research.stocke 1/20 请务必阅读正文之后的免责条款部分 Table_main 行业研究类 模 板 深度报告 电子 报告日期： 2018 年 3 月 23 日 3D sensing路径实现和投资机会的深度解析 行业深度报告 行业公司研究电子 ： 张伟 执业证书编号： S1230517070003 ： 021-80106020 ： zhangwstocke table_invest 行业 评级 电子 买入 Table_relate 相关报告 AR 手机开启移动互联新时代 table_research 报告撰写人： 张伟 数据支持人： 张伟 报告导读 3D sensing 产业链出现的必然性， 是基于人们对于真实世界反馈的三维化需求的升级，且 产生的信息量增加对于 AR 功能或者 ADAS 功能是必要的需求。 投资要点 从海内外公司最新季报看 3D sensing 行情的确定性 近期 Lumentum、 AMS、 Viavi、 WIN 等苹果 3D sensing 核心供应商纷纷发布 超预期的 2017 年 Q4 季报，乐观预期 2018 年乃至 2020 年的业绩表现，并纷纷扩产做好产业爆发的准备。同时我们 对照产业链调研信息 ，得出 非常明确 的判断 ：3D sensing 是未来 23 年消费电子最确定的大行情之一， 且有望从 2018 年下半年 开始加速。 时间、空间维度看 3D sensing 未来的爆发 对于智能手机的 3D sensing 硬件搭载率的测算 ， 预计 从 2017 年的不到 3%增长到 2020 年的 39%，其中安卓阵营搭载量的占比将从 2017 年的 0%达到 2020年的 64%。 对应行业规模有望从 2017 年的 7.6 亿美元提 高到 2020 年的 112 亿美元。且未来 2 年内，苹果市场的 3D sensing 规模将远大于安卓市场，安卓市场在 2018 年仍处于起步阶段，预计将在 2020 年和苹果市场平分秋色。 苹果、安卓阵营构建自身 3D sensing 生态链 的不同策略 在 3D sensing 领域不管是技术还是产业链的管控，苹果至少领先安卓 1.52.5年，安卓追赶的关卡 主要集中在边缘运算的 AI 芯片、功耗大小、模组尺寸、关键零部件的量产能力。 因此，在自身的 3D sensing 生态开发上，苹果和安卓将采取不同的策略：苹果致力于实现更完善的供应保障， 同时引领下一代后置3D sensing 的开发；而安卓阵营致力于实现供应链的整合，完成产品的落地。 通过四大核心因素挑选判断核心标的的受益程度 从 3D sensing 相关标的 股价的不同表现 ， 我们 总结出 标的挑选的一般性逻辑，总结出四大核心要素： 1）是否为苹果供应链 ，近两年苹果的规模将远大于安卓，业绩兑现看苹果 ； 2）单机价值量高低 ，代表行业成长空间 ； 3）业绩弹性 ，内附海内外公司弹性测算 ； 4）公司是否具备 其他零部件供应的能力 。分别给出每项核心要素的对应价值，并得出结论：非 A 股标的重点推荐 AMS、Lumentum、 IQE、 WIN； A 股标的重点推荐欧菲科技、水晶光电、联创电子。 风险因素 3D sensing 渗透不及预期，竞争加剧价格下降过快 证券研究报告 table_page 行业 深度报告 research.stocke 2/20 请务必阅读正文之后的免责条款部分 正文目录 1. 3D sensing 是未来 23 年消费电子最确定的大行情之一 . 3 1.1. 为什么我们坚定地认为 3D sensing 产业链会有确定性的大机会？ . 4 2. 基于各品牌搭载 3D sensing 手机出货量的预测及行业空间的测算 . 6 3. 苹果和安卓阵营如何开发自身的 3D sensing 生态 . 8 3.1. 苹果下一代后置 3D sensing 设计趋势及受益标的 . 8 3.2. 安卓阵营巨头强强联合，抢占先发优势 . 9 4. 产业链各环节的投资机会及竞争格局详细梳理 . 10 4.1. 光源： LED 有望成为廉价版方案，激光是应用主流， Vcsel 一统天下， EEL 有望在 18 年 H2 崭露头角 . 12 4.2. 扩束 +准直镜头： WLO 工艺占据先发优势， WLG、 Molding Glass 方案有望在安卓阵营中突围 . 