2022年奥普光电研究报告 中科院光机所军品上市平台，国防光电测控领域领先企业

1.背靠中科院光机所，外延并购促发展

1.1.中科院光机所军品上市平台，国防光电测控领域领先企业

老牌光电测控厂所，国防领域优势突出。奥普光电于 2001 成立，前身是始建于 1958 年的中国科学院长春光机所实验工厂，2010 年于深交所上市。公司致力于研制 光机电一体化产品的研发与生产，产品包括光电测控仪器设备、新型医疗仪器、光学 材料和光栅编码器等，下游主要为军工企业和国防科研机构，是精确制导武器产业链 重要组成部分。公司拥有近 2000 台/套先进的精密机械、光学加工设备和检测仪器， 在该领域独有几十项关键技术，从技术实现和产品生产上主导了国内国防光电测控仪 器设备的升级和更新换代，在国防光电测控领域处于同行业领先地位，拥有较高的市 场占有率。近几年来，公司逐步从零件级向部件级及组件级转型升级。

光机所下属唯一上市平台，批量承接所内优质项目资源。公司实际控制人为中 国科学院长春光机所，直接持股 42.40%；第二大股东风华高科，直接持股 4.99%。 光机所主要从事应用光学、发光学、精密机械和光学工程技术等领域的科研工作，承 担着大批国家重大科研项目和关键技术攻关任务，在先进光学系统领域的原理、方法 探索和仪器装备的设计、检测及系统集成等方面独占优势，为国家战略性需求提供了 具有国际先进水平的大型光电系统和成套技术装备。光机所是中科院系统唯一通过 军工质量保证体系考评的单位；公司上市前，长光所给出承诺，一旦用于科研目的 的军工产品进行批量生产，均投入奥普光电。公司作为光机所技术成果产业化的一 个重要渠道，将持续批量承接光机所外溢项目。 截至目前，公司下属共有两家控股子公司和七家参股公司，均为长光所孵化公司， 各家定位、分工各有不同。禹衡光学主营光栅编码器，为该领域领军企业；长光易格 主营精密铸造铝合金；长光宇航以航天碳纤维复合材料制品为核心，公司已披露收购40%股份以实现控股；长光辰芯为国内 CMOS 图像传感器龙头企业，研发生产均处于国 内领先地位。

1.2.军工高景气驱动业绩增长提升

受十四五军工下游高景气驱动，2021 年公司业绩迎来较快增长。2021 年实现营 收 5.47 亿元，同比增长 24.04%；归母净利润 0.53 亿元，同比增长 8.16%。利润增速 低于营收增速，主要系联营企业长光辰芯（参股 25.56%）当期进行股权激励，确认 股份支付金额2.24亿元，影响当期合并口径的净利润-0.57亿元。若不考虑该因素， 公司 2021 年利润增速实际达 115%，盈利水平提升明显。2022 年第一季度，受疫情影 响，公司实现营收 1.16 亿元，同比下降 18.94%；归母净利润 0.17 亿元，同比增长 7.41%。

产品结构方面，公司主要收入利润来源于光电测控仪器和光栅传感器两大业务。 营收端，2021 年光电测控仪器、光栅传感类产品、光学材料分别实现收入 3.15 亿元、2.13 亿元、0.19 亿元，占比分别为 57.57%、38.97%和 3.46%。利润端，光电测绘仪 和光栅传感器分别贡献 53%和 47%的毛利润，毛利率分别为 27.36%和 35.49%。

随直接材料占营业成本比重逐年上升，公司毛利率受到一定影响。22Q1 公司盈 利水平得到一定改善，毛利率提升 1.0pct 至 31.56%。费用方面，公司坚持以技术研 发为先导，同时承担国家重大科技项目，近四年研发投入始终保持在 10%左右，研发 人员占比在 20%以上。公司加强对其他费用的管控，期间费用率呈现下降趋势。综合 以上因素，公司近几年净利率较为稳定。22Q1 受投资收益增长等因素驱动，公司净 利率提升 3.38pcts 至 15.06%。

2.控股长光宇航，进军航天碳纤维复材领域

2.1.航天碳纤维复材优势企业，2021 年业绩迎来爆发

2022 年 8 月，公司发布公告，拟以 3.13 亿元现金收购长光宇航 40%股份。本次 交易前，公司已持有长光宇航 11.11%股权。完成后，公司将持有其 51.11%股权，长 光宇航将成为公司控股子公司。标的评估价值 7.82 亿元，增值 6.61 亿元，增值率达 到 543.77%。长光宇航专业从事高性能碳纤维复合材料研发生产，在航天领域具有较强优势。 公司主要产品包括箭体/弹体结构件、空间结构件、固体火箭发动机喷管等。公司以 复合材料制品为核心，往原材料端上游覆盖，已形成树脂配方研制、预浸料制作、火 箭舱段成型、空间结构制造、超大尺寸复合材料喷管成型等关键技术，处于国内领先。

