图像处理芯片专题分析报告

　 图像处理芯片专题分析报告

　得视频者得天下 图像处理行业潜力无限 中国厂商有望加速超车

　 行业观点  本篇报告主要研究图像处理芯片行业状况，涉及到的芯片有两种：传感器芯片（CIS，光信号转为电信号）与视频处理芯片（处理数字信号）。

　 CMOS 传感器（CIS）逐步代替 CCD 传感器成为主流 ▪

　根据 IC insight 2016 年报告，2016 年全球图像传感器市场规模约为116 亿美金，到 2021 年预计为 170 亿美金，CAGR=10.27%，销售数量CAGR=13.6%。99%以上为 CIS 产品。

　▪

　得技术者得天下。CIS

　微架构方面改进是在纳米级别，技术门槛高。索尼、三星以 42%、18%市场份额领跑行业。中资控股的豪威科技（北京）具有 CIS 稀缺技术储备，有望利用大陆市场实现快速发展。

　▪

　三驾马车拉动下游需求。多摄智能手机、3D 感测、无人驾驶汽车是拉动需求的三架马车，我们预测这三项对于CIS 未来三年需求将达到 34 亿、39 亿、45 亿颗，YoY 分别为 12%、15%、15%。

　 视频处理芯片中国已经占领半壁江山 ▪

　目前估计全球视频处理芯片市场规模约为 30 亿美金，其中安防领域5 亿美金左右。预计到 2022 年整体将达到 55 亿美金，4 年 CAGR 约为 16%，其中车用视频增速最快，安防次之。中国厂商海思半导体、富瀚微等已经崛起，安霸等国外厂商面临严峻竞争压力。

　▪

　成长动力充足，有望量价齐升，：量：首先终端视频设备数量持续增加，包括手机、专业\家用摄像头等；价格：1）图像处理质量能力提升 2）视频压缩能力需求加强（从 H.264 升级到H.265）

　3）功能性 模块增加，如增加无线传输能力 wifi，蓝牙模块等；增加 AI 计算机视觉功能。以上均会推动芯片单价的提升。

　投资建议  视频处理行业整体发展趋势良好，中国厂商有望加速超车。推荐关注韦尔股份（拟入股豪威科技）、富瀚微（国产安防视频芯片稀缺标的）；建议关注晶方科技（CIS 封测龙头厂商）。

　 内容目录 1 视频处理工作原理 ............................................... 4 2 CMOS 传感器逐步代替 CCD 传感器成为主流 ........................... 6 2.1 CIS 行业技术发展与趋势——得技术者得天下 ...................... 6 2.2 CIS 市场概况 .................................................. 9 2.3 下游需求仍将保持旺盛 .......................................... 9 3 视频处理芯片——计算机视觉芯片将成为主流 ...................... 15 4 主要视频芯片厂商 .............................................. 18 4.1 全球 CIS 相关公司 ............................................ 18 4.2 图像处理芯片相关厂商 ........................................ 22 5 推荐标的 ...................................................... 27 6 风险提示 ...................................................... 27 图表目录 图表 1：像素分辨率一览 ............................................. 4 图表 2：视频处理工作流程 ........................................... 5 图表 3：CCD 与 CMOS 传感器特性对比 ............................... 6 图表 4：CCD 与 CMOS 出货量对比 ................................... 6 图表 5：前照式与背照式芯片横截面结构对比 ........................... 7 图表 6：前照式与背照式图像对比 ..................................... 7 图表 7：三星 ISOCELL 与 ISOCELL PLUS 技术 .......................... 7 图表 8：传统 2 层堆叠式 CIS 对比 3 层堆叠式 CIS .......................................... 8 图表 9：具有 ADC 模块的 CIS ......................................................................... 8 图表 10：CIS 市场规模以及趋势 ...................................... 9 图表 11：2016 供应厂商市场份额 ..................................... 9 图表 12：CIS 未来应用趋势 .......................................... 9 图表 13：CIS 市场下游应用比例趋势 .................................. 9 图表 14：智能手机与 CIS 全球出货量趋势对比 ......................... 10 图表 15：全球双摄手机渗透率预测 ................................... 10 图表 16：苏宁易购手机销售价位段 ................................... 10 图表 17：Light 配备 9 个摄像头的 L16 原型机 .......................... 10 图表 18：智能手机双摄对于 CIS 需求（单位：亿）

　..................... 11 图表 19：3D sensing 增长趋势 ...................................... 12 图表 20：3D sensing 技术特点分析 .................................. 12 图表 21：预计 3D 感测对于红外 CIS 的拉动（亿颗）

　................... 13 图表 22：车用摄像头需求预测（单位：万）

　........................... 14 图表 23：汽车、结构光、手机多摄对 CIS 拉动数目估计（单位：百万）

　... 14

　图表 24：预计 2022 年视频芯片市场情况 .............................. 15 图表 25：安防所需视频芯片数量（百万）

　............................. 16 图表 26：安防所需网络视频芯片市场规模（百万美金）

　.................. 16 图表 27：Amazon 电池类摄像头 ..................................... 17 图表 28：海康 H265 500 万 CMOS 网络摄像机 ......................... 17 图表 29：安防产品对比 ............................................. 17 图表 30：国内外厂商 CIS 产品性能对比 ............................... 18 图表 31：索尼公司营收分拆（十亿美金）

　............................. 19 图表 32：三星电子营收分拆 ......................................... 19 图表 33：豪威专利 ................................................. 20 图表 34：豪威主要股东 ............................................. 20 图表 35：安森美收入分拆（按应用领域）

　............................. 20 图表 36：收入拆分（按产品）

　....................................... 20 图表 37：On Semi 营收（百万美金）以及增长率 ....................... 21 图表 38：On Semi 净利润（百万美金）以及增长率 ..................... 21 图表 39：国内外厂商产品对比 ....................................... 22 图表 40：高端手机芯片性能对比 ..................................... 22 图表 41：华为高清视频会议系统 ..................................... 23 图表 42：华为全景运动相机 ......................................... 23 图表 43：安霸营收下游应用分拆 ..................................... 24 图表 44：安霸营收净利润数据（单位：百万美元）...................... 24 图表 45：安霸产品线一览 ........................................... 24 图表 46：富瀚微营收（百万）

