2024年埃科光电研究报告:机器视觉迎来需求成长及国产替代浪潮,上游高端核心部件领航者充分受益

  • 来源:上海证券
  • 发布时间:2024/06/12
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埃科光电研究报告:机器视觉迎来需求成长及国产替代浪潮,上游高端核心部件领航者充分受益。中国2D工业相机/图像采集卡市场规模持续扩大,部分领域仍有较大国产替代空间。工业相机与图像采集卡是机器视觉系统重要组件。GGII称2023年我国2D工业相机市场规模同比增速有望超20%;同时,由于图像采集卡与工业相机具有配套关系,因此图像采集卡市场有望与工业相机同步成长。国产化方面,海外产品均价更高或意味着其性能更优;同时公司披露我国机器视觉高速高分辨率相机及高速图像采集卡主要依赖进口,且半导体量测、新型显示Array段等领域工业相机国产化率偏低。我们认为,国际环境变化等因素使机器视觉下游国产替代诉求强烈,部...

1 埃科光电:国内机器视觉核心部件关键厂商

1.1 专注机器视觉领域十余年,形成工业相机&图像采集 卡两大产品线

合肥埃科光电科技股份有限公司(简称:埃科光电)成立于 2011 年,2023 年 7 月于科创板上市,主要从事工业机器视觉成像 部件产品设计、研发、生产和销售,现已成为国内机器视觉领域 核心部件的关键厂商。 埃科光电主要产品包括作为工业机器视觉核心部件的工业相 机及图像采集卡两大品类,情况如下:

工业相机:以高速或高分辨率产品为主。自 2012 年发布 公司第一款国产高速高分辨 8K 线扫描相机以来,公司经 过十余年的积累,拥有分辨率覆盖 0.5K-16K 的 80 余个 型号线扫描相机和分辨率覆盖 110 万像素到 13.5 亿像素 的近 60 个型号的面扫描相机。

图像采集卡:公司自主研发了基于 PCIe 接口的 Camera Link、CoaXPress 和 10GigE Vision 三大类图像采集卡。 多年来,公司的图像采集卡一直是中国机器视觉市场领 先的国产品牌。

1.2 核心团队控股比例高,技术背景深厚

公司股权集中,核心团队控股 56.75%。截至 2024 年一季报, 公司高管董宁(实际控制人)、唐世悦、叶加圣、曹桂平分别持有公司 32.92%、8.51%、8.51%、6.81%的股份,合计控股 56.75%。 我们认为,核心团队控股水平高或使得核心团队利益与公司利益 一致,有助于发挥高管团队主观能动性,关注公司的长期利益, 有望推动公司的成长和发展。 核心技术人员拥有中科大背景,专业素质过硬。公司核心技 术人员均为中国科学技术大学相关专业背景:董事长、总经理董 宁为中国科学技术大学凝聚态物理博士;研发总监曹桂平、制造 总监唐世悦和硬件开发组组长杨晨飞为中国科学技术大学电子科 学与技术博士;软件开发组组长邵云峰为中国科学技术大学控制 工程硕士。公司长期与中国科学技术大学等高校科研院所开展技 术开发和人才培养等工作,具备较强的研发实力和技术攻关能力。

1.3 公司 2023 年业绩阶段性承压

受益于行业发展与自身竞争力,2022 年公司营收/归母净利润 实现双增长,而 2023 年公司业绩阶段性承压。在国内机器视觉装 备制造商、系统商以及终端用户日益重视供应链自主可控和公司 机器视觉产品的技术性能行业领先的加持下,2019-2022 年,埃科 光电收入规模高速增长,复合增长率达到约 98%。分产品来看, 公司工业线扫描相机、工业面扫描相机、图像采集卡发展齐头并 进。然而,受 球经济增速下行、锂电等行业周期变化 、研发费 用增加、新增股权激励等多种因素影响,公司 2023 年营业收入为 2.36 亿元,同比下降 10.31%;归母净利润为 1575.14 万元,同比 下降 77.65%;销售毛利率为 39.50%,同比下滑 5.88 个百分点。