在复材行业快速发展叠加航天军工迎来历史机遇的背景下，2021 年长光宇航进 入业绩爆发期。2021 年公司实现营业收入 1.70 亿元，同比增长 108.50%；归母净利 润 3790.92 万元，同比大幅增长 251.46%。产品结构方面，2021 年 1-11 月，箭体/弹 体结构件、空间结构件、固体火箭发动机喷管等三类产品占营收比重分别为 27.87%、 48.56%、23.68%，占毛利比重分别为 29.46%、42.16%、28.38%。在该报告期内，固 体火箭发动机喷管等收入金额大幅增加、占主营业务收入比例大幅增加，主要系承接 “快舟”系列运载火箭发动机喷管订单所致；且该业务毛利率较高（达 51.25%），使 得公司整体盈利能力提升明显。长光宇航 2021 年净利率为 22.30%，远高于上市公司 10.55%的净利率，并表后将明显增厚公司业绩。 业绩承诺给出三年增长底线：长光宇航 2022-2024 年承诺实现的扣非归母净利润 数分别不低于 5,000 万元，6,500 万元和 8,000 万元（即同比增速分别不低于 31.89%、 30%和 23.08%）。三年业绩承诺期归属于母公司所有者的累计净利润不低于 19,500 万 元。

从下游来看，长广宇航主要配套单位为光机所、航天科工及航天科技集团下属 单位，三大客户合计占比超过 95%。由于下游行业具有特殊性，标的公司客户集中度 较高。光机所所有碳纤维部件均由长光宇航提供，其具备较强渠道优势，预计后续宇 航仍将承接光机所国家科研工程所需所有外协加工配件。从营收来看，2021 年宇航 在光机所及航天科工集团收入均实现大幅增长。

2.2.航天复材行业蓬勃发展，十四五末市场规模超 200 亿元

2.2.1.碳纤维复材在运载火箭、导弹、卫星结构等领域得到广泛应用

碳纤维增强树脂基复合材料（CFRP）位于产业链中游，上游包括碳纤维、树脂原 材料及金属模具加工等行业，下游包括航空航天、武器装备、风电、体育用品等。由 于 CFRP 制品具有质轻、高强度、高模量、耐高低温和耐腐蚀等特点，在航天领域具 有广阔应用前景。

在运载火箭领域，CFRP 广泛应用在火箭的整流罩、级间段、仪器舱、诱饵舱、 发动机喷管、燃烧室和排气锥体等部位。CFRP 的应用能够使得火箭、航天器显著降 低，从而提升火箭的有效载荷，让单次发射承担更多任务。日本的 M-5 火箭发动机壳 体、法国的阿里安娜 2 型火箭、欧洲织女星运载火箭使用了 IM-7 碳纤维增强复合材 料。俄罗斯 Proton-M 火箭使用了新型的 CFRP 点阵圆锥壳适配器。美国的大力神-4 火 箭的整流罩、级间段舱体、锥形尾舱承载结构、级间段蒙皮和锥形尾舱壳体均采用的 是 IM7/8552 碳纤维复合材料。日本的 H-2A 火箭助推器使用 T1000 碳纤维增强复合材 料。据悉英国 OrbexPrime 采用了碳纤维增强铝基复合材料,每枚火箭的重量仅为相同 尺寸的火箭 70%,并且能在 60s 内从 0 加速到 1330km/h。我国长征-11 运载火箭全整 流罩采用碳纤维增强复合材料,不仅降低了装配的难度,还提高了火箭的运载能力。

在导弹领域，碳纤维大量使用可以减轻导弹的质量,增加导弹的射程,提高落点 的精度,因此碳纤维复合材料常应用于导弹壳体、发射筒等结构中。俄罗斯圆锤潜艇 发射导弹、白杨-M 型导弹的发动机喷管及大面积防热层均使用粘胶基碳纤维增强的 酚醛复合材料。美国的 PAC-3 发动机壳体使用 IM-7 碳纤维、战斗部壳体使用 T300 碳 纤维。THAAD 萨德导弹采用了高强 T300 碳纤维。THAAD 萨德导弹采用了高强中模碳纤 维树脂基复合材料作为发动机壳体材料，并在其拦截器舱体结构中使用了高模高强碳 纤维。法国 M51 弹道导弹使用由碳纤维复合材料编织而成的发动机外壳。 我国新一代洲际弹道导弹壳体采用了 CFRP 复合材料，以减轻弹体自身重量，提 高有效载荷，进而为强化战斗部或推进系统创造条件。根据《碳纤维增强复合材料 在航空航天领域的应用》，东风-31 弹头使用了碳纤维增强复合材料,潜射洲际弹道导 弹巨浪-II 的发动机喷管采用的是碳-碳复合材料。

在卫星领域，碳纤维复合材料大量用于制造卫星本体结构、卫星能源系统—太 阳电池阵结构、卫星通信系统-天线结构等。目前，在我国自行研制的卫星结构中， 大量采用 CFRP 结构。因为卫星结构纯属有效载荷，减重的经济效益很大，又因其空 间环境恶劣，要求卫星结构的尺寸和性能稳定、变形一致，所以在卫星的主体骨架结 构、外壳结构、太阳能电池板组件、桁架结构、天线结构、仪器安装板和支架结构等 都在不断扩大使用 CFRP。

