作为国内光学元器件的龙头企业之一，水晶光电以滤光片起家，这些年开始围绕能力圈开始横向拓展诸多的创新业务，导致公司目前的产品线非常复杂。根据公司自身的划分，公司目前拥有五大板块业务，包括光学成像元器件、生物识别、薄膜光学面板、新型显示、反光材料等，每个板块又有少则2项，多则6项的细分项目，每个业务的市场规模，供需情况，竞争格局都各有不同，研究上的难度是非常大的。
因此，我们首先需要根据重要性对公司的业务线进行梳理：
下表中，蓝色业务是公司目前的现金牛业务，经营稳健；红色业务为公司当下的主要增长点；绿色业务则为公司的未来战略布局；其他业务占比较小，不做单独关注。
1、红外截止滤光片（IRCF）
光学元器件板块是目前公司的主要盈利来源，2020年板块营收占比高达65%，而红外截止滤光片（IRCF）则是其中最主要的现金流产品。
红外截止滤光片（IRCF）是高清摄像头的核心组件。红外光进入 CIS 会导致拍出来的照片模糊重影，IRCF 是一种允许可见光通过而截止红外光的滤光片，是手机摄像头必备组件，可以使成像更加清晰。
水晶光电是 IRCF 龙头，以27%市场占有率多年持续稳居第一 。其他竞争者包括五方广电、欧菲科技等。
展望未来，全球智能手机总销量已经见顶下滑数年，多摄的行业驱动力也逐渐进入后期，但好的一方面是：
一，高清摄像发展推动IRCF 向大尺寸方向发展。CIS 是将光信号转换为电信号的模数转换器，是影响成像质量的关键元件之一。CIS 尺寸越大，相机所能捕捉到的光信号就越多，成像就越清晰。 CIS 尺寸增大要求 IRCF 的尺寸随之增大，单片 IRCF 价值也随之增加。产业链调研显示，普通 IRCF 售价约为 0.3-1 元人民币，大像面 IRCF 售价可达 2-3 元人民币。
二、蓝玻璃的使用也会推升 IRCF 的价值量。目前 IRCF 主要是以蓝玻璃、白玻璃为基材进行镀膜加工。白玻璃 IRCF 通过反射法滤除红外光，蓝玻璃 IRCF 通过吸收法滤除红外光，吸收法滤除更为彻底，蓝玻璃 IRCF 具有更佳的光谱特性，成像效果也更为优异。在生产技术上，蓝玻璃 IRCF 切割、抛光、研磨的难度大于白玻璃 IRCF。
三、除此之外，还有更先进的吸收反射复合型滤光片产品。吸收反射复合型滤光片能够有效减少鬼影，成像效果比普通红外截止滤光片更加优秀，终端也可能越来越倾向在中高端、高端机型采用吸收反射复合型滤光片对红外截止滤光片做替代。目前公司是国内唯一拥有量产能力的厂商，这个产品的价格会比普通红外截止滤光片要高很多，上半年已经开始贡献业绩，其高价值量将成为公司非常有潜力的业绩补充。
以上三者未来都会持续推动滤光片的价值量提升，预计未来数年内能有效对冲产品降价和手机出货量下滑的压力，根据某卖方的预测：以全球智能手机出货量为核心变量，预测 2020-2022 年手机摄像头出货量50.40/62.09/69.67 亿颗。考虑白玻璃 IRCF 降价，蓝玻璃和大尺寸 IRCF 快速渗透提升产品均价，按单片滤光片 1.15、0.96、0.90 元计算，2020~2022 年红外截止滤光片市场规模约为 57.96/59.61/62.70 亿元。
结论：成熟稳健期业务（个位数的增速）。
