機器視覺,簡單來說,即以機器模擬人類視覺系統,通過鏡頭收集信息,而后以特定程序計算,反饋出想要的內容或者行為。
可以說,機器視覺是智能社會得以運行的基石技術之一,無論是手機、門禁、監控等常見的場景交互,還是制造業中各生產環節的跟蹤、產品質量的檢測,都離不開它的支撐。
上世紀80年代開始,基恩士、康耐視等外國巨頭相繼誕生,并一直占據著國際領先位置。我國機器視覺產業則于1990年前后,以代銷海外產品起步,進入21世紀,各公司才陸續走上自主研發之路。
雖然起步較晚,但經過二十年奮力追趕,國內外差距已經快速縮小,甚至在部分領域實現反超。
這其中,最為著名的當屬海康威視(002415.SZ),依托旗下杭州海康機器人技術有限公司(下稱“海康機器人”),占據著全球約三成的視頻監控設備市場;另一家為人熟知的大恒科技(600288.SH),其機器視覺業務,2021年以10.8億元營業收入位列我國企業前列;奧普特(688686.SH)營收規模稍稍落后,但卻有著最完整的產品線,毛利率亦高于同行。
除此之外,天準科技(688003.SH)、矩子科技(300802.SZ)、凌云光(688400.SH)等諸多玩家,同樣有著各自的優勢,分享著機器視覺行業不斷增加的紅利。
1 中國智造時代來了
高端裝備制造助力步入工業 4.0 新時代。工業 4.0 的概念最早由 2013 年德國提 出,重點強調“通信”和“連接”,包含了“智能工廠”、“智能生產”和“智能 物流”三大主題,標志著在新一代信息技術的引領下,大數據、云計算、人工智 能、物聯網等技術成為新的生產力,在制造業轉型升級的過程中提供重要助力。 區別于前三次工業革命,工業 4.0 的根本變化是通過物理技術和數字技術的融合 實現生產系統的有機整合,“數據信息”成為了工業生產中的關鍵原材料,制造 業最終將成為信息產業的一部分。
在全球范圍內,自動化設備替代人力勞動生產的趨勢不斷推進,自動化設備銷售 量逐年提高。根據美國市場研究公司 Transparency Market Research 的數據 顯示,2018 年全球工業自動化市場規模達 2,272.9 億美元,到 2027 年底,全 球工業自動化市場的價值預計將達到 4,380.8 億美元,CAGR 達 7.56%。國內 方面,中國工控網的數據顯示 2004 年-2019 年我國自動化及工業控制市場規 模也已從 652 億元增長至 1,865 億元。
助力產業升級,政策驅動“中國制造”向“中國智造”轉型。2015 年 5 月,國 務院正式印發《中國制造 2025》, 部署全面推進實施制造強國戰略。2021 年 底,工信部等八部門聯合印發了《“十四五”智能制造發展規劃》(以下簡稱“《規 劃》”),明確提出到 2025 年轉型升級成效顯著、供給能力明顯增強、基礎支撐 更加堅實,到 2025 年 70%的規模以上制造業企業普及數字化,到 2035 年全 面普及數字化網絡化,重點行業骨干企業基本實現智能化。《規劃》還提出智能 制造裝備和工業軟件技術水平和市場競爭力顯著提升的要求,2025 年市場滿足 率分別超過 70%和 50%,研發數字化非接觸精密測量、在線無損檢測、激光跟 蹤測量等智能檢測裝備等。作為數字經濟的重要組成部分,“十四五”期間制造 業與人工智能等信息技術的融合將加速,我國智能制造的發展將進入高景氣時期。
新能源、半導體、汽車、航空航天等高端制造業占比提升,對工業智能化水平提 出更高要求。隨著先進制造在我國的占比提升,工業生產線上人眼在精度、效率 等方面已不能滿足產業升級的要求。如何借助機器視覺等智能化技術替代傳統人 工操作,實現提質、降本、增效,成為制造業的共性需求。未來隨著“中國智造 2025”戰略的加速推進,工業制造自動化、智能化程度有望不斷加深,機器視覺 這一技術將得到更廣泛的應用。
2 AI時代,機器之眼占據“C位”
機器視覺行業有多重要?
