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    • 【公司研究】水晶光电-生物识别持续兑现光学零组件龙头再腾飞-20200109[28页].pdf

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2 - 深度研究报告深度研究报告 目目 录录 一、光学零组件龙头，多摄浪潮下显著受益 . - 4 - 1.1、光学优质赛道龙头标的，业务全面开花. - 4 - 1.2、光学镀膜和冷加工构筑公司核心竞争力. - 7 - 1.3、受益 5G 多摄潮，滤光片和光学棱镜迎来爆发 . - 10 - 二、生物识别持续兑现，享受高毛利高成长红利. - 13 - 2.1、后置 TOF 成 3D sensing 新浪潮，公司窄带镀膜实现飞跃 . - 13 - 2.2、传感器镀膜厚积薄发，有望受益手机超薄化趋势 . - 16 - 2.3、切入 DOE 和 diffusor，成为下一个看点 . - 187、 - 2.4、绑定核心设备日本光驰，切入客户前期研发 . - 20 - 三、光学面板业务将迎来爆发式增长，增发扩产打开未来成长空间 . - 20 - 3.1、经营策略改为稳健积极，光学组件和生物识别组件抓住机遇扩产 . - 21 - 3.2、5G 催发智能手机外观件镀膜需求，蓝宝石需求受益于智能手表 . - 22 - 四、超前布局 AR 全产业链，5G 催化在即 . - 24 - 五、盈利预测和估值 . - 26 - 六、风险提示 . - 26 - 图图表表目录：目录： 图 1、水晶光电产品列表 . - 4 - 图 2、水晶光电发展历程 . - 4 - 图 3、水晶光电股权结构及重要子公司 .8、 - 5 - 图 4、近 6 年收入复合增速达 26%（单位：百万） . - 6 - 图 5、公司收入占比最高是成像光学业务（2019H1） . - 6 - 图 6、公司费用保持稳定 . - 6 - 图 7、公司研发投入增速超 20% . - 6 - 图 8、公司近年来净利率水平稳定在 15%以上 . - 7 - 图 9、手机相机模组的基本结构 . - 7 - 图 10、手机相机模组价值量 . - 7 - 图 11、IRCF 能阻挡干扰红光 . - 8 - 图 12、蓝玻璃能吸收红光，成像效果更好 . - 8 - 图 13、利基市场的特征 . - 8 - 图 14、利基市场利好龙头企业 . -9、 8 - 图 15：近几年 LED 行业整体市场增速放缓 . - 9 - 图 16：水晶蓝宝石业务 2019H1 收入端重拾增长 . - 9 - 图 17：蓝宝石产业链分析 . - 10 - 图 18：LED 衬底是蓝宝石下游最重要应用 . - 10 - 图 19、2020 年手机市场将重回上涨趋势 . - 10 - 图 20、背面多摄渗透率 2020 年占比超 80% . - 10 - 图 21：光学变焦效果远好于数码变焦 . - 11 - 图 22：Galaxy S4 Zoom 采用外变焦，外形过于厚重 . - 11 - 图 23：潜望式镜头模组的结构 . - 12 - 图 24：华硕鹰眼10、 ZenFone Zoom 的双棱镜方案 . - 12 - 图 25：潜望式镜头将迎来爆发式增长 . - 13 - 图 26：无序抓取采用结构光方案 . - 14 - 请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明 - 3 - 深度研究报告深度研究报告 图 27：结构光和 TOF 结构（黄色为水晶已切入元件） . - 15 - 图 28：窄带滤光片原理 . - 15 - 图 29：TOF 手机渗透率未来将大幅提升 . - 16 - 图 30：传统光学镜头 VS 晶圆级镜头 . - 16 - 图 31：WLO 晶圆级镜头加工流程 . - 16 - 图 32：WLO 11、收入预测 . - 17 - 图 33：单个晶圆级镜片横切图 . - 17 - 图 34：DOE 衍射光学元件产业链结构 . - 18 - 图 35：DOE 蚀刻形成三维光栅 . - 18 - 图 36：扩散片结构图 . - 19 - 图 37：日本光驰收入稳定增长 . - 20 - 图 