2、反光材料
2015 年至 2019 年公司反光材料营收分别为 1.48、1.82、1.89、1.88、1.74 亿元 人民币，分别占当年度总营收 12.49%、10.82%、8.79%、8.09%、5.78%，毛利率分别为 43.81%、44.03%、47.73%、39.60%、36.28%。反光材料业务短期受益于疫情下的进口替代以及子公司分拆上市的做大动机，但长期来看潜力有限，这里也不做重点分析。
成长期和战略布局期业务：
3、微棱镜
微棱镜是潜望式摄像头的核心组件，也是是公司光学元器件板块在传统滤光片逐渐失速后的未来重要补充。众所周知，镜头在进行变焦时需要一定的行程空间，潜望式镜头通过棱镜改变光路方向，将镜头垂直放置变为横向水平放置，在消费电子产品宝贵空间里，满足了长焦距光学设计要求。棱镜属于精密光学元件，体积小，对仪器的精度、角度要求极高，需要更先进的制造工艺。
（目前最新的潜望镜方案普遍有两个微棱镜）
据群智咨询数据，2019 年搭载潜望式摄像头的手机数量约为 1300 万部，渗透率约为0.9%。目前主流安卓手机厂商均已推出搭载潜望式摄像头的手机，苹果也已经在做技术准备。受疫情影响，各大手机厂商纷纷减配降本。潜望式模组成本较高，短期内渗透率提升不及预期。
但长期看，潜望式模组是手机光学变焦的不二选择，空间巨大，疫情不改其长期渗透率提升逻辑。根据7月公司交流，随着国内外安卓系推出一些潜望式镜头公司预计21年全球潜望式摄像头大概能到3000万颗左右。舜宇调研时也表示，7月开始，带潜望式镜头的手机开发了6款，ov、小米、三星都有，预计明年上半年会起量。
根据公司交流了解，以前安卓系的单个微棱镜价值量是2美金左右，现在苹果是3美金。单价及毛利率均高于滤光片。
按卖方预测，假设2020~2022 年，潜望式模组出货量为 0.55/1.2/2.5 亿颗。按照每个棱镜 14、12、10 元计算，2020~2022 年潜望式棱镜市场规模将达到 7.7/14.4/25 亿元（远期至少半个滤光片市场规模）。
水晶光电棱镜技术先进，产品质量好。面型是镜头制造中的重要精度指标之一，其中重要的参数 PV 是指表面的最高处与最低处之差，目前公司产品面精度：PV<0.1 波长（蓝特光学自称0.04），镀膜及印刷一致性均达到行业内领先水平。公司掌握精密光学冷加工、精密光学薄膜、半导体蚀刻等核心技术。公司是国内四家微棱镜供应商之一，目前已成功进入华为产业链中。
水晶光电在7月调研时透露，公司在苹果这边做了几年的推动。产品基本上可以定下来，预估23年会推出。这点时间上与9月3日最新消息，天风国际分析师郭明錤预测苹果可能会在2023年推出搭载潜望式长焦镜头iPhone，不谋而合。8月中报业绩及交流时进一步透露，微型光学棱镜模块紧跟大客户需求，实现从单颗制程到大片制程的转变，从接触式到非接触式加工的革命，从人工生产到自动化产线的创新。种种细节叠加公司管理层交流的一贯“稳健”风格，苹果微棱镜订单花落水晶的可能性较大。
另外，公司管理层认为，从现在的一千万颗，到未来的5亿颗，制造是很大的难题和挑战。H客户当时就受到了供应链的制约。因此公司棱镜这块今年的月产能会布局到10kk.
