精密光學(xué)鏡頭市場現(xiàn)狀分析及發(fā)展前景

精密光學(xué)鏡頭市場現(xiàn)狀分析及發(fā)展前景光學(xué)鏡頭產(chǎn)業(yè)概覽（一）光學(xué)鏡頭產(chǎn)業(yè)鏈光學(xué)鏡頭屬于光電產(chǎn)業(yè)鏈的重要部分。其中上游產(chǎn)業(yè)鏈由光學(xué)玻璃、光學(xué)塑料等光學(xué)原材料供應(yīng)商和鏡片、濾光片等光學(xué)元件供應(yīng)商組成。光學(xué)鏡頭及鏡頭模組是光學(xué)成像系統(tǒng)中的核心組成部分，其通過光學(xué)折射原理將需拍攝的景物聚焦到圖像傳感器芯片上，實現(xiàn)光學(xué)成像。作為產(chǎn)業(yè)鏈中游，光學(xué)鏡頭是光電技術(shù)結(jié)合最緊密的部分，是制造各種光電產(chǎn)品、光學(xué)儀器的核心，需要根據(jù)下游不同應(yīng)用領(lǐng)域的差異化需求進(jìn)行研發(fā)、設(shè)計和生產(chǎn)，具備較高的技術(shù)門檻。下游為光電技術(shù)與視頻監(jiān)控、人工智能、智能制造、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)檢測、智能車載、激光顯示等領(lǐng)域結(jié)合而成的各類產(chǎn)品，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。隨著光電子技術(shù)以及移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)快速發(fā)展，作為重要信息輸入端口的光學(xué)鏡頭，應(yīng)用范圍從傳統(tǒng)的相機(jī)、光學(xué)顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡等領(lǐng)域向視頻監(jiān)控、智能手機(jī)等領(lǐng)域充分滲透，并不斷拓展到機(jī)器視覺、自動駕駛、人工智能、生物識別、物聯(lián)網(wǎng)等熱門應(yīng)用領(lǐng)域。光學(xué)鏡頭設(shè)計及精密制造技術(shù)、光學(xué)材料開發(fā)及光學(xué)元件加工技術(shù)的不斷進(jìn)步使光學(xué)鏡頭在功能和性能方面得到快速發(fā)展，成為智慧城市、智慧交通、智能制造、航空航天、空間探測、遙感觀測、半導(dǎo)體制造、生物醫(yī)療等關(guān)鍵領(lǐng)域發(fā)展的重要支撐。（二）光學(xué)鏡頭全球產(chǎn)業(yè)布局德國：德國的光學(xué)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)雄厚，光學(xué)鏡頭研究與制造具有悠久的歷史與傳統(tǒng)，造就了徠卡（Leica）和卡爾?蔡司（CarlZeiss）等行業(yè)巨頭，蔡司鏡頭和徠卡相機(jī)至今仍代表了世界光學(xué)設(shè)計、加工和相機(jī)制造技術(shù)的最高水準(zhǔn)。日本：日本光學(xué)產(chǎn)業(yè)自二十世紀(jì)五十年代以來后發(fā)展迅猛，依靠產(chǎn)品的性價比優(yōu)勢逐漸占據(jù)了市場主導(dǎo)，其主要生產(chǎn)企業(yè)有日本佳能（Canon）、日本尼康（Nikon）、日本富士（Fuji）、日本奧林巴斯（Olympus）、日本騰龍（Tarmon）等。隨著中國等其他國家光學(xué)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，日本逐漸退出勞動密集、附加值較低的低端光學(xué)產(chǎn)品加工制造業(yè)務(wù)，除少量高精密的光學(xué)元組件的設(shè)計、加工外，重點向光學(xué)材料開發(fā)、光學(xué)檢測設(shè)備和檢測技術(shù)研發(fā)、光學(xué)加工和鍍膜設(shè)備制造等方面發(fā)展，成為主要的光學(xué)材料、精密檢測及加工設(shè)備輸出國之一。