38：日本光驰净利率逐年提高 . - 20 - 图 39：公司产品“销售/生产”比一直保持较高水平 . - 21 - 图 40：水晶光电存货周转率逐年提升 . - 21 - 图 41：消费电子产品打开蓝宝石应用新空间. - 23 - 图 42：未来一体式和主机式 AR 产品将迎来爆发式增长 . - 24 - 图12、 43：肖特光波导技术原理 . - 25 - 图 44：DigiLens 全息波导显示技术. - 25 - 表 1：华为和 OPPO 潜望式模组供应链 . - 13 - 表 2：三种方案对比 . - 13 - 表 3：DToF 与 IToF 对比 . - 15 - 表 4：水晶光电增发募资用途（万元） . - 21 - 表 5：公司分业务收入预测（百万元） . - 26 - 附表 . - 27 - 请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明 - 4 - 深度研究报告深度研究报告 报告正文报告正文 一一、光学零组件龙头光学零组件龙头，多摄浪潮下显著受益，多摄浪潮13、下显著受益 1 1.1.1、光学优质赛道龙头标的，业务全面开花光学优质赛道龙头标的，业务全面开花 水晶光电创办于 2002 年 8 月，2008 年在深交所上市。公司目前是全球领先的光学光 电子行业研发与制造型企业， 公司主要业务板块分为光学光电子和反光材料两块， 其 中光学光电子包括成像光学、生物识别、新型显示、蓝宝石衬底四大类产品。目前公 司的红外截止滤光片及组立件（IRCF） 、光学低通滤波器（OLPF）两大产品系列产销 量居全球前列。 图图 1 1、水晶光电产品列表、水晶光电产品列表 资料来源：水晶光电官网、兴业证券经济与金融研究院整理 公司原主营业务是数码相机用的低通滤波器， 20014、5 年公司 IRCF 新生产线建成投产， 正式进入手机相机用的红外截止滤光片业务市场。 2010 年公司进入 LED 用蓝宝石衬 底市场，2014 年进入反光材料行业，公司的产品线进一步丰富，同年公司入股上游 设备商日本光驰，除了传统的业务板块，公司还前瞻性的布局 VR/AR 产业，积极 把握产业机遇期，在现有主业份额不断提升的基础行，不断开拓新的成长空间。 图图 2 2、水晶光电发展历程、水晶光电发展历程 请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明 - 5 - 深度研究报告深度研究报告 资料来源：兴业证券经济与金融研究院整理 目前公司大股东是星星集团，持股比15、例是 10.73%，实控人是叶仙玉，二股东原为大 股东一致行动人台州农银凤凰金桂投资，近日台州农银拟将全部股份（7.234 %）转 让给杭州深改哲新， 星星集团与深改哲新签署协议成为一致行动人。 星星集团不参与 公司经营， 以林敏为首的管理团队负责公司的经营决策。 公司的重要高管均持有公司 股份，管理层利益与公司利益高度绑定。 公司目前下设 11 家子公司，联营企业 2 家，最主要的四家子公司包括浙江方远夜视 丽、浙江台佳电子、江西水晶光电和浙江晶景光电。 图图 3 3、水晶光电股权结构及重要子公司、水晶光电股权结构及重要子公司 资料来源：兴业证券经济与金融研究院整理 请务必阅读正文之后的信息16、披露和重要声明请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明 - 6 - 深度研究报告深度研究报告 公司自上市以来收入呈现稳健增长态势，近六年收入复合增速达 26%。虽然公司光 学光电子业务最主要产品-IRCF 下游主要是消费电子， 终端需求的周期性使公司收入 增长呈现一定的周期性。但公司围绕“提供光学解决方案及核心元器件” 的目标， 不断开拓新产品新业务，实现应用多功能化、材料多样化、膜系多种类化，平滑了业 绩的周期性，收入逐年稳健增长。 目前公司核心业务-光学光电子收入占比达 91%，并呈现快速增长的态势。蓝宝石业 务近年来受下游 LED 行业不景气影响，收入占比近年来有所下滑。 图图 4 4、近17、近 6 6 年收入复合增速达年收入复合增速达 2 26 6% %（单位：百万）（单位：百万） 图图 5 5、公司收入占比、公司收入占比最高是成像光学业务（最高是成像光学业务（2019H12019H1） 资料来源：wind，兴业证券经济与金融研究院整理 资料来源：wind，兴业证券经济与金融研究院整理 公司三费占比合理，研发费用投入力度逐年加大。