2 中国工业相机&图像采集卡市场规模持续成长, 高端产品仍依赖进口

2.1 工业相机&图像采集卡:机器视觉系统重要上游组件

机器视觉利用计算机来模拟人的视觉功能,即通过光学装置 和非接触的传感器获得被检测物体的特征图像,并通过计算机从 图像中提取信息,进行分析处理,进而实现检测和控制的装置。 机器视觉产业链:部件及软件—装备—行业应用。机器视觉 产业链上游主要包括软件算法和硬件设备;中游为设备制造及提 供系统集成解决方案;下游行业包括 3C 电子、汽车、医疗设备、 半导体、快递物流等,机器视觉在下游行业中起到的主要功能有 定位、识别、测量与检测,根据赛迪研究院《中国工业机器视觉 产业发展白皮书》报告,定位/识别/测量/检测在工业应用场景的占 比分别为16%/24%/10%/50%。其中上游工业相机和图像采集卡为 埃科光电主营业务。

据华经产业研究院数据可知,机器视觉成本中零部件占比 45%、软件开发占比 35%。软件算法主要包括传统的数字图像处 理算法和基于深度学习的图像处理算法。硬件设备由工业相机、 图像采集卡、光源、镜头等构成:

工业相机:工业相机是机器视觉系统的核心部件,其本 质是一个光电转换器件,主要功能是将收到的光信号转 变成有序的电信号,然后再通过模数转换并送到处理器 以合成图像,并进一步进行处理、识别和分析;

图像采集卡:图像采集卡是构建完整的机器视觉系统的 一个重要部件,其功能是建立和前端相机中的连接,管 理相机控制信号,从相机中获取数据,并将其转换成计 算机能处理的信息;

光源:光源作用为照亮目标并突出可视化特征;

镜头:镜头是与相机配套使用的一种成像设备,主要作 用是负责将光源照亮的物体成像折射投影至工业相机感 光元件;

目前市面上的工业相机主要有工业线扫描相机、工业面扫描 相机、3D 相机以及智能相机等类型。埃科光电工业相机产品包括 工业线/面扫描相机及 3D 相机。

工业相机性能指标包括分辨率、动态范围、最大行 / 率 、 最大信噪比、 光时间、功耗 。

图像采集卡与工业相机在数量、 率、接口等方面均需要匹 配。从工业相机和图像采集卡的数量配套关系来看,通常情况下, 1 张图像采集卡适配 1 台工业相机,但也存在 1 张图像采集卡适配 2 台及以上工业相机的情形。从 率匹配 关系来看,由于图像采集 卡的每一个通道都有吞吐量限制,因此单通道和多通道对相机最 高 率的支持是不同的 。从接口匹配来看,不同类型的图像采集 卡适配于不同接口类型的工业相机。目前机器视觉系统中较常见 的包括 Camera Link、CoaXPress、GigE、USB 3.0 接口,其中 Camera Link特点为高速率、高可靠性、实时性强,CoaXPress特 点为高速率、吞吐量大、传输距离长,而 GigE 和 USB 3.0 一般为 中小幅面相机设计采用。埃科光电产品涵盖基于 PCIe 接口的 Camera Link、CoaXPress 和 10GigE Vision 三大类图像采集卡。

2.2 中国 2D 工业相机/图像采集卡市场规模有望实现稳步 增长

2023 年中国机器视觉市场规模实现 201 亿元。据埃科光电招 股书披露,机器视觉在效率&速度&精度等方面的多项优势、人口 老龄化加剧&劳动力成本上升、制造业智能化的快速发展等因素共 同推动了机器视觉行业的发展。高工机器人数据显示,2023 年中 国机器视觉市场规模实现 200.97亿元,同比增长 17.77%;预测至 2027 年我国机器视觉市场规模将超过 560 亿元,2023-2027 CAGR 约为 29.20%。 工业相机是机器视觉系统中的核心组件,成本占比约 27%。 据高工机器人数据显示,在中国机器视觉系统成本结构中,中游 零部件环节(光源、镜头、相机、工控机)合计占比超 64%,底 层软件系统开发占比约 20%。零部件中相机占比最高,达 27.11%, 其重要性突出。