4、薄膜光学面板
薄膜光学面板业务我理解就是在光学面板上进行镀膜的业务。
背后的行业驱动力是随着5G技术的推广，光学面板正逐步由外观件向功能件转变的大趋势：以前的面板只是一个保护，现在不止是发光的东西，还有摄像头。5G时代催生下的智能手机、智能穿戴、 智能家居、AR/VR、游戏办公、相机及无人机等多元化的市场需求将为薄膜光学面板业务带来千亿级的市场容量，比如说现在尤其是中高端动作捕捉的超控，扫地机器人以前没摄像头，现在有摄像头，以后会有3D摄像头，以后会用光学面板来做。
薄膜光学面板业务成长非常快，20年同比增长了45%。即便如此，调研时公司仍表示20年没有达到预期，主要是面板部分公司直接交给富士康，可成，这个交期压力非常大，原来的模组厂有库存，而整装厂没有库存，20年丢了好些单子。还有就是进入的时候价格低，今年开始情况变了，公司的价格，良率有提升，多了一些可谈的东西，相信这块业务未来几年有快速的增长。今年上半年薄膜光学面板业务同比增长260%，营收占比进一步提升至22%。
公司管理层预估这个业务未来全球会是千亿级别的市场，公司未来几年力争做到几十亿近百亿的规模。（现有滤光片业务规模的4倍左右）
另外值得一提的是，由于该业务20年才开始放量，初期毛利率较低，但目前产品毛利率已经出现回升，部分主要产线毛利率已达到较好水平。本次非公开发行顺利完成后，公司将尽快提升产能，未来有望实现收入与利润率的双增长。
5、生物识别
2019 年生物识别板块首次出现在年报中时，营收占比已达12.22%，毛利润占比 21%，毛利率高达 49.93%。
生物识别板块除了指纹滤光片，其他项目皆与3D摄像头/人脸识别有直接关系。因为疫情的影响，各大手机厂商减配降本，人脸识别功能发展暂缓，叠加华为受到冲击，导致很多新的技术的开发延后，20-21年该业务规模进展几乎停滞。但未来几年相信随着疫情的好转，随着3d摄像头渗透率的提升，以及更多场景下的应用，公司必然会取得更好的成绩。
3D 感测的实现方法有三种：双目立体成像、结构光和 ToF。其中双目成像目前已不是 3D 感测主流。
3D结构光原理：向人脸投射发出数万肉眼看不见的特定编码的红外光斑，经过人脸反射返回红外摄像头。根据三角定位原理，当相机和投影设备相对位置一定时，投射在被测物体上的光线畸变（偏移）程度取决于物体表面的深度。故可以通过追踪不同光点的位置偏移情况，来获取物体表面的景深信息：
ToF(time of flight) 技术的原理，则是向目标发射连续的、特定波长的红外光线脉冲，通过计算光线往返的飞行时间差，从而获取目标物体的距离信息。
3D机构光与Tof应用角度的差异：
1） ToF 技术对算法要求更低、响应更快。结构光需要对编码的光信息进行深度处理，算法复杂程度高。ToF 算法复杂度低，运算量小，算法处理时间短，可以达到更高的图像采集帧率。
2） 结构光技术仅需发射一次激光脉冲，成像就可以得到深度信息，具有图像分辨率高、功耗低特点。ToF 成像需要多次发射激光脉冲，功耗高，分辨率低，目前一般只有 640*480。
3） 结构光识别距离较短，大约在 0.2m 到 1.2m 之间，测量距离超过 1.2m 以后，误差指数级增加。ToF 技术识别距离大于结构光，最长可将近 100m，通常在几米内，误差相对较为稳定。
4） 结构光模组比 ToF 模组贵。结构光模组比 ToF 模组更复杂，BOM 成本大约为 20 美元；ToF 模组 BOM 成本约为 10~15 美元，中低端产品成本可以做到 10 美元以下。
5） 因此，综合来看，在支付、人脸识别等短距离，对精度要求更高的应用场合，结构光方案是更好的选择。而在肢体动作识别、AR 软件等距离更长，精度较低的应用场合，ToF 更具备优势。
硬件角度：
根据 AMS 发布的 iPhone X 结构光模组光路图， iPhone X 结构光模组各部分包括：
1） 点阵投影仪：向人脸投射发出3万肉眼看不见的特定编码的红外光斑的投影设备。包含一个高功率 VCESEL（垂直腔表面发射激光器）、一组 WLO Lens（晶圆级光学透镜）、一个 DOE（光学衍射元件）。
