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醫療器械行業專題研究報告:平板探測器進入新的高增長階段

(報告出品方:華創證券)


一、平板探測器概覽

(一)平板探測器是數字化 X 線影像系統核心部件之一

X 射線影像系統利用 X 射線對物體的穿透、差別吸收、感光及熒光作用,將物體各部分 密度分布信息投射到 X 射線採集和成像裝置並形成影像,從而觀察物體內部構造,其組 成包括 X 射線發生裝置、探測裝置和機架及電子料等。探測裝置承擔 X 射線檢測、記錄 和成像功能,對系統成像質量和工作效率起著決定性作用。 X 射線影像系統從模擬圖像階段逐漸向數字化成像階段轉變,體現了在更高的空間/密度 解析度、更高的能量轉化效率、更快的成像速度、更便利的圖像處理方式、更小的放射 劑量等方面的追求。而轉變過程中更多的革新體現為探測裝置和成像分析過程的變化。 數字化 X 線探測器是數字化 X 線影像系統核心部件之一,推動 X 射線影像系統數字化 升級。數字化 X 線探測器將 X 線轉換為數字信號,避免光學散射造成的影像失真,使得 數字化X線影像系統具有量子效率高、圖像質量好、成像速度快等優點,正逐步取代CR、 CCD-DR 成為 X 射線影像系統的主流技術方案。

按照感測器陣列形狀不同,數字化 X 線探測器可分為平板探測器和線陣探測器。平板為 面陣結構,主要用於醫療、工業無損檢測和安檢等領域。線陣與平板相似,不過只有一 行像素,因此要形成二維圖像,需要使用如傳送裝置增加時間維度,線陣主要用於安檢、工業檢測、食品檢測等領域。數字化 X 線探測器以平板探測器為主。2014 年全球 X 線探 測器市場中,平板市場份額約 57%,市場規模約 11.5 億美元,線陣市場份額約 8%,市 場規模約 1.6 億美元,上一代准數字化技術產品佔據餘下 35%市場,2017 年平板市場份 額提升至 60%左右。細分至數字化 X 線探測器市場,平板更是佔據絕大多數市場份額。 平板探測器在數字化 X 線影像系統成本結構中佔據主要部分。數字化 X 線影像系統成本 結構中核心部件約佔 80%,其中平板探測器佔比最高,達 30-40%。


平板探測器性能的技術評價主要包括像素間距、動態範圍、DQE、MTF、最大線性劑量、 空間解析度等,各指標的表現共同決定平板探測器最終的成像質量。

(二)平板探測器的分類與發展趨勢

按工作模式的不同,平板探測器可分為靜態和動態

靜態平板探測器指單次 X 線或由單次 X 線組合的序列拍片下成像的平板探測器,成像時 主要凸顯被檢測物體大小與形狀,無時間維度變化。靜態平板探測器側重解析度和感光 效率,在圖像性能上強調單幀大動態範圍,設計思路為犧牲採集速度換取更大的像素內 感光面積從而提高圖像信噪比,並致力於在劑量可接受前提下提高解析度。目前主流產 品像素尺寸在 139um 以下,領先廠商可達到 100um 左右。 動態平板探測器指脈衝式或連續 X 射線曝光拍片下成像的平板探測器,增加連續觀察攝 影功能,能在透視情況下動態觀察被檢測物體情況。動態平板探測器側重採集速度和感 光效率。動態產品需要適應高速連續工作,強調穩定性和可靠性,圖像性能上強調高通 量、低延時的實時圖像處理以及低劑量下達到極高信噪比,設計思路為犧牲一定的分辨 率來換取更快的採集速度和更高的感光效率,並致力於實現極小的殘影消除時間、分辨 率可接受情況下降低劑量。目前主流產品像素尺寸在 150um 以上。

2018 年全球平板探測器市場中,靜態約佔 65%,動態約佔 35%。靜態、動態底層技術原 理及架構差異不大,只是針對不同終端使用場景,在工作模式、設計思路和參數設置上 有所不同。平板探測器解析度、採集速度和感光效率三者在物理原理上相互制衡,但隨 著技術進步如基礎半導體材料的突破,制衡關係逐漸被弱化,可一定程度兼顧靜態模式 下解析度、動態模式下採集速度的要求,靜態和動態產品的界限正逐漸模糊。

按能量轉換方式的不同,平板探測器可分為間接轉換和直接轉換

目前,間接轉換是絕對的市場主流,佔據全球平板探測器 90%以上市場份額。


間接轉換探測器內部結構主要包括閃爍體、感測器及讀出電路、外圍控制電路等。X 線 投射到探測器上先照射到閃爍體,閃爍體吸收 X 線後以可見光形式釋放能量。感測器將 採集到的光信號轉換為電信號,並傳輸到讀出電路進行模擬和數字轉換,再傳輸到計算 機進行圖像重建。閃爍體、感測器及讀出電路是核心,決定平板探測器的主要性能指標。 在閃爍體方面,主流材料包括碘化銫(CsI)和硫氧化釓(GOS),成本及性能上有所不 同:1)成本端:GOS 不需要長時間蒸鍍沉積,生產工藝簡單,產品穩定可靠,成本較 CsI 低 20-30%。2)性能端:CsI 的 X 線轉換效率比 GOS 高 30-40%,橫向光擴散更小,空間 解析度更高。憑藉優異性能,CsI 有望進一步擠占 GOS 市場份額。