中国 2D 工业相机呈现销量上升、均价下行的趋势。工业相机 可以分为 2D 相机、3D 相机等品类,我国 2D 工业相机市场稳步发 展,3D 工业相机市场仍处于早期发展阶段。高工机器人数据显示, 我国 2D 工业相机自 2016 年开始起量,之后销量与市场规模持续 扩大,2022 年中国 2D 工业相机销量实现约 254 万台,同比增长 21%;中国 2D 工业相机 2022 年市场规模实现约 35.05 亿元,占 中国机器视觉市场规模的比例约为 20.54%,虽然受到区域性疫情 以及下游需求疲软的负面影响,但仍实现同比增长 10.99%。高工 机器人预计 2023 年中国 2D 工业相机市场将迎来恢复性增长,销 量有望实现 318 万台(同比增长 25%),市场规模同比增速将超过 20%;2027 年中国 2D 工业相机市场规模或将接近 90 亿元。国产2D 工业相机通常产品售价较低,针对中低端市场,对外资品牌造 成了一定的冲击,也导致中国 2D 工业相机呈现销量上升、均价下 降的趋势,2022 年中国 2D 相机单价约为 1380 元,较 2021 年下 降了约 8%。

经测算,2022 年中国图像采集卡市场规模约 5.29 亿元。图像 采集卡是机器视觉系统的重要部件,据前瞻产业研究院《2021 年 中国机器视觉市场研究报告》数据可知,在中国机器视觉产品中, 图像采集卡/视觉处理器板的销售额占比为 3.1%。假设该占比 2020-2023 年基本保持不变,可以测算得到中国图像采集卡市场规 模,测算公式为中国图像采集卡市场规模=中国图像采集卡销售额 在中国机器视觉产品中的比例*中国机器视觉系统市场规模。经测 算,中国图像采集卡市场规模在 2022 年或达 5.29 亿元,2023 年 有望实现 6.23 亿元。

2.3 外资品牌占据高端市场,下游行业国产替代诉求强烈

2D 相机国产化率超 70%,但高端市场仍主要由外资品牌占据。 高工机器人数据显示,2022 年中国市场机器视觉各大核心部件的 国产化份额均较高,其中 2022 年 2D 相机国产化率实现 70%+, 3D 相机国产化率实现 60%+。从企业市场份额来看,国内企业机 器视觉工业相机市场占有率已经较高,2022 年海康机器人市场占 有率(出货量口径)为 40.6%(较 2021 年提升了约 5.46 pct),海 康机器人、华睿科技两家头部企业出货量合计占比超过 50%,但 是外资相机品牌更多占据高端市场。 据 2021 年中国机器视觉工业相机市场排名情况可知,海外企 业通常市场规模占比高于出货量占比,例如 2021 年德国 Basler 出 货 量/市 场 规 模 占 比 分 别 为 11.90%/13.48%、2021 年 加 拿 大 DALSA 出货量/市场规模占比分别为 1.43%/6.46%,而国内企业通 常市场规模占比低于出货量占比,例如 2021 年海康机器人出货量/ 市场规模占比分别为 35.14%/33.46%、2021 年华睿科技出货量/市 场规模占比分别为 14.29%/12.13%,因此可以看出海外企业产品 均价多高于国内企业,一般而言,分辨率越大或者 率(行 ) 越高的相机,售价会越高。同时,据埃科光电招股说明书可知, 机器视觉主要起步于美国、欧洲、日韩和加拿大等工业发达国家 和地区,这些国家或地区的机器视觉系统相关企业具备从部件、 设备到系统的 产业链的研发及生产能力 ,我国机器视觉设备厂 商使用的高速高分辨率相机主要依赖进口,国产化率很低。