在空间结构件上，CFRP 应用在我国自行研制的空间相机上始于 20 世纪末 21 世 纪初，最初只是应用在对强度要求较高的结构件中，如空间相机遮光罩阑板、空间相 机支架等，所用 的 CFRP 的型号为 T300 或 T700。基于 CFRP 的可设计性，自 2003 年 以来，高模量的 CFRP 逐步应用于空间相机的精密支撑结构件中，尤其是在对刚度要 求较高、线膨胀系数要求极为严格的连接在光学元件之间的精密支撑结构件的应用越 来越广泛，且有逐步增长的趋势。如在某空间相机中连接在各光学元件之间的“零” 膨胀系数支撑杆，所用的 CFRP 型号为 M40JB。根据《碳纤维复合材料在航天领域的 应用》，我国在近年发射的某卫星中搭载的高分辨率空间相机，构成该相机光学系统 的主镜、次镜、第三反射镜及折叠镜都安置在由 M40JB CFRP 制成的相机框架上，该 相机框架具有较高的尺寸稳定性，能够保证相机在轨获得清晰的图像，这是我国首次 在航天领域使用 CFRP 作为高精度光学元件的精密支撑结构件并获得成功。

2.2.2.下游：精确制导产业链快速发展，推动航天 CFRP 市场规模扩大

军费预算有望持续快速增长，航天军工行业正进入发展机遇期。近年来，我国 国防投入不断增加，2022 年中国军费预算 1.45 万亿元，同比增长 7.1%。但我国国防 实力与经济实力还不匹配，2021年中国军费预算1.36万亿，占GDP比例约为1.33%， 显著低于美国（3.52%）、俄罗斯（3.32%）、印度（2.15%）等国。2021 年全球军事开 支占全球 GDP 的 2.2%，而我国军费占 GDP 比例远不及全球平均水平。以 2021 年为基 数，假设 5 年内 GDP 复合增速 5%，军费占 GDP 比重逐步提升至 1.5%，则 2026 年军费 将达 2.19 万亿元，军费在 5 年间的复合增速将达 10%。以基本实现国防和军队现代化的 2035 年时间点来看，假设 2021 年至 2035 年的 GDP 复合增速 4%，军费占 GDP 比 重逐步提升至 2%，则 2035 年军费将达到 3.96 万亿元，15 年间军费复合增速达 7.93%。

精确制导武器在战争和军演中重要性日益增强。精准制导武器已成为现代战争 中最主要的攻防手段，在未来高度信息化战场上，精准打击将成为关键致胜方式。精 准制导炸弹自美军第一次在越南战争中使用并取得惊人效果后，引起各国重视。精确 制导武器在战争中的使用比例快速提升，从 1991 年海湾战争中 8%的使用比例提升至 2011 年利比亚战争中的 91%。精确制导武器使远距离精准打击成为可能，其敏捷、高 效等优势帮助快速解决战争，据统计，在以往局部战争中，战争持续时间与精确制导 武器投入量成反比。据美国国防部统计，俄军在开战第一天即消耗 160 多枚导弹用于 空袭，前三天共消耗 300 多枚导弹。

导弹具有耗材属性，实弹演练驱动导弹需求。导弹属于一次性耗材，为了战争 需求需要维持一定规模的安全库存。此外，实弹演练和日常因老化等原因的销毁等也 是导弹消耗方式，当前我国的导弹消耗集中在这两者。例如我国近年来加强实弹 演练，据解放军报相关报道披露，东部战区陆军某旅 2018 年全旅枪弹、炮弹、导 弹消耗分别达到 2017 年的 2.4 倍、3.9 倍、2.7 倍。此外近期我国南海、东海地 区军演频繁，导弹消耗量巨大，除训练作战能力外，也充分对旧型号导弹进行去库存、抽检，对新型号进行实战演练等。导弹的产业链条较短，技术相对成熟。扩 产难度低，决定了供给不会成为阻碍产业链相关公司释放业绩的枷锁。导弹作为一次 性耗材本身结构相对简单，较飞机、舰船、坦克等武器装备生产难度小很多。

台海军演或将常态化，多型号常导火力突击。8 月 4 日，东部战区陆军多台新型 远程箱式火箭炮在台湾海峡实施了远程火力实弹射击，对台湾海峡东部特定区域进行 了精确打击；东部战区火箭军部队对台岛东部外海预定海域实施了多区域、多型号常 导火力突击，导弹全部精准命中目标。根据新华社报道，国防大学教授孟祥青介绍， 4 日的演习不仅是首次离台岛最近演习，首次对台岛实施合围，而且是首次在台岛东 部设实战射击靶场，火力试射首次穿越台岛，且穿越了爱国者导弹密集部署的空域。演习中远程打击武器除东风系 列导弹外，还有远程火箭炮。 根据东部战区官方公众号报道，8 月 10 日，东部战区新闻发言人施毅陆军大校 表示：东部战区近期在台岛周边海空域组织诸军兵种部队系列联合军事行动，成功完 成各项任务，有效检验了部队一体化联合作战能力。战区部队将紧盯台海形势变化， 持续开展练兵备战，常态组织台海方向战备警巡，坚决捍卫国家主权和领土完整。

