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机械设备行业:国外垄断走向国产替代 微焦点X射线源及检测装备

时间:2019-09-15 17:13:28

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机械设备行业:国外垄断走向国产替代 微焦点X射线源及检测装备

(报告出品方/分析师:天风证券 李鲁靖 朱晔)

1. X射线工业智能检测装备:从国外垄断走向国产替代

1.1. X射线检测设备工作原理

X射线检测设备原理:通过X射线穿透不同密度(或厚度)物质的衰减差异,即X射线探测器探测到的X射线穿透被测物体后的剩余光子数量不同,可以得到被检测物体的内部结构成像,通过影像分析而判定物体内部是否存在缺陷及缺陷类型、等级。

X射线智能检测设备使用寿命一般3-8年:在线式的检测设备由于使用频率高、运行时间长,使用寿命相对较短,一般在4年以内;离线式的检测设备视客户的检测需求不同使用寿命有所差异。X射线源作为检测的核心消耗部件,使用寿命相对有限,在线型设备的X射线源使用寿命一般在1-3年。

1.2 X射线检测设备:国产替代逻辑清晰

X射线检测设备行业涉及环节众多,国内厂商正逐步实现国产替代。行业人士认为X射线检测装备40%左右的成本来自X射线源,探测器则占成本的20%左右。

1.3 X射线检测设备:下游应用领域较为广泛

主要应用于医疗健康领域和工业无损检测:其中工业无损检测领域主要应用于集成电路及电子制造、新能源电池、铸件焊件及材料检测、公共安全及其他(如食品安全等)等领域。

高速增长趋势:根据沙利文咨询的统计和预测,除医疗健康外,我国X射线检测设备的市场规模约为119亿元,受到下游集成电路及电子制造、新能源电池等行业需求的快速增长影响,预计到2026年,我国X射线检测设备除医疗健康领域外的其他主要应用领域的市场规模为241.4亿元,-2026年CAGR约为15.2%。

1.4.1 集成电路及电子制造:X线检测设备逐步国产替代

集成电路产业快速发展驱动需求增长:X射线检测可以用于晶圆检测与封装后检测工艺中,根据华经产业研究院统计,封装测试约占整体集成电路销售规模的26.4%。目前,设备以德国、美国和日本等国外厂商为主,特别是百纳米级检测精度的检测设备市场主要集中在国外厂商。

PCB产业发展带动电子制造检测需求:据Prismark数据,中国市场PCB产值持续稳定增长,从的201.7亿美元增至的351.0亿美元,CAGR≈5.7%,高于全球市场平均增速,中国市场在全球市场的占比从的38.4%,持续上升至的53.8%。PCB产业发展带动SMT贴装行业同步发展,对X射线影像检测设备的需求同步上升,潜在市场容量有望进一步增长。

集成电路及电子制造检测设备需求有望稳步增长:半导体行业逐渐成为国家重点发展产业,在相关扶持政策加持下,集成电路及电子制造行业有望蓬勃发展,对X射线检测设备的需求有望进一步扩大,根据沙利文预计,到2026年,集成电路及电子制造X射线检测设备市场规模预计达到61.2亿元,22-26年CAGR将达23.0%。

集成电路及电子制造X射线检测设备逐步从国外垄断走向国产替代:国外企业起步早、技术经验积累深厚,根据沙利文的统计,目前中国X射线集成电路及电子制造检测设备领域有超过75%的市场被海外企业占据,尤其是在X射线高端电子制造及集成电路检测设备领域。中国企业中,日联科技以约6%的市场占比处于中国企业领先水平,包括日联科技、善思等在内的少数中国企业进入该市场。

日联科技是国内领先的工业X射线智能检测厂商,掌握基础算法和源代码,不断升级迭代。

1.4.2 新能源电池领域:国产X射线检测设备商占主导地位

动力电池检测:随着新能源汽车大面积普及,动力电池装机量迎来爆发式增长,直接带动锂电池检测设备需求。-,动力电池装机量CAGR为43.5%。根据沙利文预计,-26年,动力电池装机量CAGR为34.93%,在2026年达到762GWh。锂离子电池行业规范逐步完善,在线式检测方式取代原有的离线式检测,进一步提高X射线检测设备的需求量。

消费电池检测:智能手表、TWS耳机、智能可穿戴设备、消费类无人机、电子烟等新型消费电子产品带来一定增长空间。

储能电池检测:受益发电、输配电、5G 基站、数据中心等场景,根据沙利文预计,-26年储能电池装机量将保持高速增长,CAGR达53.0%,在2026年达到新增装机量55.3GWh,储能电池的发展将会带动相关X射线检测需求。