　....................................... 25 图表 47：富瀚微归母净利润(百万) ................................................................. 25 图表 48：封测厂毛利率对比 ......................................... 26 图表 49：封测厂净利率对比 ......................................... 26 图表 50：晶方科技营收 ............................................. 26 图表 51：晶方科技归母净利润 ....................................... 26 图表 52：推荐标的主要数据（截止到 20180802 收盘）

　.................. 27

　1 视频处理工作原理 在了解视频处理之前，我们需要了解图像的基本组成：像素（pixel），即“画像元素”。每个像素就是真实图像的一个取样点，而照片就是这一个个取样点的集合，单位面积内的像素越多代表分辨率越高，所显示的图片就会接近于真实物体。

　我们平时说的百万像素（Mega

　Pixels，缩写为 MP）是指有“一百万个像素”，通常用于表达相机的分辨率。例如，我们说一个摄像头有 1200 万像素分辨率， 拍摄出的最高像素图片一行大约 4000 个像素，一列大约 3000 个像素，合计约 为 4000×3000=12,000 ,000 万像素,即 12MP。现在主流电视一般支持 1080P 片源。

　图表 1 ：像素分辨率一览 分辨率 水平 垂直 像素数目

　1MP/720P 1280 720 921,600 QVGA/960P 1280 960 1,228,800 1.3MP 1280 1024 1,310,720 2MP/1080P 1920 1080 2,073,600 2.3MP 1920 1200 2,304,000 3MP 2048 1536 3,145,728 5MP 2560 1920 4,915,200 6MP 3032 2008 6,088,256 8MP 3264 2448 7,990,272

　 来源：百度 国金证券研究所 摄像的过程实际就是把光信号转换为电信号的过程。在数字摄像的过程中，外面的光通过透镜打到传感器芯片，传感器芯片把图像分解成百上千万个像素， 传感器测量每个像素的色彩与亮度，并把它转化为数字信号作为代号，例如“010101010……”。这样，实际图像就变成一系列数字的集合。由于原始图 片尺寸通常很大，为了传输方便，视频处理芯片再对其继续进行压缩编码等处理，以方便传输储存等。

　摄像处理流程: 1. 镜头：汇聚外界景物发出的光线。

　2. 传感器芯片：传感器芯片把外届图像分解成百上千万个像素，并转化为电信号，并传给模拟数字转换器，转换成数字信号。

　3. 视频处理芯片：接受传感器传送的数字信号，对其进一步处理，比如压缩编码等。

　所以，传感器芯片（光信号转为电信号）与视频处理芯片（主要处理数字信号）

　是图像处理最重要的两种电子元器件。

　图表 2 ：视频处理工作流程

　 来源：wikipdia Ambarella 国金证券研究所 （SoC）

　镜头 (lens) 传感器 （Sensor) 图像信号处理器 （ISP）

　图像编码器 （Encoder) 视频处理芯片

　视频

　（MP4文件)

　实际景象

　2 CMOS 传感器逐步代替 CCD 传感器成为主流

　 传感器芯片主要有两种类型：电荷耦合元件（CCD，Charge-Coupled Device）

　与 CMOS 传感器（CIS，CMOS Image Sensor）。CCD 于 1969 年被发明，并 于 1975 年正式应用于照相机领域，CMOS 的出现则相对晚了十年。

　随着后来 CMOS 成像技术不断提升，CIS 借其低功耗、体积小、高帧数（有利于拍摄动态影像）等优势，逐步在民用消费电子等领域占领市场，而 CCD 则由于图像质量有优势，在专业领域如在卫星、医疗等领域仍有一席之地，但已经逐步丢失大部分市场份额。鉴于 CIS 的市场份额已经超过 99%。我们在本文主 要讨论CIS 的行业状况。

　 图表 3 ：

　CCD 与 CMOS 传感器特性对比 图表 4 ：

　CCD 与 CMOS 出货量对比

　来源：百度 国金证券研究所 来源：IC insights 国金证券研究所

　2.1 CIS 行业技术发展与趋势——得技术者得天下

　芯片作为最高端的电子元器件，一直是靠技术迭代驱动，而 CIS 又是属于芯片中相对高端的一类产品，故此一直是得技术者得天下，且龙头效应愈发明显。

　索尼公司凭借在摄像领域强大的技术储备与领先程度，近几年一直处于龙头地

　位而且在 CIS 市场份额一直在扩大，从 2015 年的 38%上升到 2016 年的 42%。

　CIS 主要分为传统（前照式）CIS、背照式（Back-illuminated）CIS。

　传统的前照式 CIS 光线射入后依次经过片上透镜、彩色滤光片、金属线路最后光线才被光电二极管接收。由于金属线路会对光线产生影响，最后被光点二极管吸收的光只有 80%或者更少，折旧影响了图像质量。

　背照式 CIS 改变了架构，把金属线路与光电二极管位置调换，让光线依次经过片上透镜、彩色滤光片、光电二极管。这样减少金属线路对管线的干扰，从而增加进光量，减少噪度，对于光线不足场景有比较明显效果。Sony 公司平衡了量产工艺与成本的问题，于 2009 年将背照式CIS 商用化。