公司采取大客户战略，前五大客户 收入占比近 50%，公司销售费用率维持在不到 2%的水平。公司内部管理采用阿米巴 经营模式，管理费用率近年内也有所下行。 公司重视研发投入，设立以“中央研究院”作为技术交流平台，近五年研发投入保持 20%+的增速，并在深圳18、、日本、以色列、美国等进行研发布局，一方面使公司在光 学相关元器件、LED 蓝宝石衬底、微投光机模组、反光材料等核心产品保持国际领 先的技术优势， 另一方面也使得公司顺利实现从以大规模量产能力为特色的 “产品制 造型公司”向提供光学解决方案及核心元器件的“技术型公司”转型。 图图 6 6、公司、公司费用保持稳定费用保持稳定 图图 7 7、公司研发投入增速超、公司研发投入增速超 2 20 0% % 资料来源：wind，兴业证券经济与金融研究院整理 资料来源：wind，兴业证券经济与金融研究院整理 请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明 - 7 - 深度研究报19、告深度研究报告 公司的净利水平虽受下游的周期性略有波动，但上市以来保持 15%以上的净利率。 蓝宝石产业近几年由于产能的大量扩张及下游的 LED 行业出现大幅波动，蓝宝石价 格严重下跌，拖累了公司的盈利能力。公司 2018 年出售了部分日本光驰的股权，对 公司业绩形成了良好的业绩补充。 图图 8 8、公司近年来净利率水平稳定在、公司近年来净利率水平稳定在 1 15 5% %以上以上 资料来源：wind，兴业证券经济与金融研究院整理 1.21.2、光学镀膜和冷加工构筑公司核心竞争力光学镀膜和冷加工构筑公司核心竞争力 手机镜头的主要结构包括镜头组+马达+红外截止滤光片（IRCF）+传感器，其中传感20、 器 CIS 价值量最高， 占手机相机模组的份额最大， 也是决定拍摄效果的最核心元件， CIS 在高端手机中价值量占比高达 50%。其他的必备核心零部件包括镜头、音圈马 达、红外截止滤光片。 图图 9 9、手机相机模组的基本结构、手机相机模组的基本结构 图图 1010、手机相机模组价值量、手机相机模组价值量 资料来源：网图，兴业证券经济与金融研究院整理 资料来源：CIOE 中国光博会，兴业证券经济与金融研究院整 请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明 - 8 - 深度研究报告深度研究报告 理 红外截止滤光片（IRCF）是利用精密光学镀膜技术在白玻璃、蓝玻璃21、或树脂片等光 学基片上镀膜，以实现近红外光区截止、可见光区高透的光学滤光片。通过在手机、 电脑、汽车等摄像头数码成像领域的成像系统中加入 IRCF，阻挡该部分干扰成像质 量的红外光，可以使所成影像更加符合人眼的最佳感觉。 IRCF 镀膜的基板可选白玻璃和蓝玻璃，白玻璃的红外截止滤光片是在普通光学玻璃 上镀膜， 利用镀膜反射红外光来实现效果， 一般用于中低像素 （8 M 像素） 摄像头。 蓝玻璃比普通白玻璃成本高， 但蓝玻璃能吸收红外线， 在蓝玻璃上镀膜能有效消除伪 色，主要用于高像素摄像头。消费者对手机成像效果的极致追求下，蓝玻璃渗透力逐 年提升，已经成了主流基板。 图图 1 11 1、I I22、RCFRCF 能阻挡干扰红光能阻挡干扰红光 图图 1 12 2、蓝玻璃能吸收红光，成像效果更好、蓝玻璃能吸收红光，成像效果更好 资料来源：网图，兴业证券经济与金融研究院整理 资料来源：网图，兴业证券经济与金融研究院整理 IRCF 市场是典型的“利基市场” ，行业格局优势明显。IRCF 上游是光学玻璃市场， 供应商之间竞争激烈， 公司作为采购方处于较强势地位， 下游是高集中度的手机和模 组市场，公司与下游客户的沟通维护成本低，上下游市场格局好。 IRCF 奠定了核心技术之一是光学镀膜， 技术密集+劳动密集， 由于参数和工艺的细微 差异，每片 IRCF 并非标准品，在圆片不同区域镀膜良率差异较大，23、需要大量的技术 储备和经验积累。 摄像模组进入定制化时代后， IRCF 镀膜也进入 “量身定做” 时代， 如何在客户定制化的镀膜需求下尽可能实现更高的镀膜良率，这是需要大量膜系材 料基础研究和镀膜工艺持续改进。