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医疗器械行业专题研究报告:平板探测器进入新的高增长阶段

(报告出品方:华创证券)

一、平板探测器概览

(一)平板探测器是数字化 X 线影像系统核心部件之一

X 射线影像系统利用 X 射线对物体的穿透、差别吸收、感光及荧光作用,将物体各部分 密度分布信息投射到 X 射线采集和成像装置并形成影像,从而观察物体内部构造,其组 成包括 X 射线发生装置、探测装置和机架及电子料等。探测装置承担 X 射线检测、记录 和成像功能,对系统成像质量和工作效率起着决定性作用。 X 射线影像系统从模拟图像阶段逐渐向数字化成像阶段转变,体现了在更高的空间/密度 分辨率、更高的能量转化效率、更快的成像速度、更便利的图像处理方式、更小的放射 剂量等方面的追求。而转变过程中更多的革新体现为探测装置和成像分析过程的变化。 数字化 X 线探测器是数字化 X 线影像系统核心部件之一,推动 X 射线影像系统数字化 升级。数字化 X 线探测器将 X 线转换为数字信号,避免光学散射造成的影像失真,使得 数字化X线影像系统具有量子效率高、图像质量好、成像速度快等优点,正逐步取代CR、 CCD-DR 成为 X 射线影像系统的主流技术方案。

按照传感器阵列形状不同,数字化 X 线探测器可分为平板探测器和线阵探测器。平板为 面阵结构,主要用于医疗、工业无损检测和安检等领域。线阵与平板相似,不过只有一 行像素,因此要形成二维图像,需要使用如传送装置增加时间维度,线阵主要用于安检、工业检测、食品检测等领域。数字化 X 线探测器以平板探测器为主。2014 年全球 X 线探 测器市场中,平板市场份额约 57%,市场规模约 11.5 亿美元,线阵市场份额约 8%,市 场规模约 1.6 亿美元,上一代准数字化技术产品占据余下 35%市场,2017 年平板市场份 额提升至 60%左右。细分至数字化 X 线探测器市场,平板更是占据绝大多数市场份额。 平板探测器在数字化 X 线影像系统成本结构中占据主要部分。数字化 X 线影像系统成本 结构中核心部件约占 80%,其中平板探测器占比最高,达 30-40%。

平板探测器性能的技术评价主要包括像素间距、动态范围、DQE、MTF、最大线性剂量、 空间分辨率等,各指标的表现共同决定平板探测器最终的成像质量。

(二)平板探测器的分类与发展趋势

按工作模式的不同,平板探测器可分为静态和动态

静态平板探测器指单次 X 线或由单次 X 线组合的序列拍片下成像的平板探测器,成像时 主要凸显被检测物体大小与形状,无时间维度变化。静态平板探测器侧重分辨率和感光 效率,在图像性能上强调单帧大动态范围,设计思路为牺牲采集速度换取更大的像素内 感光面积从而提高图像信噪比,并致力于在剂量可接受前提下提高分辨率。目前主流产 品像素尺寸在 139um 以下,领先厂商可达到 100um 左右。 动态平板探测器指脉冲式或连续 X 射线曝光拍片下成像的平板探测器,增加连续观察摄 影功能,能在透视情况下动态观察被检测物体情况。动态平板探测器侧重采集速度和感 光效率。动态产品需要适应高速连续工作,强调稳定性和可靠性,图像性能上强调高通 量、低延时的实时图像处理以及低剂量下达到极高信噪比,设计思路为牺牲一定的分辨 率来换取更快的采集速度和更高的感光效率,并致力于实现极小的残影消除时间、分辨 率可接受情况下降低剂量。目前主流产品像素尺寸在 150um 以上。

2018 年全球平板探测器市场中,静态约占 65%,动态约占 35%。静态、动态底层技术原 理及架构差异不大,只是针对不同终端使用场景,在工作模式、设计思路和参数设置上 有所不同。平板探测器分辨率、采集速度和感光效率三者在物理原理上相互制衡,但随 着技术进步如基础半导体材料的突破,制衡关系逐渐被弱化,可一定程度兼顾静态模式 下分辨率、动态模式下采集速度的要求,静态和动态产品的界限正逐渐模糊。

按能量转换方式的不同,平板探测器可分为间接转换和直接转换

目前,间接转换是绝对的市场主流,占据全球平板探测器 90%以上市场份额。

间接转换探测器内部结构主要包括闪烁体、传感器及读出电路、外围控制电路等。X 线 投射到探测器上先照射到闪烁体,闪烁体吸收 X 线后以可见光形式释放能量。传感器将 采集到的光信号转换为电信号,并传输到读出电路进行模拟和数字转换,再传输到计算 机进行图像重建。闪烁体、传感器及读出电路是核心,决定平板探测器的主要性能指标。 在闪烁体方面,主流材料包括碘化铯(CsI)和硫氧化钆(GOS),成本及性能上有所不 同:1)成本端:GOS 不需要长时间蒸镀沉积,生产工艺简单,产品稳定可靠,成本较 CsI 低 20-30%。2)性能端:CsI 的 X 线转换效率比 GOS 高 30-40%,横向光扩散更小,空间 分辨率更高。凭借优异性能,CsI 有望进一步挤占 GOS 市场份额。