国内航天发射达到新的高峰，预计到 2026 年国内航天领域 CFRP 市场规模将达到 75 亿元。近年来，我国发布了一系列支持航天产业发展的政策。在此背景下，国内 航天发射将达到新的高峰。仅以长征系列运载火箭为例，其每完成“百次发射”的时 间间隔分别为 37 年、7 年多、4 年多、2 年 9 个月，是中国航天高密度发射常态化的 标志之一。与此同时，我国商用火箭产业也在快速追赶，航天科工火箭技术有限公司 的“快舟”系列、北京星际荣耀空间科技股份有限公司的“双曲线”系列等多型号国 产商用火箭皆陆续发射成功。由于航天产业对材料成本敏感度较低，且国内宇航级复 合材料厂商较少，导致该领域复合材料厂商议价能力较强。加之航天强国战略的快速 实施，中国各类火箭、航天器制造数量持续上升，航天领域对 CFRP 的需求持续高涨， 有望保持超过 25%的年复合增长率，预计到 2026 年国内航天领域 CFRP 市场规模将达 到 75 亿元，相关项目承接及配套企业亦将迎来升级发展的市场机遇。

2.2.3.上游：碳纤维原材料供应充足，CFRP 产业增长无虞

长光宇航 CFRP 制品以碳纤维原料、树脂原料和模具为主要原材料，以经配制的 树脂与碳纤维原料等生产碳纤维预浸料，经过加压模具、热压罐、缠绕等成型工序， 并经装配、胶接等工序，最终生产出成品。碳纤维在原材料成本中占比较高，且碳纤 维的规格质量直接关系到 CFRP 制品的性能，碳纤维价格的稳定和供应的及时是保障 公司业务稳健发展的条件之一。

碳纤维国产化加速，供应充足，中高端领域逐渐具备进口替代能力。我国 CFRP 产业的发展曾长期受限于上游碳纤维原材料的供给，碳纤维生产存在研发、工艺、设 备及规模等诸多壁垒，国外碳纤维巨头已形成自主知识产权的生产设备，且由于国外 对中国进口碳纤维高端设备进行严格限制，高端碳纤维供应曾长期被日美垄断，国内 进口依存度极高。随着中国碳纤维产业链的完善和技术更迭，中复神鹰、恒神股份、 光威复材、中简科技等主要国内碳纤维厂商扩大产能、强化研发实力，一批国产先进 碳纤维已通过批次性能评价，并形成“原丝-碳化-织物-预浸料-碳纤维制品”的全产 业链布局，中高端碳纤维的进口替代进程正在加速进行，原材料供应充足，将对下游 复合材料制品企业产生积极的影响。

2.3.长光宇航技术领先，核心受益于导弹、火箭放量

2.3.1.掌握关键技术，满足航天军工高端需求

航天军工 CFRP 行业技术壁垒高，掌握先进技术是占据市场制高点的最重要因素 之一。航天、军工领域应用的 CFRP 制品单位价格高、结构复杂、体量大、功能多样、 性能要求高。以上特点要求该领域的复合材料厂商需具备极强的工艺研发设计、模具 设计生产与树脂配方等各方面的综合研发设计能力。 长光宇航掌握多项关键技术，在航天碳纤维复合材料领域具有较强优势。长光 宇航具有国内一流的 CFRP 设计研发团队，具有国家重点型号 CFRP 制品研制经验，具 有高效的生产能力、完备的产业化生产体系和成本控制优势。长光宇航近 2 年完成各 类科研项目 40 余项，形成高性能树脂配方、高性能热熔预浸料产业化、火箭箭体成 型、卫星及空间相机结构轻量化、超大尺寸复合材料喷管成型五大关键技术，并已进 入产业化阶段，相关产品均处于国内领先。

结构功能一体化成为复合材料新的研发重点方向。先进航天军工 CFRP 制品正由 单纯承力结构件逐步实现结构与功能一体化，在保持高强度高模量等承载性能的前提 下，通过选择适当的增强材料和树脂基体，可引入防热、导电、吸波等功能性组分， 赋予先进复合材料特殊的功能特性。以航天器所用高性能复合材料为例，舱体所用碳 纤维复合材料作为承力结构件须达到比强度、复杂度要求，又须有耐热功能。这对相 关复材企业的研发、设计能力提出挑战。 公司三大核心技术满足结构功能一体化趋势。首先，树脂材料的选择和配方工 艺的改进是重中之重，公司具备树脂研发能力，据不同制品的需求，根据不同产品 的应用领域，可以对树脂配方进行有定制的开发。其次，通过仿真分析能力，为产 品结构以及工艺性能进行一些仿真的复算，能够降低复合材料飞行器结构设计的周期 与成本，可以使复合材料生产自动化、标准化,从而提高复合材料可靠性，进一步满 足结构功能一体化需求。第三，通过一体化成型技术，减少了零件之间的装配，更 大程度发挥碳纤维复合材料的特性，进一步减轻重量，降低成本。同时，大尺寸结构 件单体价值量更高，存在技术溢价空间。