　CCD 输出类模拟信号 CMOS 输出类数字信号 功耗高、图像质 量好 低功耗、体积小、每秒帧数高（FPS）

　应用于专业领域，如卫星 应用于手机、汽车等

　图表 5 ：前照式与背照式芯片横截面结构对比 图表 6 ：前照式与背照式图像对比

　 来源：太平洋电脑网 国金证券研究所 来源：索尼 国金证券研究所

　 在背照式CIS 的基础上，各家公司纷纷开发新的技术：

　2013 年，为了解决相邻像素模块互相干扰问题，三星开发了 ISOCELL 技术， 在相邻像素模块中间插入金属隔离层，这样每个像素模块可以吸收更多光线，

　大幅度提高图像质量。随后三星在 ISOCELL 基础上推出升级版 ISOCELL Plus， 把金属隔离层改成日本富士公司（Fujifilm）提供的特殊材料，进一步减少金属 对于光线的干扰，可以将感光度提升 15%。目前 ISOCELL PLUS 技术主要应用在大像素产品上，例如分辨率 20MP 以上的传感器。

　图表 7 ：三星 ISOCELL 与 ISOCELL PLUS 技术

　来源：三星 国金证券研究所

　2017 年，在背照式 CIS 之后索尼发明了业界第一款三层堆叠式 stacked CIS。这款传感器在传统堆叠式传感器的感光层（光电二极管）与金属线路之间增加了一层 DRAM 存储层。增加 DRAM 存储层用来临时存储数据，作用类比计算机的内存，可以整体提高数据读写速度，对于高速动态物体的抓拍有很好的效果。

　2018 年，索尼公司为了解决图像扭曲问题，推出具有模拟数字转关（ADC， Analog Digital Converter）模块的 CIS。传统的 CIS 需要一行一行读取传输感光模块，这就造成了图像焦面扭曲。索尼新产品在传统感光层下面平铺一层ADC 层，可以同时读取感光模块，完美的解决了图像扭曲问题。在感光层与

　ADC 之间，用铜-铜 Cu-Cu 连接，在一款传感器中最多用了 300 万个铜-铜连接器。

　图表 8 ：传统 2 层堆叠式 CIS 对比 3 层堆叠式 CIS

　来源：SONY 国金证券研究所

　 图表 9 ：具有 ADC 模块的 CIS

　来源：SONY 国金证券研究所

　 可以看出 CIS 的技术门槛很高，微架构方面的改进都是在纳米级别。半导体制造方面也需要有足够的工艺水平来配合设计的构想，故此索尼与三星在 CIS 方面都是 IDM 模式（Integrated

　Device

　Manufacturing，全产业链模式），即自己拥有设计、制造、封装全套技术。

　通过技术方面的不断探索，索尼与三星逐步占领了 CIS 市场份额前两位，目前两个巨头市场份额超过 60%。

　17 2016-2021F增长率 销售额=10.27% 销售数量=13.62% 12.5 2.2 CIS 市场概况

　根据 IC insights 2016 年数据，2016 年全球图像传感器市场规模约为 116 亿美金，到 2021 年预计为 170 亿美金，CAGR=10.3%，销售数量 CAGR=13.6%。我们的预测数据高于 IC insight，详情请看 2.3 节。

　CIS 市场集中度较高，龙头（索尼）份额进一步加大。2016 年前四大公司占有全球 76%的市场份额，索尼（42%）、三星（18%）、豪威/Omnivision（12%）、安森半导体（6%）。前几大厂的侧重点各不一样，索尼与三星主要是消费电子 应用占主导，安森半导体则在汽车电子有优势。

　图表 10 ：

　CIS 市场规模以及趋势 图表 11 ：

　2016 供应厂商市场份额

　CMOS图像传感器增长趋势 20 8

　15 6

　10 4

　5 2

　0 0 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18F 19F 20F 21F 销售额（十亿美金）

　来源：IC Insights 国金证券研究所 来源：Yole Developpement 国金证券研究所

　2.3 下游需求仍将保持旺盛

　过去十年，对于 CIS 最大的拉动莫过于智能手机的普及。未来十年，我们认为多摄像头手机、无人驾驶汽车、安防、医疗、机器人等行业应用占比将逐步升高，继续拉动下游需求。

　图表 12 ：

　CIS 未来应用趋势 图表 13 ：

　CIS 市场下游应用比例趋势

　 来源：YOLE Development 国金证券研究所 来源：IC insights 国金证券研究所

　从左下图可以看出，从智能手机兴起开始，CIS 的出货量曲线基本拟合智能手机 出货量曲线。2013 年以前主要是智能手机的拉动，尽管在 2013 年后，手机增长趋势放缓，但是由于其他应用的崛起，例如安防、智能汽车、物联网等， CIS 的增长曲线仍能保持以前的增长趋势。

　应用分类 2015 年 2020 年 照相手机 70% 48% 汽车 3% 14% 安防 2% 6% 电脑和平板电脑摄像头 7% 6% 工业使用 4% 6% 医疗和科学 2% 6% 数码相机（静态和视频）

　7% 4% 光电鼠标 2% 2% 玩具和电视游戏 1% 2% 其他 2% 6%

　全球市场（十亿美金）

　全球出货量（十亿）

　全球出货总量 双摄手机数量  多摄或将成为行业趋势

　虽然智能手机出货量已经趋于稳定，但是双摄甚至多摄摄手机再一次拉动了CIS 的需求。目前配备双摄的主要是 2000 元以上手机。根据第三方数据， 2017 年全球双摄手机渗透率达到了 8%-10%，我们估计未来 3 年有望达到 50%渗透率甚至更高。即绝大部分 2000 元机以及相当比例千元机会标配双摄。仅此一项，按年出货 15 亿部手机计算，未来三年即可额外拉动 7 亿颗CIS 需求。

　2018 年华为已经率先推出搭配 3 摄的 P20 Pro 旗舰手机。而国外厂商 Light 已经推出配备 9 个摄像头的原型机。在智能手机创新不足的情况下，摄像头是为数不多可以做文章的突破口. 图表 14 ：智能手机与 CIS 全球出货量趋势对比 图表 15 ：全球双摄手机渗透率预测

　 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0

　 来源：Wind、IC insights、国金证券研究所 来源：中国产业信息 国金证券研究所 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0%

