從 iPhone 11 的三攝像頭開始，到 Mate 30 的四攝像頭，再到諾基亞的六攝像頭概念機。智慧手機後置攝像頭的數量遠遠超過了人們的預期，尤其是與夏普 J-SH01 這個第一臺擁有攝像頭的手機相對比的時候。

手機所使用的攝像頭與傳統相機鏡頭是截然不同的兩種事物，手機攝像頭利用諸如 CMOS、CCD 這兩種影象攝取裝置，將測量目標轉換成規定格式的數字影象資訊，影象處理系統選擇預先設定的演算法，並根據影象所承載的畫素、亮度、顏色等物理資訊進行各種運算，以此來獲取目標物體的特徵資訊。

正是由於攝像頭相關的軟硬體技術迭代，才造就了現在攝像頭更多，拍出的照片更加立體、動人的局面。那麼單臺手機所包含的攝像頭數量是以往的三倍甚至更多，對於國內攝像頭相關供應鏈來說，一旦抓住了這次產業變革的機會，勢必會迎來一次猛烈的增長。

手機攝像頭市場成熟的標誌無非是市場增長率下降、需求下降，而行業特點、競爭狀況以及使用者特點趨向穩定。最終買方市場形成，產品量供大於求，行業盈利能力降低。其具體表現可以類比於 2010 年，帶有拍照功能的手機佔據市場所有手機的 81%，這意味著單攝像頭手機市場逐漸走向成熟。

但是像 iPhone 11 這種類似於眼鏡鬥犬的三攝像頭設計，不僅存在進灰等因為技術不成熟而引起的問題，且市場中使用多攝像頭的手機佔比較少，因此該領域市場仍屬於幼稚期。那麼市場是否會朝著多攝像頭髮展呢？

圖丨 iPhone 11（圖源：蘋果）

答案是一定的，這是由於現在手機照相演算法在機器視覺的進步下不斷提升，為了實現更強大的演算法，必須要更多更優質的攝像頭來採集資訊。機器視覺主要由三部分組成，影象的獲取、處理和輸出。其中影象的處理部分是將攝像頭所拍攝的三維觀感世界和二維投影序列輸入到計算機中，進行分析和處理。當輸入的資訊越完整、噪點越少時，處理後的效果也就越好。

影象的處理又可以被簡略地分成三層，第一層是低層視覺，用於對輸入的原始影象進行處理；第二層是中層視覺，用於恢復場景的深度、表面法線方向、輪廓等 2.5 維度的資訊；第三層是高層視覺，其作用是以圖中的物體為中心，在原始輸入影象、影象基本特徵、2.5 維資訊的基礎上，恢復完整的三維影象，建立物體的三維描述，並識別三維物體以及確認物體的位置和方向。

當然，光從機器視覺的理論中並不能得“出手機需要更多攝像頭”的結論。在一些工業檢測中，只需要單攝像頭就能實現 99.9% 的檢測正確率。比如日本 FUTEC 株式會社所推出的全自動印品檢測和監控系統，只需要一個攝像頭就能在印刷裝置處於最高生產速度的情況下，對 100% 幅寬進行整個工作時段的追蹤，並及時發現印刷故障。

工業檢測中機器視覺的場景是固定，可是手機相機的工作場景卻是各種各樣的，包括光源、光強、場景縱深等等。從物料價格出發，用以實現現代機器視覺演算法的多攝像頭組反而比單攝像頭便宜，這正是手機廠商選擇多攝像頭的理由之一。

雖然都是攝像頭，不過在多攝像頭組裡各個攝像頭是各司其職的，有的負責接收光線資訊，有的負責測量場景距離等等。以手機攝像頭的結構來看，該模組一共包含四個部分：鏡頭、感測器、後端影象處理晶片、軟板。其中對畫素等引數影響最大的是鏡頭，即便是負責不同任務的攝像頭，對高畫素、低噪點的需求也都是相同的。

同時，鏡頭的技術門檻是最高的，良品率低、投入產出比也相對較低，因此鏡頭的利潤率是四大部分中最高的，一般在 30% 到 50% 之間。中國臺灣大立光電、玉晶等廠商在手機攝像頭鏡頭生產上位於全球領先的位置，尤其是大立光電，更是帶動了臺灣攝像領域的發展。

圖丨鏡頭（圖源：網路）

大立光電第一次踏足手機攝像頭領域是在 2002 年，該公司首次推出了手機用的相機鏡頭。隨後在 2009 年時釋出了 1200 萬畫素的自動對焦手機攝像頭。事實上直至 2011 年，手機攝像頭的畫素數仍在 800 萬，大立光電的產品能力遠遠超出了市場需求。

正如上文所提 2011 年是智慧手機行業的爆發期，2010 年全球智慧手機的銷量為 9.18 億臺，2011 年增長達到了 21%，為 11.14 億臺。手機攝像頭是智慧手機的標配，同年帶有 800 萬畫素及更高配置攝像頭的手機增長更是超過了 240%