2.3.2.航天复材领域市占率高，核心受益导弹、火箭放量

航天 CFRP 市场集中度高，公司市占率较高。高端 CFRP 领域产能较为集中，相关 企业重点发展垂直领域的细分市场，多专注于一个或数个下游领域的 CFRP 制品研发 制造，行业参与者横向跨界的情况不显著。长光宇航的竞争对手主要包括航天材料及 工艺研究所、中国航发北京航空材料研究院、西安航天复合材料研究所、上海复合材 料科技有限公司、哈尔滨玻璃钢研究院有限公司等科研院所、科研院所改制国有企业 及少数民营企业。公司的 CFRP 空间光学设施结构、火箭舱体结构及大口径固体火箭 喷管等产品均处于国内领先水平。 如在运载火箭领域，公司产品在火箭舱段（整流罩、转接舱、间段）、发动机喷 管等部位均有所应用。其中：在“快舟一号甲”整流罩、舱段等产品上占有率较高； 在“快舟十一号”等型号火箭整流罩、舱段等产品目前尚无其他竞争对手。基于公司 的技术储备和行业地位，在承接火箭、导弹配套上存在明显优势。在该领域快速放量 的背景下，公司将充分受益。

2.3.3.成倍扩充产能，业绩增长可期

自成立以来，长光宇航持续扩产，截至 2021 年末，长光宇航具备年产 345 套产 品的生产能力。2021 年 11 月末，长光宇航升级了产能并通过了备案，扩大了厂区规 模，达到 800 套。尤其在箭体/弹体结构件产品上，公司产能将由 100 套提升至 400 套，为后续业绩翻倍增长提供基础。据上市公司 2022 年 7 月 31 日投资者关系活动记 录表披露，长光宇航 2021 年至今新落成两万多平的二期厂房。预计随后续设备、技 术人员到位，产能将有序释放。

3.禹衡光学为国内光编码器龙头

3.1.光编码器龙头，研发能力、产业规模均居国内首位

禹衡光学是光栅编码器行业的龙头企业，是国内同行业中唯一的国家编码器工 程中试基地。其主导产品光栅编码器已通过欧盟 RoHS 检测、CE 认证、防爆认证及军 工产品实验验证等多项权威认证，广泛应用于自动化领域，是控制系统构成的重要器 件，是数控机床、交流伺服电机、电梯、冶金、重大科研仪器、航空航天、自动化流 水线等中大量应用的必不可少的关键测量传感器件。针对高端品，公司芯片具有自主 知识产权，在设计原理和编码实现上与其他厂家均不同。公司研发能力、技术水平、 产业规模、市场占有率均居国内同行业之首，并大量出口至美国、德国、日本、俄罗 斯等国家。 公司参与制定行业标准，承担国家重大专项，推动国内光栅编码器产业快速发 展。2009 年，禹衡光学作为标准化技术委员单位，先后主持制定、修订、参与起草了《光栅旋转编码器》、《光栅角度编码器》、《光栅角位移测量系统》、《CPE-Bus 位移 编码器双向串行通讯协议规范》等多项行业标准。2012 年，承担国家科技重大专项 《高精度、高分辨力绝对式光栅旋转编码器研制》。2013 年，参与国家科技重大专项 《高集成化单码道绝对式光栅尺研发及产业化》担负起产品产业化的重任。目前，这 两个项目均已通过国家验收。2017 年，成功申报国家重大科学仪器设备开发重点专 项“高分辨率角位移传感器研制与产业化”项目获批。国家关于传感器类的四项重大 专项均落户禹衡光学。

禹衡光学的JFT系列绝对式光栅尺，包括四项自主创新技术，即具有自主知识产 权的解码技术、全阵列扫描技术、大面积平行蓝光技术和数据传输实时效验技术， 实现光栅尺的高分辨率、高响应频率、高抗干扰性、高抗污染性以及高可靠性；采用 多循环表面抛光、热稳定工艺、柔性尺壳结构、多轴承多弹簧读数头等优化设计结构， 使得该系列产品主要性能指标达到了国际同类产品先进水平和国内领先水平，并且 在 2019 年，成为首个通过国家行业鉴定会的传感器产品，对国内高端数控机床发展 起到支撑作用，弥补了国产精密位移检测装置的市场短板，有力拉升产品的市场竞争 力。

受益于下游需求释放，叠加自主可控需求提升，禹衡光学 2021 年实现营收 2.08 亿元，同比增长 25.40%；实现归母净利润 1360.89 万元，同比增长 13.61%，三年复 合增速超过 50%。

