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。TSR2021 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,2021 年合并市场收入约为 96.72 亿美元,预计 2025年可达约 100.71 亿美元,其中全球手机摄像头的营收将达到 71.48 亿美元,全球监控镜头营收将达到 17.49 亿美元,全球车载镜头营收将达到 11.75 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。
资料来源:TSR2021 年镜头市场调研报告,百万美元
以下分别针对安防监控、车载摄像头、机器视觉等细分市场进行具体分析。
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。
(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,国内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。
根据中国安全防范产品行业协会于 2021 年 6 月印发的《中国安防行业“十四五”发展规划(2021-2025 年)》,“十四五”期间安防市场年均增长率达到7%左右,2025 年全行业市场总额达到 1 万亿元以上。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 TSR2021 年镜头市场调研报告,2021年全球监控镜头出货量达 4.35 亿件,预计 2025 年出货量可增至 5.50 亿件。全球监控摄像机镜头销售收入预计将从 2019 年的 8.15 亿美元增长至 2025 年的 17.49亿美元,年复合增长率约为 13.57%1。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。
资料来源:TSR 2021 年镜头市场调研报告
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。2021 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 67.3%的市场份额,分别为宇瞳光学(42.7%)、舜宇光学(15.3%)、凤凰光学(9.3%);前五位占 78.2%,前十则占 90.5%1。未来,领头供应商将会抢占更多市场份额,竞争会日趋激烈,因此新公司进入市场更难。
资料来源:TSR2021 年镜头市场调研报告
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。
(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 2021年前三家供应商出货量超过市场份额的 65%,甚至前五家供应商占据 75.60%,技术难关大,市场门槛比较高。而 2021 年成像式镜头前三家出货量占据 40.80%的市场份额,前五家供应商超过总市场份额的 50%,因为技术难度比感应式要低,供应商多竞争激烈。
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。
2021 年车载镜头出货量为 18,550.2 万件,相较于上一年增长 9.9%;TSR 预计市场将持续扩张,到 2025 年市场规模扩至 25,141.2 万件。全球车载摄像机镜头收入也将持续上升,预计 2025 年收入规模将在 2021 年 8.51 亿美元的基础上增长约 38.07%至 11.75 亿美元。
资料来源:TSR2021 年镜头市场调研报告
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。
制造业是目前机器视觉应用中比重最大的领域之一。由于制造业竞争加剧,成本压力迫使企业重视生产效率并促进了机器视觉技术的应用。为了提高生产效率,降低人力成本、减少生产过程中的错误,工业生产和管理中的某些人工环节逐渐被机器替代。机器视觉系统的特点是提高生产的柔性和智能化程度。此外,机器视觉易于实现信息集成,是实现计算机集成制造的基础核心技术之一。在制造业领域之外,机器视觉技术也应用于农业、医药行业、包装印刷业等其他领域。制造业细分领域中,消费电子、汽车、半导体是机器视觉行业应用最广泛的三大领域。
(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,近年来,在深度学习算法的加持与带动下,机器视觉技术及软硬件产品在泛安防、金融、互联网、医疗、工业、政务等领域得到广泛应用。
机器视觉全球市场规模从 2010 年的 31.7 亿美元增长至 2020 年的 107 亿美元,年复合增长率为 12.94%。从地区分布来看,机器视觉市场规模最大的为欧洲地区,占全球的 36.4%;北美和亚太地区分别占比为 29.3%、25.3%,南美、中东、非洲地区的占比为 9.1%1。受益于全球制造中心向中国转移,中国机器视觉市场发展迅速,将成为除欧洲、北美和日本外的另一个国际机器视觉厂商的重要目标市场。
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”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。
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。2020 年,中国工业机器视觉市场规模增长迅速,达到 215 亿元,同比增长 54.9%。国产品牌销售额首次超过国外品牌,市场占有率达到 51.7%1。随着消费电子市场、汽车市场、半导体市场、医疗市场等行业的逐步发展,工业机器视觉市场规模持续提升,未来三年中国工业机器视觉市场将会持续保持高速增长,成为全球增长最快的机器视觉市场。2023 年将突破 450 亿元,年均复合增长率达到 28.0%。
数据来源:statista