　 图表 16 ：苏宁易购手机销售价位段 图表 17 ：

　Light 配备 9 个摄像头的 L16 原型机

　来源：苏宁易购 国金证券研究所 来源：Light 国金证券研究所

　图表 18 ：智能手机双摄对于 CIS 需求（单位：亿）

　2017 2018E 2019E 2020E 手机出货量 14.62 14.62 14.91 15.21 YoY

　0%

　2%

　2%

　双摄手机渗透率 10.00% 20.00% 40.00% 60.00% 双摄手机出货量 1.46

　2.92

　5.96

　9.13

　双摄手机需要CIS 数量（3 颗/台）

　2.92

　8.77

　17.89 27.38 非双摄手机出货量 13.16 11.70 8.95

　6.08

　非双摄手机需要 CIS 数量（2 颗/台）

　26.32 23.39 17.89 12.17 合计 29.24 32.16 35.79 39.55

　来源：中国产业信息 国金证券研究所

　 3D 感测（3D Sensing）将增加红外 CMOS 图像传感器需求

　3D 感测是未来人机交互的重要入口之一。根据 AMS 公司预测，2017 年 3D 感测市场规模为 1 亿欧元，未来 5 年 3D 感测市场 CAGR=44%，2022 年将达到8 亿欧元。目前由于成本与技术的原因，大部分 3D sensing 应用在工业领域。随着产品技术的不断发展，未来 4 年电子/ 汽车/ 工业领域 CAGR 分别为74%/45%/13%。到 2022 年预计超过 60%的下游应用在消费电子领域。

　图表 19 ：

　3D sensing 增长趋势

　来源：AMS，国金证券研究所 未来 3D 感测应用将从手机延伸到汽车、智能家居、可穿戴设备。主要应用有：

　 智能手机：人脸识别、AR、手势识别  工业：3D 定位、无人机器人、图案（Pattern）识别  智能家居：手势识别、光线感应、人体感应。

　 汽车：驾驶监控（例如疲劳驾驶）、手势识别、3D 雷达 目前 3D 感测主要有三种技术路径：结构光（structured Light)、TOF(Time of Flight)与双目测距(Stereo Vision)。其中双目测距所需算法量太大，对于硬件资源要求较高，目前产业主要以结构光与 ToF 为主。

　图表 20 ：

　3D sensing 技术特点分析

　结构光（structured Light) TOF(Time of Flight) 双目测距(Stereo Vision) 原理 投射编码过的红外光，在不同物体表面形成随机的光斑(pattern)，红外摄像头搜集光斑解析，构建三 维图形 直接投射红外光，计算红外光发射与接收的 时 间 来 计 算 距离，从而构建三维图 形 通过两个红外摄像头抓取图像，用类似人眼原理，构建三维图形 空间分辨率 高 中 高 摄像头基线 少量基线 不需要 中等基线 景深质量 高 中等/低 中等 阳光免疫力 差 中等 好 功耗 中等 中等 低 成本 高 低 中 主要硬件 光斑投射器、一台近红外照相机 红外发射装置、红外传感器。不需要摄像 机 两台 近 红外 摄 像头,RGB 照相机(可选)

　 应用 IphoneX，小米 8 探索版 微 软 Xbox Kinect， 未来手机后置有可能采用 ToF N/A

　 来源：百度 国金证券研究所

　从上表可以看出，3D sensing 中对于红外摄像头或者红外传感器的需求是最多的。

　随着 AR 应用的发展，未来手机 3D 感测配置将从前置扩展到后置。ToF

　感应技术识别距离可达 4~5m，远超过结构光识别距离(一般在 1m 以内)，故此我们分析未来后置 3D 感测技术路径将是 ToF 主导。例如微软游戏主机 Xbox One 中的Kinect 就是采用 ToF 技术解决方案。

　根据智能手机出货量与 3D 感测前置/后置渗透率，我们估算未来三年 3D 感测对于红外 CIS 的拉动需求为 7000 万颗/1.79 亿颗/3.5 亿颗，YOY 分别为600%/255%/196%。

　图表 21 ：预计 3D 感测对于红外 CIS 的拉动（亿颗）

　2017 2018E 2019E 2020E 手机出货量 14.62 14.62 14.91 15.21 YoY

　0%

　2%

　2%

　前置 3D 感测渗透率 0.80%

　4.00%

　8.00%

　15.00% 所需CIS 数目 0.12

　0.58

　1.19

　2.28

　后置 3D 感测渗透率 0%

　0.80%

　4.00%

　8.00%

　所需CIS 数目 0.00

　0.12

　0.60

　1.22

　合计所需CIS 数目 0.12

　0.70

　1.79

　3.50

　YoY

　600%

　255%

　196%

　 来源：IDC 国金证券研究所

　  汽车无疑是继手机之后最大的 CIS 应用场景之一

　预计到 2021 年，车用 CIS 在所有应用占比将从 2015 年的 3%提升到 14%，是增幅最大的下游应用。

　车均摄像头数目有望从目前 1.23 个持续增加，到 2020 年预计达到 2.2 个/车。

　2017 年全球车载摄像头出货量约为 1.2 亿台，汽车产量约为 9700 万辆，平均 全球每台车装备摄像头数目约为 1.23

　个。随着各个国家对于交通安全的重视 （例如美国要求在 2018 年 5 月开始所有新产轿车必须装备后视摄像头，到2019 年范围扩大到所有卡车与公交车）以及 ADAS 的渗透率提升，未来 车均摄像头数目有望持续增加。