它由“成像”和“視覺分析”兩大板塊構成,兩者又可分別包含了光源、光源控制器、鏡頭、相機,以及視覺算法、深度學習、圖形化編程等具體技術。
從這些詞匯可以感受到,如果沒有該行業,AI將會變成“瞎子”,很多智能設備根本無法運行。
并且,隨著人類社會的發展,工業生產中,許多產品對于工藝精度的要求快速提升,動輒以毫米、微米,甚至納米計,如此一來,僅憑肉眼已經無法分辨差別,更無法完成合格率檢測。這就需要以相關機器視覺技術制成的檢測設備完成相關工作。
圖源:國元證券相關研報
正如國元證券所介紹的,機器視覺產業鏈下游主要為設備制造行業和終端用戶,所涉范圍十分廣泛,幾乎包括國民經濟的方方面面,如汽車、醫藥、化學、電 子、半導體、印刷、食品飲料、物流、煙草、醫療、電池……
基于此,全球機器視覺行業都正處在高速發展階段,市場規模從2010年的31.7億美元,增長至2020年的107億美元,年復合增長率為14.47%。
從地區分布來看,歐洲地區市場規模最大,占全球比重的36.4%;北美和亞太地區占比分別為 29.3%、25.3%。受益于全球制造中心向中國轉移,中國將成為歐洲、北美和日本外另一個國際機器視覺廠商的重要目標市場。
中國產業信息網預測,2023年我國機器視覺行業規模有望達到197億元,2019年至2023年復合年均增長率達17.6%;另據機器視覺產業聯盟數據,2021年我國機器視覺產業規模突破150億元,未來多年有望保持30%左右的增長速度,2023年將接近300億元,翻倍在望。
巨大的紅利吸引著越來越多的玩家進入,2010年行業企業數量僅僅60家,2020年便暴增至637家,增長了十倍。各龍頭公司則憑借著先發優勢,分得了更多蛋糕。
海康機器人2021年實現營業收入27.61億元,同比增長103.31%,當然,其有移動機器人、機器視覺及無人機多個業務,并未單獨披露數據。
今年7月初剛剛登陸科創板的凌云光,2021年機器視覺業務營收同比增長43.39%,達到15.1億元,位列國內企業第一。
大恒科技通過大恒圖像、深圳恒志等控股子公司,早在2017年機器視覺業務營收便已達到8.82億元,此后數年發展有所停滯。不過2021年10.8億元的營業收入,同比增速23.01%,重回高速增長軌道,大致處于行業第二、第三位置(視海康機器人而定)。
專注于機器視覺領域的奧普特,營業收入從2017年的3.02億元,增長至2021年的8.75億元,年均復合增長率(CAGR)達30.4%。
值得強調的是,20%、30%的增速似乎僅與行業整體水平差距不大,但別忘了這是參與者成倍增長的情況下所實現的。
3 產業鏈
機器視覺是一項綜合技術,包括圖像處理、機械工程技術、控制、電光源照明、光學成像、傳感器、模擬與數字視頻技術、計算機軟硬件技術(圖像增強和分析算法、圖像卡、 I/O卡等)。工業機器機器視覺產業鏈可以分為上游零部件(核心零部件和軟件提供商)、集成和軟件服務商(二次開發),核心零部件及軟件又可以再細分為光源、工業鏡頭、工業相機、圖像采集卡等。下游主要應用在電子、半導體、汽車、機器人等領域。
國家統計局數據顯示:2021年全國工業機器人產量成功突破30萬套大關,達到36.6萬套,同比增長44.9%。與此同時,工業機器人的應用行業與應用領域也進一步擴大,應用領域已覆蓋汽車、電子、冶金、輕工、石化、醫藥等行業中。