新能源汽车和储能行业快速发展驱动检测设备高速增长:根据沙利文统计和预测,,X射线检测设备在电池检测领域的市场规模为13.2亿元,其中中国设备占主导地位。伴随着动力电池及储能企业产能的高速扩张,X射线检测设备在该领域的需求量增长迅猛,且设备技术迭代快,根据沙利文预计,-26年年复合增长率将超过28.9%,预计至2026年,X射线检测设备在整体电池检测领域的市场规模将达到58.0亿元。

中国企业占比超9成:电池X射线检测设备受到下游行业集中度的影响,竞争格局较为集中;得益于中国动力电池及储能电池产业上下游的高速发展,以及该领域对X检测设备的非标定制化需求较强,使得中国动力电池及储能电池领域的X射线检测设备国产化程度较高,中国企业占据超过90%的市场份额。

根据沙利文的统计,,正业科技市占率行业第一,日联科技在中国新能源电池X射线智能检测装备市场处于领先地位,业务规模位列中国市场第二位。

日联科技是国内领先的工业X射线智能检测装备企业,掌握基础算法和源代码,不断升级迭代。

1.4.3 铸件、焊件及材料领域:国外X射线检测设备商占比约60%

大量应用于各类缺陷检测诊断:①金属铸造件(包括汽车各类零部件、一体化压铸成型车架、工业机械零件、轨道交通轮毂等);②敏感结构件(如航空航天、军工零部件等);③压力容器(如高压锅炉、气瓶、气罐等);④管件焊接等场景检测。

汽车制造业带动需求:X射线检测设备的需求量也随着汽车市场、航天航空等整体规模的扩大逐渐增加。

在汽车向新能源、智能化进程加速推进的同时,以X射线检测技术为主导的X射线智能检测设备也在不断保障汽车制造业的更新换代,X射线检测技术与汽车生产的结合已是大势所趋。

未来相关领域X射线检测设备市场仍具备发展空间:根据沙利文的统计和预测,,中国工业领域(铸件、焊件及材料)X射线检测设备市场规模近21.1亿元,国外企业占据约60%的市场份额,中国企业整体市场占有率均较为分散。预计2026年市场规模将超过44.2亿元,到2026年年复合增长率将接近17.0%。

市场参与者较多,国外企业处于市场主导地位:蔡司,依科视朗、菲尼克斯,其设备技术先进且单台设备价值高,被广泛应用于汽车、航空航天等领域。中国企业中,日联科技、华日理学、丹东奥龙较为领先,是国外企业市场地位的主要竞争者及挑战者。

轨道交通,电力设施等领域也有广泛应用:除行业领先的头部企业外,也有众多体量较小的企业参与,但市场份额较小。

1.5. 海外厂商处于整体主导地位,国内企业主导新能源领域

集成电路及电子制造领域由国外厂商占据,集中度较高。在线型的高端3D/CT检测设备中,国外厂商占有较高的市场份额,在线式的2D检测设备中,日联科技与国外厂商均是主要供应商;在离线式的检测设备中,日联科技拥有较高的市场占有率。

新能源电池领域竞争格局较为集中,设备的非标定制化需求强,国内企业主导。

铸件焊件及材料领域竞争较为激烈。蔡司-宝石隆、依科视朗等国外厂商处于主导地位,日联科技、丹东华日等国内厂商系该领域的有力挑战者。

2. 微焦点X射线源:国产替代核心零部件,远期成长空间正在打开

2.1 X射线、X射线源及其工作原理

X射线(又称伦琴射线、X-Ray)系高速运动的电子在与物质相互作用中产生的:在X射线管中,从阴极发射的电子,经阴极、阳极间的电场加速后,轰击X射线阳极靶,将其动能传递给靶上的原子,其中约有1%左右的能量转化为X射线,并从X射线照射窗中射出。

X射线源阴极发射的电子被聚焦到靶上的一个点,称之为焦点,焦点的尺寸越小,则检测精度越高。因X射线能量高、穿透力强等特点广泛应用于医疗健康和工业影像检测等领域。

X射线源(又称X射线发生器)是X射线智能检测设备的核心部件:X射线源的研发涉及电子透镜(包括阴极、阳极、栅极)材料研究、电磁场数学模型研究、电真空物理参数研究、高压系统控制、电磁干扰控制以及热管理系统开发等关键研究工作。

根据其不同性能特点,可分为微焦点射线源、大功率射线源、普通射线源。

X射线源主要性能指标包括焦点尺寸、管电压、管电流:

•焦点尺寸决定了检测图像的精度,焦点尺寸越小,检测精度越高;