2） 泛光照明器：光线较暗的环境下用于补光，包含一个VCSEL、一个Diffuser（扩散器）。
3） 近红外摄像头：红外摄像头负责采集、追踪每一个光斑的偏移情况。对比收发两端的不同追踪光点的偏移位置，从而获取物体表面的景深信息，建立3D模型，包含一个红外 CMOS 传感器、一片窄带滤光片、一组光学透镜。
iPhone X 结构光的发射端，即点阵投影仪，是其最复杂的器件，内部组成如下：
1） VCSEL：发出特定波长的近红外光（如 880nm/910nm/940nm）。
2） WLO Lens：晶圆级光学器件，与传统光学器件的加工技术不同，WLO 工艺在整片玻璃晶元上，用半导体工艺批量复制加工镜头，多个镜头晶元压合在一起，然后切割成单颗镜头，具有尺寸小、高度低、一致性好等特点。光学透镜间的位置精度达到 nm 级。由光束整形器（Beam shaper）和投射透镜（Projection lens）组成:
a) 光束整形器：增大 VCSEL 发射光束横截面积、输出均匀准直光束，由扩束元件（Beam Homogenizer）和准直元件（Collimator）组成。扩束元件扩大激光横截面积至覆盖 DOE，准直元件将扩束后的激 光调校成平行光。
b) 投射透镜：在光路中，位于 DOE 之后，作用是放大光束达到一定的覆盖范围。
3）DOE：（Diffractive Optical Elements，光学衍射元件）指采用微纳刻蚀工艺， 表面具有特定的衍射结构的光学元件。激光经过 DOE 后发生衍射产生干涉，形成特定的光学图案。 DOE是 3D 结构光模组中最核心的部件。
ToF 模组主要由两部分组成：发射端的泛光照明器（Flood illuminator）、接收端的近红外摄像头（Near-infraredCamera），ToF 方案内部结构如下：
1） 泛光照明器：用于向目标发射激光脉冲，需要白天晚上都可工作。包含一个 VCSEL、一个 Diffuser（扩散器）。不同于 3D 结构光的低功率 VCSEL，ToF VCSEL 为高功率器件。
2） 近红外摄像头：用于采集深度图像，包含一个红外 CMOS 传感器、一片窄带滤光片、一组光学透镜。
公司3D感测相关的元器件：
A.窄带滤光片
窄带滤光片是 3D 感测核心元件。与 IRCF 不同，窄带滤光片仅允许特定频段红外光（如 940nm）通过，不允许其他波长光线通过，窄带滤光片带宽一般为中心波长的 5%以下。每一颗 3D 感测模组（包括 ToF 模组和 3D 结构光模组接收端），都需要一片窄带滤光片。
窄带滤光片生产技术壁垒较高。窄带滤光片上需要镀几十层低射率和高折射率膜，每层膜的参数漂移都会影响最终性能，制备峰值透过率高、带宽窄的滤光片具有技术难度。目前，全球仅有水晶光电、五方光电和美国 VIAVI 等少数公司具备窄带滤光片的量产能力。公司产品约占市场 60%份额，已间接供货苹果前置结构光面部识别系统，2019 年亦供货安卓阵营 ToF 模组。
窄带滤光片毛利率约为50%，该业务板块将成为公司营收及利润的新增长点。
B.DOE / Diffuser
DOE 和 Diffuser 是实现 3D 感测的核心元件。每个结构光模组包括 1 个 DOE，1 个 Diffuser；每个 TOF 模组包括 1 个 Diffuser。
中报交流时提到，其中Doe、diffuser产品已经在安卓系客户中量产出货，diffuser产品在智能汽车、智能家居领域也已经有产品应用。
空间预测：
结构光：目前搭载 3D 结构光技术的主要为苹果产品，卖方预计 2020~2022 年，iPhone出货 1.92/2.0/1.98 亿部，其中 SE2 出货 2500/500/0 万台。结构光技术在苹果除 SE系列外 iPhone 的渗透率 100%,因此，结构光摄像头预计出货量为 1.67/1.95/1.98 亿颗。
每个结构光模组包括 1 个 DOE，一个 Diffuser 和 1 个窄带滤光片。按 DOE 单价 7 元Diffuser 单价 6 元，窄带滤光片单价 4 元计算，结构光带来的DOE 市场空间 11.69/13.65/13.86 亿元；Diffuser 市场空间 10.02/11.7/11.88 亿元；窄带滤波片市场空间 6.68/7.8/7.92 亿元。 （合计至少半个滤光片市场）
