针对眩光、鬼影等检测的主要手段，有效地保证了光学镜头成像质量的稳定性。
3、光学镜头行业竞争格局和市场化程度
总体而言，光学镜头行业市场化程度较高，但在不同应用领域市场竞争格局呈现不同特点：
安防视频监控市场：市场集中度较高，且国内厂商占主导；但国际高端市场仍被日本腾龙、富士能等厂商占据，舜宇光学、力鼎光电、联合光电、福光股份等部分国内厂商开始在国外市场与之竞争。
车载镜头：市场集中度较高，市场仍以日系、美系光学厂商为主，国内仅舜宇光学处于领先位置；联创电子、力鼎光电等厂商积极布局车载镜头市场，有望提升国内厂商整体市场地位。
新兴消费类电子：市场细分较多，且多数仍处于前期培育阶段，光学镜头厂商市场集中度较低，无明显优势厂商。
机器视觉：市场主要被德系、日系光学厂商占据，国内厂商仍处于经验积累和技术沉淀阶段。
4、助推行业发展的三大有利因素
（1）下游应用领域的广度和深度不断扩展，市场需求持续增长
近年来，恐怖袭击等事件发生的频率呈现上升趋势，为了有效应对日益严峻的反恐局势，全球各国不断加大对于安防视频监控领域的投入。此外，随着大数据、云计算等创新技术的不断发展，传统安防视频监控领域已逐渐从事后追查和事中响应阶段向事前预防阶段覆盖，海量的高质量视频数据需求对光学镜头等安防视频监控设备核心部件提出了更高的要求，一定程度上推动了光学镜头在安防视频监控应用领域的快速增长。
除了安防视频监控领域，受益于各国对行车安全立法与安全评级提高等因素的影响以及互联网、物联网、人工智能等领域的技术创新带动产品、行业创新，车载镜头、智能家居、视讯会议、无人机、VR/AR 设备、运动 DV、3D Sensing、计算机视觉等新兴产业正在蓬勃发展，不断拓宽着光学镜头的应用领域。同时，各应用领域中对于光学成像质量、实际应用场景等综合需求也在不断提升，推动着光学镜头行业产品和技术不断革新，为光学镜头产业持续增长提供了新动能。
（2）良好的政策环境促进了光学镜头行业持续发展
作为能够承担光传输、控制及承载技术信息的光学基础产品，光学镜头是制造各种光学仪器、图像显示产品等的重要组成部分，下游应用涵盖了安防视频监控、车载镜头、新兴消费类电子、机器视觉等众多战略新兴产业。近年来，我国在光学镜头及上述应用领域陆续出台了一系列产业支持政策，为光学镜头行业的持续发展提供良好的政策环境。
（3）国产光学镜头竞争力的提升
随着光学镜头产业向中国转移，我国光学镜头厂商在全球市场中扮演着越来越重要的角色，在智能手机、安防视频监控、车载镜头等领域中均有代表性企业，并在安防视频监控等领域占据主导地位；但德系、日系厂商凭借技术、品质、品牌等方面的优势，仍占据着全球光学镜头产业的高端市场。
伴随着本轮下游应用领域的扩展，产品和技术的不断革新，有实力的国内厂商纷纷加大投入，引进先进设备和工艺，进行核心技术、元件和产品的攻关，例如光学设计、模压玻璃非球面镜片制造等，力争在光学镜头应用领域快速扩展的大背景下，进一步提升国产光学镜头的竞争力，在高附加值的高端市场上同德系、日系厂商展开竞争。
5、行业主要进入壁垒
（1）技术壁垒
光学镜头行业集成了精密机械设计、几何光学、薄膜光学、色度学、热力学、电子技术、工业设计等多学科技术，属于技术创新推动型行业，整体技术门槛较高。近年来，下游应用领域的广度和深度在不断拓展，对光学成像性能需求也在快速提升，不同应用领域、不同应用场景的非标准化需求提高了产品设计和制造的难度，要求光学镜头厂商在相关技术领域的长期积累和不断投入，方能提供具有针对性的光学成像解决方案，这在一定程度上对行业的新进入者形成了技术壁垒。
（2）人才壁垒
光学镜头行业是一个综合性行业，对不同岗位的人才需求差异较大：光学镜头设计横跨数个不同学科，要求光学镜头厂商拥有一批具备相关学科知识的高素质、高技能专业技术人才，用以保证自身能够紧跟市场动态推出具有针对性的光学解决方案；光学镜头生产具有工序复杂、精密度要求高等特点，要求生产人员拥有熟练生产操作技术，这需要企业投入大量的时间进行员工系统化培训和经验积累；在销售方面，为了快速响应终端品牌客户的产品需求，光学镜头厂商需要一支经验丰富、反应迅速、深谙市场动态的销售团队，这需要长期培养和业务实践磨练。新进入企业很难在较短时间内积聚一支拥有各方面高素质人才的队伍，存在较高的人才壁垒。
（3）资金壁垒
光学镜头行业属于资金密集型行业。一是，精密加工对生产环境要求较高，组立车间通常要达到千级无尘，同时要求恒温恒湿，相关装修和设备投入较大；二是，精密加工设备价格不菲，以关键设备镀膜机为例，主流的日本光驰真空镀膜机单价在 300 万元上下；三是，运营费用较高，原材料采购、研发费用投入以及员工薪酬等方面支出较大。因此，光学镜头行业具有较高的资金壁垒。
（4）系统管理壁垒
光学镜头行业属于精密制造行业。一方面，镜片等光学元件的加工和光学镜头的组装涉及工艺流程较为复杂，且加工精度要求高；另一方面，光学镜头产品通常是根据不同应用领域、不同应用场景进行非标准化设计，产品之间差异较大，对柔性生产提出了更高的要求。因此，为了保证最终的产成品性能参数达到要求，同时进行批量化生产，提升产品良率，除了精密加工设备（如镀膜机）外，还需要具备对各类设备进行系统化整合、管理的能力。光学镜头厂商必须经历长期的生产实践才有可能积累相关的工艺经验并提高生产管理能力，行业的新进入者难以在短期内具备这种能力。
（5）客户壁垒
光学镜头是安防视频监控、车载镜头、新兴消费类电子等下游产品光学成像系统的核心部件之一，对光学成像质量起着至关重要的作用。下游电子产品制造企业和终端品牌客户通常为全球知名企业，一般都有着较为严苛的供应商审核认证体系。要成为下游电子产品制造企业和终端品牌客户的合格供应商，需要经过严格的质量管理体系认证以及对单个产品的技术性能的全面审核，一方面，对光学镜头厂商的产品设计、精密加工、品质管控等均有较高要求；另一方面，也导致了光学镜头产品导入周期较长。客户在确定某一型号产品的光学镜头合格供应商后，基于质量控制管理、生产周期管理等方面的考虑，一般而言不会轻易更换。这种长期稳定的合作关系，能使公司获得稳定的订单，同时也会对行业新进入者形成较高的壁垒。
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