在传感器方面,间接转换使用的传感器材料主要包括非晶硅、IGZO、CMOS 和柔性基板。非晶硅是目前主流,具有大面积、工艺成熟稳定、普通放射能谱范围响应好、材料稳 定可靠、环境适应性好等特点,可同时满足静态和动态需求。IGZO 采用更先进的传感器 阵列,继承非晶硅易于大面积制造的同时有更低噪声、更快采集速度,电子迁移率为非 晶硅的 20-50 倍,是理想大尺寸高速动态探测器技术。CMOS 源于单晶硅技术,单晶硅 电子迁移率是非晶硅的千倍数量级,分辨率高、采集速度快、噪声极低、迟滞也低,可同 时满足动态和静态需求,但在尺寸大小、辐射寿命、成本等方面存在劣势,目前主要应 用于小尺寸动态 X 线影像系统。柔性基板通过薄而软的材料(如聚亚酰胺)代替传统玻 璃元件,轻便、抗冲撞、不易破损,可适应条件复杂、恶劣的应用场景。

直接转换探测器不需要闪烁体,内部结构主要包括传感器及读出电路、外围控制电路等, 基本原理是 X 线投射到探测器上,传感器(光导半导体)采集 X 线后直接将 X 线强度分 布转换为电信号。因不产生可见光,没有光横向扩散影响,具有更高的空间分辨率,是 平板探测器行业未来发展方向。目前,直接转换主要有两种:以非晶硒为代表的积分式 探测器和以碲化镉(CdTe)、碲锌镉(CZT)为代表的光子计数探测器。 非晶硒探测器主要用于乳腺领域。非晶硒探测器图像质量高,更能满足乳腺机空间、密 度分辨率的高要求,但对工作环境的温度及湿度有严格要求,加之价格昂贵,因此只主 要应用于乳腺。2018 年,非晶硒产品出货量约占乳腺探测器总出货数量的 55%,非晶硅 占比约 37%。非晶硒技术为 Hologic 独有,其乳腺机采用乳腺专用非晶硒直接数字化平 板探测器,在发达国家占有率超 70%。

短中期来看,间接、直接转换探测器中的非晶硅、IGZO、CMOS、柔性基板、非晶硒五 大传感器技术均有其特点和发展阶段的终端应用场景,技术间存在一定替代,但任一技 术无法覆盖大部分应用场景,将在各自更适用的应用场景下构成功能和性价比的最优解。 非晶硅平板具备性价比优势,预计短中期内仍是静态平板和大尺寸动态平板主流选择; IGZO 探测器信噪比高且采集速度快于非晶硅,动态领域一定程度替代非晶硅是大势所 趋;CMOS 探测器短中期有望成为牙科、乳腺、外科及介入等领域的主流技术平台,同 时随着晶圆生产工艺以及辐射加固技术成熟,有望在高端静态、大尺寸动态以及工业中 有着更广泛的应用;柔性基板目前成本较高,随着工艺改善有望在特殊应用场景中取代 非晶硅;非晶硒有望在一段时间内继续统治中高端乳腺机市场。

长期来看,直接转换是平板探测器行业发展方向。光子计数探测器综合性能优异,无附 加电子噪声,有效降低辐射剂量,还能实现射线多能谱采样点的多色成像,从而具备物 质分辨能力,有望助力 X 射线成像逐步从 2D、3D 发展到 4D,从黑白发展到彩色。光子 计数探测器被公认为是下一代 X 线成像技术,具备非常大的应用潜力,目前国内外都在 积极探索。国外光子计数器厂商主要有瑞典 Direct Conversion(已被万睿视收购)、英国 Kromek、瑞典 Prismatic Sensor AB(已被 GE 收购);对于 CZT/CdTe 晶体,国外厂商主 要有加拿大 Redlen(已被佳能收购)、日本 Acrorad(主要股东为西门子),国内厂商主要 有陕西迪泰克。2021 年,西门子推出全球首台光子计数 CT 系统;GE 光子计数 CT 系统 已经进入临床阶段。

二、平板探测器应用场景广泛,成长空间广阔

随着数字化 X 线影像系统及相关技术发展与改进,平板探测器应用领域不断拓展,目前 广泛应用于医疗和非医疗领域。

(一)医疗领域:传统应用领域增速放缓,口腔领域增速快且空间较大

DR、乳腺用平板探测器

静态平板探测器主流应用场景为静态拍片诊断,主要用于数字化 X 线摄影系统(DR)和 数字化乳腺 X 射线摄影系统(FFDM)。 DR 是目前全球主流 X 线影像设备,广泛应用于医院内科、外科、骨科、创伤科、急诊 科、体检科等科室。在欧美发达国家,DR 应用相对成熟,需求主要体现在 CR、CCD-DR 等老旧设备数字化升级和存量 DR 换修。在我国和其他发展中国家,DR 配置与发达国家 存在较大差距,我国目前人均 DR 不及发达国家 1/10,从而形成巨大采购需求。 乳腺用平板探测器市场前景稳定。FFDM 具有优质图像、更低的辐射剂量、高效的工作 流程及支持断层成像、3D 定位活检等优点,为发展新的临床检查技术提供了可能性。随 着女性对乳腺保护意识增强,FFDM 在全球范围内逐渐应用,同时受欧美文化的影响, FFDM 开始在国内和其他发展中国家普及。

全球 DR、乳腺用平板探测器市场稳健增长,预计 DR 用平板探测器市场容量从 2018 年 4.72 万台提升至 2027 年 9.44 万台(CAGR 为 8.0%),市场规模从 2018 年 7.2 亿美元增 长至 2027 年 10.2 亿美元(CAGR 为 4.0%)。乳腺用平板探测器市场容量从 2018 年 0.64 万台提升至 2027 年 0.92 万台(CAGR 为 4.1%),市场规模从 2018 年 1.2 亿美元增长至 2027 年 1.5 亿美元(CAGR 为 2.6%)。 中国 DR、乳腺用平板探测器市场增速略高于全球,预计 DR 用平板探测器市场容量从 2018 年 1.2 万台提升至 2027 年 3.1 万台(CAGR 为 11.2%),市场规模从 2018 年 8.8 亿 元增长至 2027 年 16.1 亿元(CAGR 为 7.0%)。乳腺用平板探测器市场容量从 2018 年 780 台提升至 2027 年 1320 台(CAGR 为 6.0%),市场规模从 2018 年 0.91 亿元增长至 2027 年 1.35 亿元(CAGR 为 4.5%)。