在感測器方面,間接轉換使用的感測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,具有大面積、工藝成熟穩定、普通放射能譜範圍響應好、材料穩 定可靠、環境適應性好等特點,可同時滿足靜態和動態需求。IGZO 採用更先進的感測器 陣列,繼承非晶硅易於大面積製造的同時有更低雜訊、更快採集速度,電子遷移率為非 晶硅的 20-50 倍,是理想大尺寸高速動態探測器技術。CMOS 源於單晶硅技術,單晶硅 電子遷移率是非晶硅的千倍數量級,解析度高、採集速度快、雜訊極低、遲滯也低,可同 時滿足動態和靜態需求,但在尺寸大小、輻射壽命、成本等方面存在劣勢,目前主要應 用於小尺寸動態 X 線影像系統。柔性基板通過薄而軟的材料(如聚亞醯胺)代替傳統玻 璃元件,輕便、抗衝撞、不易破損,可適應條件複雜、惡劣的應用場景。

直接轉換探測器不需要閃爍體,內部結構主要包括感測器及讀出電路、外圍控制電路等, 基本原理是 X 線投射到探測器上,感測器(光導半導體)採集 X 線後直接將 X 線強度分 布轉換為電信號。因不產生可見光,沒有光橫向擴散影響,具有更高的空間解析度,是 平板探測器行業未來發展方向。目前,直接轉換主要有兩種:以非晶硒為代表的積分式 探測器和以碲化鎘(CdTe)、碲鋅鎘(CZT)為代表的光子計數探測器。 非晶硒探測器主要用於乳腺領域。非晶硒探測器圖像質量高,更能滿足乳腺機空間、密 度解析度的高要求,但對工作環境的溫度及濕度有嚴格要求,加之價格昂貴,因此只主 要應用於乳腺。2018 年,非晶硒產品出貨量約佔乳腺探測器總出貨數量的 55%,非晶硅 佔比約 37%。非晶硒技術為 Hologic 獨有,其乳腺機採用乳腺專用非晶硒直接數字化平 板探測器,在發達國家佔有率超 70%。


短中期來看,間接、直接轉換探測器中的非晶硅、IGZO、CMOS、柔性基板、非晶硒五 大感測器技術均有其特點和發展階段的終端應用場景,技術間存在一定替代,但任一技 術無法覆蓋大部分應用場景,將在各自更適用的應用場景下構成功能和性價比的最優解。 非晶硅平板具備性價比優勢,預計短中期內仍是靜態平板和大尺寸動態平板主流選擇; IGZO 探測器信噪比高且採集速度快於非晶硅,動態領域一定程度替代非晶硅是大勢所 趨;CMOS 探測器短中期有望成為牙科、乳腺、外科及介入等領域的主流技術平台,同 時隨著晶圓生產工藝以及輻射加固技術成熟,有望在高端靜態、大尺寸動態以及工業中 有著更廣泛的應用;柔性基板目前成本較高,隨著工藝改善有望在特殊應用場景中取代 非晶硅;非晶硒有望在一段時間內繼續統治中高端乳腺機市場。

長期來看,直接轉換是平板探測器行業發展方向。光子計數探測器綜合性能優異,無附 加電子雜訊,有效降低輻射劑量,還能實現射線多能譜採樣點的多色成像,從而具備物 質分辨能力,有望助力 X 射線成像逐步從 2D、3D 發展到 4D,從黑白髮展到彩色。光子 計數探測器被公認為是下一代 X 線成像技術,具備非常大的應用潛力,目前國內外都在 積極探索。國外光子計數器廠商主要有瑞典 Direct Conversion(已被萬睿視收購)、英國 Kromek、瑞典 Prismatic Sensor AB(已被 GE 收購);對於 CZT/CdTe 晶體,國外廠商主 要有加拿大 Redlen(已被佳能收購)、日本 Acrorad(主要股東為西門子),國內廠商主要 有陝西迪泰克。2021 年,西門子推出全球首台光子計數 CT 系統;GE 光子計數 CT 系統 已經進入臨床階段。


二、平板探測器應用場景廣泛,成長空間廣闊

隨著數字化 X 線影像系統及相關技術發展與改進,平板探測器應用領域不斷拓展,目前 廣泛應用於醫療和非醫療領域。


(一)醫療領域:傳統應用領域增速放緩,口腔領域增速快且空間較大

DR、乳腺用平板探測器

靜態平板探測器主流應用場景為靜態拍片診斷,主要用於數字化 X 線攝影系統(DR)和 數字化乳腺 X 射線攝影系統(FFDM)。 DR 是目前全球主流 X 線影像設備,廣泛應用於醫院內科、外科、骨科、創傷科、急診 科、體檢科等科室。在歐美髮達國家,DR 應用相對成熟,需求主要體現在 CR、CCD-DR 等老舊設備數字化升級和存量 DR 換修。在我國和其他發展中國家,DR 配置與發達國家 存在較大差距,我國目前人均 DR 不及發達國家 1/10,從而形成巨大採購需求。 乳腺用平板探測器市場前景穩定。FFDM 具有優質圖像、更低的輻射劑量、高效的工作 流程及支持斷層成像、3D 定位活檢等優點,為發展新的臨床檢查技術提供了可能性。隨 著女性對乳腺保護意識增強,FFDM 在全球範圍內逐漸應用,同時受歐美文化的影響, FFDM 開始在國內和其他發展中國家普及。

全球 DR、乳腺用平板探測器市場穩健增長,預計 DR 用平板探測器市場容量從 2018 年 4.72 萬台提升至 2027 年 9.44 萬台(CAGR 為 8.0%),市場規模從 2018 年 7.2 億美元增 長至 2027 年 10.2 億美元(CAGR 為 4.0%)。乳腺用平板探測器市場容量從 2018 年 0.64 萬台提升至 2027 年 0.92 萬台(CAGR 為 4.1%),市場規模從 2018 年 1.2 億美元增長至 2027 年 1.5 億美元(CAGR 為 2.6%)。 中國 DR、乳腺用平板探測器市場增速略高於全球,預計 DR 用平板探測器市場容量從 2018 年 1.2 萬台提升至 2027 年 3.1 萬台(CAGR 為 11.2%),市場規模從 2018 年 8.8 億 元增長至 2027 年 16.1 億元(CAGR 為 7.0%)。乳腺用平板探測器市場容量從 2018 年 780 台提升至 2027 年 1320 台(CAGR 為 6.0%),市場規模從 2018 年 0.91 億元增長至 2027 年 1.35 億元(CAGR 為 4.5%)。