14 4.3. DOE： TSMC/Xintec 占据先发优势， AMS、 Himax 有望成为安卓阵营首选 . 15 4.4. 产业链相关标的的总结 . 15 5. 3D sensing 标的挑选判断的四大核心因素（附海内外公司业绩弹性测算） . 15 图表目录 图 1： 预计的 AR 手机发展 时间表 . 5 图 2： Yole 的 3D sensing 市场规模预测 . 7 图 3： 苹果 True Depth 设计 . 11 图 4： 三种不同的光源效果 . 12 图 5： EPI Wafer 全球供应商市占率 . 13 图 6： 砷化镓 Wafer 代工商的全球市占率 . 14 图 7： 扩束 +准直镜头的方案结构 . 14 图 8： 3D sensing 产业链相关标的 . 15 图 9：归一化后的 AMS、 Lumentum、 IQE、 Viavi、 Himax、 STM 涨幅表现 . 16 图 10： 3D sensing 产业链相关零部件对应市场规模 . 17 表 1：相关公司 2017 年 Q4 的业绩表现 . 3 表 2：苹果近年来机器视觉的布局 . 4 表 3：各品牌搭载 3D sensing 功能手机的出货量预测 . 6 表 4：基于出货量给出的 3D sensing 市 场规模预测 . 7 表 5： 3D sensing 三种主流技术的性能表现 . 8 表 6： 3D sensing 的不同方案 . 9 表 7：苹果 3D sensing 零部件价值量详细拆分 . 11 表 8： EPI Wafer 供应商未来布局 . 13 表 9： 3D sensing 产业链相关公司的区间涨幅 . 16 表 10： 3D sensing 产业链相关公司业绩弹性测算 . 17 表 11： 4 大核心因素评判 3D sensing 产业 链公司优异程度 . 18 table_page 行业 深度报告 research.stocke 3/20 请务必阅读正文之后的免责条款部分 1. 3D sensing 是 未来 23 年消费电子最确定的大行情之一 我们以两个维度看摄像头产业： 1）人们对于更高清、更真实世界反馈的需求，促使不断对摄像头进行升级，并且这种趋势永无止境。以手机镜头为例，镜头像素 规格的升级是一条主线（从 200 万升级到主流的 1300 万像素，甚至是2000 万像素），镜头数量的提升则是从单摄到双摄、三摄。 2）从当今全球科技界聚焦的热点领域出发，不管是 AR/VR、ADAS、工业互联网、 AI 等，摄像头作为获取外界信息的媒介，不可或缺，每一个产业对于摄像头的需求都不会弱于手机产业，而且具备高度发展战略价值。纵观当今零部件产业，如此规模体量下还能实现量价齐升的行业绝无仅有！本质就是 千亿级的市场空间、超长的景气周期、确定的国产化趋势 。 因此，我们看待 3D sensing 产业链的爆发属于“意料之中” ，属于对真实世界反馈的需求从二维走向三维，同时为AR、 ADAS 等需求铺平道路。近期 Lumentum、 Viavi、 AMS、 WIN 等苹果 3D sensing 核心供应商纷纷发布超预期的2017Q4季报，并 给出 2018年乃至 2020年的乐观预期； 同 ， 时我们对照产业链调研信息， 得出 非常明确 的判断 ： 3D sensing是未来 23 年消费电子最确定的大行情之一， 且有望从 2018 年 H2 开始加速。 我们认为，众多的产业链环节 及确定的国产化趋势将带来一二级市场明确的投资机会。 在 前期 发布 的两篇报告“ AR 手机开启移动互联新时代”、 “ 3D sensing 各零部件规模预测以及技术路线的思考” 中，我们 已经 初步阐述了 对于 3D sensing 的思考逻辑以及标的推荐。结合近期海外产业链公司的电话会议以及相关产业调研，我们 将在本文进一步 探讨产业链中的路径实现、相关动态与投资机会。 就本文的行文结构上，我们主要阐述以下五 个问题： 1）为什么我们坚定地认为 3D sensing 产业链会有 确定性的 大机会？ 2） 基于各品牌搭载 3D sensing 手机出货量的预测及行业空间测算 3） 苹果和安卓阵营如何开发自身 的 3D sensing 生态？ 