数字胃肠机、外科介入及放疗设备用平板探测器

动态平板探测器主流应用场景为术中透视成像、动态影像诊断及治疗辅助定位,主要用 于 C 型臂 X 射线机、数字减影血管造影系统(DSA)、数字胃肠机(DRF)及放射设备。 C 型臂正逐渐由影像增强器升级为平板探测器,使辐射剂量更低、有效成像面积更大、 成像质量更高,能更好地满足临床使用需求。DSA 具有对比度分辨率高、检查时间短、 造影剂用量少、患者 X 射线吸收量明显降低的优点,运用普及度逐渐提升。DRF 主要用 于胃肠造影、食道造影、消化道检查等,胃肠造影检查与消化道内镜检查技术相配合可 以对大部分消化道疾病进行普查和确诊,具有技术难度低、检查效率高、受检者痛苦少、 费用较低等优点,因此配置平板探测器的数字胃肠机成为该类设备的主流。放疗设备主 要包括医用直线加速器、模拟定位机等,医用直线加速器是目前最主流的放疗技术,拥 有较大增量空间,据瓦里安预计,未来 20 年全球总需求量或将达到 2.17 万台。

整体来看,全球数字胃肠机、外科介入及放疗设备需求因数字化升级和普及度提升而稳 步提升,对应平板探测器市场也稳健增长,预计市场规模从 2018 年 3.0 亿美元增长至 2027 年 4.7 亿美元(CAGR 为 5.3%)。我国相关设备存在较大缺口,如 2017 年我国人均 DSA 拥有量不及美国的 1/10,2019 年我国每百万人放疗设备数量仅 1.5 台,远低于发达 国家和地区每百万人口 6-12 台的水平。我国数字胃肠机、外科介入及放疗设备普及度提 升带来增量需求背景下,预计对应平板探测器行业也将随之同步发展。

宠物医疗领域:平板探测器受益于下游行业高景气

与人类医学一样,宠物医学也需要使用放射影像技术对动物体内结构进行拍摄从而达到 诊断疾病的目的,使用的放射影像设备主要包括 DR、C 型臂、CT 和 MRI 等,其中 DR 是最常用的设备,贡献了大部分市场。 全球宠物医疗领域平板探测器市场规模高个位数增长。据 Yole,2018 年宠物医疗领域平 板探测器市场容量为 6467 台,市场规模约 0.41 亿美元,预计 2027 年市场容量为 12091 台(CAGR 为 7.2%),市场规模为 0.92 亿美元(CAGR 为 9.3%)。 我国宠物医疗领域平板探测器受益于下游行业高景气。我国老龄化现象不容乐观,少子 化现象严峻,宠物情感需求空前提升,养宠人数持续增加,宠物数量也在快速增长。而 随着消费升级和消费观念改变,宠物行业高景气发展,根据《2021 年中国宠物行业白皮 书》,2017-2021 年,我国宠物行业市场规模年复合增速为 16.75%,2021 年达 2490 亿元,较 2020 年增长 20.60%。宠物医疗需求也同步高速增长,而我国宠物数字化 X 线影像系 统市场还远未饱和,平板探测器在此领域的应用将加速,预计 2027 年市场规模增至 2.3 亿元,2019-2027 年复合增速为 21%。

齿科领域需重点关注,口腔 CBCT 和口内摄影系统有望双双高增长

在齿科领域,平板探测器应用的主要设备包括口腔 CBCT、数字化口内摄影系统等。

口腔 CBCT 是齿科最高端的设备,锥形 X 线束围绕目标旋转照射,探测器采集数据,再 将各角度获取的二维投影图像转化成三维容积数据,具有成像效果好、辐射剂量低、曝 光时间短、占地面积小、使用便捷等优点,是牙齿种植、正畸、牙体牙髓和牙周疾病显 示、颌骨和颞下颌关节疾病诊疗的必备设备。目前主流 CBCT 已集成齿科全景和头影测 量功能,CBCT 三合一系统正逐步取代单独的齿科全景和头影测量系统。齿科全景机一 般使用一套线阵探测器,而 CBCT 三合一系统使用 2 套线阵探测器加 1 套平板探测器或 1 套线阵探测器加 2 套平板探测器。齿科全景机向 CBCT 三合一系统的过渡,将带动平 板探测器在口腔领域应用和市场的增长。 全球口腔诊所行业快速扩张,口腔医疗机构数量已超 100 万家,而口腔 CBCT 渗透率处 于低位,存在较大增量市场。据奕瑞,2027 年全球口腔 CBCT 市场容量预计超 8 万台。 假设对应平板探测器市场容量 12 万台(主流三合一全景 CBCT 设备需要 1 或 2 台平板探测器),2021 年每台均价 0.7 万美元,年降幅 3%,2027 年全球口腔 CBCT 用平板探测 器市场规模为 7 亿美元,而 2018 年全球口腔用平板探测器市场规模仅 1.6 亿美元。 我国口腔医疗机构数量快速增加,据医趋势,2019 年我国口腔医疗机构约 10 万家。其 中,口腔专科医院从 2012 年 344 家增加到 2020 年 945 家,年复合增速 13.46%。而我国 口腔 CBCT 主要集中于大型医院或一二线城市民营诊所,对于基数更大的小型医院、民 营诊所等基层口腔医疗机构,口腔 CBCT 配备比例非常低,随着居民口腔诊疗需求尤其 是种植牙、正畸需求增加,医疗机构对口腔 CBCT 有较强采购需求。