中國臺灣地區(qū)：伴隨著發(fā)達(dá)國家光學(xué)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整過程，中國臺灣地區(qū)憑借其地域和貿(mào)易優(yōu)勢，積極與國際企業(yè)合作，成為日本等發(fā)達(dá)國家逐步退出光學(xué)元組件加工制造領(lǐng)域后主要的技術(shù)和市場承接者，培育出了以大立光、亞洲光學(xué)、揚(yáng)明光學(xué)、今國光學(xué)等為代表的光學(xué)企業(yè)集群。中國大陸：得益于巨大的下游市場需求、較低的制造成本以及技術(shù)的快速發(fā)展，日本、德國、中國臺灣等國家/地區(qū)的光學(xué)產(chǎn)業(yè)加緊向中國大陸轉(zhuǎn)移。在積極承接產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的同時，國內(nèi)企業(yè)不斷加大研發(fā)投入，主動參與國際競爭，培育出了一批技術(shù)先進(jìn)、定制開發(fā)能力強(qiáng)、產(chǎn)品質(zhì)量控制能力優(yōu)秀的光學(xué)鏡頭制造企業(yè)，行業(yè)發(fā)展明顯提速，在理論研究、技術(shù)創(chuàng)新、生產(chǎn)制造等方面逐漸縮小與國際先進(jìn)水平的差距。但因起步較晚，中國大陸的光學(xué)產(chǎn)業(yè)尚在發(fā)展完善中并在產(chǎn)業(yè)鏈的不同環(huán)節(jié)呈現(xiàn)不同的國產(chǎn)化程度，具體體現(xiàn)在：①光學(xué)組件：數(shù)字安防、車載等領(lǐng)域的鏡頭、模組設(shè)計及制造逐步實現(xiàn)國產(chǎn)化，但機(jī)器視覺、激光電視等新興領(lǐng)域仍由國外廠商占據(jù)較大市場份額；②光學(xué)元件：玻璃球面鏡片市場已充分國產(chǎn)化，但在加工工藝難度更高的非球面鏡片、自由曲面鏡片等光學(xué)元件市場仍由國外廠商主導(dǎo)，國內(nèi)廠商積極進(jìn)行技術(shù)研究、參與市場競爭；③光學(xué)材料：光學(xué)玻璃、光學(xué)塑料等主要由國外廠商供應(yīng)，部分國內(nèi)廠商參與競爭。（三）光學(xué)鏡頭類別光學(xué)鏡頭具備多維分類方式，按照焦距是否可變劃分為變焦鏡頭和定焦鏡頭，按照鏡片材質(zhì)不同可劃分為玻璃鏡頭、塑料鏡頭、玻塑混合鏡頭，不同類別鏡頭具備不同特點。1、光學(xué)鏡頭按照焦距是否可變分類光學(xué)鏡頭的焦距決定了其拍攝范圍，光學(xué)鏡頭根據(jù)焦距是否可變劃分為變焦鏡頭和定焦鏡頭，定焦鏡頭焦距唯一，為固定值，變焦鏡頭焦距可變，為一段范圍，其中變焦倍率為其最長焦距與最短焦距的比值，代表焦距變化范圍的大小。定焦鏡頭及不同倍率的變焦鏡頭因具備不同的優(yōu)缺點而擁有不同的應(yīng)用場景。相較定焦鏡頭，變焦鏡頭的焦距為一段區(qū)間，一顆鏡頭即能覆蓋多顆不同焦距定焦鏡頭的拍攝范圍，實現(xiàn)不同距離及視場角的自由切換，尤其在拍攝對象為動態(tài)或被攝物體位于較遠(yuǎn)距離時，鏡頭可以在不損失畫面清晰度的前提下通過光學(xué)變焦實現(xiàn)對拍攝對象的快速跟蹤及高清畫面的捕捉，具備較大優(yōu)勢及應(yīng)用前景。但由于變焦鏡頭結(jié)構(gòu)復(fù)雜，相對運(yùn)動的光學(xué)元件較多，通常由多枚光學(xué)鏡片組合，依靠機(jī)械結(jié)構(gòu)保證光學(xué)鏡片位置，通過電路控制實現(xiàn)光學(xué)鏡片的移動，以滿足不同距離下的成像需求，融合光學(xué)、機(jī)械、電子等多學(xué)科技術(shù)，設(shè)計過程需考慮鏡片移動過程中各個焦距的性能情況，并保證各焦距下的成像質(zhì)量、解像力、畸變等多項參數(shù)的一致性，技術(shù)門檻極高，且變焦倍率越大，技術(shù)難度越高。因其極高的設(shè)計及加工難度，變焦鏡頭早期停留在理論研究及小范圍應(yīng)用階段。21世紀(jì)以來，隨著光學(xué)設(shè)計技術(shù)、光學(xué)冷加工技術(shù)、精密機(jī)械加工技術(shù)的發(fā)展，變焦鏡頭進(jìn)入快速發(fā)展時期，幾乎所有之前定焦鏡頭出現(xiàn)的領(lǐng)域，都有變焦鏡頭替代的身影，包括相機(jī)鏡頭、電影鏡頭、安防鏡頭、手機(jī)鏡頭、無人機(jī)鏡頭、視訊會議鏡頭等。