醫學影像行業研究：掘「芯」核心部件，高端影像國產替代進行時

科技 08-19

（報告出品方/作者：德邦證券，陳鐵林、王艷）

一、技術為核心驅動力，國內千億影像市場進入快速成長期

醫學影像在醫療器械佔比居首，為醫療器械行業中技術壁壘最高細分市場

根據目的不同，醫學影像設備可分為診斷影像設備及治療影像設備；診斷影像設備根據信號的不同大致可分為磁共振成像（MR）設備、 X 射線計算機斷層掃描成像（CT）設備、X 射線成像（XR）設備、分子影像（MI）設備、超聲（US）設備等；治療影像設備大致可分為數字減影血管造影設備（DSA）及定向放射設備（骨科 C 臂）等。

約75-85%的治療信息來源於醫學圖形和圖像，醫學影像規模佔到國內醫療器械的首位，高達16%，供應鏈複雜，部分核心部件需依賴進口，技術壁壘位列醫療器械之最，導致大多數醫學影像設備國產化率低。

技術進步為核心驅動力，細分影像設備應用互為補充

技術進步驅動影像設備從膠片時代走到數字時代再到進入分子影像時代：從超聲技術、放射性核素顯像進入CT、MR階段，數字化成像大幅提升成像清晰度及解析度，並持續技術融合創新發展到當前最高端醫學影像設備PET/CT、PET/MR。

DR、CT、MRI、PET、超聲等各類影像設備原理各異，基於X射線、靜磁場、射頻核磁、放射性同位素、超聲等不同原理，應用於不同的人體部位的病灶診斷，都有其各自的優勢（如檢測快、成本低、解析度高、圖像重建、靈敏度高或安全性高）及劣勢，互為補充。

國內影像技術大多數進入快速成長期，前沿技術加速突破

技術結構看，國產醫學影像逐步攻克核心技術和前沿技術，細分品類處於不同的發展周期。1）發展較早的DR、超聲、永磁MRI、64排及以下CT依託國內相對成熟的平板探測器、永磁、中低端超聲探頭等技術逐步發展到成熟期。2）新技術、大多數影像設備的中高端品類處於成長期，其中PET技術尚處於成長早期，總體國產滲透率加快，國產企業品牌力凸顯，發展速度快，成長潛力大，國內低成本供應鏈優勢也進一步推動成本和價格的下降，反過來進一步推動醫學設備配置率的提升。

保有率提升是行業增長的最長β邏輯

大影像設備單價高，對財政資金及醫院運營來說都是較大的開支，且對安裝檢查場地要求高，我國的大設備保有量相比發達國家依然還存在顯著的差距，發展較早的CT每百萬人保有量僅有美國的1/3左右，MR僅有美國的 1/5；技術發展相對較晚的PET/CT，國內的人均保有量與美國等國家差距接近10倍。

隨著國內醫療基建、老齡化加深及人均醫療消費的快速增長，疊加分級診療等醫改政策的大力推動，未滿足的臨床診斷需求將持續推動國內醫學影像設備的增長潛力，保有率提升是行業增長的最長β邏輯。

醫學影像市場高個位數增長，細分品類增長驅動因素各異

大類口徑看，技術差異導致細分設備增長節奏分化，結構升級更新換代人均保有率提升為未來主要驅動因素。各細分設備發展階段差異顯著，我們復盤後續細分設備驅動因素，CT、MR、XR、超聲佔比超90%，技術發展及應用較早，在人均保有率提升基礎上，更新換代結構向高端升級為主要驅動力，此類設備預計20-30年CAGR在10%左右；分子影像PET/CT、PET/MR技術融合，應用後發，PET/CT增量市場較美國同期約10倍人均保有率差距，或將貢獻未來10年增長動能，預計20-30年CAGR高達15%。PET/MR超高端設備，全球20- 30年CAGR預計高達17%。

二、核心部件高壁壘構築高集中格局，上游國產化加速突破

全球醫學影像集中度超高，GPS三家多年壟斷全球市場

根據西門子2018年公布數據，GPS醫療（GE、Philips、Siemens）三家份額全球佔比68%以上，在高端的Advanced Therapies（包含介入影像及定製化軟體方案）CR3更是高達80%，橫觀對比醫療器械各領域，醫學影像屬於為數不多的高壟斷高集中度細分子行業，其中西門子影像設備全球單家超過30%。對比全球及國產龍頭醫學影像收入規模，GPS醫療21年在全球影像市場依然霸主前三，其收入體量遠超國內龍頭聯影醫療，國內龍頭收入不足GE、西門子醫療的1/10。