2016 年我国口腔 CBCT 数量约 2,000 台,渗透率约 4.0%,2018 年渗透率增至 9.7%,2020 年渗透率达到 15.6%,渗透率以每年 3-4%的速度增长,目前我国口腔 CBCT 年市场容量 近 1 万台,预计 2027 年市场容量超 2 万台,对应的口腔 CBCT 平板探测器市场容量在 3 万台左右。经测算,预计中国口腔 CBCT 用平板探测器市场规模 2027 年增至 10.3 亿元。

而数字化口内摄影系统属于静态设备,用于口腔局部 X 线摄影(如 1-4 颗牙齿的拍摄), 此前因产品价格较高,口腔医疗机构主要使用以 CR 影像板为核心部件的半数字化摄影 设备。随着 CMOS 在平板探测器领域应用逐渐成熟,口内摄影系统数字化升级成本有所 降低,数字化口内摄影系统对半数字化口内摄影设备替代趋势显现,并逐渐成为必备设备之一,叠加全球口腔医疗机构较快的设立增速,产品市场需求攀升,潜力巨大。据奕 瑞公告,2021 年全球需求量约 16 万台。假设全球均价 900 美元,21 年全球市场规模 1.4 亿美元,假设全球需求量 CAGR 为 15%、产品均价年降幅 4%,预计 2027 年全球需求量 37 万台,产品均价 700 美元,市场规模 2.6 亿美元,2021-2027 年复合增速约 10.4%。

(二)非医疗领域:工业无损检测和安检领域均有望蓬勃发展

1、工业无损检测:新能源电池检测、集成电路检测有望成为新的增长点

无损检测也称无损探伤,是在不损害或不影响被检测对象使用性能前提下采用射线、超 声、红外、电磁等并结合仪器进行缺陷、化学、物理参数检测的技术。数字化 X 线影像 系统因成像质量高、曝光时间短,成为工业无损检测首选。 2018 年全球工业领域平板探测器市场规模相对较小,为 1.9 亿美元,但在野外等工业现 场仍主要使用 X 线胶片,平板探测器作为升级替代存在较大市场上行空间。此外,随着 技术进步和价格下探,平板探测器工业领域应用持续拓展,从工业铸件、管道焊缝等传 统检测逐步拓展到新能源电池检测、集成电路检测等,不断刺激工业领域产生新增需求。

集成电路检测

集成电路处于电子信息产业链顶端,随着电子产品应用和普及而快速发展。全球集成电 路产业销售额从 2010 年 2,499 亿美元增至 2021 年 4,597 亿美元,CAGR 为 5.7%。我国 集成电路产业近年平稳快速增长,销售额从 2010 年 1,440 亿元增至 2020 年 8,848 亿元, CAGR 为 19.9%。集成电路中半导体生产流程包括晶圆制造、晶圆测试、芯片封装、封装 后测试等,封装测试是重要板块之一,约占整体 1/3。X 线无损检测可用于晶圆检测(检 测晶圆切割角度、尺寸等)与封装后检测(检测芯片内部线路排布、焊接、封装情况等), 集成电路产业的快速发展驱动集成电路 X 线检测设备和对应平板探测器的需求增长。

新能源电池检测

新能源电池行业 X 线检测主要用于新能源汽车动力电池检测、消费电池检测和储能电池 检测等新能源电池领域。(1)新能源汽车动力电池检测:一方面,新能源汽车行业快速 发展带动上游电池发展,全球及中国动力电池装机量处于高速增长车道,出厂前电池电 极、电芯以及外包装等检测需求大幅增加,而 X 线检测是必不可少的检测手段。另一方 面,行业规范逐步完善,各新能源整车厂逐渐采用在线式检测方式取代原有离线式检测。 两方面合力催生巨大的平板探测器需求。(2)消费类电池检测:发展已步入成熟期,市 场增长主要由智能手表、TWS 耳机、智能可穿戴设备、消费类无人机等新型消费型电子 产品的兴起和推广带动,从而带来一定的平板探测器需求。(3)储能电池检测:受益于 海外和我国碳中和的战略部署、储能项目成本下行趋势,叠加光储项目和长时储能的迫 切需求,全球和中国储能电池装机量快速提升。储能电池具有使用寿命长、安全性能好、 能量密度高等特点,对生产一致性标准要求较高,储能电池 X 线检测也越来越得到重视。 2021 年,平板探测器开始在新能源电池检测领域广泛应用,新能源电池检测领域平板探 测器市场规模有望爆发式增长。据奕瑞预测,2027 年全球新能源电池检测领域平板探测 器需求量超 1 万台,若假设 2027 年相应平板探测器均价 1 万美元,则 2027 年全球新能 源电池检测领域平板探测器市场规模有望超 1 亿美元。

2、安检领域:随着 X 线安检设备扩容而拥有较大市场前景

平板探测器在安检领域的应用包括公共场所安检、车辆集装箱检查、可疑包裹排查等。 近年来国际安全形势日趋严峻,各国政府对安全检查的重视程度大幅提升,此外,机场、 铁路、城市轨道交通等基础设施的建设也在持续加强,X 线安检设备需求保持快速增长。 我国在机场、高铁站、地铁、医院、货运检查场所、政府职能部门等场所均加大了安检设 备投入,2011-2018 年我国安检设备市场规模由 275 亿元增至 489 亿元,CAGR 为 8.58%。 平板探测器作为 X 线安检设备的核心部件,随着 X 线安检设备市场扩容而拥有较大市场 前景,据 Yole,2018 年全球安检领域平板探测器市场规模为 2.6 亿美元,预计 2027 年增 至 6.2 亿美元,年复合增速超过 10%。

