國產(chǎn)無反相機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈初現(xiàn)
根據(jù)相機(jī)及影像產(chǎn)品協(xié)會(CIPA)公布的數(shù)據(jù),2024 年 1 月至 5 月,中國市場相機(jī)出貨量全球占比達(dá)到 23.4%,躍居繼美洲之后的全球第二大市場。在智能手機(jī)沖擊下曾一度遇冷的相機(jī)市場,如今因直播電商、短視頻等新興產(chǎn)業(yè)的崛起而重新煥發(fā)生機(jī)。產(chǎn)品創(chuàng)新與流量經(jīng)濟(jì)的交織,正在為傳統(tǒng)行業(yè)打開一條全新的消費(fèi)路徑。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/202410/463686.htm日本佳能副社長、執(zhí)行董事小澤秀樹也表示,2023 年中國數(shù)碼相機(jī)市場實(shí)現(xiàn)了 25% 的增長,其中無反相機(jī)更是增長了 31%,預(yù)計 2024 年這一增長勢頭將持續(xù),無反相機(jī)的增長有望達(dá)到 35%。隨著近年來國內(nèi)相機(jī)市場的日益擴(kuò)大,用戶對于國產(chǎn)相機(jī)的呼聲越來越高。
但一直以來,國內(nèi)相機(jī)市場被日本品牌占據(jù)。根據(jù)調(diào)查公司 Techno System Research 的數(shù)據(jù),在 2023 年無反相機(jī)全球出貨量中,第一為佳能占 41%,第二為索尼占 32%,第三為尼康占 13.2%,第四為富士占 8.0%,其他品牌占比 5.5%。主流品牌都是來自日本的相機(jī)公司。
不過,近年來,國產(chǎn)相機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈頻頻傳來各種消息。今年早些時候,許多小米粉絲在雷軍的社交媒體賬號下請愿,希望他能開發(fā)數(shù)碼相機(jī),相關(guān)話題「# 雷軍能不能生產(chǎn)一下相機(jī) #」一度登上熱搜榜首位,之后一些數(shù)碼博主也聲稱大疆(DJI)或?qū)l(fā)布無反相機(jī),而就在此前大疆控股了著名相機(jī)制造商哈蘇,八月份又傳出國產(chǎn)全球首款 1.8 億像素全畫幅 CMOS 芯片試產(chǎn)成功,一系列的利好消息讓久盼國產(chǎn)無反相機(jī)的攝影愛好者為之振奮。
什么是無反相機(jī)?
無反相機(jī)對應(yīng)的是傳統(tǒng)的單反相機(jī)。
在數(shù)碼單反相機(jī)中,反光位于鏡頭和相機(jī)傳感器之間。它呈 45 度角,將鏡頭發(fā)出的光線通過五棱鏡結(jié)構(gòu)引向光學(xué)取景器,供觀察。因此,即使在數(shù)碼單反相機(jī)關(guān)閉的情況下,用戶能通過取景器看到場景。按下快門按鈕后,鏡面向下翻轉(zhuǎn),露出傳感器,最終生成數(shù)字圖像。這個過程有一些缺點(diǎn),那就是反光鏡需要占用機(jī)身空間,并且反光鏡的升降需要反應(yīng)時差。此外,受限于棱角和反光鏡結(jié)構(gòu),單反相機(jī)的鏡頭設(shè)計受到制約。
在此基礎(chǔ)上,隨著 CMOS 技術(shù)的進(jìn)步,無反光鏡相機(jī)取消了反光鏡,使相機(jī)的速度更快,體積更小,自動對焦能力更強(qiáng)。相對于傳統(tǒng)單反相機(jī),無反相機(jī)的結(jié)構(gòu)更簡單,機(jī)身更小巧,受到用戶廣泛青睞。
那么無反相機(jī)的研發(fā)難在哪里?為什么高端相機(jī)市場基本都被日本廠商壟斷?