盡管如此，變焦鏡頭若要與定焦鏡頭的解像力、成像質(zhì)量等規(guī)格指標(biāo)達(dá)到相同水平仍具備極高技術(shù)難度，即使在每個焦距下均實現(xiàn)與定焦鏡頭相同的成像質(zhì)量，也會因其需要更多的鏡片實現(xiàn)變焦功能而致使鏡頭整體體積龐大、重量較重。因其設(shè)計難度、體積重量、制造成本等因素，變焦鏡頭在下游終端的應(yīng)用仍具有較大突破空間。在對成像畫質(zhì)要求極為嚴(yán)苛的領(lǐng)域，如半導(dǎo)體檢測、電影拍攝、醫(yī)療檢測等，或?qū)w積、重量及規(guī)模制造要求較高的領(lǐng)域如無人機(jī)、車載、手機(jī)、智能家居、AR/VR鏡頭等，目前仍更多使用定焦鏡頭。未來隨著多組元聯(lián)動式變焦光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計、玻塑混合光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計等技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，在保證成像質(zhì)量的情況下，變焦鏡頭體積進(jìn)一步縮小、成本進(jìn)一步降低，預(yù)計會帶來更大的市場空間。2、光學(xué)鏡頭按照光學(xué)鏡片材質(zhì)分類光學(xué)鏡頭根據(jù)使用的鏡片材質(zhì)不同可分為玻璃鏡頭、塑料鏡頭、玻璃塑料混合鏡頭（簡稱玻塑混合鏡頭）。由于不同材質(zhì)鏡片在材料特性、加工工藝、透光率等方面存在較大差異，因此最終的適用范圍也不同：塑料鏡片具有重量輕、體積小、可塑性強(qiáng)且量產(chǎn)能力高等特點，廣泛應(yīng)用于對體積要求嚴(yán)苛并追求大規(guī)模量產(chǎn)的鏡頭設(shè)計、生產(chǎn)中，如智能手機(jī)鏡頭；玻璃鏡片透光率高、耐熱性好，但對模造技術(shù)、鍍膜工藝、精密加工等方面具有較高的要求，量產(chǎn)能力低，應(yīng)用于對光學(xué)性能或使用環(huán)境要求較高的領(lǐng)域，如單反相機(jī)、安防視頻監(jiān)控、機(jī)器視覺等；玻塑混合鏡頭結(jié)合了兩者的特點，具備小型輕量化的特點并良好地平衡了光學(xué)性能及規(guī)模量產(chǎn)能力，應(yīng)用范圍較以上鏡頭更為廣泛，工藝難度較高。隨著光學(xué)設(shè)計及上游光學(xué)冷加工技術(shù)的不斷進(jìn)步，光學(xué)鏡頭正呈現(xiàn)多材質(zhì)鏡片融合使用的趨勢，如原先采用全塑設(shè)計的手機(jī)鏡頭為提升畫質(zhì)正逐步使用少量玻璃鏡片替換塑料鏡片，原先采用全玻設(shè)計的安防鏡頭、車載鏡頭、無人機(jī)鏡頭等為提升小型化性能、量產(chǎn)能力等也在向玻塑混合光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)突破，預(yù)計玻塑混合鏡頭未來具備較大市場空間及應(yīng)用前景。光學(xué)鏡頭面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)（一）光學(xué)鏡頭面臨的機(jī)遇1、下游行業(yè)應(yīng)用前景廣闊，未來光學(xué)鏡頭市場需求仍將持續(xù)快速增長廣泛穩(wěn)定的市場需求為光學(xué)鏡頭行業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展提供了有力保證。隨著社會經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展和人們生活水平的提高，以及光電子、移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的快速進(jìn)步，來自數(shù)字安防領(lǐng)域?qū)τ诠鈱W(xué)鏡頭的需求保持穩(wěn)定增長并不斷拓寬行業(yè)外延、深化應(yīng)用，同時無人機(jī)、視訊會議、智能家居、車載、AR/VR等新興領(lǐng)域的興起也將極大的促進(jìn)光學(xué)鏡頭產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。