•管电压决定了X射线的光子能量和穿透能力,管电压越高,X 射线源的穿透能力越强;

•管电流决定了图像信噪比质量,管电流越高,光子剂量越大,成像信噪比越好。

2.2 微焦点X射线源:日联科技打破国外厂商垄断

微焦点X射线源:在集成电路、电子制造、新能源电池等精密制造领域,为满足高精度检测要求,须配置微米级、纳米级焦点尺寸X射线源,即微焦点X射线源。

可分为开放式(开管)和封闭式(闭管)两种:闭管X射线源中,阴极与阳极/靶都封闭在真空管内。在使用时无需抽真空,闭管方式的X射线管高压一般在30kV-150kV之间,靶功率可以做到75W,使用生命周期在3年左右,常用于集成电路及电子制造、新能源电池等精密检测等领域;开管则带有真空泵、真空阀,开管的阴极和阳极/靶都可以更换。开放式的X射线管高压一般在30-225kV之间,靶功率可以做到25W。

•开管式微焦点射线源:焦点尺寸更小、最大管电压更高、更高的放大倍率和更强的穿透力,精度高,零部件可以更换,但性价比、维护成本、使用寿命和启动时间等方面具有一定的劣势,多用于要求较高的科研领域或集成电路领域。

•闭管式微焦点射线源:是集成电路、电子制造、新能源电池等精密X射线检测领域的主要选择。

微焦点X射线源领域主要由国外厂商占据主导优势:技术壁垒最高,受限于国内技术和制造水平不足,我国工业影像检测的微焦点X射线源几乎全部依赖进口。日本滨松光子和美国赛默飞世尔两家公司(提供全系列微焦点射线源)对微焦点射线源实行严格的技术保护和供应垄断,其合计市场份额近85%,日联科技系国内极少数能够在该领域实现技术突破并产业化应用的厂商。

日联科技打破海外厂商绝对垄断:封闭式热阴极微焦点X射线源技术和供应主要由日本的滨松光子和美国的赛默飞世尔垄断。日联科技开发出了市场亟需的90kV和130kV产品,已批量应用于集成电路封测、电子制造SMT/PCB/PCBA、新能源电池等领域,打破海外厂商绝对垄断地位,是国内唯一一家实现量产的企业。

已实现产业化应用的微焦点X射线源在技术参数上与国外企业同类产品不存在明显差异。

公司目前正稳步推进客户端验证:公司自产的90kV和130kVX射线源已实现量产并正积极推进与客户的验证工作,其中130kV的微焦点X射线源已与客户签署批量化采购协议,同时,公司自产的120kV X射线源已完成技术突破,并逐步开展与客户的验证工作。

持续投入研发培育未来盈利增长点:公司正加速完成150kV闭管微焦点X射线源、160kV开管微焦点X射线源研发和产业化工作,满足国内集成电路及电子制造、新能源电池等领域的更高精密度检测需求。我们认为公司有望进一步抢占国内市场份额,成长空间较为广阔。

2.3 X射线源:行业高速增长,2026年非医疗领域市场规模有望超50亿元

X射线源市场规模2026年有望超50亿元:除医疗市场外,中国X射线源市场规模从14.64亿增至22.76亿,CAGR为11.7%。集成电路产业、动力电池和储能电池市场进入高速发展期,将显著利好于X射线源市场的发展。根据华经产业研究院预计,2026年X射线源市场规模将达54.25亿,至2026年CAGR达19.0%。

微焦点X射线源市场规模2026年预计接近25亿元:除医疗领域外,中国微焦点X射线源市场规模从3.8亿增至7.3亿,CAGR为17.73%。根据华经产业研究院预计,2026年工业微焦点X射线源市场规模将达24.8亿元,至2026年CAGR达27.71%。

3. 日联科技:公司护城河深厚-X线检测设备+微焦点射线源双轮驱动

3.1. 发展历史:专注X射线智能检测装备及核心部件

公司自设立以来,始终专注于X射线智能检测装备及核心部件的研发、生产、销售和服务,自主研发了X射线影像软件系统,并陆续开发了集成电路及电子制造、新能源电池、铸件焊件及材料检测、异物检测等领域的X射线智能检测装备,产品种类及应用领域不断拓宽,逐渐成为国内领先的X射线智能检测设备供应商。

3.2. 股权结构:股权结构稳定,实控人为刘骏

股权结构稳定,实控人为董事长刘骏:截止6月16日,刘骏直接持有公司1.95%股份,同时刘骏和其妻秦晓兰通过日联实业及共创日联间接持有公司27.26%股份,刘骏总计持股28.94%,股权结构稳定。