高技術壁壘構築護城河，關鍵部件外資壟斷

醫學影像技術壁壘極高，供應鏈複雜，軟硬體集成、整機各部件整合和組裝需要較高的工藝水平、經驗積累、醫工合作等。核心元器件的技術水平直接決定出廠整機的技術水平，整機產品能否做到全部部件自研自產是構築核心競爭力的關鍵。

全球關鍵核心部件大多集中在GPS及少數第三方廠商手中，目前僅少數國產整機廠商及第三方上游部件商實現自研自產，高端產品核心零部件絕大部分依賴進口。其中GPS三家基本實現大多數影像設備的上游核心部件的自研自產，上游的壟斷進一步造就全球影像設備高度集中的格局。

產業鏈對比看，國產替代中游先行，上游核心部件國產廠商技術替代滯後。國產整機廠商湧現出聯影醫療、東軟醫療、萬東醫療等一批代表性企業，在發展較早的超聲、CT等細分品類國產化率已相對較高，但在核心部件僅少數廠商突破，且多數處於低端替代。

核心部件成本佔比高，核心零部件創新自主是醫學影像彎道超車關鍵路徑

目前國產廠商核心部件自主供應缺乏，上游格局壟斷，高採購成本壓縮國內影像企業空間，各類零部件基本依靠外購，整機生產過程更多為組裝集成，是否擁有核心零部件的自主生產能力以及相對於上游供應商的議價能力成為區分醫學影像設備製造企業競爭力強弱的關鍵。

國產企業打破GPS壟斷及提高盈利的關鍵一環就是核心部件的突破甚至創新。以相對壁壘低的DR設備為例，X線球管、平板探測器、高壓發生器是其核心三大器件，根據火石創造數據，三大部件約佔生產成本的40%至60%。以高端技術PET/CT設備為例，據器械匯，其中 LYSO晶體關鍵材料成本佔PET/CT成本的40-50%，LYSO晶體材料成本自主掌握則是整機廠商獲取成本競爭優勢的關鍵因素。

隨著國內廠商規模提高，新技術規模效應逐步提升，國產廠商正加速推進核心部件自研。國產影像龍頭聯影醫療依靠全產業鏈的核心部件自研部分自產，實現差異化競爭力以及盈利能力的顯著提升，其毛利率邊際顯著提升，加速超越其他國產競爭對手。

關鍵部件技術壁壘：DR平板探測器

平板探測器：X射線探測器在設計、生產以及布局方面略有差異，但總體大同小異，以非晶硅探測器為例，非晶硅探測器主要由閃爍體、光學感測器（TFT SENSOR，一般由光電轉化層和 TFT 陣列開關等定址電路組成）和電荷讀出電路等構成，當有 X線入射時，位於探測器表面的閃爍體將透過人體後衰減的 X 線轉換為可見光，閃爍體下的非晶硅光電二極體感測器陣列又將可見光轉換為電信號，在光電二極體自身的電容上形成存儲電荷，在控制電路的作用下，掃描讀出各個像素的存儲電荷，經信號放大、A/D 轉換後輸出數字信號，傳送給計算機進行圖像處理從而形成 X 線數字影像。

TFT模組及閃爍體的設計、量產及集成為探測器核心關鍵壁壘，以奕瑞科技非晶硅探測器為例，其TFT模組（TFT 模組包括了 TFT感測器、PCBA，PCBA 包括了驅動 IC、讀出 IC 及外部介面電路等電子元器件）及閃爍體構成探測器最主要的原材料，分別占成本比重 77~85%、11~13%。

CT關鍵部件：球管 CT探測器高壓發生器

CT成像原理：通過球管發出X射線，X射線穿透人體組織後被探測器接收並轉換為數字信號，經計算機變換處理後形成檢查部位的斷面或立體圖像，從而發現人體組織或器官病變。

CT主要由球管、高壓、探測器、滑環、機架等硬體與數據採集系統、圖像處理軟體、機架控制系統、人機交互系統、控制台軟體系統等軟體集合而成，各軟硬體之間通過系統集成相互連接，由計算機系統控制協調，完成X射線產生、X射線信號採集與存儲、數據處理、圖像重建、顯示和存儲等功能。