3.2.伺服、机器人引发热潮，公司市占率达 40%

3.2.1.光编码器分辨力高、测量精度高，下游应用广泛

编码器用于检测机械运动的速度、位置、角度、距离或计数，把角位移或直线位 移转换成电信号。工业用编码器从原理上，主要分为光学式(也称光电式)编码器和磁电式编码器两种，从刻度方法及信号输出形式上，可分为增量式、绝对式以及混合式 三种。

光栅编码器作为新型传感器, 面向国家重点行业配套, 其发光元件发出的光被光 栅盘、狭缝切割成断续光线并被接收元件接收, 产生初始信号, 该信号经后继电路处 理转换为脉冲信号, 从而实现对角位移及速度的测量, 为设备的自动检测与自动控制 提供关键信息。光栅编码器还可以与计算机及显示装置相连接, 实现数字测量与数字 控制。由于编码器采用圆光栅盘做检测元件, 与其他同类用途的传感器相比, 具有不 易受外界噪音 (特别是磁场) 的影响, 分辨力高、测量精度高、寿命长、工作可靠性 好、测量范围广、体积小、重量轻、耗能低和易于维护等优点, 其应用已深入到数控 机床、交流伺服电机、电梯、冶金、重大科研仪器、航天航空、自动流水线等诸多 领域。

光编码器逐渐向高精度、小体积、高集成的趋势发展。随着“德国工业 4.0”技 术的推进和“中国制造 2025”的深入推广，特别是工业控制行业对编码器的需求日 益增多，高精度、小体积、更具优势的性价比成了编码器市场主要角逐的竞争点，整个工控行业向着小型化、智能化方向发展，从自动控制到机器人等领域都要求加工和 控制过程的精确性、体积的微小化。因此制作专用集成电路(ASIC)芯片，成为将来电 子器件产品发展的主流。以德国海德汉、美国丹纳赫、日本多摩川、尼康为代表的国 际先进光栅编码器制造厂商，现均采用专用 ASIC 光电器件将光栅信号处理电路与硅 光电池集成起来，使结构更紧凑，以提高产品稳定性和可靠性。中国以禹衡光学为代 表编码器生产厂家也开始开发自己的 ASIC 器件，研制出了拥有自主知识产权的新产 品。

3.2.2. 伺服电机是光栅编码器重要应用领域，机器人赛道引关注

伺服电机领域是光栅编码器重要的应用领域之一。伺服系统又称为随动系统，精 确的跟随或者复现某个过程的反馈系统，是指使物体的位置、方位、状态等输出被控 量能够跟随目标(设定)的任意变化的自动控制系统，伺服电机编码器是安装在伺服电 机上用来测量磁极位置和伺服电机转角及转速的一种传感器，伺服系统中的关键零部 件之一。

工业机器人伺服电机+编码器方式构建，光栅编码器作用关键。采用机器人分为 工业机器人和特种机器人两大类。工业机器人就是面向工业领域的多关节机械手或多 自由度机器人，而协作机器人与传统机器人之间并没有非常大的不同，只是基于不同 的设计理念生产的工业机器人产品。通用的工业机械手臂，通常采用整体的伺服电机 +编码器的方式来构建机械手臂，由于伺服电机小型化的需求越来越旺盛，对应编码 器的小型化和超薄化的要求也越来越强烈。伺服电机厂家都需要直径小、厚度薄、精 度高且价格低的编码器。

工业机器人中技术难度最高的三大核心零部件分别是减速器、伺服系统和控制器 器，三者分别占工业机器人成本构成的 35%、25%、10%。伺服系统是工业机器人主要 的动力来源，据华经产业研究院统计，中国伺服系统市场规模由 2016 年的 73 亿元上 升至 2020 年的 178 亿元。

机器人行业持续活跃，特斯拉、小米接连入局人形机器人。2022 年 8 月，小米 推出首款全尺寸人形仿生机器人--“CyberOne”，而此前，马斯克曾表示，特斯拉人 形机器人 Tesla Bot Optimus(擎天柱)原型机即将现身 9 月 30 日的特斯拉人工智能 （AI）日。国内机器人赛道的资本热潮持续，据高工机器人统计，2021 年全年机器 人和智能制造领域融资 130 起，其中过亿元（含亿元）融资 54 起，全年融资总额共 计超 232 亿元，同比增长 47%。可以预见的是，人形机器人的高适配性可以打通工业、 商用、家用场景限制，整合各类应用的市场空间，有望成为继 PC、手机、智能电动 车之后的新一代智能终端。

3.2.3.禹衡光学在伺服机器人领域市占率达 40%，发展势头强劲

禹衡光学在伺服领域具有绝对优势，在伺服机器人领域市占率达 40%。禹衡光学 是国内生产规模最大的光栅编码器厂商，每年在伺服行业的产品销售量超过 50 万台， 这个数字相当于几家国际品牌企业的产量总和。公司拥有应用于工业伺服行业的整体 式安装和分体式编码器，还有应用于协作机器人的薄款中空编码器，这些应用于不同 领域的编码器可以协助用户在短时间内实现自动化生产。据公司投资者关系活动披露， 针对于通过伺服电机再配到机器人上面的，公司市场占有量在 40%左右，大部分伺服 类的产品都是采用公司产品；在协作机器人上，市占率接近 10%。