3.3 管理层:产业经验丰富,核心技术理解深刻

公司高管产业经验丰富,对核心技术深刻理解:公司董事长刘骏先生拥有29年的电子设备行业的从业经验,首席技术官ZHOU LI毕业于清华大学微波专业,拥有从业经验。

3.4 产品沿革:X射线源及智能检测装备双轮驱动

主营业务、主要产品或服务、主要经营模式演变情况如下:

主要产品是工业X射线智能检测装备、影像软件和微焦点X射线源:公司X射线智能检测装备下游应用领域包括集成电路及电子制造、新能源电池、铸件焊件及材料检测等。

集成电路及电子制造检测装备:主要应用于集成电路SOP、QFP、BGA、CSP、IGBT封装,电子制造PCB、PCBA制程检测和电子元器件质量检测中。根据应用场景配备离线型和在线型装备,可以满足客户针对2D、3D/CT成像的不同检测需求。

极少数国产替代供给:日联科技是国内极少数能为上述客户提供 3D/CT 功能X射线智能检测装备的供应商,为实现核心装备自主可控,实现进口替代提供保障,并且可为集成电路及电子制造领域知名客户提供在线式X射线智能检测解决方案。

新能源电池检测装备:可实现对锂电池生产过程中的电芯卷绕对齐度、极耳焊接质量等工艺的检测,广泛应用于动力类电池(包括卷绕型、叠片型)、消费类电池、储能类电池内部缺陷的影像检测;以在线式为主,具有较高的定制化特点,新能源设备也可以应用在储能和消费类电池领域。

铸件焊件及材料检测装备:开发出UNC单进单出、UNCT断层扫描、UNZ转台式等系列化智能检测装备及图像高速处理和缺陷自动识别软件。大功率X射线智能检测装备可广泛应用于各类工业领域影像检测,包括汽车制造、航空航天、压力容器、工程机械等。

X射线影像软件系统:针对性的搭建了集成电路及电子制造、新能源电池及铸件焊件及材料检测三大软件及系统控制平台,自主研发并迭代出适用于各领域的影像软件系统,搭配公司智能检测装备实现销售,成熟应用于公司90%以上的智能检测装备中,不独立销售。

3.5 产品布局:掌握核心零部件,打通检测设备和软件

微焦点X射线源:已开发出了市场急需的90kV和130kV产品,已批量应用于集成电路封测、电子制造 SMT/PCB/PCBA、新能源电池等领域。90kV微焦点X射线源已经实现规模化量产,130kV微焦点X射线源处于熟练技术人员和核心生产设备等产业化瓶颈的拓展期,产能持续提升。

3.6 财务分析:业绩稳定增长,盈利能力不断增强

-,公司营业收入从1.49亿增至4.85亿,CAGR≈48.20%;归母净利润从0.08亿增至0.72亿,CAGR≈108.01%,保持高速增长;未来随着公司90kV和130kV自产微焦点X射线源验证和交付,公司盈利有望进一步增强。

H2营收同比增速为20.90%,净利润同比增速为39.11%,主要原因系:H2疫情多点散发、频发,公司无锡、深圳、重庆三地工程生产经营在一定程度上受疫情影响,使得公司设备发货、调试及验收工作有所延迟。

毛利率稳定,盈利能力增强:公司毛利率保持在40%左右,盈利能力较强,-,净利率逐步提升至14.80%。

集成电路及电子制造X射线检测装备毛利率呈现上升趋势:系公司该类装备核心部件微焦点X射线源自主生产占比逐年提高,显著降低公司该类装备的核心部件成本;-自制射线源装备毛利率超过50%,-H1自制射线源毛利率超70%。

新能源电池X射线智能检测装备毛利率呈现下降趋势:系及公司该类设备的非关键组成部分(机械、电气及传输作业装置)绝大部分为对外定制化采购,定制化采购占比逐年上升,毛利率相应下降。和H1,国内130kV和150kV微焦点X射线源紧缺;期间向宁德时代共销售51台检测设备只有7台配备核心部件,降低了毛利率。随着130kV自制微焦点射线源量产以及微焦点射线源验证工作的持续推进,毛利率下降趋势有望一定程度得到缓解。

微焦点射线源使用占比大:主要用于集成电路及电子制造及新能源电池检测领域;H1,以收入占比计算,公司有65.01%的检测设备使用微焦点射线源。

自制微焦点X射线源设备收入占比上升:从来实现从0到1的突破,H1,以收入占比计算,集成电路及电子制造自制射线源应用比例达到32.17%。

核心零部件成本占比呈现下降趋势:

1)自制微焦点X射线源对外购射线源的逐步替代使得X射线源的成本占比逐渐下降;

2)新能源电池X射线智能检测装备中机械、电气及传输作业装置绝大部分为对外定制化采购,新能源电池X射线智能检测装备收入增长较快,使得非核心部件占比提高。

公司对X射线全产业链技术持续地研发投入:目前已在开管微焦点X射线源、大功率射线源、3D/CT智能检测装备、动力电池X射线检测装备、异物检测X射线智能检测装备等领域形成初步技术储备,并持续投入人员进行技术创新以加快相关技术的产业化应用。

费用率逐年下降:-间三费(销售费用+管理费用+财务费用)占收入比分别为24.15%、24.55%、19.37%、18.02%,总体呈现逐渐下降趋势。

公司收入主要来自X射线智能检测装备:主要来源于集成电路及电子制造、新能源电池检测、铸件焊件及材料检测三大应用领域,-占各期主营业务收入的比例为91.33%、86.91%、91.25%和85.78%。

集成电路和及电子制造产业订单稳定增长:-销售收入持续上升,CAGR 51.74%,呈快速上升趋势;其中在线型检测设备收入占比从14.06%提升到H1的48.05%,呈逐年增加趋势;截止6月末,在手订单约为6300万元。

新能源电池检测设备客户集中度相对较高:大幅增长也系头部客户新增采购在线设备金额较大导致;随着在线设备收入占比增加,设备平均单价呈现上升趋势;截至6月末,在手订单超过1.25亿元。

3.7 客户结构:新能源领域客户集中度较高,呈现上升趋势

公司新能源领域客户集中度较高:-H1,公司前五大客户合计收入占公司营业收入的比例分别为17.32%、17.31%、30.63%和30.60%;前五大客户主要为新能源电池X射线智能检测装备领域相关客户,集中度较高,其他领域客户集中度相对较低,客户集中度随着新能源电池X射线智能检测装备领域收入的增长整体呈现一定的上升趋势。

3.8 募投项目:加速X射线源产业化进程

公司募集资金总额为人民币302,495.13万元,扣除各项发行费用后的实际募集资金净额为人民币273,079.07万元。

X射线源产业化建设项目:扩大公司90kV闭管微焦点X射线源、130kV闭管微焦点X射线源及225kV高压发生器生产规模,加快公司核心技术产品转化进程,实现微焦点X射线源进口替代,满足国内电子制造、新能源电池等行业日益增长的市场需求。

重庆X射线检测装备生产基地建设项目:提升公司X射线检测装备的生产能力、生产技术、生产效率,从而使公司突破现有的产能瓶颈,满足日益增长的市场需求。

研发中心建设项目:将围绕核心部件的持续性基础研发及为产业升级和迭代的应用研发进一步开展开管X射线源、闭管X射线源、3D/CT在线型X射线检测技术以及在新能源电池、集成电路、高端电子制造、航空航天器件等领域应用技术的研究。

风险提示

1)微焦点X射线源进口替代不及预期:国产微焦点X射线源能够满足进口替代的需求,国产的130kV微焦点X射线源仍处于市场拓展的早期阶段,国产微焦点X射线源的可靠性仍需要一定周期的验证。若国产X射线源客户验证和市场拓展不及预期,下游行业向境外供应商采购微焦点X射线源的情况持续,可能对国产微焦点射线源行业产生不利影响。

2)下游行业景气度波动的风险:微焦点X射线专用检测装备行业的下游行业主要为集成电路及电子制造、新能源电池等行业;如果全球集成电路、电子制造和新能源汽车造等下游行业景气程度下降,将导致下游行业对检测设备的采购量下降。

3)国际贸易摩擦:日联科技采购的X射线源主要来自日本、德国、美国等国外厂商,目前国内微焦点X射线源尤其是130kV及以上微焦点X射线源供应存在短缺的情形。若国际贸易摩擦进一步升级,上述国家针对X射线源采取一定的出口限制,且公司自身X射线源产能提升遇到阻碍或无法找到替代供应商,将对日联科技生产经营造成不利影响。

4)产能释放不及预期:日联科技微焦点射线源产能仍处于爬坡阶段,公司90kV和130kV微焦点射线源将逐步由外购转向自产自销和对外销售,如公司微焦点射线源产能不能及时释放,或因研发不及预期,导致无法持续实现高功率微焦点射线源的开发和生产,则公司的微焦点X射线源的供应将仍主要掌握在国外少数厂商中,将对日联科技经营业绩产生较大的不利影响。

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报告来自【远瞻智库】

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