CT三大核心部件球管 CT探測器高壓發生器成本佔比為65%。

關鍵部件技術壁壘：CT球管

球管：X線設備中的頂級工藝，不同廠家的CT球管差別巨大。球管是醫學影像的「耗材」，從經濟的角度，球管非常昂貴，自主化方可實現成本最低化。熱容量是最重要參數，一般來說，熱容量越大，其能承載熱量的能力就可以越多，使用壽命越長，高端設備使用的CT球管熱容量大大高於低端球管。此外，散熱率同樣非常重要，高端球管改變散熱方式，提高陽極最大冷卻率，由此涉及的工藝差異性主要體現在三個方面：1）金屬陶瓷管；2）液態金屬軸承；3）陽極直接冷卻技術。

1）金屬陶瓷管：為防止燈絲在高溫下的氧化升華，管芯要求抽真空，金屬管不僅有更長的壽命，還可將燈絲加熱到較高溫度，以提高球管的負荷。海外廠商幾乎都以金屬管芯代替玻璃管芯，國內的崑山醫源、思柯拉特等企業也實現了金屬陶瓷替代玻璃壁。

2）液態金屬軸承：在轉子和軸承之間縫隙填充液態金屬，取代鋼珠，從滾動軸承變成滑動軸承。液態金屬一般是鎵、銦或錫的合金，液態金屬軸承技術的零磨損、零震動、高散熱率優勢，大大提高球管的平均壽命。飛利浦率先使用液態金屬軸承技術（1989年），飛利浦專利過期後GE、萬睿視、佳能(東芝)等陸續跟進該技術，國產廠家聯影和CT球管生產商珠海瑞能目前也已申請了相關專利推出相應產品。

三、國產加速破局，中高端藍海創新追趕

國內影像復盤：從後起跟進到創新引領再到國際化

中國醫療影像發展70年，五十年代從國有企業承擔大型醫學影像的研發生產任務，到九十年代第一批民營企業崛起，再到21世紀中國醫療影像加入全球競爭，可以發現，萬東、邁瑞、聯影各自誕生於中國歷史發展的不同關鍵節點；同時，八十年代末到九十年代初期，跨國企業全面進入中國，在外資強有力競爭下，國內企業歷時40年，從技術跟進、市佔率追趕再到高端技術壟斷破除、並走向全球化，國內影像企業蓄勢待發，發展動能強勁。

玩家格局：國產龍頭聯影強勢打破GPS壟斷，國產化率加速提升

進口廠商GE、西門子、飛利浦、佳能（簡稱GPSC）等多年壟斷國內影像設備，銷量口徑看，在整體放射設備、CT、MR、DSA等細分子領域普遍呈現GPSC份額超80%的格局。

國內湧現較多影像國產廠商，國內影像設備格局近三年發生顯著變化，國產廠商對進口廠商的替代不斷加速。2018年GPS三家持續壟斷前三，但對比20年數據看，國產後起之秀聯影黑馬式姿態在大多數品類份額強勢進入前三，打破了GPS維持多年的三強天下，整體以聯影為代表的國產廠商份額加速提升。

技術結構升級，中高端為規模主力成長高動能，未來國內的競爭更是中高端的競爭

產品構成看，中低端設備佔主流配置，根據灼識諮詢，2020年中國市場64排以下CT佔比65%，1.5T及以下MR佔比約74.9%，隨著技術升級、產業鏈成本下降以及PCI等高難度手術的下沉普及，更新換代市場及增量市場中有望實現產品的高端結構升級，高端領域將成為主要增長點。

2020年64排以下CT國產化率已經超過50%，而64排以上CT國產化率僅為35%，仍以GPS為主，3.0TMR外資份額超過80%，高端藍海成國產替代關鍵征途。

影像設備結構升級為題中之義，高端進口替代市場為兵家必爭之地。以MR銷量規模結構看，據中康產業資本預測，2019-24年高端和超高端MR銷量CAGR分別為17.5%、118.7%，低端市場萎縮，中端市場下探，高端超高端市場快速裝機。

國產在中端領域性能差異化優勢顯著

64排CT是檢查心臟疾病的門檻CT，在冠脈CTA方面，選取GPS與國產聯影64排128層CT做對比，根據醫影器械評測，聯影uCT760、GE ct680、飛利浦core128的多扇區技術具有優勢，go.Top是西門子go系列的心血管版，作為主流的64排CT，圖像質量接近。

國產聯影UCT760在高壓、球管、Z軸像素尺寸、探測器通道、採樣率、重建速度都相對更有優勢，也反映了國產對GPS的追趕表現為依靠多環節的優化來提升中端設備的性能和口碑，64排CT國產市場佔有率超20%，國產發力高端有基礎。