數字胃腸機、外科介入及放療設備用平板探測器

動態平板探測器主流應用場景為術中透視成像、動態影像診斷及治療輔助定位,主要用 於 C 型臂 X 射線機、數字減影血管造影系統(DSA)、數字胃腸機(DRF)及放射設備。 C 型臂正逐漸由影像增強器升級為平板探測器,使輻射劑量更低、有效成像面積更大、 成像質量更高,能更好地滿足臨床使用需求。DSA 具有對比度解析度高、檢查時間短、 造影劑用量少、患者 X 射線吸收量明顯降低的優點,運用普及度逐漸提升。DRF 主要用 於胃腸造影、食道造影、消化道檢查等,胃腸造影檢查與消化道內鏡檢查技術相配合可 以對大部分消化道疾病進行普查和確診,具有技術難度低、檢查效率高、受檢者痛苦少、 費用較低等優點,因此配置平板探測器的數字胃腸機成為該類設備的主流。放療設備主 要包括醫用直線加速器、模擬定位機等,醫用直線加速器是目前最主流的放療技術,擁 有較大增量空間,據瓦里安預計,未來 20 年全球總需求量或將達到 2.17 萬台。

整體來看,全球數字胃腸機、外科介入及放療設備需求因數字化升級和普及度提升而穩 步提升,對應平板探測器市場也穩健增長,預計市場規模從 2018 年 3.0 億美元增長至 2027 年 4.7 億美元(CAGR 為 5.3%)。我國相關設備存在較大缺口,如 2017 年我國人均 DSA 擁有量不及美國的 1/10,2019 年我國每百萬人放療設備數量僅 1.5 台,遠低於發達 國家和地區每百萬人口 6-12 台的水平。我國數字胃腸機、外科介入及放療設備普及度提 升帶來增量需求背景下,預計對應平板探測器行業也將隨之同步發展。

寵物醫療領域:平板探測器受益於下遊行業高景氣

與人類醫學一樣,寵物醫學也需要使用放射影像技術對動物體內結構進行拍攝從而達到 診斷疾病的目的,使用的放射影像設備主要包括 DR、C 型臂、CT 和 MRI 等,其中 DR 是最常用的設備,貢獻了大部分市場。 全球寵物醫療領域平板探測器市場規模高個位數增長。據 Yole,2018 年寵物醫療領域平 板探測器市場容量為 6467 台,市場規模約 0.41 億美元,預計 2027 年市場容量為 12091 台(CAGR 為 7.2%),市場規模為 0.92 億美元(CAGR 為 9.3%)。 我國寵物醫療領域平板探測器受益於下遊行業高景氣。我國老齡化現象不容樂觀,少子 化現象嚴峻,寵物情感需求空前提升,養寵人數持續增加,寵物數量也在快速增長。而 隨著消費升級和消費觀念改變,寵物行業高景氣發展,根據《2021 年中國寵物行業白皮 書》,2017-2021 年,我國寵物行業市場規模年複合增速為 16.75%,2021 年達 2490 億元,較 2020 年增長 20.60%。寵物醫療需求也同步高速增長,而我國寵物數字化 X 線影像系 統市場還遠未飽和,平板探測器在此領域的應用將加速,預計 2027 年市場規模增至 2.3 億元,2019-2027 年複合增速為 21%。

齒科領域需重點關注,口腔 CBCT 和口內攝影系統有望雙雙高增長

在齒科領域,平板探測器應用的主要設備包括口腔 CBCT、數字化口內攝影系統等。


口腔 CBCT 是齒科最高端的設備,錐形 X 線束圍繞目標旋轉照射,探測器採集數據,再 將各角度獲取的二維投影圖像轉化成三維容積數據,具有成像效果好、輻射劑量低、曝 光時間短、佔地面積小、使用便捷等優點,是牙齒種植、正畸、牙體牙髓和牙周疾病顯 示、頜骨和顳下頜關節疾病診療的必備設備。目前主流 CBCT 已集成齒科全景和頭影測 量功能,CBCT 三合一系統正逐步取代單獨的齒科全景和頭影測量系統。齒科全景機一 般使用一套線陣探測器,而 CBCT 三合一系統使用 2 套線陣探測器加 1 套平板探測器或 1 套線陣探測器加 2 套平板探測器。齒科全景機向 CBCT 三合一系統的過渡,將帶動平 板探測器在口腔領域應用和市場的增長。 全球口腔診所行業快速擴張,口腔醫療機構數量已超 100 萬家,而口腔 CBCT 滲透率處 於低位,存在較大增量市場。據奕瑞,2027 年全球口腔 CBCT 市場容量預計超 8 萬台。 假設對應平板探測器市場容量 12 萬台(主流三合一全景 CBCT 設備需要 1 或 2 台平板探測器),2021 年每台均價 0.7 萬美元,年降幅 3%,2027 年全球口腔 CBCT 用平板探測 器市場規模為 7 億美元,而 2018 年全球口腔用平板探測器市場規模僅 1.6 億美元。 我國口腔醫療機構數量快速增加,據醫趨勢,2019 年我國口腔醫療機構約 10 萬家。其 中,口腔專科醫院從 2012 年 344 家增加到 2020 年 945 家,年複合增速 13.46%。而我國 口腔 CBCT 主要集中於大型醫院或一二線城市民營診所,對於基數更大的小型醫院、民 營診所等基層口腔醫療機構,口腔 CBCT 配備比例非常低,隨著居民口腔診療需求尤其 是種植牙、正畸需求增加,醫療機構對口腔 CBCT 有較強採購需求。

