工业X射线检测行业分析:核心部件国产化,X光工业场景加速渗透

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工业X射线检测行业分析:核心部件国产化,X光工业场景加速渗透

2023-06-26 11:49| 来源: 网络整理| 查看: 265

(报告出品方/作者:国海证券,姚健)

X射线工业检测应用广泛,新能源场景带来增量场景需求

工业X射线检测具备多重优势

工业无损检测主要采取射线检测、超声检测、磁粉检测、涡流检测、渗透检测等常规方式及激光、电磁波、红外线等非常 规检测方法。其中,X射线具备适用性广、可视性好、精度高(可达纳米级)等优势,应用场景广泛。

工业X射线检测应用场景广泛

X射线检测在工业中的应用主要包括:锂电池检测,集成电路及电子制造检测,一体化压铸检测,工业铸件、 焊件及压力容器检测,异物检测和公共安全检测等领域。受益下游需求快速增长,X射线检测设备市场空间 预计保持较快增长。根据沙利文咨询统计和预测,除医疗领域外,2021年我国X射线检测设备合计市场规模 为119.0亿元,预计到2026年增长至241.4亿元。

X射线检测为锂电池下线交付必备工序

X 射线检测已成为各类锂电池下线交付前的必备工序。X 射线检测装备可实现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, 保证新能源电池的安全性和可靠性。

动力电池加速扩产带动X射线检测设备需求增长

2019年3月,美国马萨诸塞州的一辆2018款雪佛兰Bolt在充电状态下起火,2019年-2021年10月,该车型至少 发生了13起自燃事件。该车型装载的正是LG电子生产的动力电池。据2021年10月通用汽车与LG电子达成的 协议,LG电子向通用汽车支付高达19亿美元(约合人民币122亿元)的召回成本和费用。

现阶段国内头部动力电池企业的产能具备动力与储能电池共线生产能力。从规划产能看,根据GGII(2023/01), 到2025年,中国锂电池市场规划产能超4TWh,考虑到实际建设周期、公司策略调整等因素,预计实际达产 率约60%~80%。我们按照每GWh X射线检测设备价值量约600万元、达产率50%保守计算,2022-2025年我 国动力电池X射线检测设备累计新增市场空间约73.2亿元。

X射线检测可应用于集成电路及电子制造领域

集成电路及电子制造领域涉及电子零件的制造/组装、PCB印刷、封装等。随着电子产品的轻便化、智能化发 展,半导体的尺寸在不断缩小,对集成电路封装密度的要求逐渐提高,与之相对应的缺陷要求检测精度需达 到纳米或微米级别。据日联科技招股书,目前,工业X射线检测设备或微焦点X射线检测设备(精度在百纳米 至15微米以下)可满足复杂的集成电路及电子制造工艺的多环节检测要求。

集成电路及电子制造X射线检测国产替代空间广阔

集成电路中半导体的生产流程包括晶圆制造、晶圆测试、芯片封装、封装后测试等,X射线检测可以用于晶圆的检测与封装 后检测工艺中。集成电路X射线检测设备按精度要求可以分为微米级、百纳米级,按检测类型可以分为2D检测设备和 3D/CT检测设备,目前,集成电路X射线检测设备以德国、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 备市场主要集中国外厂商中,国产替代空间广阔。

在电子制造 X 射线检测领域,微焦点 X 射线检测设备可以获得器件的内部结构,发现隐藏在封装体内部的各种缺陷。电子 制造X射线智能检测设备主要分为在线式和离线式两类:在线型高端3D/CT检测设备基本由国外垄断,日联科技已成为国内 离线式检测设备市场龙头企业,并实现部分在线式2D检测设备国产替代。

一体化压铸成大势所趋

轻量化设计需求推动下,新能源汽车车身的关键零部件正朝着薄壁、高性能、大型化等方向发展。特斯拉在其四大 汽车工厂均部署了6000吨级大型压铸机,将原车身的70个零件减少至1~2个大零件,提高了对X射线检测设备的技 术要求。2022年特斯拉将一体化压铸延伸到前地板,前后底板合计将171个零件减少至2个,焊接点减少超1600个。 蔚来、小鹏、理想等企业紧随其后进行规划和布局,一体化压铸成大势所趋,拉动X射线检测需求增长。