2021年我國工業機器人市場已經開始復蘇,我國業機器人市場銷量24.8萬臺,同比增長46.1%,預計2022年市場銷量有望達到30萬臺。
4 重點企業分析
4.1.天準科技:機器視覺多點開花,智能駕駛冉冉新星
AI賦能工業制造,下游行業多點開花。天準科技成立于 2005 年,是首批科創板 上市企業。公司成立以來,圍繞人工智能和精密光機電兩大技術體系,由精密測 量儀器起家、通過工業視覺檢測設備,向消費電子、PCB、新汽車、光伏、半導 體等行業拓展。同時,面向智能網聯領域,提供智能駕駛、車路協同、通用 AI 計 算單元等智能化解決方案。經過十多年的深耕與積累,公司累計服務了全球 5000 余家中高端工業客戶。
公司作為中游智能裝備制造商,已于 2012 年進入蘋果產 業鏈,提供玻璃、電池等環節視覺檢測設備;2018 年拓展光伏行業,提供光伏 硅片分選機,客戶包括隆基、通威、晶科等頭部企業;2021 年 5 月收購德國 MueTec,進入前道晶圓檢測領域,補齊國產半導體設備短板。2017-2021 年, 公司營業收入 CAGR 高達 41%。機器視覺行業長坡厚雪,我們認為公司有望在 3C、汽車等現有優勢行業逐步實現份額提升,在鋰電池檢測等新興賽道打開增 量空間。
成為地平線合作伙伴,跨入自動駕駛新賽道。2022 年 6 月天準科技成為地平線 IDH 之一,將基于地平線芯片打造智駕域控制器及兩域融合的中央控制解決方 案。此次與地平線的合作,是已有業務的進一步外拓。公司 2018 年開始將機器 視覺技術應用到了無人物流車領域,經過幾年的深耕,圍繞著智能駕駛域控制器 核心產品,形成了包括遠程駕駛、數據采集回灌、多傳感器聯合標定、車路協同 等產品和方案在內的一套完整的開發工具鏈,建立起了硬件設計、底軟和中間件 開發、算法部署和優化等全面的技術能力,服務了國內外 100 余家主要的 L4 智 能駕駛客戶。我們認為未來 5 年將是智能駕駛高速發展黃金期,公司在與智駕芯 片廠商合作中具有卡位優勢,邁入自動駕駛新賽道未來可期。
4.2.奧普特:3C、鋰電雙輪驅動,零部件龍頭邁向解決方案提供商
國產機器視覺零部件龍頭,鋰電檢測打開成長空間。奧普特成立于 2006 年, 是 中國機器視覺行業的領軍企業之一。公司最早以機器視覺核心部件的光源產品為 突破口,進入了當時主要以國際品牌壟斷的工業機器視覺市場。在十幾年的發展 過程中,公司堅持“深耕優勢、以點帶面、以面促點、逐個突破”的發展路徑,將產品線逐步拓展至鏡頭、工業相機、視覺控制器、視覺處理軟件等其他機器視 覺部件。同時,奧普特特在工業讀碼器、3D 激光傳感器及深度學習產品方面完 成了相關布局,取得了初步的銷售突破。經過多年發展,公司已經成為具有前端 核心零部件自主化能力的機器視覺系統解決方案提供商,是國內唯一一家產業鏈 覆蓋度可比肩基恩士的中國本土公司。
產品矩陣豐富,3C 鋰電高景氣助力公司快速發展。奧普特提供的機器視覺產品 已廣泛應用于 3C 電子、新能源、半導體、汽車、醫藥及食品加工等多個行業, 并得到蘋果、寧德時代、華為、歐姆龍、安費諾、大族激光等行業龍頭企業的長 期穩定的生產合作。2017-2021 年,公司營業收入 CAGR 達 30.40%,主要 得益于 3C 領域的國產替代和鋰電行業對機器視覺檢測的需求增長。