實(shí)際上高端相機(jī)并非是單純的相機(jī),而是由相機(jī)機(jī)身代表的半導(dǎo)體,人體工學(xué)設(shè)計,芯片設(shè)計,嵌入式軟件,AI,色彩科學(xué),可換鏡頭所代表的光學(xué)設(shè)計,機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計,鍍膜技術(shù)等組成的一整套基于光學(xué)的數(shù)碼成像系統(tǒng)。
這其中,CMOS 感光傳感器、光學(xué)鏡頭是相機(jī)技術(shù)的核心。
首先是 CMOS 芯片,目前相機(jī)的 CMOS 芯片基本被日本索尼公司壟斷。索尼之所以相機(jī)這么強(qiáng)很大一部分原因就是因?yàn)樗麄冑u了很多手機(jī)傳感器,通過在手機(jī)傳感器上快速迭代很多種新技術(shù),進(jìn)而反哺相機(jī) CMOS 芯片的研發(fā),實(shí)現(xiàn)了又能賺錢又能加快研發(fā)的良性循環(huán),并最終反哺其相機(jī)業(yè)務(wù)。去年索尼甚至發(fā)布了全球第一款搭載全畫幅全域快門 CMOS 的民用量產(chǎn)的相機(jī) A93,一時間引發(fā)業(yè)界震動。民用相機(jī)目前只有佳能還在堅持使用自己的 CMOS 芯片,其他相機(jī)廠商都采用索尼的芯片。
其次是鏡頭研發(fā),與手機(jī)模組普遍依賴高分子材料(塑料咳咳咳)、片形頗為極端的非球面模組不同,相機(jī)鏡頭的模組可能更接近我們傳統(tǒng)定義的「精密光學(xué)儀器」。無論是玻璃的選型、片形的設(shè)計、還是鏡筒的規(guī)劃、鏡片的組裝,現(xiàn)代相機(jī)鏡頭都是非常復(fù)雜的東西,集光學(xué)、電子、機(jī)械等數(shù)個領(lǐng)域的挑戰(zhàn)為一身。高端相機(jī)鏡頭研發(fā)還需要克服著自動對焦,鍍膜,變焦等技術(shù)難點(diǎn)。
目前,日本的相機(jī)廠商們已經(jīng)和上游的相機(jī)產(chǎn)業(yè)零部件企業(yè),達(dá)成了較為穩(wěn)定的供貨、設(shè)計、交流關(guān)系。再加上強(qiáng)大的專利壁壘,使得后來者難以對抗。
國產(chǎn)相機(jī)芯片和零部件崛起
無反相機(jī)的核心,CMOS 圖像傳感器和鏡頭,非??简?yàn)企業(yè)半導(dǎo)體和光學(xué)領(lǐng)域的積累。
CMOS 圖像傳感器主要作用是把圖像信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,是攝像頭模組的核心部件,隨著攝像頭對拍照、攝像、圖像識別、身份驗(yàn)證等功能需求的增加,CMOS 圖像傳感器市場規(guī)模也增長迅速。國內(nèi)近年來在半畫幅和全畫幅 CMOS 領(lǐng)域逐漸實(shí)現(xiàn)從零到一的突破,部分指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到國際先進(jìn)水平。
今年八月份,中國合肥的晶合集成(Nextchip)與中國上海的思特威(Smartsense)發(fā)布了業(yè)內(nèi)首款 1.8 億像素全畫幅傳感器(180MP Type2.7)試產(chǎn)成功的消息,打破了日本索尼在超高像素全畫幅 CIS 領(lǐng)域的長期壟斷。
晶合集成基于自主研發(fā)的 55 納米工藝平臺,攜手思特威共同開發(fā)光刻拼接技術(shù),克服了在像素列中拼接精度管控以及良率提升等困難,成功突破了在單個芯片尺寸上,所能覆蓋一個常規(guī)光罩的極限,同時確保在納米級的制造工藝中,拼接后的芯片依然保證電學(xué)性能和光學(xué)性能的連貫一致。
資料顯示,這款傳感器具有 1.8 億像素的靜態(tài)圖片輸出能力,8K30FPS 的視頻輸出能力,PixGain HDR 能力。本次傳感器開發(fā)中,思特威主要負(fù)責(zé)傳感器的設(shè)計,而晶圓代工(foundry)則由晶合集成提供。
另一家 CMOS 領(lǐng)軍企業(yè)則是長光辰芯,其誕生于「新中國光學(xué)搖藍(lán)」的中科院長春光機(jī)所,是國產(chǎn)高性能 CMOS 圖像傳感器龍頭企業(yè)。