三、万睿视:全球平板探测器领导者

万睿视的历史可以追溯到1930s,当时Jack McCullough和Bill Eitel创建了Eimac Products, 生产高品质、大功率的 X 射线球管组件。1965 年,Eimac 与瓦里安合并。2012 年,瓦里 安设立了万睿视前身影像部件事业部(ICB),2017 年 1 月,万睿视正式从瓦里安分拆, 成为一家独立公司,并在美国纳斯达克交易所上市。

万睿视是全球平板探测器领导者。万睿视已在全球范围内安装超 15 万个 X 射线探测器, 目前 X 射线探测器年生产超 2 万个,在医用平板探测器的全球市场份额常年位居第一 (2018 年市场份额 24.1%),在工业平板探测器的全球市场份额更是远超 50%。万睿视还 有 X 射线球管、连接&控制、软件&服务等业务。万睿视目前 X 射线影像部件覆盖全球 90%的 X 射线原始设备制造商(OEM),平均客户关系超过 25 年。我国几乎所有 DR、 CT、DSA、C 型臂、胃肠、乳腺等设备厂家都是万睿视的用户。当前,万睿视总市值为 9.32 亿美元(2022 年 8 月 19 日)。

万睿视自 2017 年 1 月正式从瓦里安分拆后收入稳健增长,2020 年受疫情影响略有下滑, 2021 年重回增长道,实现收入 8.2 亿美元。但受原材料与制造成本上升、市场竞争加剧 使产品价格下滑的双重影响,毛利率逐年下滑,2020 年因疫情大幅下滑,且当年净利润 为负,2021 年毛利率有所回升。万睿视以医疗业务为主,其收入占比维持在 80%左右。

万睿视是目前全球唯一一家汇集非晶硅、CMOS、IGZO 和光子计数四大平板探测器技 术于一身并全部成熟商业化的企业。万睿视致力于掌握尖端技术,持续把握行业技术发 展方向。2017 年 5 月,万睿视完成全球第三大平板探测器制造商 Perkin Elmer 旗下影像 部件事业部的收购,CMOS 技术收入囊中。万睿视是最先将 IGZO-TFT 技术引入平板探 测器市场的制造商之一,2018 年推出有史以来第一款 IGZO 探测器。而光子计数探测器 被公认为是下一代 X 光成像技术,万睿视 2019 年 4 月成功收购以直接转换和光子计数 技术闻名的瑞典公司 Direct Conversion AB,并已在口腔、工业等领域成功实现商业化。 万睿视敏锐嗅到平板探测器工业领域应用潜力,加强工业领域布局。2017 年 5 月万睿视 收购 Perkin Elmer 旗下影像部件事业部,而 Perkin Elmer 是最早也是当时全球市场份额最 大的工业平板探测器生产商,此次收购大大拓展万睿视工业领域产品线。万睿视 2018 年 末组建团队致力于工业领域推广,2020 年 6 月创立全新品牌“万睿视工业”,更好满足工 业及安防市场业务增长需求,新能源汽车动力电池检测也成为发力重要方向。万睿视工业领域表现亮眼,除 2020 年受疫情影响外,2016-2021 年工业领域收入增速均高于医疗。

万睿视较早开启中国市场本土化之路。万睿视尚未从瓦里安独立时就已开启本土化,2009 年在北京亦庄设立 X 射线球管维修服务中心。2015 年无锡工厂前身开始建立,2018 年 5 月将北京亦庄球管厂迁至无锡与无锡工厂合并。疫情使万睿视加快贯彻落实中国本土化 计划,并加速产品线向中国市场转移的进程。主要举措包括:(1)本土生产。2020 年在 无锡工厂正式投入平板探测器生产线,目前产能已达到 3000 片。2021 年底无锡工厂球 管年产量已达 2000 支,预计 2023 年底超过 5000 支。无锡工厂已成为全球三大生产基地 之一。(2)本土采购。在中国市场进行物料采购,比如精密加工的零部件、电子线路板, 并加快技术验证、供应商走访、供应商审核等程序,使得无锡工厂生产更加集约化。得 益于万睿视 CT 球管和平板探测器业务在中国市场的增长,亚太地区收入近三年持续提 升,收入占比从 2019 年 29%提升至 2021 年 33%。

四、奕瑞科技志在高远、康众医疗潜力可期

(一)国产技术已达到国际同行水平,有望继续蚕食国内外进口厂家市场份额

2010 年前我国尚未出现专门的平板探测器生产商,相关技术和市场基本被国外巨头垄断。 2010 年以后,逐渐有国产厂家进入该行业,其中奕瑞和康众平板探测器技术目前已经达 到国际同行水平。奕瑞 2011 年成功研制出中国大陆第一款国产非晶硅 TFT 传感器和基 于该传感器的数字化 X 线探测器并实现产业化,打破国外厂商技术垄断,2012 年启动碘 化铯项目并实现当年投产,2015 年发布首款动态产品,2018 年发布首款 IGZO 平板探测 器,2019 年成功具备柔性 X 线探测器制造生产能力,成功跻身全球少数几家同时掌握非 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。康众自成立起便追求低剂量技术路线,2010 年攻克碘化铯直接生长技术,生产了首 台应用碘化铯闪烁体的产品样机,并坚持全系列医疗领域产品均使用碘化铯,2014 年产 品正式产业化推广,2015 年推出首款工业/安检产品,是国内首批推出国产工业/安检用 平板探测器的厂家之一,2016、2017 年乳腺产品、动态产品相继问世,2021 年发布应用 CMOS 传感器的口腔系列产品和应用 IGZO 传感器的动态系列产品。