高速图像采集卡依赖进口。在机器视觉产业联盟统计的 2021 年中国机器视觉行业销售额排名前九的企业中,仅有四家主营产 品涉及图像采集卡,分别为凌云光技术股份有限公司、中国大恒集团有限公司北京图像视觉技术分公司、宝视纳视觉技术(北京) 有限公司及埃科光电;同时,凌云光尚未批量自产图像采集卡, 中国大恒集团有限公司北京图像视觉技术分公司主要以代理其他 品牌为主,宝视纳视觉技术(北京)有限公司为德国 Basler 在中 国的 资子公司 。另外,据埃科光电招股说明书可知,我国机器 视觉设备厂商使用的高速图像采集卡主要依赖进口,国产化率很 低。 机器视觉各下游行业国产替代诉求强烈,3C 电子、半导体、 汽车等领域有较大国产替代空间。2014 年之前,我国工业相机市 场主要厂商以外资品牌为主;2015 年后,以埃科光电为代表的国 产品牌工业相机开始在 PCB 等行业获得高度认可;2020 年之后, 随着中美关系以及其他国际环境变化带来的不确定性和新冠疫情 的双重作用,国产替代趋势明显加快,国产品牌发展迅速。根据 甲子光年智 的数据可以得到具体到细分领域的国产替代情况: 锂电 、仓储物流、 加工领域工业视觉国产化率较为领先; 而 3C 电子国内渗透率稍低(约 60%),半导体、纺织等轻工业、 传统汽车领域渗透率均不超过 30%,未来这些领域有望成为国产 化替代的蓝海领域。

3 高端机器视觉核心部件国产化领航者,扩产+ 新品拓展支撑业绩增长

3.1 起步早/产品多/性能优,以高端国产替代为发展目标

埃科光电是国内最早可以提供高端工业相机的厂商,先发优 势显著。埃科光电主营产品为工业线扫描相机、工业面扫描相机、 图像采集卡等,在国内市场上,其主要竞争对手为海康机器人与 华睿科技。埃科光电成立时间领先海康机器人与华睿科技,具有 明显的先发优势——在 2011 年至 2016 年期间,埃科光电推出了 多种产品,包括 7K 和 8K 工业线扫描相机、2900 万像素大幅面扫 描相机,以及 200 万至 1200 万像素不等的高速面扫描相机,还有 Camera Link 图像采集卡。而海康机器人与华睿科技的同类产品, 如 8K 工业线扫描相机,发布时间比埃科光电晚了 7 至 8 年;图像 采集卡的发布时间则晚了 5 至 6 年;16K 分辨率的工业线扫描相机 发布时间也落后了 3 年,且两家公司目前尚未推出高阶 TDI 相机和 7100 万像素的工业面扫描相机。并且,公司工业线扫描相机产品 迭代速度更快,尤其在高端线扫描相机方面,比如公司率先推出 8K、16K、高阶 TDI工业相机并逐步在下游得以应用。除产品优先 推出外,先发优势还体现在 务客户的过程中,通过进入各种不 同的下游应用场景,不断提升工程化落地能力、产品设计经验和 对行业的理解,进一步强化了产品的竞争力。

埃科光电线扫描工业相机、高分辨率面扫描工业相机及图像 采集卡产品线丰富。截至 2023 年 4 月,在工业线扫描相机方面, 与海康机器人、华睿科技相比,公司产品线更加丰富,涵盖从 0.5K-16K 共 7 个分辨率模式的 30 多个型号线扫描相机。在工业面 扫描相机方面,公司大幅面扫描相机种类丰富度领先;而海康机 器人、华睿科技则更侧重中小分辨率面扫描相机。我们认为,公 司拥有丰富的产品系 (甚至包括低分辨率产品)有助于满足不 同行业、客户的应用需求,从而可以扩展客户群、增强对客户的 务黏性。