4） 产业链各环节 的投 资机会及竞争格局详细梳理 5） 3D sensing 标的挑选判断的四大核心因素（附海内外公司业绩弹性测算） 在正式阐述之前，我们先看产业链相关的苹果类及非苹类公司在完整 2017 年 Q4 的业绩表现，以及他们相应的预期和动作，这也正构成 我们一直坚定推荐的信心之一。 表 1：相关公司 2017 年 Q4 的业绩表现 公司 2017 年 Q4 营收 环比 同比 动作 Lumentum 4.046 亿美元 66.4% 52.7% 更积极扩产 Vcsel 和 EEL， 18 年就能看到有意义的安卓客户 AMS 4.7 亿欧元 79.38% 252% 投资 2 亿美元用于 Vcsel 和 WLO 产能的扩张，非常强劲的 18 年预期，预计 16 19 年的营收年复合增速 60% IQE 0.84 亿英镑 19.5% 20.52% 预计未来 35 年新增 4060 台 MOCVD 机台 WIN 55.81 亿台币 27% 74% 产能到 18 年底会扩充 78K（ +40%以上） Viavi 2.018 亿美元 3.38% -2.3% 18 年下半年，多个客户和平台的驱动的 3D sensing 需求将出现大量增加 table_page 行业 深度报告 research.stocke 4/20 请务必阅读正文之后的免责条款部分 Himax 1.82 亿美元 -7.78% -11.5% 正与多家一级智能手机制造商合作，计划在 2018年上半年推出其高端智能手机上的 3D 传感技术。 18 年 Q1 末开始生产，初期产能每月 200 万部。 备注： IQE 是半年数据，特指 17 年 H2 的数据 资料来源：浙商证券研究所 1.1. 为什么我们坚定地认为 3D sensing 产业链会有 确定性的 大机会？ 虽然我们坚定 看好 3D sensing，但在路演 过程中也发现会有疑虑，这个问题出现的起因在于，作为备受瞩目的搭载 3D sensing 的 iPhone X 销量不尽如人意， AR 类的应用 APP 也并未出现井喷，那如何判断 安卓产业链的跟进意愿。作为本文的开篇，笔者 认为有必要阐述清楚 3D sensing 产业进程的必然性。 先看产业界实际的情况：我们预计 18 年搭载 3D sensing 的 iPhone 将从 1 款变为 3 款，安卓端可以看到国产手机厂商 H/O/V/M 在 2018 年都积极的推进搭载 3D sensing 功能的旗舰机，最快有望在 2018 年 Q2 推出，普遍将在 2018年下半年推出。 我们从现实和未来两大因素看待 3D sensing 搭载的必然性 ： 1) 现实因素：全面屏的趋势下前置结构光方案成为首选的生物识别方案 全面屏成为高端手机趋势的情况下，正面 的指纹识别方案或变成屏下指纹方案（光学或者超声波），或称为 “ 额头”上的识别方案（人脸识别或者虹膜识别），因此 我们得出的另一个小判断是 ： 三星并不会在 2018 年推出搭载 3D sensing 功能 的新机，一方面考虑到三星并没有结构光方面的完整供应链的保障；另一方面， 本身具备的虹膜识别功能可以部分满足识别的需求（三星 S9 和 S9+放弃屏下指纹识别和 3D 感测脸部识别方案就是对我们判断的最好证明）。而在屏下指纹方案并不非常成熟的情况下（全屏幕指纹扫描的成本高以及解锁速度较慢），虹膜识别并未得到广泛认可，3D sensing 成为首选方案。这在成本端也得到支撑：而且结构光方案模组成本的下降； 替代掉指纹识别模组方案，实际增加的 BOM 成本也并没有想象中的高。 2) 未来因素：深度信息的感知是实现 AR 手机的前提 就未来而言，本质 因素在于 AR 手机的大趋势，而 3D sensing 或者深度感知的功能 正 是实现 AR 功能的前提。这方面布局 最完善、最深入的是苹果，我们很容易从苹果的布局看出 AR 手机的大趋势：从 2010 年收购 Polar Rose 起，苹果已先后收购近十家涉及机器视觉、增强现实技术的公司 ，当然最核心的一步在于 2013 年收购 全球最知名的 3D 视觉 方案提供商 PrimeSense，搭建属于苹果的结构光方案的核心技术基础。而近两年来，收购的重心偏重深度信息的应用处理。 