新能源汽车一体化拉动X射线检测需求增长

特斯拉计划用2~3个大型压铸件替换由370个零件组成的整个下车体总成,重量将降低10%,对应续航里程可增加14%。 2022年,我国新能源汽车销量达688.7万辆,同比增长95.6%,渗透率迅速提升至25.6%,预计2023年新能源汽车销量将达 1000万辆左右。电动化、一体化趋势下,X射线检测设备需求增长,我们测算,2025/2030年全球新能源汽车一体压铸所需 X射线检测设备市场空间预计达到10.32/36.29亿元。

下游应用行业高景气助推X射线检测设备需求较快增长

根据沙利文咨询的统计和预测,除医疗健康应用领域外,2021年我国X射线检测设备的市场规模约为119亿元。 受益下游集成电路及电子制造、新能源电池等行业需求较快增长,X射线检测设备预计在未来五年将维持较 快增长的趋势,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,2021-2026年CAGR为15.2%。

微焦点射线源加速国产化,带动X光加速渗透

X射线检测原理:射线穿过样品后的辐射强度形成X光图像

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射线穿过待检样品,与样品中的原 子发生作用引起辐射强度的衰减,探测器接收到射线照射,产生于辐射强度成正比的电信号,在计算机系统中 形成图像。若样品存在缺陷或结构差异,将导致不同部位透射射线强度不同,呈现出差异化的黑白图像。

不同应用场景需匹配相应参数的X射线源

X射线源阴极发射的电子聚焦到靶上的一个点,称之为焦点。 X射线发射源的焦点尺寸决定了检测精度,即焦点尺寸越小, 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。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。根据密封方式的不同,可分为开放式X 射线管和封闭式X射线管,物理结构的差异使得开管比闭管更容易获得较小的焦点。

日联科技微焦点射线源打破国外垄断,国产化率有望逐步提升

长期以来,封闭式热阴极微焦点X射线源技术和供应主要由日本滨松光子和美国赛默飞世尔垄断,二者2022年相继提出上调 销售价格或减少供应量。目前国内微焦点X射线源尤其是130kV及以上的微焦点X射线源供不应求,根据日联科技招股书 (2023/03),日联科技90kV、130kV微焦点X射线源已实现批量生产,处于产能爬升阶段,国产化率有望持续提高。 2022H1,日联科技自制X射线源单独销售收入76.33万元,毛利率超70%,随着产能扩充,盈利能力有望继续提升。

微焦点X射线源市场空间广阔,应用领域有望持续拓展

受益下游需求高景气,根据沙利文咨询的统计和预测,除医疗健康外,2021年我国微焦点X射线源市场规模约7.3亿元;预 计到2026年,市场规模有望增长至24.8亿元,五年CAGR为27.7%。在新能源电池领域,随着全球动力电池扩产加速,我们 测算,2025年全球动力电池与储能电池领域微焦点X射线源新增市场规模约8.0亿元;X射线源属于耗材,在线型设备使用 的X射线源使用寿命通常为1-3年,预计2025年全球替换需求约16.5亿元。

此外,由于X射线源处于“一源难求”的局面,已成为影响下游行业发展的典型“卡脖子”元器件,许多领域X射线源需求 尚未显现或亟待解决,例如双层铝封不透明包装药品检测、红木家具结构检测等。随着X射线源产能提升和国产化率提高, 应用场景有望继续拓展,预计中长期仍将处于卖方市场,市场空间广阔。

工业数字化X线探测器需求较快增长

根据Yole Développement预测,2018年全球工业数字化 X 线探测器(工业+安防)的市场规模约为4.4亿美元,2024年市 场规模将达到7.8亿美元,六年CAGR约10%;工业X线探测器占总体X线探测器市场规模比重有望从2018年的22.0%提高至 2024年的27.7%。新能源电池检测、半导体后段封装检测、安全检查是 X 线探测器需求最主要的新增长点。

在新能源电池领域,随着全球动力电池扩产加速,我们测算,2025年全球动力电池与储能电池领域X线探测器新增市场规 模约4.8亿元;探测器与X射线源1:1搭配使用,同样作为消耗品,使用寿命2年左右,预计2025年X线探测器替换需求约9.9 亿元;综上,2025年,全球动力电池与储能电池领域X线探测器市场空间约14.7亿元。

重点公司分析

奕瑞科技:数字化X线平板探测器全球领先

国内数字化X线平板探测器龙头企业,医疗探测器市场份额多年位列国内第一,是全球为数不多同时掌握非晶硅、IGZO、 CMOS和柔性基板四大传感器技术并具备量产能力的X线探测器公司之一。