埃科光电产品多数性能国内领先、追平海外。线扫描相机方 面,公司 8K 分辨率线扫描相机能拍摄物体运动速度更快的应用场 景,与 Teledyne Dalsa、Basler、海康机器人产品相当,优于华睿 科技产品;同时,该产品的动态范围与 Basler 水平相当,能够捕 捉更宽的明暗范围,超越其他竞争产品;此外,该产品功耗更低。 面扫描相机方面,公司 1200 万像素的面扫描相机单位时间内相机 采集传输图像的效率具有优势,动态范围指标国内领先;且信噪 比达到海外水平,可获得高质量图像。图像采集卡方面,公司产 品的像素时钟、相机接口标准、数据传输速度等指标均与同行业 可比公司同类型产品相当。 目前仍然有大量未被满足的高端产品市场需求,而公司专注 于高端产品国产替代,高端产品线有望支撑公司业绩的高成长性。 根据 2021 年中国机器视觉工业相机市场的规模排名,埃科光电位 第六, 而其产品均价位居第一(约 10395 元),比排名第二的加 拿大公司 DALSA 高出约 3586 元。一般而言,分辨率越大或者 率(行 )越高的相机,售价会越高 ,由此我们认为埃科光电工 业相机定位高端,在下游国产化诉求逐步提升的趋势下,埃科光 电有望优先受益。

3.2 紧跟优质客户,在众多领域持续做国产替代布局

埃科光电在 PCB、新型显示、3C、锂电、光伏、半导体、生 物医药等领域多年持续做国产替代布局。 PCB:公司已 务于国内 PCB 检测设备头部制造企业,并在 部分场景中替换了原进口品牌 Dalsa 等。公司认为在 IC 载板检测 等高端领域仍有大量的国产替代机会。与 PCB 相比,IC 载板对精 度的要求更高,因此在检测过程中需要更多的相机,且该领域正 处于国产替代的初级阶段,市场潜力较大。 新型显示:公司产品能够满足不同尺寸和精度要求的点灯检 测场景,并已被业内多家检测设备制造商采用,甚至在某些应用 中替代了原进口品牌 Vieworks产品。此外,公司在 2023年成功将 其大面阵产品导入 OLED头部终端 Demura设备,并且公司的高阶 TDI 线扫相机产品正在向前端玻璃基板 AOI 检测拓展。

锂电:公司和奥普特等客户在锂电领域展开合作,成功替代 了相关客户的原进口品牌 Dalsa,并进入了宁德时代/国轩高科/欣 旺达/蜂巢能源供应商名单。据公司披露,锂电行业仍有很多环节 存在新增的机器视觉检测需求。目前,公司的高分辨率高阶线扫 描相机、3D 相机等新产品正与合作企业积极推进特殊检测方案。 光伏:公司在光伏领域的直接客户包括天准科技、奥特维等。 公司红外线扫描相机等多款产品已广泛被硅 分选、电 和电 组件生产、检测设备制造企业选用,并在 务过程中开展多方 面深度合作,积极推进该领域应用的国产替代。 半导体:公司和主要的国产半导体检测设备商开展合作,如 中科飞测,有望替代原进口品牌 Viewworks 的产品。在半导体制 造中,机器视觉检测在量测(如透明薄膜厚度、不透明薄膜厚度、 膜应力、掺杂浓度、关键尺寸、套准精度等检测)及缺陷检测 (如明暗场光学图形图 缺陷检测、无图形表面检测、宏观缺陷 检测等)中均发挥关键作用。然而,据公司披露,该领域最高端 的核心部件仍主要依赖海外公司。我们认为,该领域国产化挑战 及市场潜力均较大,公司的高阶 TDI线扫描工业相机等可以用于半 导体和泛半导体领域,目前正在下游中推广。同时,公司也加强 了在非可见光场景的产品拓展,相关产品有望应用于半导体领域。 生物医药:基因测序是生物医药领域的重点应用场景,公司 高分辨率高阶线扫描相机已满足基因测序的高精度、高响应度、 高速度检测需求,已进入实机设备研发阶段。同时,公司也持续 加强在非可见光场景的产品拓展,相关产品正逐步形成系 化, 开始应用于生物医药领域。