自 2016 年 進入鋰電視覺檢測以來,奧普特已在電芯段各工序擁有成熟的視覺應用案例,并 與行業頭部廠商保持緊密的技術合作,已能提供整套的解決方案。同時,公司的 行業領先地位得益于持續的研發投入,2021 年公司研發投入 1.37 億元,占收 入比例為 15.67%,研發人員 715 人,同比增加 30.24%。公司累計獲發明專利 30 項、實用新型專利 200 項、外觀設計專利 25 項,累計獲軟件著作權 73 項, 持續推進機器視覺關鍵零部件的國產替代。
4.3.凌云光:軟件實力確立領先優勢,老牌勁旅揚帆起航
掌握底層核心算法,本土機器視覺領軍者。凌云光成立于 2002 年,公司戰略聚 焦機器視覺業務,堅持“為機器植入眼睛和大腦”,是可配置視覺系統、智能視 覺裝備與核心視覺器件的專業供應商,是我國較早進入機器視覺領域的企業之一。 在機器視覺產業鏈上,公司一方面堅持自主研發系統和裝備,另一方面堅持自主 研發軟件、算法與器件,建立技術平臺,全面掌握“光機電算軟”底層技術,2004 年,凌云光率先研制了國內第一代大功率 LED 線光源,并成功批量應用于印鈔 檢測設備。公司率先于 2010 年推出了商用機器視覺開發軟件平臺 VisionBox, 是國內少有的擁有獨立算法庫的企業,曾獲得一項國家技術發明一等獎和兩項國 家科學技術進步二等獎。
本土廠商銷量第一,3C 印刷行業領先。2018-2021 年凌云光營收穩步增長, CAGR 達到 20.12%,機器視覺業務的高景氣推動公司收入持續增長。根據中 國機器視覺產業聯盟統計,凌云光在 2021 年中國機器視覺行業銷售額排名中位 列第一。根據 CINNO Research 的統計,凌云光在中國印刷行業機器視覺智能 裝備領域的市場占有率為 21.1%,位列行業第一;在消費電子領域,公司長期服 務于蘋果公司、華為、小米的產業鏈,與鴻海精密、瑞聲科技、歌爾股份等業內 領先的電子制造廠商建立了長期穩定的合作關系。根據CINNO Research統計, 2020 年公司在中國消費電子可配置視覺系統領域的市場占有率為 22.41%,位 列行業第三,僅次于康耐視和基恩士。
4.4.奧比中光:3D視覺未來之星,多線技術路勁齊頭并進
深耕 3D 視覺新領域,技術硬核未來可期。奧比中光是行業領先的 3D 視覺感知 整體技術方案提供商,已構建起“全棧式技術研發能力+全領域技術路線布局” 的 3D 視覺感知技術體系,在技術縱向上對包括深度引擎芯片、感光芯片、專用 光學系統等在內的核心底層技術以及 SDK、行業應用算法等全鏈路技術進行全 棧式自主研發,在技術橫向上對結構光、iToF、雙目、dToF、Lidar、工業三維 測量進行全領域布局。
2015 年,公司成為全球少數實現消費級 3D 傳感攝像頭 量產的廠商,已先后服務全球超過 1,000 家客戶及眾多開發者,包括 OPPO、 螞蟻集團、捷普、牧原、中國移動等行業龍頭。2017-2018 年,公司二代和三 代芯片研發成功,推出 3D 刷臉支付解決方案,并量產百萬級安卓手機 3D 攝像 頭;2020-2021 年,公司為魅族 5G 旗艦機 18 Pro 提供了 TOF 系統解決方案 和一站式量產方案、聯合頭部鎖企推出全球量產 3D 刷臉門鎖、發布單光子面陣 固態激光雷達技術方案等。
4.5.億嘉和:智能電網如火如荼,特種機器人龍頭乘風破浪