2016 年我國口腔 CBCT 數量約 2,000 台,滲透率約 4.0%,2018 年滲透率增至 9.7%,2020 年滲透率達到 15.6%,滲透率以每年 3-4%的速度增長,目前我國口腔 CBCT 年市場容量 近 1 萬台,預計 2027 年市場容量超 2 萬台,對應的口腔 CBCT 平板探測器市場容量在 3 萬台左右。經測算,預計中國口腔 CBCT 用平板探測器市場規模 2027 年增至 10.3 億元。


而數字化口內攝影系統屬於靜態設備,用於口腔局部 X 線攝影(如 1-4 顆牙齒的拍攝), 此前因產品價格較高,口腔醫療機構主要使用以 CR 影像板為核心部件的半數字化攝影 設備。隨著 CMOS 在平板探測器領域應用逐漸成熟,口內攝影系統數字化升級成本有所 降低,數字化口內攝影系統對半數字化口內攝影設備替代趨勢顯現,並逐漸成為必備設備之一,疊加全球口腔醫療機構較快的設立增速,產品市場需求攀升,潛力巨大。據奕 瑞公告,2021 年全球需求量約 16 萬台。假設全球均價 900 美元,21 年全球市場規模 1.4 億美元,假設全球需求量 CAGR 為 15%、產品均價年降幅 4%,預計 2027 年全球需求量 37 萬台,產品均價 700 美元,市場規模 2.6 億美元,2021-2027 年複合增速約 10.4%。

(二)非醫療領域:工業無損檢測和安檢領域均有望蓬勃發展

1、工業無損檢測:新能源電池檢測、集成電路檢測有望成為新的增長點

無損檢測也稱無損探傷,是在不損害或不影響被檢測對象使用性能前提下採用射線、超 聲、紅外、電磁等並結合儀器進行缺陷、化學、物理參數檢測的技術。數字化 X 線影像 系統因成像質量高、曝光時間短,成為工業無損檢測首選。 2018 年全球工業領域平板探測器市場規模相對較小,為 1.9 億美元,但在野外等工業現 場仍主要使用 X 線膠片,平板探測器作為升級替代存在較大市場上行空間。此外,隨著 技術進步和價格下探,平板探測器工業領域應用持續拓展,從工業鑄件、管道焊縫等傳 統檢測逐步拓展到新能源電池檢測、集成電路檢測等,不斷刺激工業領域產生新增需求。

集成電路檢測

集成電路處於電子信息產業鏈頂端,隨著電子產品應用和普及而快速發展。全球集成電 路產業銷售額從 2010 年 2,499 億美元增至 2021 年 4,597 億美元,CAGR 為 5.7%。我國 集成電路產業近年平穩快速增長,銷售額從 2010 年 1,440 億元增至 2020 年 8,848 億元, CAGR 為 19.9%。集成電路中半導體生產流程包括晶圓製造、晶圓測試、晶元封裝、封裝 後測試等,封裝測試是重要板塊之一,約佔整體 1/3。X 線無損檢測可用於晶圓檢測(檢 測晶圓切割角度、尺寸等)與封裝後檢測(檢測晶元內部線路排布、焊接、封裝情況等), 集成電路產業的快速發展驅動集成電路 X 線檢測設備和對應平板探測器的需求增長。


新能源電池檢測

新能源電池行業 X 線檢測主要用於新能源汽車動力電池檢測、消費電池檢測和儲能電池 檢測等新能源電池領域。(1)新能源汽車動力電池檢測:一方面,新能源汽車行業快速 發展帶動上游電池發展,全球及中國動力電池裝機量處於高速增長車道,出廠前電池電 極、電芯以及外包裝等檢測需求大幅增加,而 X 線檢測是必不可少的檢測手段。另一方 面,行業規範逐步完善,各新能源整車廠逐漸採用在線式檢測方式取代原有離線式檢測。 兩方面合力催生巨大的平板探測器需求。(2)消費類電池檢測:發展已步入成熟期,市 場增長主要由智能手錶、TWS 耳機、智能可穿戴設備、消費類無人機等新型消費型電子 產品的興起和推廣帶動,從而帶來一定的平板探測器需求。(3)儲能電池檢測:受益於 海外和我國碳中和的戰略部署、儲能項目成本下行趨勢,疊加光儲項目和長時儲能的迫 切需求,全球和中國儲能電池裝機量快速提升。儲能電池具有使用壽命長、安全性能好、 能量密度高等特點,對生產一致性標準要求較高,儲能電池 X 線檢測也越來越得到重視。 2021 年,平板探測器開始在新能源電池檢測領域廣泛應用,新能源電池檢測領域平板探 測器市場規模有望爆髮式增長。據奕瑞預測,2027 年全球新能源電池檢測領域平板探測 器需求量超 1 萬台,若假設 2027 年相應平板探測器均價 1 萬美元,則 2027 年全球新能 源電池檢測領域平板探測器市場規模有望超 1 億美元。

2、安檢領域:隨著 X 線安檢設備擴容而擁有較大市場前景

平板探測器在安檢領域的應用包括公共場所安檢、車輛集裝箱檢查、可疑包裹排查等。 近年來國際安全形勢日趨嚴峻,各國政府對安全檢查的重視程度大幅提升,此外,機場、 鐵路、城市軌道交通等基礎設施的建設也在持續加強,X 線安檢設備需求保持快速增長。 我國在機場、高鐵站、地鐵、醫院、貨運檢查場所、政府職能部門等場所均加大了安檢設 備投入,2011-2018 年我國安檢設備市場規模由 275 億元增至 489 億元,CAGR 為 8.58%。 平板探測器作為 X 線安檢設備的核心部件,隨著 X 線安檢設備市場擴容而擁有較大市場 前景,據 Yole,2018 年全球安檢領域平板探測器市場規模為 2.6 億美元,預計 2027 年增 至 6.2 億美元,年複合增速超過 10%。