伴隨著這樣蓬勃的市場，2010 年大立光電的毛利率達到了 49%，僅次於聯發科的 53.70%，且超出行業第三名原相科技 10%。在 2011 年手機市場爆發之後，大立光電的收入翻了 1.3 倍，淨利潤翻了近一倍。

除了技術外，生產效率也是在手機攝像頭競爭上的關鍵因素，取決於工人對裝置的熟練操縱程度以及手機攝像頭的模仁利用率。舉例來說，在塑料鏡頭的製作過程中，需要用到高階的塑料射出成型器，這種機器需要根據不同產品的需求設定不同的引數，一旦引數設定錯誤，不但會影響生產，還會浪費材料造成製造成本的增加。

而模仁是根據訂單來製作的，每生產一種訂單就會製作一種模仁，一旦訂單完成，這種模仁也就作廢了。多攝像頭手機則需要製作多個不同的模仁，因此企業對模仁使用壽命和製作成本的掌控就顯得更為重要。

從 2003 年開始，臺灣相機大廠群光、致伸、普立爾等陸續投入到了手機攝像頭模組的生產之中，致使臺灣手機攝像頭整體出貨佔據全球的 40%。不僅如此，在攝像頭所觸及的光學領域，臺灣有大立光電、玉晶光電、亞光、今國等廠商，大陸方面則有深圳青鳥、鳳凰光學、無錫凱爾、深圳比亞迪等等。

圖丨大立光電（圖源：大立光電）

受到兩岸三通的影響，中國臺灣不斷加大對大陸的投資，如大立光電、玉晶電、亞光電、致伸等集團分別在東莞、蘇州、佛山等地建廠。使得廣東光學聚落也在逐漸壯大，在中低端鏡頭領域取代了臺灣成為全球第一。

這種投資所帶來的不僅僅是經濟，還有技術。另外，臺灣光學廠商約有 20 到 30 家，產品的種類包括玻璃毛坯、鏡頭、變焦鏡頭、瞄準器、取景器、模具等等。隨著先鋒軍投資，越來越多優秀的技術會被引入大陸，這是一切攝像頭產業發展的源頭。

同時大陸地區提出了培養光學人才的戰略計劃，目前在陝西西安、四川成都、江西省都建立了光學實驗基地，不但能夠培養人才，還能依靠附近的光學集團將人才與生產相結合，更注重了技術的實用性。如江西鳳凰光學集團的“退城進園”計劃，正是推動產業革新的關鍵之一。

除了鏡頭外，手機攝像頭還有一個重要的組成部分就是上文提到的 CMOS，也就是互補金氧半導體。CMOS 通過光學鏡頭將景物聚焦到影象感測器畫素陣列上，時序發生器對畫素單元陣列復位後開始進行光電轉換，產生光生電荷，再將其轉換為電訊號。現在常用的是一種數字畫素 CMOS 影象感測器，是在原有的有源畫素感測器基礎上集成了模數轉換器和儲存單元，能夠直接生成數字訊號，以此來保證更高的影象採集品質。

圖丨索尼手機 CMOS（圖源：索尼）

CMOS 是一種載體，可以用來實現很多功能，例如把低噪聲放大器、上/下變頻混頻器、中頻濾波器、本機振盪器、功率放大器等整合到單片 CMOS 收發機晶片上，加上基帶訊號處理，就可以用很小的空間完成多種複雜的任務。

事實上除了 CMOS 以外，還有一種與之類似的載體叫做 CCD。CCD 像敏單元中沒有訊號放大裝置，感光二極體可以佔據像敏單元表面較大的面積，俗稱開口率。這就使得 CCD 的光利用率、動態範圍等光感引數都比 CMOS 高。可是 CCD 需要外加電壓才能使電荷移動，並且不同的垂直暫存器電壓不同，再加上 CCD 魯棒性低的緣故，這就使得在消費者的日常使用場景中，CMOS 的價效比遠超 CCD。

不排除未來 CCD 技術會變得更加成熟以擺脫現有缺點，但就當下情形來看，手機廠商仍然更偏愛於 CMOS。CMOS 是一個壟斷性較強的領域，基本上所有高階手機的 CMOS 都只能採用索尼的解決方案。

高階 CMOS 之所以會被壟斷，是由於多種複雜的原因組合在一起。比如從材料的製備開始，需要引用大量的交叉學科知識，為了能夠得到品質更高的互補金屬氧化物，往往需要進行大量的材料研究。除此之外還有國際間的稀土礦政策等等。

然而隨著中國整體科技實力的進步，越來越多的創業者都對這個以前高不可攀的山峰發起了挑戰。現在像是思特威、CISTA 這樣的創業公司都在 CMOS 的道路上不斷探索著。不過從企業整體的成熟度而言，相較於索尼所鋪設的 CMOS 佈局，國內創業公司還需要很長時間的努力才有機會扳回一城。

最後迴歸到手機攝像頭行業，手機攝像頭行業的變革勢必會引起鏡頭、CMOS 等行業的劇變，而且還沒有迎來真正的爆發點。問題就在於，如何把握技術、明晰戰略定位、降低運營成本、提高效率，最終才能增加自己的競爭優勢。