永久Y马达(智能手机相机马达的发展与应用趋势)

Posted 2023-05-31

篇首语：临文乍了了，彻卷兀若无。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了永久Y马达(智能手机相机马达的发展与应用趋势)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

永久Y马达(智能手机相机马达的发展与应用趋势)

2020年全球智能手机出货量大幅衰退，但受惠望远镜头逐渐下放至中高端机型，出货量仅微幅年减1.26%。展望2021年，受惠全球手机出货量重返成长，中高端机型渗透率回温，以及品牌手机厂商持续在超广角镜头中导入相机马达，预期手机相机马达出货量年增率有望达到双位数成长。

2019〜2021年智能型手机相机马达出货量

一.智能手机市场回温，中高端手机市场回稳与AF设计的超广角镜头渗透率提升，带动手机相机马达出货量年增 13.03%

2021年全球智能手机出货量重返成长，预期出货量为13.67亿支，年增9.01%。受惠智能手机出货量增长，以及旧机型逐渐退场，带动四镜头机型渗透率提升，预期2021年手机镜头模块出货量为50.7亿颗，年增11%。

2017〜2021年智能手机镜头模块渗透率

2017〜2021年智能手机镜头出货量

（一）智能手机镜头依对焦方式分为固定焦距与自动对焦

智能手机的相机依对焦方式不同，主要分为FF（Fixed Focus，固定焦距）和AF（Auto Focus，自动对焦）2种。FF相机的焦距固定，镜头位置固定不变，仅针对某一个固定的距离进行对焦，故构造相对简单，但较难获得清晰影像，仅能透过算法进行补正。FF的相机模块由镜片、镜片底座、红外滤光片、CIS（CMOS Image Sensor，CMOS图像传感器）与 PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）等零件组成。

AF镜头模块则是在固定焦距的镜头模块内，增加相机马达与AF Driver IC（自动对焦驱动IC），透过马达移动镜头位置改变焦距，藉以实现对焦功能，获得更清晰影像。

固定焦距相机模块与自动对焦相机模块

（二）相机马达主要搭载于主镜头与望远镜头中，未来超广角镜头搭载马达渗透率将持续提升

智能手机的主镜头因承担多数拍摄时机，现行超过95%智能手机主镜头为AF镜头，提供用户更清晰的影像体验。望远镜头因为需拍摄远方物体，需要更好地对焦，目前手机的望远镜头全部都为AF镜头。整体而言，目前智能手机中搭载相机马达的镜头多为主镜头与望远镜头。

在超广角镜头部分，虽部分机型的超广角镜头开始导入相机马达，但渗透率仍低，多以国产品牌手机的旗舰机为主，但2021年起Samsung 和Apple也将逐步在超广角镜头中导入相机马达。观察品牌手机厂商导入AF设计的超广角镜头状况，华为是最积极采用的品牌手机厂商之一，由2019下半年发售的Mate 30 Pro起开始使用AF设计超广角镜头，隔年P40系列和Mate 40 Pro/Pro+也延续此设计。

小米虽早于2019年发售的小米9就采用AF设计超广角镜头，但并未将此设计延续至小米10、小米10 Pro与小米11，仅在2020下半年发售的小米10至尊纪念版采用AF设计超广角镜头，预期小米短期内仅将在旗舰机型中最高端机款采用AF设计超广角镜头。

OPPO于2019年选择在中高端定位的 Reno Ace上率先采用，2020 年发售的旗舰机Find X2系列也全面采用AF设计超广角镜头，预期未来将于旗舰机中全面搭载AF设计的超广角镜头。

vivo于2019下半年发售的旗舰机NEX 3中开始采用AF设计超广角镜头，预期仍仅在旗舰机导入AF设计超广角镜头。在国际品牌部分，Samsung于2021年发售的Galaxy S21 Ultra中开始采用AF设计超广角镜头，预期Apple也将在2021下半年发售的iPhone 13 Pro/Pro Max中采用，未来将进一步渗透至旗舰机中的标准版本。

在其他镜头部分，微距镜头因需要非常近的距离拍摄物体，故也有如Motorola和小米等品牌手机厂商在部分机型上采用AF设计微距镜头，但多数品牌手机厂商仍以FF设计的微距镜头为主。景深镜头主要用于取得距离信息的辅助镜头，而且不需要搭载相机马达。