表 2：苹果近年来机器视觉的布局 时间 标的 主要产品 2010 年 Polar Rose 脸部识别技术，推出应用 Recognizr 2013 年 PrimeSense 结构光方案的全球领先者，方案成功应用至微软 Kinect，华硕 Xtion 中 2015 年 LinX 以色列摄像头技术公司，以多孔径成像最为突出，可以 table_page 行业 深度报告 research.stocke 5/20 请务必阅读正文之后的免责条款部分 创建具有景深信息的照片，并且能够将镜头变得更轻薄 2015 年 Faceshift 面部动作捕捉技术工作室，实时捕捉人的表情，创建动画头像和其它数据信息，曾参与过星球大战的制作 2015 年 Perceptio 图像识别公司，产品为开发智能手机端的人工智能图像分类系统 2016 年 Emotient 人工智能公司，致力于通过面部表情分析来判定人的情绪。 2016 年 Flyby Media 三维虚拟现实和增强现实技术，相关技术应用于 Project Tango 项目中 2017 年 RealFace 面部识别技术用于提供生物识别登陆服务 资料来源：浙商证券研究所 另一个重要 信号 是 ARKit 和 ARcore 的相继推出。 AR 应用的渗透永远绕不过 “内容和硬件谁先等谁”的问题，而借助 iOS 和安卓两大平台，将直接累积数亿的 AR 用户，并带来海量的 AR 应用。随着 3D sensing 硬件的成熟， 18年下半年苹果将开放更多的应用接口，应用市场有望加速，更多的 AR 应用也将驱动安卓端加快 3D sensing 硬件的推广，实现正反馈。 图 1： 预计的 AR 手机发展时间表 资料来源： Deutsche bank、 浙商证券研究所 同时，我们预期在完成硬件端整合，软 件端 积累后，苹果 AR 眼镜的推出也将是顺理成章的事 。 综上 ， 我们判断： 3D sensing 产业链出现的必然性 ， 是基于人们对于真实世界反馈的三维化需求的升级，从 2D 的信息面转移到 3D 的信息面， 产生的信息量增加 对于 AR 功能或者 ADAS 功能是必要的需求。 table_page 行业 深度报告 research.stocke 6/20 请务必阅读正文之后的免责条款部分 2. 基于各品牌搭载 3D sensing 手机出货量的预测及行业空间的测算 我们主要判断苹果、三星、华为、 OPPO、 VIVO、小米、 LG 的搭载 3D sensing 终端的出货量情况。 根据市场调研预计 18 年搭载 3D sensing 的 iPhone 将从 1 款变为 3 款，国内手机厂商最 早在 18 年 2 季度推出，普遍是一款旗舰机，而三星如我们前面分析可能并不会在 18年推出相关产品。 因此，我们展示对于智能手机的 3D感测硬件搭载率的预测，从 2017 年的不到 3%增长到 2020 年的 39%，其中安卓阵营搭载量的占比将从 2017 年的 0%达到 2020 年的 64%。因为安卓供应链体系的不同，这对非苹阵营供应商的研究非常有意义。 表 3：各品牌搭载 3D sensing 功能手机的出货量预测 (million) 2016 2017E 2018E 2019E 2020E IPhone 0 38 150 230 230 -front 3D sensing 38 150 230 230 -rear 3D sensing 0 0 40 150 Samsung 0 0 0 60 135 Huawei 0 0 10 30 70 Vivo 0 0 3 15 45 Oppo 0 0 6 20 50 LG 0 0 2 8 15 xiaomi 0 0 4 15 30 Google Pixel 0 0 0 15 35 Others 0.1 0.2 0.5 15 35 3Ds Smartphone 0.1 38.2 175.5 408 645 Total Smartphone 1473 1541 1583 1626 1669 Attachment rate 0% 2% 11% 25% 39% 资料来源：浙商证券研究所 我们先 给出 Yole 的预测供 参考， 预计 3D sensing 的市场规模将从 2016 年的 13.28 亿美元增长到 2022 年的 90.34亿美元， 我们认为偏保守，但总体来说这仍是一个至少百亿级美元的新增市场。 