2、受相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策支持推動，光學(xué)鏡頭市場穩(wěn)定可期光學(xué)鏡頭作為視頻圖像信息的入?？冢苯記Q定了可拍攝的視野角度、成像范圍、低照成像能力、畫面清晰度、畫面畸變等，對信息采集的完整性、準(zhǔn)確性及豐富性起著關(guān)鍵性作用，是信息化世界的眼睛，是國家戰(zhàn)略提出的人工智能（AI）、大數(shù)據(jù)、智慧城市、智慧物聯(lián)（AIoT）、數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的實現(xiàn)基礎(chǔ)。光學(xué)鏡頭產(chǎn)業(yè)充分體現(xiàn)了光學(xué)設(shè)計、高端精密制造等現(xiàn)代技術(shù)，屬于國家鼓勵和支持發(fā)展的行業(yè)領(lǐng)域，受到國家及各地政府的政策支持，市場穩(wěn)定可期。（二）光學(xué)鏡頭面臨的挑戰(zhàn)1、光學(xué)鏡頭行業(yè)技術(shù)更新升級較快，對企業(yè)研發(fā)投入要求較高近年來，光學(xué)鏡頭行業(yè)技術(shù)升級更新快速，對企業(yè)研發(fā)投入要求較高。光學(xué)鏡頭設(shè)計與制造技術(shù)需要企業(yè)長期的專業(yè)知識積累及研發(fā)投入，由于我國光學(xué)行業(yè)發(fā)展較晚，國內(nèi)企業(yè)在高端光學(xué)鏡頭的核心技術(shù)方面與國外尚有一定差距。而隨著國外先進(jìn)技術(shù)外溢效應(yīng)減弱，以及下游領(lǐng)域?qū)︾R頭產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求的快速提高，國內(nèi)企業(yè)正面臨新產(chǎn)品新技術(shù)快速升級、開發(fā)周期短、標(biāo)準(zhǔn)要求更高等方面的挑戰(zhàn)。2、光學(xué)鏡頭專業(yè)技術(shù)人才缺乏光學(xué)鏡頭是技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，在研發(fā)過程中，需掌握并運(yùn)用光學(xué)、機(jī)械、電子等多領(lǐng)域?qū)I(yè)知識，制造過程的加工精度要求、生產(chǎn)效率等對工藝技術(shù)的掌握也具有較高要求，產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需依靠技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新來支撐。同時，光學(xué)鏡頭需要根據(jù)下游不同應(yīng)用領(lǐng)域需求進(jìn)行開發(fā)、生產(chǎn)，才可發(fā)揮其作用。因此，光學(xué)鏡頭開發(fā)、生產(chǎn)過程中，相關(guān)專業(yè)技術(shù)人才不僅需具備多領(lǐng)域行業(yè)知識，還要理解下游應(yīng)用領(lǐng)域的理論知識和技術(shù)，對專業(yè)技術(shù)人才的要求較高。目前中國的光學(xué)鏡頭企業(yè)從業(yè)人員中，技術(shù)人員的配套系統(tǒng)還未完善，存在人才供需問題。隨著中國積極倡導(dǎo)中國制造業(yè)向智慧化、數(shù)字化發(fā)展，這一趨勢使得各行業(yè)對專業(yè)技術(shù)人員的需求不斷攀升，導(dǎo)致人才供需失衡的矛盾正日益凸顯，若相應(yīng)技術(shù)人才不足，將導(dǎo)致行業(yè)技術(shù)無法創(chuàng)新，行業(yè)的研發(fā)水平難以提高。