機器視覺行業專題報告:鋰電檢測成新增長點,機器視覺振翅高飛

2021-01-16 未來智庫

(報告出品方/作者:華西證券,劉菁、俞能飛、田仁秀)

核心內容

1、機器視覺行業保持高增長,鋰電製程檢測成為新增長點:

1)根據中國產業信息網數據,2011-2018 年國內機器視覺行業市場規模複合增速約為33%;根據賽迪顧問數據,2019年全球工業機器視覺市場規 模約為80億美元;中國工業機器視覺市場規模約為139億元,國內外企業規模相差無幾。

2)機器視覺有 四種基本功能-識別、測量、定位、檢測,其中檢測難度較高,下遊包括電子設備及泛半導體(46.6%)、 汽車(15.3%)、製藥(7.2%)、食品包裝等,近年鋰電池在塗布、卷繞、極耳等多環節開始應用視覺 檢測,成為行業新的增長點。

2、主要核心部件:典型的機器視覺核心部件包括光源及光源控制器、鏡頭、相機、視覺控制系統:

1)光源:目前國產化率較高,需要針對特定的應用實例有個性化的方案、達到最佳效果;

2)鏡頭:低端 鏡頭國內企業具備一定競爭力,高端鏡頭基本依賴進口;

3)相機:工業相機以歐美進口為主,國產品 牌從低端市場開始逐步進口替代;

4)視覺控制軟體:底層圖像處理軟體基本被國外企業壟斷,國內企 業不斷發力但差距仍明顯、二次開發應用布局較多。

機器視覺行業快速成長

機器視覺市場規模穩步快速增長

機器視覺相對於人眼在速度、精度、環境要求、連續工作時間等方面均存在顯著優勢, 另外隨著隨著深度學習、3D視覺技術、高精度成像技術和機器視覺互聯互通技術的持續 發展,機器視覺的性能優勢將進一步加大,應用場景也將持續擴展。

根據中國產業信息網的數據,2011年-2018年我國機器視覺行業市場規模從10.8億元增 長到104億元,年均複合增速約33%。

中國工業機器視覺市場規模佔全球比重接近25%,增速也高於全球水平。根據賽迪顧問智 能製造研究中心發布的《中國工業機器視覺產業發展白皮書》顯示,2019年全球工業機 器視覺市場規模約為80億美元,較2018年增長約3%;中國工業機器視覺市場規模約為139 億元,其中國外品牌相關產品銷售額降低2.3%,國產品牌銷售額增長14.9%,市場佔有率 與國外品牌相差無幾。

機器視覺基本功能-識別、測量、定位、檢測

機器視覺的諸多應用場景和功能,均可 歸為四種基本功能——識別、測量、定 位和檢測。

識別-要求準確性和精度。

測量-要求精度和複雜形態。

定位-要求定位的精度和速度。

檢測-要求檢測的精度和速度。

目前機器視覺現有主要的應用場景有電 子設備及半導體、汽車、製藥、食品包 裝等。

機器視覺市場格局-本土企業市佔率不斷提升

據中國機器視覺產業聯盟調查統計,國內機器視覺企業數量不斷增長,海外和本土機器視覺企業已經 突破200家,代理商也超過了300家,專業的系統集成商超過70家,基本覆蓋了機器視覺全產業鏈各環 節。2019年,國產品牌佔工業機器視覺市場的比重上升為48.66%,國外品牌佔比51.34%。從相關趨勢 來看,本土機器視覺企業在加速崛起,品牌影響力不斷增強,市佔率穩步提升。

根據中國機器視覺產業聯盟的統計,2018年中國機器視覺企業的銷售額為83億人民幣;而國際機器視 覺領先企業康耐視2018年在大中華地區的銷售收入就達到1.26億美元(約合人民幣8.7億元),基恩 士2018年大陸地區銷售額達0.697億美元(4.81億人民幣)。可見,國內機器視覺市場由國際巨頭佔 據了大量的份額,整體上本土企業的競爭力還相對較弱。

機器視覺核心部件

機器視覺產業鏈

從結構上看,機器視覺系統主要包括成像和圖像處理兩大部分,前者依靠機器視覺系統的硬體部分 完成,後者在前者基礎上,通過視覺控制系統完成。具體來看,主要包括光源及光源控制器、鏡頭、 相機、視覺控制系統(視覺處理分析軟體及視覺控制器硬體)等。