三、萬睿視:全球平板探測器領導者

萬睿視的歷史可以追溯到1930s,當時Jack McCullough和Bill Eitel創建了Eimac Products, 生產高品質、大功率的 X 射線球管組件。1965 年,Eimac 與瓦里安合併。2012 年,瓦里 安設立了萬睿視前身影像部件事業部(ICB),2017 年 1 月,萬睿視正式從瓦里安分拆, 成為一家獨立公司,並在美國納斯達克交易所上市。


萬睿視是全球平板探測器領導者。萬睿視已在全球範圍內安裝超 15 萬個 X 射線探測器, 目前 X 射線探測器年生產超 2 萬個,在醫用平板探測器的全球市場份額常年位居第一 (2018 年市場份額 24.1%),在工業平板探測器的全球市場份額更是遠超 50%。萬睿視還 有 X 射線球管、連接&控制、軟體&服務等業務。萬睿視目前 X 射線影像部件覆蓋全球 90%的 X 射線原始設備製造商(OEM),平均客戶關係超過 25 年。我國幾乎所有 DR、 CT、DSA、C 型臂、胃腸、乳腺等設備廠家都是萬睿視的用戶。當前,萬睿視總市值為 9.32 億美元(2022 年 8 月 19 日)。

萬睿視自 2017 年 1 月正式從瓦里安分拆後收入穩健增長,2020 年受疫情影響略有下滑, 2021 年重回增長道,實現收入 8.2 億美元。但受原材料與製造成本上升、市場競爭加劇 使產品價格下滑的雙重影響,毛利率逐年下滑,2020 年因疫情大幅下滑,且當年凈利潤 為負,2021 年毛利率有所回升。萬睿視以醫療業務為主,其收入佔比維持在 80%左右。

萬睿視是目前全球唯一一家彙集非晶硅、CMOS、IGZO 和光子計數四大平板探測器技 術於一身並全部成熟商業化的企業。萬睿視致力於掌握尖端技術,持續把握行業技術發 展方向。2017 年 5 月,萬睿視完成全球第三大平板探測器製造商 Perkin Elmer 旗下影像 部件事業部的收購,CMOS 技術收入囊中。萬睿視是最先將 IGZO-TFT 技術引入平板探 測器市場的製造商之一,2018 年推出有史以來第一款 IGZO 探測器。而光子計數探測器 被公認為是下一代 X 光成像技術,萬睿視 2019 年 4 月成功收購以直接轉換和光子計數 技術聞名的瑞典公司 Direct Conversion AB,並已在口腔、工業等領域成功實現商業化。 萬睿視敏銳嗅到平板探測器工業領域應用潛力,加強工業領域布局。2017 年 5 月萬睿視 收購 Perkin Elmer 旗下影像部件事業部,而 Perkin Elmer 是最早也是當時全球市場份額最 大的工業平板探測器生產商,此次收購大大拓展萬睿視工業領域產品線。萬睿視 2018 年 末組建團隊致力於工業領域推廣,2020 年 6 月創立全新品牌「萬睿視工業」,更好滿足工 業及安防市場業務增長需求,新能源汽車動力電池檢測也成為發力重要方向。萬睿視工業領域表現亮眼,除 2020 年受疫情影響外,2016-2021 年工業領域收入增速均高於醫療。

萬睿視較早開啟中國市場本土化之路。萬睿視尚未從瓦里安獨立時就已開啟本土化,2009 年在北京亦庄設立 X 射線球管維修服務中心。2015 年無錫工廠前身開始建立,2018 年 5 月將北京亦庄球管廠遷至無錫與無錫工廠合併。疫情使萬睿視加快貫徹落實中國本土化 計劃,並加速產品線向中國市場轉移的進程。主要舉措包括:(1)本土生產。2020 年在 無錫工廠正式投入平板探測器生產線,目前產能已達到 3000 片。2021 年底無錫工廠球 管年產量已達 2000 支,預計 2023 年底超過 5000 支。無錫工廠已成為全球三大生產基地 之一。(2)本土採購。在中國市場進行物料採購,比如精密加工的零部件、電子線路板, 並加快技術驗證、供應商走訪、供應商審核等程序,使得無錫工廠生產更加集約化。得 益於萬睿視 CT 球管和平板探測器業務在中國市場的增長,亞太地區收入近三年持續提 升,收入佔比從 2019 年 29%提升至 2021 年 33%。


四、奕瑞科技志在高遠、康眾醫療潛力可期

(一)國產技術已達到國際同行水平,有望繼續蠶食國內外進口廠家市場份額

2010 年前我國尚未出現專門的平板探測器生產商,相關技術和市場基本被國外巨頭壟斷。 2010 年以後,逐漸有國產廠家進入該行業,其中奕瑞和康眾平板探測器技術目前已經達 到國際同行水平。奕瑞 2011 年成功研製出中國大陸第一款國產非晶硅 TFT 感測器和基 於該感測器的數字化 X 線探測器並實現產業化,打破國外廠商技術壟斷,2012 年啟動碘 化銫項目並實現當年投產,2015 年發布首款動態產品,2018 年發布首款 IGZO 平板探測 器,2019 年成功具備柔性 X 線探測器製造生產能力,成功躋身全球少數幾家同時掌握非 晶硅、IGZO、CMOS 和柔性基板四大感測器技術並具備量產能力的 X 線探測器公司之 一。康眾自成立起便追求低劑量技術路線,2010 年攻克碘化銫直接生長技術,生產了首 台應用碘化銫閃爍體的產品樣機,並堅持全系列醫療領域產品均使用碘化銫,2014 年產 品正式產業化推廣,2015 年推出首款工業/安檢產品,是國內首批推出國產工業/安檢用 平板探測器的廠家之一,2016、2017 年乳腺產品、動態產品相繼問世,2021 年發布應用 CMOS 感測器的口腔系列產品和應用 IGZO 感測器的動態系列產品。