光學(xué)鏡頭新型光學(xué)元件被不斷采用隨著光學(xué)鏡頭設(shè)計技術(shù)的不斷進(jìn)步、幾何光學(xué)的發(fā)展，除了傳統(tǒng)單一光軸的光路設(shè)計，折射透鏡、棱鏡和反射鏡等新型光學(xué)元件被廣泛應(yīng)用于各類光學(xué)鏡頭的設(shè)計中，可以有效利用空間體積的重構(gòu)來減少光學(xué)鏡頭在特定方向上的尺寸或?qū)崿F(xiàn)特殊的光路設(shè)計，如潛望式手機(jī)變焦鏡頭設(shè)計、反射式超短焦投影鏡頭設(shè)計等，正逐漸成為光學(xué)行業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)熱點之一。同時，微透鏡陣列、全息透鏡、衍射光學(xué)元件等新型光學(xué)元組件應(yīng)用逐步增加，給光學(xué)鏡頭設(shè)計及應(yīng)用帶來了更多的可能性。光學(xué)鏡頭行業(yè)發(fā)展歷程光學(xué)鏡頭行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上游為原材料環(huán)節(jié)，主要包括光學(xué)塑膠、光學(xué)玻璃等；中游為光學(xué)鏡頭生產(chǎn)供應(yīng)環(huán)節(jié)；下游主要應(yīng)用于手機(jī)、攝像機(jī)、光學(xué)儀器、車載攝像頭模組、安防監(jiān)控設(shè)備、機(jī)器視覺、VR/AR設(shè)備等領(lǐng)域。智能手機(jī)是光學(xué)鏡頭主要下游應(yīng)用領(lǐng)域之一，隨著近年來我國智能手機(jī)的不斷普及，使得我國智能手機(jī)市場逐漸趨于飽和，市場需求主要為必要的替換需求，使得我國智能手機(jī)出貨量呈下降趨勢。2021年受5G升級的影響，智能手機(jī)出貨量有所增長，達(dá)3．4億臺，同比增長13．3%。光學(xué)鏡頭行業(yè)規(guī)模光學(xué)鏡頭作為視頻、圖像信息的入?？冢瑢π畔⒉杉馁|(zhì)量起著關(guān)鍵性作用，是人工智能（AI）和信息化世界的眼睛，是國家戰(zhàn)略提出的人工智能、大數(shù)據(jù)、智慧城市、智慧物聯(lián)（AIoT）、數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的實現(xiàn)基礎(chǔ)。隨著移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能為代表的新一代信息技術(shù)的蓬勃發(fā)展，自動駕駛、智慧城市、智能制造等終端應(yīng)用領(lǐng)域的不斷深化，作為信息系統(tǒng)最前端的光電感知核心器件，光學(xué)鏡頭將深入應(yīng)用到社會的各個角落，全面服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展。根據(jù)中國光學(xué)光電子行業(yè)協(xié)會發(fā)布的《2020年度中國光學(xué)元器件行業(yè)發(fā)展概況》統(tǒng)計，中國的光學(xué)元器件市場近十年取得蓬勃發(fā)展，市場規(guī)模擴(kuò)大了10倍以上，2020年中國光學(xué)元器件市場規(guī)模為1，400億元（含光學(xué)元件、光學(xué)鏡頭及鏡頭模組）。未來也將在推動各行業(yè)信息化、智能化建設(shè)，滿足國家整體安全防控體系建設(shè)需求及促進(jìn)文化與科技領(lǐng)域深度融合等方面發(fā)揮重要作用。光學(xué)鏡頭變焦光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展二十世紀(jì)初，美國光學(xué)專家Allen?Mann首次采用物像交換原理成功設(shè)計出了世界上第一款真正意義上的變焦距鏡頭（美國專利U．S．P．696788）。但初期由于計算機(jī)技術(shù)的落后和光學(xué)冷加工、鍍膜技術(shù)的不完善，使得變焦光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)的實際應(yīng)用受到較大限制，仍處于研究階段。1932年德國光學(xué)專家赫爾穆特專門為西門子設(shè)計了一款焦距25-80mm，變焦倍率3．2倍的變焦鏡頭。該鏡頭中由變焦群組和聚焦群組（群組指由光學(xué)鏡片組成的光學(xué)元組件）分別獨