table_page 行业 深度报告 research.stocke 7/20 请务必阅读正文之后的免责条款部分 图 2： Yole 的 3D sensing 市场规模预测 资料来源： Yole、 浙商证券研究所 而 我们的 测算与 Yole 的偏差主要来自于对单机价值的判断，下文 将 给出 我们对于苹果 3D sensing 各零部件的价值量 分析，预计 3D sensing 合计的价值量在 20 美元左右，而安卓端尚 未有 量产的 3D sensing 组件 ，根据 Himax 的口径及产业调研的信息 ，预计价值量 至少 在 20 美元以上 。因此这意味着到 2020 年， 仅 智能手机终端的 3D sensing 硬件能够达到 112 亿美元的新增市场规模，这是目前并不存在的纯增量的市场！ 表 4： 基于出货量给出的 3D sensing 市场规模预测 (Shipments,mm) 2016 2017E 2018E 2019E 2020E iPhone 0 38 150 270 380 -front 0 38 150 230 230 -rear 0 0 0 40 150 Android 0.1 0.2 25.5 178 415 Total 0.1 38.2 175.5 448 795 (ASP， US$) 2016 2017E 2018E 2019E 2020E iPhone 20 17 16.59 15.39 -front 20 17 16 15 -rear 20 16 Android 20 15 13 Average 20 17.44 15.96 14.14 (Revenuse,USDmm) 2016 2017E 2018E 2019E 2020E iPhone 760 2550 4480 5850 -front 760 2550 3680 3450 -rear 800 2400 Android 510 2670 5395 table_page 行业 深度报告 research.stocke 8/20 请务必阅读正文之后的免责条款部分 Total 760 3060 7150 11245 YoY growth 302.63% 133.66% 57.27% 资料来源：浙商证券研究所 具体而言，未来 2 年 内 ，苹果市场的 3D sensing 规模将远 大于安卓市场，安卓市场在 2018 年仍处于起步阶段，预计将在 2020 年和苹果市场平分秋色。 3. 苹果和安卓阵营如何开发自身的 3D sensing 生态 苹果从 13 年收购 Primesense 后，历经数年完成整套方案的小型化和低功耗，并且整合出可规模量产的完整产业链，可以说苹果的 3D sensing 是整体软硬件协同合作的产物，而安卓由于是开放架构，在各个技术环节和供应链上都弱于苹果。由此我们得出结论：在 3D sensing 领域不管是技术还是产业链的管控，苹果至少领先安卓 1.52.5 年，并且安卓追赶的关卡 主要集中在边缘运算的 AI 芯片、功耗大小、模组尺寸、关键零部件的量产能力。 因此，在自身的 3D sensing 生态开发上，苹果和安卓将采取不同的策略：苹果致力于实现更完善的供应保障，同时引领下一代后置 3D sensing 的开发；而安卓阵营致力于实现供应链的整合，完成产品的落地。 3.1. 苹果下一代后置 3D sensing 设计趋势及受益标的 前置结构光方案上 ，苹果在技术上将继续深挖小型化和低功耗， 目前 LGI 已 启动更小型化的 3D sensing 感测模组的量产准备，并期望采用低温锡膏取代锡球用于接合功能，预计 2018 年 iPhone 搭载的 3D sensing 模组的体积同比将缩小 10%。在供应链 管理 上则是在保障供应的前提下，尽可能地扶持第二供应商，比如授予 Finisar3.9 亿美元用于扩产 Vcsel 绑定 Sherman 厂的产能，引入新的模组供应商等。 要 明了 苹果后置 3D sensing 方案的设计趋势，我们先分析 实现 3D 功能的三种主流技术 （ 双目立体视觉 SV、结构光技术 SL、飞行时间技术 TOF）的差异。 由于双目在软件算法上要求高，且在低弱光情况下表现差，我们主要探讨SL 和 TOF 的应用前景，且此处的 SL 主要指散斑结构光方案。 