奕瑞和康眾引領國內市場進口替代浪潮。一方面,以奕瑞和康眾為代表的國產廠商憑藉 自身對技術路線的自主探索,陸續掌握平板探測器核心技術和生產工藝、推出高性能、 高品質的平板探測器,另一方面,國家政策對平板探測器等戰略性新興產業發展的支持 和進口替代的鼓勵,推動國產化率不斷提高。從市場份額來看,平板探測器進口替代進 程已非常可觀,但還有持續挖潛空間。

奕瑞和康眾海外市場與進口廠家同台競技,有望繼續蠶食進口廠家市場份額。據 IHS Markit,2018 年全球醫療和寵物醫療平板探測器市場主要由國外企業主導,萬睿視、Trixell 等佔據較高份額,國產廠家奕瑞、康眾開始嶄露頭角,目前分別位列全球第 3、9 名,市 場份額分別為 8%、3%。據奕瑞公告,2021 年奕瑞全球平板探測器市場佔有率提升至 17% 左右。我們認為,憑藉技術已達到國際同行水平且仍在加速布局提升以及國內資源稟賦 形成的成本優勢等因素,奕瑞和康眾有望繼續蠶食進口廠家市場份額。

(二)新應用場景的持續擴展驅動行業和公司較快增長

平板探測器應用場景不斷拓展,其中需求較大的新能源和電子屬於中國強勢產業,空間 較大的口腔受益中國人口基數、口腔健康意識提升和相關設備普及,均有望優先國產。

新能源電池檢測和集成電路檢測

工業領域需求較大的是新能源電池檢測和集成電路檢測,對應的新能源和集成電路得益 於政策鼓勵與支持,一直是我國重點發展產業,目前也已成為我國強勢產業。新能源領 域,以動力電池裝機量為例,據 GGII,2018 年中國動力電池裝機量佔全球裝機量的比例 為 61%,而 2021 年這一數據為 75%,且未來幾年這一比例預計仍將在 70%以上;集成電 路領域,據日聯科技,中國集成電路產業銷售額佔全球比例從 2010 年 9%上升至 2020 年 31%,且有望繼續提升。新能源電池檢測和集成電路檢測所用平板探測器有望優先國產。 此外,由於新能源電池和集成電路檢測中 X 射線輻射劑量較高,工作環境較為惡劣,平 板探測器使用壽命較短(通常只有 1-2 年),具有耗材屬性。

口腔 CBCT 和口內攝影系統

口腔就診需求基本與人口數量和老齡化趨勢直接掛鉤,而我國具備人口優勢,人口老齡 化現象也非常嚴峻,我國口腔行業發展迅猛,是全球口腔領域發展最快的國家之一,口 腔醫療機構新增速度也居於前列。 我國口腔醫療機構口腔 CBCT 滲透率低,提升空間巨大。口腔 CBCT 設備市場進口替代 也在不斷推進,國產 CBCT 廠家更傾向於選擇國產平板探測器進行自身控本降費,並強 化產品價格優勢,一方面搶佔進口市場份額,另一方面加速產品普及。奕瑞 2020 年推出 口腔 CBCT 用平板探測器並成為國內四大口腔 CBCT 廠家主要供應商,2021 年國內市佔 率達到 40%,由此可見國產口腔 CBCT 設備廠家對國產平板探測器的偏好。 我國口腔醫療機構主要使用以 CR 影像板為核心部件的半數字化攝影設備,存在巨大數 字化升級需求,價格是數字化升級的關鍵決定因素,當前進口主流數字化口內攝影產品 價格遠高於國產。此外,數字化口內攝影系統有望成為新建口腔醫療機構的必備設備之 一。上述情形中,國產產品均有望成為第一選擇。

(三)未來有望擴展平板探測器以外的其他業務領域

參考國外龍頭,國產可以往平板探測器以外的其他業務領域拓展,如往上游、平行產業 或下游拓展,打開自身成長天花板。行業龍頭萬睿視除平板探測器外,還布局有 X 射線管、連接&控制、軟體&服務等業務。其中 X 射線管已在全球範圍內安裝超 15 萬個,目 前年生產超 2.7 萬個,已佔據全球 CT 售後管組件近 50%市場,是萬睿視除平板探測器之 外的又一核心產品線。

奕瑞往上游和平行產業拓展。上游:奕瑞目前已具備碘化銫蒸鍍和硫氧化釓薄膜耦合工 藝,將往上游閃爍體相關領域延伸,新建碘化銫晶體(CsI)、硫氧化釓陶瓷(GOS)和鎢 酸鎘晶體(CWO)等閃爍體材料生產線,奕瑞還積極布局探測器晶元,開發了基於 BGA 封裝 64 通道、16 位 ADC 轉換的讀出晶元,正在開發高性能 ADC 轉換的讀出晶元。平 行產業:奕瑞高壓射線源已實現投產,布局了 CT 探測器所需四大核心部件準直器(ASG)、 閃爍體、光電二極體(PD)、讀出晶元並取得階段性成果。康眾也在往球管/束光器等平 行產業布局拓展,2021 年 11 月在 RSNA 上展示了三代平板探測器 智能束光器 DAEC 技術的一體化系統解決方案。

(四)奕瑞科技 VS 康眾醫療

1、技術布局:奕瑞較早同時掌握四大感測器技術,康眾目前已補齊

在感測器技術路線方面,奕瑞和康眾幾乎處於同一起跑線。2019 年奕瑞科技便成功躋身 全球少數幾家同時掌握非晶硅、IGZO、CMOS 和柔性基板四大感測器技術並具備量產能 力的 X 線探測器公司之一,康眾 2021 年發布應用 CMOS 感測器的口腔系列產品和應用 IGZO 感測器的動態系列產品,補齊四大感測器技術。