　一个摄像头对应一颗 CIS。基于以下几个假设，我们估计未来 3 年车载 CIS 需求量：

　1. 全球汽车产量年均增长 4% 2. 配备 ADAS 车均摄像头 5 个，1 个后视摄像头+4 个环视摄像头 3. 普通车配备一个摄像头

　图表 23 ：汽车、结构光、手机多摄对 CIS 拉动数目估计（单位：百万）

　图表 22 ：车用摄像头需求预测（单位：万）

　 2017 2018E 2019E 2020E 汽车产量 9,700 10,088 10,492 10911 辅助驾驶渗透率（预计）

　5% 10% 18% 30% 具备 ADAS 车数量 485 1,009 1,888 3273 摄像头需求量（5/车）

　2,425 5,044 9,442 16367 不具备 ADAS 车数量 9,215 9,079 8,603 7638 摄像头需求量（1/车）

　9,215 9,079 8603 7638 摄像头合计 11,640 14,123 18045 24005 YoY

　21% 28% 33%

　 来源：中国产业信息网 国金证券研究所

　结论：预计未来 3 年车载（前装市场）CIS 需求量分别为 1.4 亿、1.8 亿、2.4 亿颗，增速分别达到 21%、28%、33%，到 2020 年车均摄像头数目为 2.2 颗。以上估算略有保守，高端 ADAS 车型车均摄像头超过 5 个，例如 Tesla 配置 8 颗摄像头。

　 多摄智能手机、3D 感测、无人汽车 三驾马车对于 CIS 拉动

　综上所述，我们预测了对于 CIS 拉动最大的三架马车：即智能手机多摄、3D 感测、无人驾驶汽车（前装市场），对于 CIS 的需求未来三年将达到 34 亿、39 亿、 45 亿颗，YoY 分别为 12%、15%、15%。

　2017 2018E 2019E 2020E 车辆所需摄像头合计 116 141 180 240 3D Sensing 所需CIS 数目 12 70 179 350 智能手机多摄所需 CIS 数目 2924 3216 3579 3955 合计 3052 3428 3938 4545 YoY

　12% 15% 15%

　来源：中国产业信息网 国金证券研究所

　3 视频处理芯片 ——计算机视觉芯片将成为主流

　视频处理芯片的作用主要是处理上游 CIS 传输过来的数字信号，例如受限于传输带宽的原因，图像需要进行压缩、编码等处理，经过传输，在后端进行解压缩还原图像。在这个过程中，视频处理芯片处理算法的质量直接决定着图像后端显示的清晰程度，重要程度可见一斑。

　目前估计全球视频处理芯片市场规模约为 30 亿美金，其中安防领域 5 亿美金左右。预计到 2022 年整体将达到 55 亿美金，4 年 CAGR 约为 16%，其中汽车占比最高（74%），将达到 41 亿美金；安防占比其次（20%），将达到 11 亿美金。

　图表 24 ：预计 2022 年视频芯片市场情况

　来源：Amberella 国金证券研究所

　 我们认为以下几个方面将会继续拉动视频处理芯片的发展：

　1. 终端视频设备数量持续增加。随着芯片小型化与性能提高，越来越多的终端可以提供高质量视频，如智能手机、平板电脑、可穿戴设备、安防摄像头、无人机等。关于手机、汽车等数据请参阅我们第二章的分析。

　安防领域，我们估计 2017 年全球网络摄像机芯片出货量达到 1 亿台左右，其中专业安防占 70%，消费级安防占 30%，估计未来安防市场CAGR=15%，到 2022 年预计网络摄像芯片整体数目将达到 2.01 亿台。

　图表 25 ：安防所需视频芯片数量（百万）

　图表 26 ：安防所需网络视频芯片市场规模（百万美金）

　 来源：国金证券研究所 来源：国金证券研究所

　 2. 图像处理质量能力提升->ASP 提升。终端产品所支持的图像画质逐步提升，从最早的 480P->720P->1080P->4K（UHD,超高清）。终端屏幕显示能力的提高反过来驱动了片源图像质量的提升，同时也驱动了芯片的处理能力的提升。

　3. 视频压缩能力需求加强->ASP 提升。对于家用摄像机领域，压缩视频可以延长摄像机的电池使用寿命与摄录工作时间。我们看到纯无线电池类摄像头开始涌现，代表产品：Amazon doorbell ，待机时间可长达 6 个月。对于专业安防领域则可以节省传输带宽，故此芯片压缩视频的能力变得至关重要。

　例如，现在视频芯片普遍从 H.264 编码格式升级到 H.265 编码方式。相比 H.264，H.265 只需原先 H.264 编码的一半带宽即可传输相同质量的视频，同样存储方面也会节省一半的空间。

　4. 功能性模块增加->ASP 提升。在个人消费领域，消费者会随时把视频从终端传到智能手机或者社交网站分享，而在专业领域，视频会被传输到云端储存、分析。这就要求芯片具有无线通讯能力，即蓝牙或者 wifi 模块。

　消费级 专业级 2022E 2017 1200

　1000

　800

　600

　400

　200

　0 120

　280

　420

　750 消费级 专业级 2022E 2017 0 50 100 150 200 250 30

　60

　70

　140

　图表 27 ：

　Amazon 电池类摄像头 图表 28 ：海康 H265 500 万 CMOS 网络摄像机

　 来源：Amazon 国金证券研究所 来源：海康威视 国金证券研究所

　 5. 计算机视觉功能加入->ASP 提升。计算机视觉指的是芯片可以自动分析、处理、识别图像中的内容。比如停车场中的自动识别车牌、自动驾驶中识别左右交通线防止车道偏离、人脸识别等。

　具有计算机视觉模块的视频处理芯片将会逐步占领主流市场，目标领域是边缘端。把计算机视觉处理能力放在边缘端可以 1）降低减少带宽需求 2）降低云端存储成本 3）加快反应时间 代表产品：海康威视 500 万星光级 1/2.7”CMOS ICR 日夜型半球型网络摄像机，其主要特点有：

　 高分辨率:2560×1440@25fps  支持背光补偿，适应不同监控环境  红外模式：自动切换,实现真正的日夜监控  计算机视觉：10 项行为分析,2 项异常检测,1 项识别检测

　 图表 29 ：安防产品对比

　 ASP 特点 描述 计算机视觉能力 产品举例

　高端产品 >$500 可以 定制化 高像素、自动对焦、多 重传感器、红外、极端环境 先进 海康威视 200 万高清全景特写监控摄像头 DS-2DC5326IZ-D 主流产品 $100-$500 通用性 2K、HEVC、HDR、低 光环境 初步 海康威视 130 万室外网络监控 球机 DS-2DC4120IY-D 低端产品 <$100 低成本 消费级 不具备 家用安防相机 来源：天猫 海康威视 大华股份 Amba 国金证券研究所