奕瑞和康众引领国内市场进口替代浪潮。一方面,以奕瑞和康众为代表的国产厂商凭借 自身对技术路线的自主探索,陆续掌握平板探测器核心技术和生产工艺、推出高性能、 高品质的平板探测器,另一方面,国家政策对平板探测器等战略性新兴产业发展的支持 和进口替代的鼓励,推动国产化率不断提高。从市场份额来看,平板探测器进口替代进 程已非常可观,但还有持续挖潜空间。

奕瑞和康众海外市场与进口厂家同台竞技,有望继续蚕食进口厂家市场份额。据 IHS Markit,2018 年全球医疗和宠物医疗平板探测器市场主要由国外企业主导,万睿视、Trixell 等占据较高份额,国产厂家奕瑞、康众开始崭露头角,目前分别位列全球第 3、9 名,市 场份额分别为 8%、3%。据奕瑞公告,2021 年奕瑞全球平板探测器市场占有率提升至 17% 左右。我们认为,凭借技术已达到国际同行水平且仍在加速布局提升以及国内资源禀赋 形成的成本优势等因素,奕瑞和康众有望继续蚕食进口厂家市场份额。

(二)新应用场景的持续扩展驱动行业和公司较快增长

平板探测器应用场景不断拓展,其中需求较大的新能源和电子属于中国强势产业,空间 较大的口腔受益中国人口基数、口腔健康意识提升和相关设备普及,均有望优先国产。

新能源电池检测和集成电路检测

工业领域需求较大的是新能源电池检测和集成电路检测,对应的新能源和集成电路得益 于政策鼓励与支持,一直是我国重点发展产业,目前也已成为我国强势产业。新能源领 域,以动力电池装机量为例,据 GGII,2018 年中国动力电池装机量占全球装机量的比例 为 61%,而 2021 年这一数据为 75%,且未来几年这一比例预计仍将在 70%以上;集成电 路领域,据日联科技,中国集成电路产业销售额占全球比例从 2010 年 9%上升至 2020 年 31%,且有望继续提升。新能源电池检测和集成电路检测所用平板探测器有望优先国产。 此外,由于新能源电池和集成电路检测中 X 射线辐射剂量较高,工作环境较为恶劣,平 板探测器使用寿命较短(通常只有 1-2 年),具有耗材属性。

口腔 CBCT 和口内摄影系统

口腔就诊需求基本与人口数量和老龄化趋势直接挂钩,而我国具备人口优势,人口老龄 化现象也非常严峻,我国口腔行业发展迅猛,是全球口腔领域发展最快的国家之一,口 腔医疗机构新增速度也居于前列。 我国口腔医疗机构口腔 CBCT 渗透率低,提升空间巨大。口腔 CBCT 设备市场进口替代 也在不断推进,国产 CBCT 厂家更倾向于选择国产平板探测器进行自身控本降费,并强 化产品价格优势,一方面抢占进口市场份额,另一方面加速产品普及。奕瑞 2020 年推出 口腔 CBCT 用平板探测器并成为国内四大口腔 CBCT 厂家主要供应商,2021 年国内市占 率达到 40%,由此可见国产口腔 CBCT 设备厂家对国产平板探测器的偏好。 我国口腔医疗机构主要使用以 CR 影像板为核心部件的半数字化摄影设备,存在巨大数 字化升级需求,价格是数字化升级的关键决定因素,当前进口主流数字化口内摄影产品 价格远高于国产。此外,数字化口内摄影系统有望成为新建口腔医疗机构的必备设备之 一。上述情形中,国产产品均有望成为第一选择。

(三)未来有望扩展平板探测器以外的其他业务领域

参考国外龙头,国产可以往平板探测器以外的其他业务领域拓展,如往上游、平行产业 或下游拓展,打开自身成长天花板。行业龙头万睿视除平板探测器外,还布局有 X 射线管、连接&控制、软件&服务等业务。其中 X 射线管已在全球范围内安装超 15 万个,目 前年生产超 2.7 万个,已占据全球 CT 售后管组件近 50%市场,是万睿视除平板探测器之 外的又一核心产品线。

奕瑞往上游和平行产业拓展。上游:奕瑞目前已具备碘化铯蒸镀和硫氧化钆薄膜耦合工 艺,将往上游闪烁体相关领域延伸,新建碘化铯晶体(CsI)、硫氧化钆陶瓷(GOS)和钨 酸镉晶体(CWO)等闪烁体材料生产线,奕瑞还积极布局探测器芯片,开发了基于 BGA 封装 64 通道、16 位 ADC 转换的读出芯片,正在开发高性能 ADC 转换的读出芯片。平 行产业:奕瑞高压射线源已实现投产,布局了 CT 探测器所需四大核心部件准直器(ASG)、 闪烁体、光电二极管(PD)、读出芯片并取得阶段性成果。康众也在往球管/束光器等平 行产业布局拓展,2021 年 11 月在 RSNA 上展示了三代平板探测器+智能束光器+DAEC 技术的一体化系统解决方案。

(四)奕瑞科技 VS 康众医疗

1、技术布局:奕瑞较早同时掌握四大传感器技术,康众目前已补齐

在传感器技术路线方面,奕瑞和康众几乎处于同一起跑线。2019 年奕瑞科技便成功跻身 全球少数几家同时掌握非晶硅、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,康众 2021 年发布应用 CMOS 传感器的口腔系列产品和应用 IGZO 传感器的动态系列产品,补齐四大传感器技术。