深耕電網智能化,品類開拓,步入平臺型機器人公司。公司成立于 1999 年,是 中國特種機器人行業的領軍者。公司踐行“應用智能科技、改善人類生活”的企 業使命,聚合全球創新,以特種機器人研發為切入點,致力于電力、消防、市政、 石油石化等行業智能機器人的研發制造,目前主要為電力系統提供智能巡檢機器 人產品和智能化服務,維護電力設備、設施的安全穩定運行,提高供電效率。
2021 年,根據公司公告數據,公司電力巡檢機器人市場份額穩居全國第一,并且是國 內唯一一家可以生產商業化帶電作業機器人的企業。此外,公司積極拓展華東地 區以外的客戶,華東以外地區營收占比已從 2017 年的 3.56%提升至 2021 年 的 17.8%。2022 年 6 月,公司全國首發共享充電樁機器人系統在蘇州上線,有 望深度受益于以新能源為主體的新型電網建設。我們認為,公司憑借先進的機器 人控制技術、人工智能算法以及在電力巡檢行業積累的豐富數據,將持續實現機 器人品類外拓,不斷向平臺型特種機器人公司邁進。
4.6.海康機器人(海康威視子公司):智能制造小巨人蓄勢待發
脫胎于海康創新業務,分拆上市加速產業進程。海康機器人是面向全球的機器視 覺和移動機器人產品及解決方案提供商,業務聚焦于工業物聯網、智慧物流和智能制造。海康機器人 2019-2021 年實現營收 8.1、13.6、27.6 億元,2020- 2021 年分別同比增長 66.9%和 103.3%。2021 年海康機器人持續豐富和優化 機器視覺產品,以 VM(Vision Master)算法軟件平臺為核心,培育視覺應用 生態,攜手行業合作伙伴共同開發滿足碎片化工業場景需求的應用。
在近期揭曉 的首次引入國內的“視覺系統設計創新獎 VSDC Innovators Awards 2021” 年度獲獎名單中,海康機器人憑借機器視覺“軟硬雙核”——21MP CXP-12 相機、VM 算法開發平臺分別榮膺此次評選唯一最高榮譽白金獎和金獎,標志著 業界對海康機器人在產品技術創新、市場表現、企業實力等方面的充分認可。 2022 年 1 月,海康機器人對研發和產能雙雙加碼,包括擬籌資 11.66 億元建設 海康機器人產品產業化基地建設項目和擬籌資 15.34 億元建設智能制造(桐廬) 基地項目,預計規劃產能為年產 10 萬臺移動機器人和 500 萬套機器視覺產品。 2022 年 6 月,海康威視發布預案,擬將其控股子公司海康機器人整體變更為股 份有限公司后,分拆至創業板上市。
4.7.華睿科技(大華股份子公司):工業相機國產先行者,業務版圖持續擴張
深耕機器視覺+AMR,競爭優勢持續增強。華睿科技是大華股份旗下的機器視覺 子公司,專注于機器視覺與移動機器人,廣泛應用于物流、汽車、3C、鋰電、光 伏和醫藥等行業。公司機器視覺產品包含工業相機、線掃相機、智能相機、智能 傳感器、3D 工業相機和鏡頭等系列產品,主要用于讀碼識別、缺陷檢測、測量 和定位;移動機器人產品包含潛伏、牽引、叉取和分揀等機器人,主要用于機器 視覺領域。公司繼承了大華股份在安防監控領域深厚的 ISP 圖像處理技術,始終 堅持技術創新,2021 年研發人員占比超過 60%,專業研發級技術團隊 500 人 +,專利申請近 300 件。2021 年 9 月 28 日,大華股份發布公告稱,擬分拆江 華睿科技至境內證券交易所上市。
整體來看,我國機器視覺行業數家龍頭企業之間差距較小,有著各自的成熟業務、優勢領域,且在行業新增蛋糕面前,又幾乎站在了同一起跑線,你更看好哪一家公司的發展前景?歡迎在文末留言。
來源:野馬財經,財通證券,智研咨詢