AF设计的前镜头以Samsung为最主要采用之品牌手机厂，Samsung从2017年发售的Galaxy S8系列开始采用AF设计前镜头，后续旗舰机都已标配AF设计前镜头，华为虽曾在P40 Pro+中采用，但并未将此设计沿用至Mate 40 Pro+，其他品牌手机厂商考虑消费者对前镜头的要求较低，以自拍为主，故多以FF设计的前镜头为主。

依镜头分类，手机和相机马达使用状况

（三）全球智能手机相机马达将重返成长轨道，年增率有望达到双位数成长

2019年智能手机相机马达出货量为18.69亿颗，2020年受新冠肺炎疫情影响，智能手机出货量大幅衰退，但受惠望远镜头逐渐下放至中高端机型，出货量仅微幅年减1.26%。展望2021年，受惠智能手机出货量重返成长，新冠肺炎疫情趋缓带动中高端机型渗透率回稳，且下半年iPhone 13 Pro/Pro Max的超广角镜头将引入AF设计等因素，带动2021年智能手机相机马达出货量为20.96亿颗，年增率达13.53%。

2019〜2021年智能手机相机马达出货量

二.行动装置相机马达以音圈马达为主流设计

相机马达主要可分为音圈马达(Voice Coil Motor，VCM)、超声波马达(UltraSonic Motor，USM)与步进马达(Stepper Motor，STM)等 3 种。

（一）音圈马达为手机相机马达最主流设计

音圈马达由于原理类似扬声器，故被称作音圈马达。音圈马达主要原理是在1个永久磁场内，透过改变马达内线圈的直流电流大小，藉此控制弹簧片进行镜头的前后伸缩，由于设计简单且具备成本优势，故广泛被用于手机AF镜头中。

音圈马达结构主要以外壳、前垫片、前弹簧片、磁石、线圈、载座、后垫片、后弹簧片与底座等零组件组成。外壳通常由导磁金属制成，可有效包络磁力线，也可减少与外界的电磁场干扰；垫片用于绝缘，弹簧片用于平衡力矩，由于线圈只会往同一个方向移动，安装弹簧片后，只需要减少电流输入，而不用给反向电流，就可让镜片组回到原本位置。磁石提供永久磁场，排列方式有四边排列和四角排列2种，主要是让磁力线能垂直穿过电流方向，线圈则是通电产生驱动力矩。

音圈马达主要组成零组件

Yoke（外壳）：用来固定其他组件，常以导磁金属制成。

F.Spacer：前垫片，用于绝缘。

F.Spring ：前簧片，用于平衡力矩，让镜片组回复原来位置。

Magnet ：磁石，产生永久磁场。

Coil ：线圈，通电产生驱动力矩。

Carrier ：载体，用于承载镜头。

B.Spacer：后垫片，用于绝缘。

B.Spring ：后弹簧，用于平衡力矩，让镜片组回复原来位置。

Base ：底座，用于固定部件。

目前低端VCM价格落于0.2〜0.4美元，中高端VCM价格落于0.8 〜1美元，客制化VCM达到1.3美元。

（二）超声波马达与步进马达各具优势，但在手机相机马达中应用有限

超声波马达原理主要是利用压电陶瓷材料（Piezoelectricity）的逆压电效应，从外部输入高频电压讯号产生压电材料变形，藉此产生高频的机械振动，透过摩擦驱动构件，让超声波马达如同一般马达一样具有旋转运动和线性运动。

超声波马达对焦速度快，且不以磁气驱动，机械振动频率在可听范围外，对外界的电磁干扰和噪音影响很小，不过目前仍受限体积和成本等条件限制未能应用于智能手机中，以Mitsumi、新思考与皓泽等3家相机马达厂商为最积极开发的厂商。

步进马达主要包含具有如齿轮状突起相锲合的转子跟定子，运作原理为线圈通电后，定子缠绕线圈的每一个脚会产生磁力，中间的永久磁铁被各脚之磁场吸引而转动，接着切换电流方向，各脚磁极转换，转子被下一个脚的磁场吸引而继续转动，以此循环方式进行转动。

步进马达具有耐用、易于驱动的动作特性，且步进马达在对焦镜头位移完成后，不需要再为了将镜头保持在该位置上而耗损电源，故广泛被用于单眼相机的变焦镜头中，但现行智能手机都为定焦镜头，变焦镜头已退出市场，加上目前数字相机使用的步进马达致动器大多庞大、昂贵、复杂、吵杂、慢速且耗电量大，故步进马达极少用于智能手机相机模块。先前步进马达最主要应用在伸缩式的智能手机相机，让手机相机模块能弹出，而非直接用于镜头模块中。