　4 主要视频芯片厂商 4.1 全球 CIS 相关公司

　这里我们对比一下国内外CIS 厂商各自主流高端产品：

　从传感器尺寸、有效像素、帧率等三个主要参数看，索尼仍然在 CIS 领域领先全球。例如索尼 2018 年 7 月最新发布的 IMX586 具有业界最高水平的 4800 万像素，并且传感器尺寸为 1/2 英寸，在高达 4800 万像素图像下，仍然可以达到每秒 30 帧的水平，性能相当强悍。三星与豪威紧随其后，中国厂商的产品虽然距离一流大厂还有一定差距，但已经逐步从中低端开始渗透。

　图表 30 ：国内外厂商 CIS 产品性能对比

　 索尼（日本）

　三星（韩国）

　豪威科技（北京）

　安森美（美）

　格科微（上海）

　Smartsense 型号 IMX586 SSk2X5 OV16860 AE1820HS GC13023 SC5300 Optical Format 1/2 寸 1/2.8 寸 1/2.39 寸 1/2.3 寸 1/3.06 寸 1/2.5 寸 有效像素 48MP 25MP 16MP 18.1MP 13MP 5MP 帧率 30FPS 30FPS 45FPS 24FPS N/A 25FPS 功能特点 背照堆叠式 ISOCELL N/A 背照堆叠式 背照式 N/A 附注：Optical Format，分辨率与帧率三项参数越大越好 来源：索尼 三星 豪威 安森美 格科微 smartsense 国金证券研究所

　 索尼——CIS 市占率 42% 源自日本，以研制电子产品为主业，经营领域横跨消费性电子产品、专业性电

　子产品、游戏、金融、娱乐等。众所周知，索尼公司长期统治了相机市场，与

　其掌握强大的核心元器件技术 CIS 是分不开的。2017 其半导体营收占集团总营收 10%，达到 72 亿美金，其中主要产品有 CIS（营收 45 亿美金，约占半导体营收 60%）、VCSEL(应用于 3D 感测核心部件)、电视投影仪芯片、OLED 等。其多次发布革命性 CIS 技术，如 3D 堆叠（具体见 2.1 节），牢牢占据摄像领域 高端市场。

　图表 31 ：索尼公司营收分拆（十亿美金）

　来源：SONY Statista 国金证券研究所

　 三星电子——CIS 市占率 18% 韩国最大的消费电子产品及电子组件制造商，亦是全球最大的信息技术公司。2017 年受益于存储器价格景气周期，存储龙头三星电子超过 Intel 成为最大的半导体公司。2017 年三星电子总营收 2139 亿美金，其中半导体营收 663 亿美金，占总营收 31%。CIS 营收约为 20 亿美金左右。

　图表 32 ：三星电子营收分拆 Unit: KRW 100 million, % Division Major Products Net Revenue Portion CE TVs,

　monitors, refrigerators, washing machines, air conditioners, medical devices, etc.

　451,089

　18.8% IM HHPs, network systems, computers, etc. 1,066,683 44.5%

　DS Semi- conductor DRAM, NAND flash, mobile Aps, etc. 742,556 31.0% DP TFT-LCD panels, OLED panels, etc. 344,654 14.4% Sub- Total 1,081,675 45.1%

　Haman Head units, infotainment systems, telematics, speakers, etc.

　71,026

　3.0% Others - -274,719 -11.5% Total 2,395,754 100% 来源：三星 国金证券研究所

　 Omnivision（北京豪威科技）——CIS 市占率 12% 成立于 1995 年的豪威科技，是一家领先的数字图像处理方案提供商，原为美国 纳斯达克上市公司，后于 2016 年初被中资财团以 19 亿美金收购。公司主营业务就是CMOS 图像传感技术。

　截止到 2017 年底，豪威主要财务数据如下（人民币）：资产总额

　143.7

　亿；净 资产 90.89 亿；营收 90.5 亿元；净利润 27.7 亿元 2018 年 7 月 14 日，韦尔股份公告拟以现金收购北京豪威 1.97%的股权，本次收 购价格预计为人民币 2.6-3.0 亿元，我们预期以后韦尔会提高其持股。

　中国资本收购豪威，有助于补中国在 CIS 领域的空白。被收购前，豪威是属于CIS 第一集团，市占率仅次于索尼、三星。从豪威专利数量也可以看出豪威的技术储备，而且在国外的专利数量（我们分析主要是中国）已经超过美国本土。如果中方资本能够利用好豪威的技术储备，背靠中国的大市场，豪威在中国半导体的产业链中将占有重要一环。

　图表 33 ：豪威专利 图表 34 ：豪威主要股东

　 来源：豪威 国金证券研究所 来源：公司公告 国金证券研究所

　  安森美半导体 On Semiconductor——CIS 市占率 6% 安森美半导体(ON Semiconductor，美国纳斯达克上市代号：ON)提供全面的高能效电源管理、模拟、传感器、逻辑、时序、互通互联、分立、系统单芯片(SoC)及定制器件。

　图表 35 ：安森美收入分拆（按应用领域）

　图表 36 ：收入拆分（按产品）

　功率器件 模拟器件 图像传感器

　 来源：彭博终端 国金证券研究所 来源：彭博终端 国金证券研究所 13.94% 35.20% 50.86% 单位：百万美元，% 汽车 1,727.60 31.17% 工业/医疗/航空 1,383.80 24.96% 通讯 1,060.10 19.12% 消费电子 775.70 13.99% 计算机 595.90 10.75%