表 5： 3D sensing 三种主流技术的性能表现 性能表现 双目立体视觉技术 结 构光技术 飞行时间技术 准确性 低（ mmcm） 高（ mcm） 中 (mmcm） 分辨率 N/A 高（ 10 m） 响应时间 中 中 快 探测距离 中 中（最高到 56m） 长（最高到 100m 甚至更长） 便携性 N/A 低 高 光学校准精度 高 高 中 低光表现 差 好 好 强光表现 好 差 中 软件复杂程度 高 中 低 功耗 低 中 中 BOM 成本 N/A 前置 1015$ 后置 1520$ 68$（ TOF only） 2530$(Tango) table_page 行业 深度报告 research.stocke 9/20 请务必阅读正文之后的免责条款部分 资料来源：浙 商证券研究所 结构光技术可 通过采用局部照明获取单帧图计算深 度信息，另外值得注意的是“模组功耗与分辨率、帧率成正比关系”。因此 结构光技术和 TOF 技术的比较就是：结构光方案识别距离近，近距精度高于 TOF，且功耗小； TOF 方案识别距离远，但功耗大。根据国内某知名厂商的测试结果，相同参数下 TOF 的功耗是散斑结构光方案的几十倍。虽然结构光的使用范围在 04m，但根据测试，在 1.21.5m 左右， TOF 的精度已经开始优于结构光方案。 主要从功耗角度考虑，兼顾近距精度，前置方案通常选用结构光方案。而从 AR 功能的重构建模角度出发，需要考虑远距情况下的精度，所以后置方案需要采用 TOF 方案，但同时需要解决功耗问题。而苹果后置下一代 3D sensing模组大概率确定为后置 TOF 方案。 我们分析结构光方案和 TOF 方案在硬件上的区别：结构光方案需要包括准直镜头、反射镜面、 DOE 在内的整套微光学系统，而 TOF对于微光学的需求较少（但比如 Pmd 仍然使用微光学部件），对于激光光源的驱动 IC和红外 CMOS的要求会更高，需要能处理同步的高速信号。 所以我们判断 STM 和 AMS 仍将是苹果 TOF 方案的受益标的。若扩大到安卓阵营，我们认为 infineon/pmd 将是首选 ， Sony 也是 可供选择 的 方案 ， PMD 是谷歌 Tango 和高通 snapdragon 平台的首选供应商，而且与同行索尼相比的话，Pmd 的软件实力更强劲。 3.2. 安卓阵营巨头强强联合，抢占先发优势 区别于其他安卓机，我们 先 把三星单独拎出来阐述，三星一直在培养自身较为封闭的供应链，主要以扶植三星集团的公司或其他韩国公司为主，近几年三星也在针对性地扶植自身供应链中缺少的部分，所以我们认为对于 3D sensing这项未来 AR 功能实现的前提基础，三星 即使在 2018 年无法推出任何产品也会致力于培养自身“韩系”供应链。 目前，三星已经发布 自行开发的 Vcsel 并寻求导入量产。 而对其他安卓机，主要是国产手机，我们在前文已经详细阐述 国产手机厂商对于搭载 3D sensing 功能的旺盛需求，且在整个供应链偏紧的前提下，国产手机厂商可供选择的余地不多， 愿意出让更多的关于模块的主导权，比如国内 H厂商仅自行开发算法等。 表 6： 3D sensing 的不同方案 方案 光源波长（ nm） 光源类型 光源发光点 准直器件 散斑器件 投影器方案 散斑方案 iPhone X 940 VCSEL 多点 WLO DOE 折射光程 多幅散斑 Himax 940 DFB/VCSEL 单点 /多点 微光学 DOE 折射光程 单幅散斑 舜宇 940 VCSEL 多点 WLO DOE 同轴光程 单幅散斑 丘钛 940 VCSEL 多点 微光学 DOE 同轴光程 单幅散斑 欧菲科技 940 VCSEL 微光学 同轴光程 单幅散斑 昂纳 940 VCSEL 多点 WLO DOE 折射光程 多幅散斑 资料来源：浙商证券研究所 由此，我们可以合理推断出，整体解决方案在当前的重要性： 它将使得 客户的整合复杂度降至最低。由于整个的解决方案涉及到模块不同组件之间的大量配对、匹配以及优化和折中妥协，对于方案商来说资源整合的能力是核心竞争力之一，也非常容易获得超额收益。 table_page 行业 深度报告 research.stocke 10/20 请务必阅读正文之后的免责条款部分 我们分析有两类公司能够参与主导：一类是传统的 CCM 公司，我们知道 3D sensing 的结构光方案对于主动对准的极高精度需求，这给组装带来了极大的挑战，但对于 CCM 公司是重要性的体现和