新厂商进入行业的门槛极高。 图图 1 13 3、利基市场的特征、利基市场的特征 图图 1 14 4、利基市场利好龙头企业、利基市场利好龙头企业 请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明 - 9 - 深度研究报告深度研究报告 资料来源：兴业证券经济与金融研究院整理 资料来源：兴业证券经济与金融研究院整理 公司冷加工板块布局的重要业务之一是蓝宝石衬底业务。24、水晶光电自 2010 年起开始 研发蓝宝石 LED 衬底，产品包括普通的普通蓝宝石衬底和图形化蓝宝石衬底，其中 图形化蓝宝石衬底竞争要远低于普通蓝宝石衬底。公司蓝宝石于 2011 年实现批量生 产， 通过多年的生产实践已积累相当充足的生产经验和一定的规模优势， 在高工产研 LED 研究所(GGII)评选出 2019 年中国蓝宝石(2、4、6 英寸)衬底晶片 TOP10 的企业 排名中，水晶综合实力排名第二。 受行业不景气影响，公司蓝宝石毛利率近几年不断下行，但 2019 年上半年业绩出现 明显的增速抬升，近期 LED 行业景气度明显抬升，市场供求的格局有所好转，根据 LEDinside 的预计25、，未来几年在 Mini/Micro LED、新型显示等市场的推动下，LED 衬 底的市场需求量将持续上升， 预计 2019-2023 年复合增长率为 13%。 公司的蓝宝石衬 底业务有望受益回暖。 图图 1515：近几年近几年 L LEDED 行业整体市场增速放缓行业整体市场增速放缓 图图 1616：水晶蓝宝石业水晶蓝宝石业务务 2019H12019H1 收入端重拾增长收入端重拾增长 数据来源：前瞻产业研究院，兴业证券经济与金融研究院整理 数据来源：wind，兴业证券经济与金融研究院整理 蓝宝石是一种氧化铝的单晶，晶体硬度高达莫式 9 级，仅次于金刚石，具有良好的透 光性、特传导性、电气绝缘性26、。蓝宝石生产环节主要分为四个环节，前端环节包括长 请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明 - 10 - 深度研究报告深度研究报告 晶设备及辅助设备制造和晶体生长环节， 属于资金和技术密集型环节， 价值量较高， 占比超 80%， 后端的深加工和行业应有应用属于人力+资金密集型行业， 价值量较低。 水晶光电布局蓝宝石后端加工多年， 锻炼了脆性材料的加工能力， 也为公司后来光学 冷加工优势地位奠定了基础。 图图 1717：蓝宝石产业链分析蓝宝石产业链分析 图图 1818：L LEDED 衬底是蓝宝石下游最重要应用衬底是蓝宝石下游最重要应用 数据来源：前瞻产业研究27、院，兴业证券经济与金融研究院整理 数据来源：前瞻产业研究院，兴业证券经济与金融研究院整理 1.31.3、受益受益 5G5G 多摄潮，滤光片和光学棱镜迎来爆发多摄潮，滤光片和光学棱镜迎来爆发 水晶光电以 IRCF 龙头起家， 2018 年精密薄膜光学元器件销量 13.5 亿片，全球市 占率第一约 27%，目前国内主要竞争对手是今年上市的五方光电，市占率约 16%。 公司目前大多数产品均为蓝玻璃，虽然 IRCF 单价近年来有所下行，但公司受益于高 毛利的蓝玻璃占比提高，公司 IRCF 业务毛利率基本稳定。 2012 年起，智能手机渗透率的提升+4G 的推行带动了手机销量 21%的复合增速，也 带来28、了相关产业链的快速发展。 2012-2017 年公司精密光学薄膜业务收入实现了 27% 的复合增速，2018 年受电子行业整体不景气影响，公司增长也出现短暂波折。 5G 推动手机市场 2020 年温和复苏，公司显著受益于下游回暖和多摄潮。根据 T.S.R 的数据，2020 年（相机）手机销量将达到 18.78 亿部，同步增长 2.4%，手机行业走 出近两年下滑的趋势， 温和复苏。 近年来的多摄潮使单个手机摄像模组数量越来越多， 2020 年背面多摄手机份额将近 80%，多摄潮下手机厂商对 IRCF 的使用量直接翻了 数倍，公司作为 IRCF 龙头将尽享行业红利。 