4.CMOS 百亿市场成型，长光辰芯一飞冲天

4.1.国内 CMOS 图像传感器龙头，聚焦高端领域

国内 CMOS 图像传感器龙头企业，技术领先打破国外垄断局面。公司参股公司长 光辰芯（持股 25.56%）成立于 2012 年 9 月，致力于开发高性能 CMOS 图像传感器，研 发团队先后攻克低噪声全局快门像素设计、背照式芯片制造等多项核心技术，发布了 一系列具有超高分辨率、低噪声、高动态范围、超高速等特点的 CMOS 图像传感器产 品，广泛应用于科学成像、工业成像、专业成像、医疗等多个领域，拥有海康机器人、 华睿科技、福州鑫图、凌云光等超 200 家中外客户。长光辰芯技术国内领先，其高端 CMOS 图像传感器芯片产品打破该领域长期被国外垄断的局面。

4.1.1.低噪声、背照式 sCMOS，助力科学成像产业升级

科学成像市场按照不同的应用可以分为生物显微成像、天文成像、电子显微镜、 基因测序等，对于图像传感器需求具有共同点，核心要求为极低的读出噪声水平，以 满足极度微光探测的需求;极低的暗电流，以满足长曝光的需求;更高的量子效率以及 大像素尺寸的设计，提升其感光灵敏度。 GSENSE 系列图像传感器芯片针对科学市场而设计。长光辰芯自成立之初，瞄准 高端科学成像市场进行研发，并于 2015 年推出了世界上第一款背照式、科学级 CMOS 图像传感器——GSENSE400BSI，带动中国高端相机开发。2015 年 10 月 7 日，基于我 国第一颗自主研发的商用高分辨率遥感卫星“吉林一号”卫星，对国产 CMOS 第一次 在轨技术验证。随着 CMOS 工艺的进步和发展，尤其是科学级 sCMOS 的出现，开始逐 渐撼动 CCD 在市场中的地位。公司陆续推出多款背照式科学级 CMOS 产品，以满足不 同场景的使用要求，其分辨率涵盖从 400 万像素分辨率到 3600 万像素分辨率，光学 尺寸从 1 英寸的小尺寸芯片，到对角线达到 84mm 的大靶面芯片，形成公司核心产品 系列 GSENSE 系列，助力科学成像市场从 CCD 时代成功转向 CMOS 时代。

4.1.2.超高分辨率、全局快门 CMOS，聚焦工业市场

工业市场的应用场景包括定位、识别、检测、测量等，市场特点为高度碎片化， 迭代速度远远超过科学市场。工业检测效率和精度缺一不可，以相机替代人眼，以 视觉系统代替人工，是工业发展的必然之路。对于高速的在线工业检测，全局快门 CMOS 已成为刚需，可以保证即使物体在快速移动中，图像无扭曲。在性能方面，要 求更低的读出噪声，更高的分辨率，更快的速度。 自 2017 年以来，长光辰芯将工业视觉领域重要发展方向，开发了世界上最小的 电荷域全局快门像素-2.5um，并推出系列产品，广泛用于 C 口工业相机中。产品分辨 率从 500 万像素分辨率到 2500 万像素分辨率，光学尺寸从 1/2”到 1.1”，具有小于 2e-的读出噪声，65dB 的动态范围，同时具有优异的快门效率和角度响应。根据工业 29mm 小型化相机的需求，优化了封装设计。

针对工业领域的细分行业，长光辰芯先后推出了帧频高达1000fps的高速芯片， 同时深耕线扫市场，推出从 2K 到 16K 分辨率的线阵产品系列。2021 年 9 月，长光辰 芯推出 1.52 亿像素分辨率、全局快门 CMOS 芯片——GMAX32152。10 月，长光辰芯牵 头的“8K 超高清图像传感器芯片及系统应用”课题圆满验收，研制出 4900 万像素全 画幅尺寸（36×24mm）背照堆栈式 CMOS 传感器--GCINE4349，首次在大靶面芯片上使 用堆栈式技术，获得更好的量子效率和角度相应，实现了超高分辨率、超高速输出， 将成为高端影像、DSC、专业摄影、无人机等高端应用的理想选择。2022 年 3 月，针 对锂电池检测、PCB 检测等行业需求，推出全新 8K 分辨率线阵 CMOS 芯片-GL7008，使 得线阵产品系列涵盖 3.5um、5um、7um 等多个像素尺寸，同时分辨率涵盖 2K、4K、 8K、16K。