　图表 37 ：

　On Semi 营收（百万美金）以及增长率 图表 38 ：

　On Semi 净利润（百万美金）以及增长率

　 来源：Wind 国金证券研究所 来源：Wind 国金证券研究所

　  格科微——未上市 公司创立于 2003 年，是国内领先的图像传感器芯片设计公司，主要服务于全球移动设备及消费电子市场。目前，公司主要从事 CMOS 图像传感器、LCD Driver、高端嵌入式多媒体 SOC 芯片及应用系统的设计开发和销售，获得中国半导体行业协会颁发的“2017 年中国十大集成电路设计企业奖”。

　国内第一颗量产的 CMOS 图像传感芯片，第一颗基于 BSI 工艺的 5M 像素CMOS 图像传感芯片以及第一颗 BSI 工艺的 2M 像素 CMOS 图像传感芯片均来自于格科。

　4.2 图像处理芯片相关厂商

　华为海思国内芯片龙头企业已经占有专业安防领域超过 50%市场份额，从以下产品性能对比也可以看出，高端 Hi3559 芯片在专业安防领域已经不逊于国外产品。安霸新产品 CV2 主要卖点在于配备神经网络（DNN）的计算机视觉功能， 可以在边缘端领域自动识别物体；被英特尔收购的 Movidius 芯片有比较好的性能与功耗的平衡，目标市场在于可穿戴、无人机等领域；中国富瀚微在高清视频处理方面颇又有竞争力，已经成功进入国内一流安防市场，并且积极进行汽车前装领域的验证。

　图表 39 ：国内外厂商产品对比

　海思 Ambarella Movidius（英特尔）

　富瀚微 高端产品型号 Hi3559AV100 CV2S Myriad 2 FH8630D 描述 高端专业摄像头芯片 计算机视觉摄像头 芯片 高性能低功耗计算机视觉 芯片 2Mega 高性能网络摄像机 SoC 处理器 双核 A73@2GHz+ 双核 A53@1.5GHz+ 单核 A53@1.2GHz 双核 A53@1.2GHz 12 核独立自主开发处理器； 2*32bit RISC 处理器 单核 ARM1176 分辨率与帧率 8K@30FPS+1080P@ 30FPS 4K@30FPS 13MP@48FPS 或 者 4K@60FPS 1080P@30FPS 特性 H.265 编 码 ； 多通道视频处理 （2x4K@60FPS， 4x4K@30FPS 或者 8x1080P@30FPS ）；

　低功耗：3W in 8KP30+1080P30 H.265 10nm 工艺； 计算机视觉+深度神经 网 络 模 块 （ DNN ）；

　最多 6 通道视频输入 28nm

　工艺（台积电）；

　最 多 6 通 道 1080P@60FPS

　视 频 输

　入； 可编程加速运算； HDR，低光环境，快速图像识别； 极低功耗：0.5W H.264 编码； 固定模式噪声消除、高性能 CFA 插值，支持两帧合成，暗角补偿，自动黑底消除等 下游应用 专业安防领域 汽车 可穿戴、无人机、工业 专业、消费级安防领域 来源：海思 amba movidius 富瀚微 国金证券研究所

　 华为海思——专业安防芯片领域市占率超过 50% 海思半导体作为中国大陆半导体设计公司龙头，2017 年营收达到 387 亿人民币，同比增长 27.7%.海思已经深耕半导体行业 20 多年，有超过 200 种芯片和专利数量超过 5000。在以智能手机代表的移动通信领域，海思麒麟系列芯片已经成功跻身国际一线芯片行列，无论是从处理器速度、基带（全网通模式，上\ 下行下载速度）、工艺制程等参数均不输于国外一线大厂。

　图表 40 ：高端手机芯片性能对比

　 海思 高通 联发科 产品型号 麒麟 970 骁龙 835 曦力 X30 处理器 4xA73+4xA53 8xKryo 280 CPU 十核：

　ARM Cortex-A73@2.6GHz; ARM Cortex-A53@2.2GHz; ARM Cortex-A35@1.9GHz 基带 全网通；LTE Cat.18, 下行速度最 高 1.2Gbps ，上行 速度150Mbps 全网通；LTE Cat.16, 下行速度最高 1Gbps；上行速度 150Mbps 全网通；下行速度 450Mbps； 上行速度 150Mbps 特性 10nm 工艺；支持双摄；4K 视频；HDR 10nm 工 艺 ； 视 频 摄 录 4K@30FPS；支持双摄；HDR 10nm 工艺；支持双摄；4K 视频；HDR

　来源：华为 高通 联发科 国金证券研究所

　在安防领域，根据我们的市场调研，海思已经在专业安防领域（即对芯片性能要求最高的领域），已经占有全球 50%以上市场份额，产品已经广泛应用于海康威视、大华股份等一线安防厂商。而华为的目标不仅仅是专业安防领域，在消费级也在逐步扩展市场。例如视频会议系统、USB 即插即用运动相机等。

　华为在安防领域的优势：

　1）

　掌握底层核心技术：芯片。在这一系列扩张的背后都是有强大的技术做支持：

　从底层芯片到上层软件从而延伸到整个系统，缺一不可。而华为恰恰掌握了底

　层最核心的元器件——芯片，即掌握了整个系统的入口，在自家芯片上开发自

　家系统，无论从安全性与系统开发迭代速度角度看都有较大优势的。

　2）

　掌握未来发展的入口：人工智能。未来安防向着智能化方向发展。而华为已经率先在自家芯片试验人工智能模块，例如应用于旗舰机 Mate10 的麒麟 970 芯片。虽然麒麟 970 的人工智能功能不是很明显，可以看做是一次试水，我们 更期待今年发布麒麟 980 芯片在人工智能方面的表现，但是这个证明华为已经在未来科技入口处开始布局，并且是从芯片、软件、系统、产品全方位布局， 可以推断华为会将人工智能应用从智能手机扩展到智能安防领域。