埃科光电客户实力强劲,为公司未来发展提供重要保障。凭 借优异的产品性能,公司已与宜美智(PCB 行业龙头企业)、精测 电子(平板显示行业龙头企业)建立了稳定的合作关系,且积极 开拓不同应用领域的优质客户,如奥普特、易鸿智能、天准科技、 奥特维等。从终端客户来看,公司产品已经批量应用于包括深南 电路、景旺电子、京东方、华星光电、宁德时代、欣旺达在内的 知名终端厂商。我们认为,和大客户保持良好合作有望推动公司 稳健成长,因为处于行业领先地位的客户产品需求或不易出现较 大波动,且知名客户或将带来最新的技术要求催化公司产品性能 “更上一层楼”。

3.3 扩大产能推动现有品类稳定发展、新品类逐步落地

公司募投新产能与研发中心进一步提升核心竞争力。公司拟 分别投资 7.64 亿、1.56 亿建设埃科光电总部基地工业影像核心部 件项目与机器视觉研发中心建设项目。其中,埃科光电总部基地 工业影像核心部件项目达产后,公司预计新增工业线扫描相机 6万 套、工业面扫描相机 5 万套、图像采集卡 6 万套的生产能力;且公司生产自动化程度有望提升,对产品质量把控和测试能力或将增 强;同时,通过该项目的实施,公司将在原有业务稳定发展的基 础上,不断完善产品线,补充市场应用规模较大的中低端产品且 完善现有高端产品线,我们认为公司技术积累雄厚,从中高端应 用向其它常规应用进行拓展,或具有较大的降维空间。机器视觉 研发中心建设项目旨在保持公司在机器视觉部件领域领先创新的 研发能力,确保公司在机器视觉部件领域技术领先优势。 中国 3D 工业相机市场规模有望快速成长,检测类相机国产化 率不足 40%。3D 相机与 2D 相机是互为补充的关系,3D 相机增加 了新的物理量的测量,目前我国 3D 工业相机市场仍处于早期市场 发展阶段。高工机器人数据显示,2022 年中国 3D 工业相机市场 规模为 18.40 亿元,同比增长 59.90%,且预计该市场有望保持较 高增速持续成长。目前,在 3D 视觉应用的场景中(检测、测量、 定位、 导),检测是应用的最多的场景之一,在整体机器视觉下 游应用中,检测工业应用场景占比约 50%,在该场景下 2022 年中 国 3D检测类相机出货量超过 2.3万台,市场参与者有基恩士、LMI、 深视智能、康耐视等公司,其中外资品牌份额超过 60%,我们认 为有较大国产替代空间。

公司推出 3D 相机产品,未来有望在 2D 相机基础上渗透进入 3D 相机市场。当前 4K 级别线激光 3D 相机市场基本为进口产品所 占据,而公司 3D 工业线激光相机精度已实现微米级,开始在锂电 等领域逐步推广应用。3D 相机与 2D 相机在技术上有一定的连续 性,3D 相机中往往会用到 2D 相机的模组,我们认为公司已在 2D 相机领域有丰富技术积累,有望推动公司 3D 相机性能稳步提升, 未来或将逐步实现 3D 相机产品国产替代,从而打开市场空间。此 外,除了在可见光领域的应用,公司还加强了在非可见光场景的 产品拓展,包括有近红外、短波红外、近紫外和深紫外等波段, 在实现对目标外观检测的同时,也能实现目标物的材料成分、温 度等复杂特征的分析,公司相关产品已开始应用于半导体、光伏、 生物医药等领域。


(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

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