4.2.CMOS 行业：百亿美元市场逐渐成型，国产替代大势所趋

CMOS 传感器性能优越，有望替代 CCD 传感器。从产品类别来看，目前主流图像 传感器包含 CCD 图像传感器（电荷耦合器件图像传感器）和 CMOS 图像传感器（互补 金属氧化物半导体图像传感器）两大类。过去几十年，科学成像市场由 CCD 芯片垄断 的市场，开发难度高，价格昂贵，厂商集中于欧美地区。随着 CMOS 技术的不断发展， 其噪声、暗电流水平逐步优化，CMOS 图像传感器已在诸多行业中取代 CCD。CMOS 传 感器根据感光元件安装位置不同可分为:前照式(FSI)、背照式(BSI)及堆栈式(Stack)。

全球 CMOS 图像传感器市场规模持续走高，2025 年全球销售额将达 330 亿美元。 据华经产业研究院统计，自 2016 年至 2020 年，全球 CMOS 图像传感器出货量从 41.4 亿颗迅速上升至 77.2 亿颗，期间年复合增长率达到 16.9%。预计至 2025 年，全球出 货量可达 116.4 亿颗。同时，全球 CMOS 图像传感器销售额从 2016 年的 94.1 亿美元 快速增长至 2020 年的 179.1 亿美元，期间年复合增长率为 17.5%，预计 2025 年全球 销售额预计可达 330 亿美元，复合增速约 12%。

CMOS 图像传感器行业由国外厂商主导，当前国产化率较低。根据弗若斯特沙利 文数据，按照销售额口径，2020 年全球 CMOS 图像传感器的前三厂商分别是索尼 （39.1%）、三星电子（23.8%）和豪威科技（11.3%）；按出货量口径，市场份额前三 的厂商分别是格科微（29.7%）、索尼（23.4%）和三星电子（17.7%）。头部企业份额 较为集中，国产替代存在较大空间。

中国 CMOS 传感器行业起步较晚，行业参与企业数量较少。原因在于 CMOS 传感 器属于可大规模批量生产的半导体产业，具有显著的规模效应，需要 CMOS 传感器供 应商稳定的前期投入作为研发基础，导致行业准入壁垒高。中国 CMOS 传感器行业的 产业链可以分为三部分，上游主要是晶圆代工厂、封装测试厂商，下游主要是模组厂 商、系统厂商及终端厂商。

国内 CMOS 市场持续扩容，预计到 2023 年将超 500 亿元。在政策红利的驱动下， 中国 CMOS 传感器市场规模持续稳定增长。CMOS 作为基础半导体元件，趋势上将替代 CCD 传感器成为市场主流选择，下游应用场景将不断打开，安防监控、汽车车载等领 域尚存较大的提升空间。目前，国内 CMOS 传感器厂商不懂提高对技术研发的重视度， 随技术不断升级，国产化率有望持续提升。据头豹研究院，预计到 2023 年，中国 CMOS 传感器市场规模将达到 573.5 亿元。

4.3.技术优势夯实壁垒，CMOS 龙头一飞冲天

技术优势明显，顺利研制超高清 8K/4K CMOS 图像传感器，打破国外垄断。长光 辰芯在国内 CMOS 图像传感器领域具备较为明显的技术优势。2021 年 10 月，由长光辰 芯领头，浙江华睿、深圳大疆参与的核高基重大专项“8K 超高清图像传感芯片及系 统应用”课题顺利完成验收工作，打破我国超高清成像芯片及系统长期依赖国外进口、 发展严重受限的局面。在 4K、8K 等高端 CMOS 芯片领域，目前主要由日本的索尼和韩 国的三星所把持。长光辰芯该款芯片分辨率为 4900 万像素，采用了 4.3 微米的像素 设计，读出噪声小于 2e-，单幅动态范围达到 87dB；芯片采用了最先进的背照式、堆 栈工艺，在 16bit ADC 输出下，8K 模式下帧频高达 120fps，4K 模式帧频高达 240fps。 该芯片在工艺平台选择、性能指标等方面具备极大的先进性。 基于技术优势，布局工业等高端领域，抢滩差异化市场。而公司基于自身优势， 在推出标准化产品的同时也提供定制化服务，精准定位科学成像、工业成像、专业成 像、医疗等高端领域，而非与主流CIS巨头争夺消费类市场。例如，4K、8K高端CMOS 芯片的推出使得公司形成了面向广电领域的GCINE系列化产品，以满足8K广播电视、 单反相机、无人机、高端 8K 视频监控等诸多行业的需求。而大疆是国内无人机龙头 企业，华睿科技是国内机器视觉与移动机器人领域领先厂商，本次联合开发或为后续 合作打下基础。

营收、利润快速增长，公司进入高速发展期。随公司不断推出新系列产品，下 游应用不断拓展，公司营收利润快速爆发。2021 年公司实现营业收入 4.51 亿元，同 比增长 129.84%，五年复合增速 64.9%。由于公司去年进行股权激励，当期确认股份 支付金额 2.24 亿元，净利润-0.13 亿元。还原后，公司 2021 年实际经营净利润为 2.11 亿元，同比大幅增长 225.0%。同时，由于公司定位高端市场，产品具有技术溢 价，盈利水平保持高位，2021 年还原后净利率高达 46.7%，较前年增长约 14pcts。

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