　 图表 41 ：华为高清视频会议系统 图表 42 ：华为全景运动相机

　来源：天猫 国金证券研究所 来源：天猫 国金证券研究所

　 安霸（Ambarella）——市场地位受到挑战

　2017 发布第一款计算机视觉芯片 CV1，主要应用在安防、可穿戴、无人机领域， 未来还将扩展到无人汽车等领域。下游主要客户包括海康威视、大华股份、GoPro， Garmin 等。2018 财年营收达到 2.95 亿美金，下游主要市场包括安防、无人机、运动相机、汽车（包括前装、后装）等。

　安霸在视频市场的地位收到了来自中国厂家的挑战，主要竞争对手包括海思、富瀚微等。故此安霸需要加快开发高端产品，以增加产品附加值，例如 2018 年推出的采用 10nm 工艺的CV2 计算机视觉芯片，主要定位于无人汽车市场。

　图表 43 ：安霸营收下游应用分拆 图表 44 ：安霸营收净利润数据（单位：百万美元）

　350

　300

　250

　200

　150

　100

　50

　0

　2014 2015 2016 2017 2018 120% 100% 80% 60% 40% 20% 0% -20% -40% -60% -80%

　营业收入 净利润 营业收入同比（右轴）

　净利润同比（右轴）

　来源：Ambarella 国金证券研究所 来源：wind 国金证券研究所

　 图表 45 ：安霸产品线一览

　来源：安霸 国金证券研究所

　 富瀚微  A 股为数不多的安防芯片优质标的。公司成立于 2004 年，是国内最早进入安防视频监控相关领域的企业之一，公司主要产品为安防视频监控多媒体处理芯片。其中，图像信号处理（ISP）芯片产品种类覆盖度高，2016

　年模拟摄像机 ISP 芯片市场份额超过 60%；网络摄像机芯片（IPC

　SoC）的市场份额由于与安防巨头海康威视的深度合作得以快速提升，2017 年度 IPC SoC 芯片在安防领域实现从零到一的增长。

　公司积极向高端领域扩展：

　1）

　逐步向汽车前装市场渗透。公司现在已经有 1 颗芯片进入国内主流厂商前装 验证环节，目标是 360 度环视系统。

　2）

　积极投入研发，在研项目有：

　 面向消费应用的云智能网络摄像机 SoC 芯片：具备 AI 人脸识别的轻应用人工智能芯片。

　 H.265 超高清视频编码 SoC 芯片。H.265 编码技术将比上一代 H.264 编码技术提高一倍的压缩比例，即 H.265 只需原先 H.264 编码的一半带宽即可传输相同质量的视频，同样存储方面也会节省一半的空间。

　预计安防市场空间未来 3-5 年仍有望保持 15%-20%左右高速增长，公司仍将受益于行业增长红利。

　图表 46 ：富瀚微营收（百万）

　图表 47 ：富瀚微归母净利润 ( 百万 )

　来源：Wind 国金证券研究所 来源：Wind 国金证券研究所

　  晶方科技——CIS 封测厂商  公司成立于 2005 年，专注于传感器领域的封装测试业务，同时具备 8 英寸、12 英寸晶圆级芯片封装技术。封装产品主要包括 CIS 芯片、指纹识别芯片、微机电系统芯片（MEMS）等。

　 公司一直在走“小而美”路线。深耕晶圆级封装技术，相对于同行业，毛利率净利率一直领先三大封测厂。 国家扶持推动公司发展。2018 年初，国家大基金以 6.8 亿元入股晶方科技， 占 9.32%股份。晶方科技是细分赛道 CIS 封测的龙头，未来无论在物联网、3D sensing 领域均有重要战略意义。 大力投入研发。2017 年研发支出 9600 万，占营收 15%，行业内也处于遥遥领先地位。预计公司未来将在汽车电子、3D sensing 等领域逐步扩展业务。

　图表 48 ：封测厂毛利率对比 图表 49 ：封测厂净利率对比

　 60%

　50%

　40%

　30%

　20%

　10%

　0%

　 2013 2014 2015 2016 2017

　晶方科技华天科技长电科技通富微电 40% 35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0% -5%

　2013 2014 2015 2016 2017

　 晶方科技华天科技长电科技通富微电

　来源：Wind

　国金证券研究所 来源：Wind 国金证券研究所

　 图表 50 ：晶方科技营收 图表 51 ：晶方科技归母净利润

　 来源：Wind

　国金证券研究所 来源：Wind 国金证券研究所

　5 推荐标的 标的方面我们推荐关注拟入股拥有豪威科技的韦尔股份，A 股安防视频处理芯片稀缺标的富瀚微，同时建议关注 CIS 封测细分赛道龙头晶方科技。

　图表 52 ：推荐标的主要数据（截止到 20180802 收盘）

　 公司

　 营业收入（YoY）

　）

　百万元/%

　归母净利润（YoY）

　）

　百万元/%

　P/E

　2017

　2018H1

　2018E

　2019E

　2017A

　2018H1

　2018E

　2019E

　TTM

　2018E

　2019E 韦尔股份 (603501.SH) 2,405.92 (+11.35%) 1,895.43 (+107.26%) 4,319.07 (+79.52%) 5.400.23 (+25.03%) 137.16 (-3.2%) 155.79 (+164.9%) 373.79 (+172.53 %) 479.55 (+28.3%)

　73.40

　45.98

　35.84 富瀚微 (300613.SZ) 449.21 (+39.64%)

　N/A 595.22 (32.50%) 743.33 (24.88%) 106.06 (-5.17%) N/A 119.21 （+12.4% ）

　148.61 (+24.65% )

　 58.30

　45.62

　36.58 来源：Wind 公司公告 国金证券研究所

　6 风险提示  全球经济下行风险：

　视频处理芯片下游专业安防领域主要应用于政府相关部门，若全球经济波动下行，导致固定资产投资减少，将对安防领域产生一定影响。

　 手机创新不足导致下游需求疲软：

　若 3D 感测技术不成熟导致用户体验下降，智能手机销量不及预期，会影响 CIS 需求。

　 无人汽车技术进程低于预期，导致对车载摄像头需求减弱。

　 厂商扩产过多，造成平均单价大幅下跌。