2、产品管线:双方持续丰富,紧握细分市场快速发展机遇

奕瑞初期专注医疗静态,用 7 年时间成为国内 DR 市场第一,2017 年中国普放 DR 探测 器市占率 40%左右。疫情使全球对移动 DR 需求大幅上升,奕瑞 2021 年全球 DR 探测器 市占率提升至 28%(2018 年该数值为 17%)。在 DR 领域达到一定市场份额后奕瑞积极 向其他领域拓展,陆续推出乳腺、放疗、齿科、工业系列产品。齿科领域,奕瑞 2020 年 推出口腔 CBCT 产品后迅速进口替代,已成为国内四大口腔 CBCT 制造商主要供应商, 2021 年国内市占率约 40%,而 2020 年 9 月量产的口内探测器 2021 年全球市占率达到 20-25%。工业领域,奕瑞推出多款基于非晶硅和 IGZO 的工业新产品得到广泛认可,2020 年工业新产品全年营收增速超 100%,2021 年宁德成为第二大客户。目前,奕瑞也具备 DRF、C 型臂、DSA 平板探测器的量产能力,基本实现主要细分应用领域全覆盖。

康众 2010 年生产了首台普放平板探测器样机,2014 年正式产业化推广,时间晚于奕瑞。 2015 年推出首款工业/安检产品,是国内首批推出厂家之一,2016 年乳腺平板探测器问 世,2017 年国内市场销量占比达 15.47%,2019 年提升至 39.99%。在动态产品方面,2017 年康众研发出可用于 DRF 的动态平板探测器,同时应用领域陆续拓展到 DSA、C 型臂和 放疗设备。康众紧跟口腔、工业/安检领域市场需求,补齐相关产品线。在口腔领域,2021 年康众发布应用 CMOS 传感器技术的口腔系列产品以及口内小尺寸系列产品,实现主要 口腔产品类别全覆盖。在工业/安检产品方面,康众在覆盖焊接件、压铸件、管道等工业 无损检测以及安检排爆等细分领域基础上,2021 年率先推出微电子检测新产品,目前在 新能源电池检测、电子检测(含 SMT、PCB、FPC、芯片等)领域陆续推出全新产品。

3、成本管控:从结果上看,康众与奕瑞相比还有较大差距

奕瑞成本控制能力强。一方面,奕瑞注重供应链本土化,绝大部分原材料从国内供应商 采购,近 5 年来前五大供应商中有四个及以上为国内供应商,同时引入多家可相互替代 的供应商,提高议价能力。以 TFT SENSOR 为例,奕瑞 2017、2018 年向深天马采购的 金额占总采购金额的 25.8%、23.5%,2019 年引入友达光电作为第二家供应商,2021 年 向深天马采购金额比例下滑至 5.74%。另一方面,奕瑞注重向产业链上游延伸并已初见 成效,如目前原材料 SMT 贴片和 TFT 绑定由外购改为自产,且不再外购 PCBA 和已绑 定的 TFT 玻璃成品,降低奕瑞物料成本,加之规模效应日渐凸显,奕瑞成本优势明显。

成本优势使奕瑞在竞争中掌握更多主动权。奕瑞在保证毛利率的基础上以价换量抢占市 场份额。2015 年以来奕瑞各系列产品平均售价均有不同幅度下滑,但基于优秀的成本控 制能力,毛利率下滑并不明显,且得益于高毛利率的动态系列快速放量,近几年主营业 务毛利率持续提升,2019-2021、2022Q1 毛利率分别为 49.9%、52.3%、56.9%、59.1%。 康众主营业务毛利率整体低于奕瑞,且几大产品系列近几年价格呈现下滑趋势,对应毛 利率也受到一定程度影响。康众积极采取成本控制措施,一方面引入新的 TFT/PD 供应 商、优化合格供应商名录、加大部分原材料(如碳纤维)的自主生产供应等,另一方面通 过攻克关键技术、自动化升级核心制程、全面管控过程质量等方式提升产品良率与稳定性。康众 2020 年全年主营业务毛利率提升至 43.68%,2021 年毛利率跃升至 47.81%,但 相较奕瑞仍存在较大差距。

4、销售能力:奕瑞大客户战略不断深化,康众客户相对较小且稳定性较差

奕瑞销售能力强劲。从结果来看,奕瑞国内外大客户能一直突破且合作关系稳固,销售 收入能持续快速增长。奕瑞一直集中优势资源开发战略大客户,成效显著,当前已与国 内外知名影像设备厂商及细分领域领头羊均建立良好合作关系,为长远发展奠基。同时, 奕瑞深度挖掘现有客户需求,加大与现有客户的合作范围与深度,从单一产品供应逐步 转向多个产品线的全线导入,提高在客户内部的供应渗透率。奕瑞与客户合作关系稳定。 如柯尼卡和万东医疗 2013 年以前便与公司建立了合作关系,2015-2020 年始终为公司前 五大客户,柯尼卡连续多年为公司第一大客户。奕瑞还在不断完善全球营销及服务网络, 加强销售团队建设。2021 年,奕瑞新设日本全资子公司,加强日本、南非、巴西、美国、 德国、中东等地销售及服务支持团队组建。

5、研发拓展:奕瑞科技与康众医疗各有侧重

奕瑞科技多元布局,不断提升成长天花板

奕瑞深度布局新型探测器。 (1)CMOS 探测器:CMOS 探测器可广泛应用在高端 DR、高端乳腺机、C 型臂、齿科、 工业检测、新能源电池检测等领域。目前,奕瑞已拥有适用高端乳腺机、齿科、中/小 C、 工业检测、新能源电池检测产品的 CMOS 芯片,图像性能与进口同类产品相当,正在开 发应用于高端 DR、大 C 的 CMOS 芯片;应用于齿科的非拼接 CMOS 探测器已实现量产 并销售;已掌握 CMOS 大面积拼接技术并完成高端乳腺探测器样机,拼接精度为 50μm, 预计 2022 年正式对外销售。