（三）手机相机马达综合比较

整体而言，音圈马达因为具备体积小、低成本与重复精度高等三大优势，被广泛应用在智能手机的相机马达；超声波马达对焦速度虽快，但超声波马达易有磁滞现象，不利高精度的位移，且目前 1 颗超声波马达成本约4〜5美元，相较音圈马达成本高出许多；步进马达受限对焦速度较慢、体积较大，且移动时有大量噪音，而步进马达最大优势是变焦时较省电，但变焦镜头现已无机型搭载，无法发挥其优势，也让其消失在智能手机镜头模块中。

手机相机马达比较

纵观3种相机马达未来发展，音圈马达具备低成本、体积小与重复精度高等，长期来看仍为智能手机相机马达主流，难以被大幅取代。超声波马达因具备对焦速度快和噪音小等特性，若能将体积有效缩小，并解决磁滞现象带来重复定位精度不佳问题，有望在部分高端镜头中使用，惟高成本是其最大劣势，渗透率难以大幅提升。步进马达主要优势在变焦镜头的使用，目前也持续有镜头厂商开发变焦镜头，若未来变焦镜头重返智能手机，有望让步进马达重返智能手机相机。

三.行动装置相机马达厂商动态

以2020年手机相机马达出货量占比计算，日系厂商占约40〜45%，且占据多数中高端市场，韩系厂商占15〜20%，供应韩系手机厂商为主，国内厂商占约35〜40%。

（一）日系厂商市占最高，并占据多数中高端AF镜头马达，但面临国内厂商价格竞争

日系厂商以Alps Alpine、Mitsumi与TDK 3家厂商为主，出货量占全球约40〜45%，其中Alps Alpine、Mitsumi为全球前两大相机马达出货厂商，占比约30%。

Alps Alpine为全球最大手机相机马达厂商，出货量市占约15%，产品定位中高端，为iPhone相机马达最主要供货商，占比超过70%，并供给其他国内品牌手机的高端相机马达。Mitsumi为全球第二大手机相机马达供货商，市占约13%，为iPhone次供货商，并供给华为、小米、OPPO 与vivo等厂商，产品定位以中高端为主，近期持续透过价格竞争争取更高的市场份额。TDK为日系第三大手机相机马达厂商，主要供给华为、小米、OPPO与vivo等国内手机厂商为主，但受国内相机马达厂商用价格竞争，使TDK市占率持续下滑，目前市占率约5-8%。

（二）韩系厂商以Semco为最大厂商，韩系相机马达厂商主要客户为Samsung

韩系手机相机马达厂商以Semco、Jahwa与Hysonic 3间为主，LG Innotek基本上已退出市场，韩系手机相机马达厂商主要供给Samsung等韩系品牌手机厂商为主。

Semco为全球第三大手机相机马达供货商，为Samsung集团子公司之一，市占率约10〜13%，但极少对外单独销售相机马达，多与镜头模组一同销售，客户以Samsung为主，近年打入小米、OPPO与vivo等品牌手机厂商的高端镜头模块。Jahwa为第二大韩系手机相机马达厂商，全球市占约5%，主要客户为Samsung和LG，并打入OPPO和小米等手机厂商的高端相机马达。

（三）国内厂商市占持续提升，以皓泽、中蓝、新思考与比路 4 家为主

国内厂商以皓泽电子、中蓝电子、新思考电机与比路电子等4家供应商为主，另有华友微、新鸿洲、三美达、江馨微、东勤与金诚泰等其他厂商，国内厂商于2020年市占率约35〜40%，客户以国内手机厂商为主，由于具备成本优势，加上国产品牌手机厂商扶植国内厂商，市占率持续提高，其中皓泽、中蓝与新思考的市占分别各接近10%。

皓泽电子主要客户为华为、小米、OPPO、vivo与Samsung等；中蓝电子主要客户以华为、小米、Motorala与Samsung为主；新思考电机成立于2014年9月，吸收原日本思考电机团队，主要客户为华为、小米、 OPPO、vivo、联想、LG等；比路电子市占约3%，主要客户为华为、小米与Samsung等。