图图 1919、202020229、0 年手机市场将重回上涨趋势年手机市场将重回上涨趋势 图图 2020、背面多摄渗透率、背面多摄渗透率 20202020 年占比超年占比超 80%80% 请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明 - 11 - 深度研究报告深度研究报告 资料来源：T.S.R，兴业证券经济与金融研究院整理 资料来源：T.S.R，兴业证券经济与金融研究院整理 手机相机光学变焦能力差一直被摄影爱好者所诟病， 变焦能力强， 可以拍摄的物体越 远。 变焦分为光学变焦和数码变焦， 相比于数码变焦的直接把每个图片的单位像素面 积拉大，光学变焦通过改变镜头间的距离，实现变焦。数码变焦在细节处理30、上效果远 弱于光学变焦。 光学变焦分外变焦和内变焦，外变焦类似于数码相机的伸缩式镜头。三星早在 2013 年推出的 Galaxy S4 Zoom，摄像头外伸拓展 10 倍焦距，但整个体型近乎相机尺寸， 在防水防尘和轻薄程度上均与现代手机不匹配。内变焦则是在不改变外部镜头的情 况下， 调整内部镜片之间的距离， 这种方案问题在于手机的厚度限制了内变焦的能力， 之前主流的手机光学变焦能力仅 2-3 倍。 图图 2121：光学变焦光学变焦效果远好于数码变焦效果远好于数码变焦 图图 2222：GalGalaxy S4 Zoomaxy S4 Zoom 采用采用外变焦外变焦，外形过于厚重外形过于厚重 数据来31、源：科技新生活网，兴业证券经济与金融研究院整理 数据来源：科技新生活网，兴业证券经济与金融研究院整理 潜望式镜头出现前国内手机主打的均为多摄镜头实现“伪变焦”， 以双摄镜头为例， 即 以两个镜头拍出两种焦距下的两张照片，然后利用强大的算法对两张照片进行处理， 视拍摄物体距离远近使用单一照片进行数码变焦或使用两张照片合成变焦，最后模 拟出光学变焦的效果。双摄变焦本质上仍是定焦镜头，且如果变焦范围大于两倍，会 极大损害画质。 请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明 - 12 - 深度研究报告深度研究报告 2017 年 OPPO 首次发布的 5 倍变焦专利，创造32、性采用潜望式摄像头结构。2019 年华 为发布全球首个量产的潜望式镜头手机 P30 Pro，可以达到 5 倍光学变焦，10 被混合 无损变焦。 潜望式镜头讲原本竖着排放的摄像头在手机内横向排放， 并以特殊的光学 三棱镜让光线折射进入镜头组，实现成像，可以大幅度增加摄像头的焦距，真正解决 了手机相机的光学变焦难题。 潜望式镜头的镜片是横向排放， 因此潜望式镜头模组相比普通模组除了镜头、 滤光片 和传感器这些元器件外，还增加了一个棱镜，让光线折射进入镜头组，实现成像，可 以在镜头不凸起的情况下大幅度增加摄像头的焦距。 除了结构更复杂， 潜望式镜头对 马达和算法的要求更高。 潜望式镜头中的转向棱镜是33、玻璃材质， 而非镜片常用的塑料 材质，潜望式镜头也打破了单个镜头的镜片数量。 潜望式镜头目前采用比较多的单棱镜方案， 华硕曾推出双棱镜方案。 单棱镜方案通过 让图像传感器和镜片都垂直放置，然后利用 45的棱镜模组将光线反射到镜头和图 像传感器上。 双棱镜方案则是把一枚棱镜安上光学防抖镜片， 另一枚放在水平放置的 CMOS 下方。双棱镜方案能使模组更薄，但棱镜成本的提升和光在传递中的耗损带 来的成像亮度的下降则给模组厂商的设计带来不小的挑战。 图图 2323：潜潜望式镜头模组的结构望式镜头模组的结构 图图 2 24 4：华硕鹰眼华硕鹰眼 ZenFone ZoomZenFone Zoom 的双棱镜方案的双棱镜方案 数据来源：百家号，兴业证券经济与金融研究院整理 数据来源：网图，兴业证券经济与金融研究院整理 华为和 OPPO 均采用了单棱镜方案，而根据产业链调研，北美大客户 2020 年可能会 采取双棱镜方案， 2020 年华为荣耀系列、 NOVA 和小米均有望使用潜望式镜头配置， 出货量有望破亿。目前单个潜望式镜头模组（单棱镜）单价超过 30$，随着技术的成 熟，模组单价有望进一步降低。随着技术的成熟，据群智咨询的预计，2023 年潜望 式镜头出货量将 4 亿部，潜望式镜头预计会成为智能拍照手机的必备卖点。 棱镜是潜望式镜头的关键零部

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