(2)TDI 探测器:基于 CMOS 的 TDI 探测器可实现不停顿曝光、超高速成像,目前国 内主要新能源电池厂商对超高速在线检测探测器需求较为迫切,TDI 未来有望成为新能 源电池厂商首选方案之一。 奕瑞针对新能源电池客户需求开发了 TDI 探测器样机,内部检测性能优异。目前正与新 能源客户等洽谈 TDI 合作事宜,预计近期向客户送样,2023 年正式形成批量销售。

(3)CT 探测器:主要由准直器(ASG)、闪烁体、光电二极管(PD)、读出芯片等四大 核心部件构成。目前,奕瑞对上述核心部件均进行布局并取得阶段性成果。准直器已具 备量产能力,性能已能满足客户需求;硫氧化钆陶瓷已生产出样品,在线阵探测器领域 可投入使用,在 CT 探测器领域已向部分客户送样,大部分性能指标达到要求;奕瑞 CT 用高性能背入式 PD 已提供客户进行测试,主要技术指标上均已满足客户前期测试需求; 在 CT 探测器电子电路领域结合定制的读出芯片,目前已完成 CT 探测器电路板制作。CT 探测器整机正在开发中,预计下半年完成样机。

(4)CZT 光子计数探测器:可广泛应用于医疗和工业领域。医疗领域,CZT 光子计数 可以使螺旋 CT 系统具备能谱成像功能;工业领域,可用于辐射探测、异物检测等,可提 高在线检测异物识别率。在 CZT 晶体生长方面,目前奕瑞已完成 CZT 晶体小样生长并 获得特定晶格方向晶体样品,还需要进一步攻克大尺寸 CZT 单晶制备工艺;在 CZT 传 感器制备方面目前已初步制备多种样品用于工艺完善;在光子计数电路方面目前已搭建 电路原型进行测试。产品研发成功后,将作为迭代产品向 CT 探测器客户进行销售。

(5)SiPM 探测器:不仅可用于医学领域 PET、PET/CT、PET/MRI 等,还可应用于激光 雷达、辐射检测(如射线辐射检测、实时环境检测等)、生物科学检测(如 PCR、血液分 析仪等)、高能物理(宇宙射线探测、高能粒子加速器等)等领域。随着高端医疗影像产 品需求增长、智能驾驶普及带来激光雷达需求增长,SiPM 探测器市场空间广阔。PET、PET/CT、PET/MRI 主要制造商包括 GE、飞利浦医疗、西门子医疗、联影医疗等,与现 有客户群体重合度较高,产品推广和市场开拓方面具有一定优势。在非医疗领域,奕瑞 会定向开发如各大使用激光雷达的智能驾驶车企、PCR 检测仪制造商,如 BioRad、赛默 飞、Illumina 等。

奕瑞往上游闪烁体、探测器芯片等领域以及平行产业延伸。闪烁体:奕瑞目前已具备碘 化铯蒸镀和硫氧化钆薄膜耦合工艺,将新建碘化铯晶体(CsI)、硫氧化钆陶瓷(GOS)和 钨酸镉晶体(CWO)等闪烁体材料生产线,从而具备闪烁体晶体大规模量产能力,同时 实现核心原料国产化和自主可控,未来产能优先满足自身探测器需求,余下部分可对外 出售。探测器芯片:读出芯片是几乎所有探测器均需使用的核心原材料之一,平均每台 探测器需使用 12 块左右的读出芯片,占探测器总成本比例约为 10-20%。目前国内暂无 探测器芯片量产厂家。奕瑞已开发了基于 BGA 封装 64 通道、16 位 ADC 转换的读出芯 片,正在开发高性能 ADC 转换的读出芯片。平行产业:奕瑞高压射线源已实现投产,布 局了 CT 探测器所需四大核心部件准直器(ASG)、闪烁体、光电二极管(PD)、读出芯 片并取得阶段性成果。

康众医疗收入体量小,研发投入有限,持续深耕平板探测器

康众医疗在平板探测器领域发展方向为:(1)普放降本,持续推动发展中国家和地区的 数字化升级;(2)深耕动态,充分利用技术储备优势,发掘高阶应用,推动行业全面动态 化;(3)产品智能化,集成数字化自动曝光控制(DAEC)等技术,提高临床拍片的质控 及工作流,提升智能化、集成化程度。(4)积极布局光子计数器等平板探测器前瞻技术。 同时,康众将以平板探测器为基点,往平行产业拓展。一方面,通过自主研发,围绕下一 代 X 射线影像系统设计理念,反推并探索球管/束光器/软件等核心部件;另一方面,通过 合作开发,与核心部件企业合作打造行业生态,共同推动行业升级。

6、经营和资本市场表现

奕瑞在收入、归母净利润体量和增速上都高于康众,在市值、估值水平(PE 和 PB)也高 于康众。

奕瑞凭借先发优势、过硬的技术能力、强大的销售能力,与国内外大客户建立深入联系, 业绩持续高增长,研发投入不断增加,业务范围有望持续扩展,奕瑞发展志在高远。 康众在过去深耕技术,核心技术上均取得突破,部分技术领先全球竞争对手,但是销售 能力相对较弱,从而导致研发投入无法与同行相匹配,但在工业和齿科等高增长领域, 康众也有希望凭借过硬的产品实力拿下大单,具备较大的业绩弹性,并带动销售能力和 研发能力正循环,康众潜力可期。

(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。)

精选报告来源:【未来智库】。

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