2、產品管線:雙方持續豐富,緊握細分市場快速發展機遇

奕瑞初期專註醫療靜態,用 7 年時間成為國內 DR 市場第一,2017 年中國普放 DR 探測 器市佔率 40%左右。疫情使全球對移動 DR 需求大幅上升,奕瑞 2021 年全球 DR 探測器 市佔率提升至 28%(2018 年該數值為 17%)。在 DR 領域達到一定市場份額後奕瑞積極 向其他領域拓展,陸續推出乳腺、放療、齒科、工業系列產品。齒科領域,奕瑞 2020 年 推出口腔 CBCT 產品後迅速進口替代,已成為國內四大口腔 CBCT 製造商主要供應商, 2021 年國內市佔率約 40%,而 2020 年 9 月量產的口內探測器 2021 年全球市佔率達到 20-25%。工業領域,奕瑞推出多款基於非晶硅和 IGZO 的工業新產品得到廣泛認可,2020 年工業新產品全年營收增速超 100%,2021 年寧德成為第二大客戶。目前,奕瑞也具備 DRF、C 型臂、DSA 平板探測器的量產能力,基本實現主要細分應用領域全覆蓋。

康眾 2010 年生產了首台普放平板探測器樣機,2014 年正式產業化推廣,時間晚於奕瑞。 2015 年推出首款工業/安檢產品,是國內首批推出廠家之一,2016 年乳腺平板探測器問 世,2017 年國內市場銷量佔比達 15.47%,2019 年提升至 39.99%。在動態產品方面,2017 年康眾研發出可用於 DRF 的動態平板探測器,同時應用領域陸續拓展到 DSA、C 型臂和 放療設備。康眾緊跟口腔、工業/安檢領域市場需求,補齊相關產品線。在口腔領域,2021 年康眾發布應用 CMOS 感測器技術的口腔系列產品以及口內小尺寸系列產品,實現主要 口腔產品類別全覆蓋。在工業/安檢產品方面,康眾在覆蓋焊接件、壓鑄件、管道等工業 無損檢測以及安檢排爆等細分領域基礎上,2021 年率先推出微電子檢測新產品,目前在 新能源電池檢測、電子檢測(含 SMT、PCB、FPC、晶元等)領域陸續推出全新產品。


3、成本管控:從結果上看,康眾與奕瑞相比還有較大差距

奕瑞成本控制能力強。一方面,奕瑞注重供應鏈本土化,絕大部分原材料從國內供應商 採購,近 5 年來前五大供應商中有四個及以上為國內供應商,同時引入多家可相互替代 的供應商,提高議價能力。以 TFT SENSOR 為例,奕瑞 2017、2018 年向深天馬採購的 金額佔總採購金額的 25.8%、23.5%,2019 年引入友達光電作為第二家供應商,2021 年 向深天馬採購金額比例下滑至 5.74%。另一方面,奕瑞注重向產業鏈上游延伸並已初見 成效,如目前原材料 SMT 貼片和 TFT 綁定由外購改為自產,且不再外購 PCBA 和已綁 定的 TFT 玻璃成品,降低奕瑞物料成本,加之規模效應日漸凸顯,奕瑞成本優勢明顯。

成本優勢使奕瑞在競爭中掌握更多主動權。奕瑞在保證毛利率的基礎上以價換量搶佔市 場份額。2015 年以來奕瑞各系列產品平均售價均有不同幅度下滑,但基於優秀的成本控 制能力,毛利率下滑並不明顯,且得益於高毛利率的動態系列快速放量,近幾年主營業 務毛利率持續提升,2019-2021、2022Q1 毛利率分別為 49.9%、52.3%、56.9%、59.1%。 康眾主營業務毛利率整體低於奕瑞,且幾大產品系列近幾年價格呈現下滑趨勢,對應毛 利率也受到一定程度影響。康眾積極採取成本控制措施,一方面引入新的 TFT/PD 供應 商、優化合格供應商名錄、加大部分原材料(如碳纖維)的自主生產供應等,另一方面通 過攻克關鍵技術、自動化升級核心製程、全面管控過程質量等方式提升產品良率與穩定性。康眾 2020 年全年主營業務毛利率提升至 43.68%,2021 年毛利率躍升至 47.81%,但 相較奕瑞仍存在較大差距。


4、銷售能力:奕瑞大客戶戰略不斷深化,康眾客戶相對較小且穩定性較差

奕瑞銷售能力強勁。從結果來看,奕瑞國內外大客戶能一直突破且合作關係穩固,銷售 收入能持續快速增長。奕瑞一直集中優勢資源開發戰略大客戶,成效顯著,當前已與國 內外知名影像設備廠商及細分領域領頭羊均建立良好合作關係,為長遠發展奠基。同時, 奕瑞深度挖掘現有客戶需求,加大與現有客戶的合作範圍與深度,從單一產品供應逐步 轉向多個產品線的全線導入,提高在客戶內部的供應滲透率。奕瑞與客戶合作關係穩定。 如柯尼卡和萬東醫療 2013 年以前便與公司建立了合作關係,2015-2020 年始終為公司前 五大客戶,柯尼卡連續多年為公司第一大客戶。奕瑞還在不斷完善全球營銷及服務網路, 加強銷售團隊建設。2021 年,奕瑞新設日本全資子公司,加強日本、南非、巴西、美國、 德國、中東等地銷售及服務支持團隊組建。

5、研發拓展:奕瑞科技與康眾醫療各有側重

奕瑞科技多元布局,不斷提升成長天花板

奕瑞深度布局新型探測器。 (1)CMOS 探測器:CMOS 探測器可廣泛應用在高端 DR、高端乳腺機、C 型臂、齒科、 工業檢測、新能源電池檢測等領域。目前,奕瑞已擁有適用高端乳腺機、齒科、中/小 C、 工業檢測、新能源電池檢測產品的 CMOS 晶元,圖像性能與進口同類產品相當,正在開 發應用於高端 DR、大 C 的 CMOS 晶元;應用於齒科的非拼接 CMOS 探測器已實現量產 並銷售;已掌握 CMOS 大面積拼接技術並完成高端乳腺探測器樣機,拼接精度為 50μm, 預計 2022 年正式對外銷售。