（四）另外，台湾厂商逐渐退出市场，但有望客制化产品重返市场

台湾厂商在力致科技旗下苏州聚力电机于2019年初退出市场后，仅剩台睿精工和大立光100%持股的大阳光电等厂商，台湾手机相机马达厂商出货量市占不足1%。

Apple在iPhone 6S前多位由大立光代购并组装VCM，但从iPhone 7 起选择由下游的镜头模块厂进行此业务，但大立光仍持续开发VCM相关技术，并表示已开发出镜片+VCM 一体式的音圈马达，期望藉此重返iPhone VCM供应链。

（五）行动装置相机马达厂商发展状况综整

整体来说，目前日系厂商仍占据大部分市场，并垄断韩系品牌外的中高端手机AF相机马达市场；韩系厂商固守韩系品牌手机为主，并打入小米和OPPO高端机型；国内厂商主要以国产品牌手机厂商为主，依靠价格优势持续抢占市场份额；台湾厂商虽产量有限，但有望藉由特殊工艺挤入高端相机马达市场。

行动装置相机马达厂商策略

（六）相机马达为机械领域，镜头或镜头模块厂难切入

目前全球同时具备量产镜头与VCM的厂商仅Semco 1家，主要为相机马达为机械领域，并非传统光学厂商擅长领域，加上国内相机马达厂商持续进行价格竞争，音圈马达价格有下降趋势，让传统光学厂商不愿踏入此领域，但随着大立光开发出整合镜片+VCM一体式的音圈马达，强调能缩小20%体积，未来若被品牌手机厂商采用，镜头厂商或可考虑直接并购现有手机相机音圈马达厂商，藉此降低进入门槛。

（七）手机相机马达关键在尺寸微缩，且主要是让镜头模块产生小幅度位移，传统马达厂商切入机率低

相较一般马达，手机相机马达最重要关键设计在尺寸的要求，且马达尺寸越小越容易产生高温，对传统马达厂商来说是一大挑战。相机马达透过线圈与磁石产生力量，让镜头产生偏摆、水平移动、倾角等功用，设计关键偏向线圈、磁石与弹片等结构件，且相机马达最终需与镜头模组进行整合，与传统马达厂商的设计概念不同。在市场方面，手机相机马达出货量虽将持续大幅成长，但单价逐步下滑。

整体来说，智能手机迭代速度快，手机相机马达价格持续下滑，产品设计概念与传统马达厂商不同，都让传统马达厂商切入手机相机马达的机率偏低。

四.总结观点

（一） 2021年智能手机市场回温，中高端机型渗透率回稳与AF设计的超广角镜头渗透率提升，带动手机相机马达出货量有望达到双位数年增长率

全球智能手机出货量于2020年大幅衰退，导致虽有中高端机型持续引入望远镜头，但手机相机马达的出货量仍微幅年减1.26%。预期2021年受惠智能手机出货量回温，新冠肺炎疫情趋缓也让中高端机型渗透率回稳，加上预计2021下半年发售的iPhone 13 Pro/Pro Max超广角镜头将引入相机马达，都将带动手机相机马达出货量突破20亿颗，年增13.53%。

（二）国际品牌手机厂商开始导入超广角AF镜头，未来超广角采用AF 设计的渗透率将逐渐提高

过往AF设计的超广角镜头多以国产品牌手机为主，随着Samsung与Apple持续导入于旗舰机的高端版本，未来将带动AF设计超广角镜头渗透率持续提升。

（三）音圈马达具备体积小、低成本与重复精度高等三大优势，仍为智能手机相机马达主流设计

相机马达主要可分为音圈马达、超声波马达与步进马达3类，音圈马达因具备体积小、低成本与重复精度高等三大优势，仍为智能手机相机马达主流；超声波马达体积较大，但具备对焦速度快和低噪音两大优势，若体积与成本能有效降低，有望导入部分高端镜头；步进马达则仍待变焦镜头重返智能手机镜头中才有望重返市场。

（四）日系手机相机马达厂商为全球龙头，且以中高端市场为主，但国内厂商持续透过价格竞争争取市占

日系相机马达厂商占据全球4成以上出货量，并以中高端市场为主，韩系相机马达厂商则以Samsung为主要客户，国内相机马达以国产品牌手机厂商为主要供货对象，并透过价格竞争持续侵蚀日系相机马达厂商份额。