疫情下业绩稳健增长,持续加大研发投入,盈利能力持续提升。奕瑞科技2022Q4业绩受到疫情较大影响,2022年实现整体 营收15.49亿元,同比增长30.47%;实现归母净利润6.41亿元,同比增长32.49%,实现稳健增长。奕瑞科技降本增效效果 明显,期间费用率由2018年的33.58%下降至2021年的20.52%,2022年期间费用率略有上升,主要系股权激励成本及研发 投入加大。奕瑞科技2022年研发投入2.39亿元,同比大幅增长63.87%。奕瑞科技2022年毛利率/净利率分别为 57.34%/41.23%,同比增长2.09/0.42pct,再创新高。

产品持续高端化,布局新型探测器市场打开成长天花板

奕瑞科技产品线已覆盖医疗和工业领域多种应用场景,并向产业链上游核心部件拓展。2022年,奕瑞科技主营业务探测器实现收入14.49 亿元,占比93.6%,其中,普放/齿科/工业探测器收入分别突破7.9/ 3.8/ 2.3亿元;高压发生器、组合式射线源、闪烁体、P D 等核心部件 收入规模超 4000 万元;实现境外主营业务收入 5.25 亿元,占比36.2%。

根据奕瑞科技2022年10月发布的可转债募集说明书,奕瑞科技持续加大对CMOS探测器、T DI 探测器、CT探测器等新型探测器和高压发 生器、球管、组合式射线源等核心部件的研发投入,可转债募投项目达产后,将新增3.2万台/年CMOS平板探测器、10万个/年CMOS口 内探测器、2000台/年CT探测器,以及9900kg /年新型闪烁体材料产能。短期来看,奕瑞科技普放产品稳健增长,齿科+工业探测器贡献 第二成长极;中长期来看,奕瑞科技加速拓展海外市场,积极布局上游核心部件,有望实现探测器核心原料的国产化,依托成本优势和 规模效应打开成长天花板。

日联科技:引领微焦点X射线源国产替代

闭管式热阴极微焦点 X 射线源国内领先企业,打破集成电路封装检测国外垄断,在电子制造领域积累了安费诺、立讯精密 等超过2000家客户;日联科技新能源电池X射线检测业务规模国内第二,2022/8-2023/3,已取得宁德时代500台130kV微 焦点 X 射线源订单;一体化压铸成型车架检测装备领域,日联科技已向特斯拉上海超级工厂交付首台一体化压铸成型车架 X射线检测设备。

业绩保持较快增长,规模效应逐渐凸显。2020-2022 年,日联科技分别实现营收2.00/3.46/4.85亿元,同比增长 34.41%/72.77%/40.05%;实现归母净利润0.21/0.51/0.72亿元,同比增长156.97%/137.72%/41.15%。日联科技期间费用 率由2019年的33.04%下降至2022年的27.23%,主要系营收高速增长、规模效应逐步凸显所致。

X射线源研发与扩产计划明确,巩固领先优势

日联科技X射线检测设备收入占比90%以上,预计2023年同比增长50%。2022H1,集成电路及电子制造检测设备/新能源电 池检测设备/铸件焊件及材料检测设备收入分别为0.89/0.60/0.35亿元,占比44.26%/29.69%/17.28%。

据日联科技招股书(2023/3),日联科技90kV、130kV微焦点X射线源已实现批量生产,225kV高压发生器具备量产能力。 2022H1,日联科技X射线智能检测装备产能455台,X射线源产能250个。日联科技制定了已有产品扩产和80kV、110kV、 120kV、150kV的研发及产业化计划,计划于三年内(2023-2025)完成微焦点X射线源自主可控,X射线检测设备中应用 自产X射线源的比例将逐步由目前的35%左右提升至95%以上。

预计业绩保持较快增长,盈利能力增强

主要假设:1)集成电路产品包括SMT以及封装测试两大类产品线,主要系国 产替代带动收入增长,预计2023-2025年收入增速分别为 65%/40%/35%,毛利率保持为39%; 2)新能源相关产品主要系电池产能扩张以及下游客户渗透率提升 预期,预计2023-2025年收入增速分别为70%/45%/40%;自制 率提升带动毛利率提升至35% 3)铸件产品2023-2025增速预期分别为35%/30%/30%,考虑到 其检测尺寸需求,并不适用于微焦点射线源,毛利率稳定; 4)备品备件及其他产品2023年开始明显提速,考虑微焦点射线源 产能释放,预计2023-2025年收入增速分别为183%/65%/30%。

报告节选:

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精选报告来源:【未来智库】。



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