ToF：ToF 市场或持续景气。苹果在 2020 年新 IPad Pro 上使用了 dToF，未来将有可能在 2020 年两款新 iPhone 中使用后置 ToF 模组。Android 阵营 ToF 渗透率较低，华为三星引领 Android ToF 风潮，中低端机渗透率有望快速提升。某卖方预计 2020~2022 年全球智能手机 ToF 模组出货量 0.15/1.1/2.3 亿只，IPad 出货 0.5/0.6/0.65 亿部。每个ToF 模组包括 1 个 Diffuser 和 1 个窄带滤波片。按 Diffuser 单价 6 元，窄带滤光片4 元/片计算，预计 TOF 带来的 Diffuser 市场规模约为 0.9/6.6/13.8 亿元；窄带滤光片市场规模为 0.6/4.4/9.6 亿元。 （合计近半个滤光片市场规模，远期可能还不止）
6、新型显示
新型显示板块主要包括AR和汽车HUD两块业务，这两块业务的预计落地市场要更迟，但潜在空间要远远超过滤光片市场，十倍级以上，是公司未来战略性布局的业务：
公司进入最领先的 AR 行业供应链。2016 年公司投资以色列 AR 光学显示方案厂商 Lumus（持股 4.8%）开始布局 AR 产业，2018 年公司与德国肖特成立子公司晶特光学（水晶光电直接和间接持股 54%），目前公司已具备 AR 眼镜最重要的三个光学元件：镜片、显示光学器件和图像源器件的生产及批量出货能力。
汽车电子公司的产品主要涉及与光学有关的软硬件系统，如车载镜头及 HUD 显示等。
HUD 目前渗透率较低，但发展潜力较大。HUD（抬头显示器）是汽车电子中信息娱乐板块中的产品，目前主要应用于航空器上的飞行辅助仪器以降低驾驶员低头查看仪表的频率，同理车载 HUD 应运而生。2018 年 HUD 渗透率约为 6.7%，市场空间约为 60 亿元。随着后续渗透率的提升，预计 2022 年市场规模将达到 140亿元。
目前全球 HUD 出货仍以欧美市场为主，国内市场静待行业机会。据统计，爱信精机以 55%的市占率位居行业第一，德国大陆、日本电装、美国伟世通位列第 2、3、4 名。国内主要参与竞争的厂商有华阳集团、江苏泽景、衍视科技、晶途科技、水晶光电等。
公司在汽车电子方面，聚焦于智能化方向持续投入资源，围绕智能座舱、智能驾驶应用领域布局产品与技术路径。目前已顺利实现红旗AR-HUD的批量供货，并获得多家国内自主品牌车厂AR-HUD、W-HUD的研发定点，公司正积极组织资源，争取尽快把研发定点转变成量产机会。同时公司结合自身的光学技术优势，与多家国内自主品牌车厂合作预研智驾伴侣、车窗投影、智能车灯等新品，寻求新型显示业务板块业绩新的突破口。
总结：
首先，未来AR业务将会给公司打开十倍级别的成长空间。但目前行业还处在萌芽阶段，技术、硬件仍未成熟，虽然有传闻说苹果22年会出AR设备，但我个人认为苹果的经营风格不太可能这么激进，无论是过去的智能手表、无线耳机、还是潜望式摄像头，苹果都是等新技术被市场验证成熟后再一举发力的，很难想象他会冒着影响品牌口碑的风险发布一款尚未被验证的产品线。所以AR业务我认为近几年大概率还是以炒作为主，营收贡献不会太大，只能当做意外之喜或长期持有的底层信心来对待。如果要投资虚拟现实，我更倾向歌尔股份。
但另一方面，我认为水晶光电未来一两年股价仍有很大的机会，主要驱动是消费电子的周期反转。过去两年疫情对水晶光电的影响很大，不仅仅体现在传统滤光片的需求减少，内卷加剧和毛利率下行。更重要的是由于需求萎缩，下游手机厂商都在减配降本，诸如3D感测、潜望式摄像头等都陷入了短期的停滞，这些业务不仅关系到业绩的增速，更影响未来成长的预期（估值）。但也正因此反过来说，如果未来一两年内周期反转，需求修复（我也不知道什么时点，需要持续跟踪），哪怕总体弹性看似不大，但这些新兴业务渗透率的重新爬升，将会给水晶光电带来明确的戴维斯双击的机会，弹性极高。值得关注和跟踪。
$水晶光电(SZ002273)$ $五方光电(SZ002962)$