(2)TDI 探測器:基於 CMOS 的 TDI 探測器可實現不停頓曝光、超高速成像,目前國 內主要新能源電池廠商對超高速在線檢測探測器需求較為迫切,TDI 未來有望成為新能 源電池廠商首選方案之一。 奕瑞針對新能源電池客戶需求開發了 TDI 探測器樣機,內部檢測性能優異。目前正與新 能源客戶等洽談 TDI 合作事宜,預計近期向客戶送樣,2023 年正式形成批量銷售。

(3)CT 探測器:主要由準直器(ASG)、閃爍體、光電二極體(PD)、讀出晶元等四大 核心部件構成。目前,奕瑞對上述核心部件均進行布局並取得階段性成果。準直器已具 備量產能力,性能已能滿足客戶需求;硫氧化釓陶瓷已生產出樣品,在線陣探測器領域 可投入使用,在 CT 探測器領域已向部分客戶送樣,大部分性能指標達到要求;奕瑞 CT 用高性能背入式 PD 已提供客戶進行測試,主要技術指標上均已滿足客戶前期測試需求; 在 CT 探測器電子電路領域結合定製的讀出晶元,目前已完成 CT 探測器電路板製作。CT 探測器整機正在開發中,預計下半年完成樣機。

(4)CZT 光子計數探測器:可廣泛應用於醫療和工業領域。醫療領域,CZT 光子計數 可以使螺旋 CT 系統具備能譜成像功能;工業領域,可用於輻射探測、異物檢測等,可提 高在線檢測異物識別率。在 CZT 晶體生長方面,目前奕瑞已完成 CZT 晶體小樣生長並 獲得特定晶格方向晶體樣品,還需要進一步攻克大尺寸 CZT 單晶製備工藝;在 CZT 傳 感器製備方面目前已初步製備多種樣品用於工藝完善;在光子計數電路方面目前已搭建 電路原型進行測試。產品研發成功後,將作為迭代產品向 CT 探測器客戶進行銷售。

(5)SiPM 探測器:不僅可用於醫學領域 PET、PET/CT、PET/MRI 等,還可應用於激光 雷達、輻射檢測(如射線輻射檢測、實時環境檢測等)、生物科學檢測(如 PCR、血液分 析儀等)、高能物理(宇宙射線探測、高能粒子加速器等)等領域。隨著高端醫療影像產 品需求增長、智能駕駛普及帶來激光雷達需求增長,SiPM 探測器市場空間廣闊。PET、PET/CT、PET/MRI 主要製造商包括 GE、飛利浦醫療、西門子醫療、聯影醫療等,與現 有客戶群體重合度較高,產品推廣和市場開拓方面具有一定優勢。在非醫療領域,奕瑞 會定向開發如各大使用激光雷達的智能駕駛車企、PCR 檢測儀製造商,如 BioRad、賽默 飛、Illumina 等。

奕瑞往上游閃爍體、探測器晶元等領域以及平行產業延伸。閃爍體:奕瑞目前已具備碘 化銫蒸鍍和硫氧化釓薄膜耦合工藝,將新建碘化銫晶體(CsI)、硫氧化釓陶瓷(GOS)和 鎢酸鎘晶體(CWO)等閃爍體材料生產線,從而具備閃爍體晶體大規模量產能力,同時 實現核心原料國產化和自主可控,未來產能優先滿足自身探測器需求,餘下部分可對外 出售。探測器晶元:讀出晶元是幾乎所有探測器均需使用的核心原材料之一,平均每台 探測器需使用 12 塊左右的讀出晶元,占探測器總成本比例約為 10-20%。目前國內暫無 探測器晶元量產廠家。奕瑞已開發了基於 BGA 封裝 64 通道、16 位 ADC 轉換的讀出芯 片,正在開發高性能 ADC 轉換的讀出晶元。平行產業:奕瑞高壓射線源已實現投產,布 局了 CT 探測器所需四大核心部件準直器(ASG)、閃爍體、光電二極體(PD)、讀出芯 片並取得階段性成果。

康眾醫療收入體量小,研發投入有限,持續深耕平板探測器

康眾醫療在平板探測器領域發展方向為:(1)普放降本,持續推動發展中國家和地區的 數字化升級;(2)深耕動態,充分利用技術儲備優勢,發掘高階應用,推動行業全面動態 化;(3)產品智能化,集成數字化自動曝光控制(DAEC)等技術,提高臨床拍片的質控 及工作流,提升智能化、集成化程度。(4)積極布局光子計數器等平板探測器前瞻技術。 同時,康眾將以平板探測器為基點,往平行產業拓展。一方面,通過自主研發,圍繞下一 代 X 射線影像系統設計理念,反推並探索球管/束光器/軟體等核心部件;另一方面,通過 合作開發,與核心部件企業合作打造行業生態,共同推動行業升級。


6、經營和資本市場表現

奕瑞在收入、歸母凈利潤體量和增速上都高於康眾,在市值、估值水平(PE 和 PB)也高 於康眾。

奕瑞憑藉先發優勢、過硬的技術能力、強大的銷售能力,與國內外大客戶建立深入聯繫, 業績持續高增長,研發投入不斷增加,業務範圍有望持續擴展,奕瑞發展志在高遠。 康眾在過去深耕技術,核心技術上均取得突破,部分技術領先全球競爭對手,但是銷售 能力相對較弱,從而導致研發投入無法與同行相匹配,但在工業和齒科等高增長領域, 康眾也有希望憑藉過硬的產品實力拿下大單,具備較大的業績彈性,並帶動銷售能力和 研發能力正循環,康眾潛力可期。

(本文僅供參考,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】。未來智庫 - 官方網站

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