2023 年,大疆與長光辰芯自主研發(fā)的 4900 萬像素全畫幅 CMOS 圖像傳感器發(fā)布,型號為 GCINE4349。這是一款采用堆棧背照式技術(shù)的高端芯片,具有 120fps、110dB 超高動態(tài)范圍等優(yōu)異的參數(shù)。芯片由長光辰芯牽頭,聯(lián)合華??萍?、大疆創(chuàng)新及大疆百旺共同承擔(dān)的國家重點(diǎn)研發(fā)計劃項(xiàng)目,歷時三年研制成功,打破了我國在超高清成像芯片及系統(tǒng)方面長期依賴國外進(jìn)口、發(fā)展受限的局面。
國產(chǎn)鏡頭的發(fā)展同樣喜人。
數(shù)碼時代「可換鏡頭相機(jī)」的 AF 鏡頭產(chǎn)品可以追溯到 2016 年,小米生態(tài)鏈下的小蟻相機(jī) M1。同時發(fā)布的還有 M43 卡口的 42.5mm 定焦鏡頭,和 12-40mm F/3.5-5.6 套頭。這兩枚國產(chǎn)的 AF 定焦鏡頭和變焦鏡頭,打開了國產(chǎn)相機(jī)鏡頭的 AF 時代。
近年來,唯卓仕、中一光學(xué)、永諾也在鏡頭領(lǐng)域取得不俗的突破。永諾還發(fā)布了國內(nèi)首款也是唯一一款自動對焦變焦鏡頭 YN12-35mm F2.8-4M。不過這款鏡頭只適用于 M4/3 卡口。國內(nèi)還沒有完全解決變焦組多鏡片精密玻璃機(jī)床、鍍膜等等很多產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)。
國產(chǎn)相機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈具雛形,國產(chǎn) coms 已經(jīng)研制成功,老蛙,永諾,銘匠這些鏡頭廠商也深耕行業(yè)多年具備了相當(dāng)強(qiáng)大的技術(shù)儲備,許多國產(chǎn)電影機(jī)也早就在世界市場上面嶄露頭角,國內(nèi)航天用高分相機(jī)也展現(xiàn)了我國具有世界頂級的鍍膜水平(只是沒有技術(shù)下放),國產(chǎn)手機(jī)廠商在手機(jī)相機(jī)方面硬軟件的極致內(nèi)卷催生出了一系列的例如降噪,防抖等方面的技術(shù)。其他的如色彩科學(xué)、ISP 芯片、EVF、自動對焦技術(shù)等,國內(nèi)也有相關(guān)的技術(shù)儲備。
目前還缺少一個能把眾多廠商的技術(shù)整合起來的公司。
民用相機(jī)市場復(fù)蘇,國產(chǎn)廠商被寄予厚望
雖然民用相機(jī)市場有限,但實(shí)際上相機(jī)技術(shù)也在高精尖領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。
光學(xué)儀器:相機(jī)技術(shù)和光學(xué)儀器一脈相承,比如眼鏡鏡片、顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡等等,主要的公司都是徠卡、蔡司、佳能、富士、奧林巴斯之類的,有意思的是,這些公司都做過相機(jī)。因?yàn)橄鄼C(jī)上最重要的一個部分就是鏡頭,沒有好的鏡頭,再好的機(jī)身也沒有意義。而光學(xué)儀器又是一個需要大量技術(shù)積累的行業(yè),大量發(fā)明專利、科研成果不是砸錢就可以輕易得到的。
半導(dǎo)體設(shè)備:尼康和佳能不僅是相機(jī)制造商,還是光刻設(shè)備商。光刻機(jī)的原理,其實(shí)和相機(jī)非常相似。位于光刻機(jī)中心的鏡頭,由 20 多塊鍋底大的鏡片串聯(lián)組成。ASML 的鏡片是蔡司技術(shù)打底。鏡片材質(zhì)做到均勻,需幾十年到上百年技術(shù)積淀。相機(jī)某種程度上便是這種高精尖技術(shù)在民用領(lǐng)域的下放。
近年來,國內(nèi)相機(jī)市場呈現(xiàn)復(fù)蘇態(tài)勢,為數(shù)碼相機(jī)行業(yè)帶來了新的發(fā)展機(jī)遇。消費(fèi)者也殷切希望國產(chǎn)廠商能推出物美價廉的產(chǎn)品來打破日系廠商在相機(jī)市場的高利潤壟斷。目前有可能性出相機(jī)的是永諾和大疆,永諾深耕相機(jī)鏡頭領(lǐng)域與直播相機(jī)(yn455、433、450);大疆在專業(yè)視頻領(lǐng)域開花結(jié)果,而且資本雄厚。從以前的國產(chǎn)家電、國產(chǎn)手機(jī)到國產(chǎn)汽車,國人對于國產(chǎn)產(chǎn)品的信任度越來越高,日本廠商形成的品牌效應(yīng)這一點(diǎn)并非不可撼動。
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