光源及光源控制器

光源控制器與光源:二者搭配使用,光源控 制器為光源供電,控制光源的照明狀態(亮/ 滅)、亮度、頻閃等。

光源種類:LED、螢光燈、滷素燈、疝氣燈等。

打光方式:明視場、暗視場、Dome光等。

鏡頭

相機是機器視覺中的圖像採集單元,相當於人眼的視 網膜,將光信號轉變為電信號。通過鏡頭的光學聚集 於像平面、生成圖像,採集圖像後輸出模擬或數字信 號,這些信號在視覺控制系統中重建為灰度或彩色矩 陣圖像。工業相機對於拍攝速度、圖像穩定性、傳輸 能力和抗幹擾能力有較高要求。

工業相機分類:黑白相機與彩色相機;面陣相機和線 性相機;CCD相機和CMOS相機;模擬相機、數字相機 和智能相機等。

隨著機器視覺在工業領域上的應用越來越深入自動化 層面,工業相機的功能也日漸趨於智能化。

機器視覺下遊分析

機器視覺下遊應用領域

機器視覺設備的原理:目標物在專用光源的照射下,經過工業相機呈相,通過圖像採集卡的模數轉變,用圖像處理軟體判定待檢 樣品的特徵。

PCB:產業升級

1)PCB 的一個顯著特點是下遊應用領域覆蓋面廣泛, 涵蓋通信、計算機、航空航天、工控醫療、消費電子、 汽車電子等,其中通信、計算機和消費電子已成為 PCB三大主流應用領域。

2)通信、汽車電子以及消費電子三大行業PCB應用最 廣,其中通信佔比35%;汽車電子和消費電子分別佔 比16%和15%,前三行業應用佔比總計超過60%。

面板:OLED、Mini/Micro LED帶來新機遇

1)隨著人力成本的上漲,AOI檢測設備的經濟性 進一步凸顯。

2)隨著電子產品原材料和成品價格的不斷上漲, 產品良品率成為了影響生產廠商盈利情況的重要 因素。

3)在面板行業中:在Array、Cell段製程中檢測 和及時維修尤為重要,AOI檢測設備有非常強的不 可替代性。

中國面板廠商不斷崛起,2010年後日本面板 製造商數量大幅下降,至2018年只剩下兩家, 中國臺灣面板製造廠商數量2018年稍有增長 至7家,韓國面板製造商數量近幾年增長較 快,從2016年的2家增長至2018年的9家。

相較而言,中國面板製造商數量增長最快, 2018年已有18家。從產能角度看,趨勢同樣 十分明顯,2019年1季度中國大陸面板廠的 面板出貨面積首次超過全球市場份額的一半 至50.1%。

國內機器視覺市場格局

產業鏈核心企業

1)機器視覺檢測設備提高產品良品率效果顯著。

2)下遊行業原材料成本上漲,受原材料價格影響 嚴重。

3)產品高端化過程中,AOI檢測設備必不可少。

4)設備價值相對生產線投資佔比低,不足生產線 總投資的3%。

5)定製化程度高,對設備供應商有依賴性。

核心部件競爭格局分析

光源-國產化最充分環節:光源的好壞在於對比度、亮度和對位置變化的敏感程度,機器視覺行業主要採用LED 光源產品。

目前沒有通用的機器視覺照明設備,針對 每個特定的應用實例有個性化的方案,以 達到最佳效果。目前光源行業國產化程度 高,競爭比較激烈。

鏡頭-高端依賴進口:低端鏡頭國內企業具備一定競爭力,高端鏡頭基本 依賴進口。鏡頭的基本功能是實現光束調製,將目標成像在圖像傳感器的光敏面上完成信號傳遞。

工業鏡頭主要可以分為定焦鏡頭、定倍鏡頭、遠心 鏡頭、連續變倍鏡頭等,不同的鏡頭根據要求應用 於不同的工業現場,價格差距也較大。

工業相機-進口為主:工業相機以歐美進口為主,國產品牌從低 端市場開始逐步進口替代。

工業相機是工業視覺系統的核心部件,其 本質功能完成是將光信號轉變成電信號的 過程,要求更高的傳輸力、抗幹擾力以及 穩定的成像能力。

根據前瞻工業研究院的數據,2018年北美 品牌佔全球工業相機市場的62%,歐洲品牌 佔15%。

重點企業分析(詳見原報告)

報告節選:

(報告觀點屬於原作者,不代表我們的任何投資建議。如需使用相關信息,請參閱報告原文。)

精選報告來源:【未來智庫官網】。

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