(报告出品方/作者:中信建投证券,黎韬扬、王春阳)
一、公司简介:专注红外赛道,构建全产业链格局
1.1公司简介:唯一的具备完整武器系统科研和生产资质的民营企业
公司是专业从事高端红外产品的研发设计和生产及销售工作的民营企业,业务涵盖焦红外平面探测器芯片、红外热像整机及以红外热成像为核心的综合光电系统、完整武器系统总体和传统非致命性弹药及信息化弹药四大业务板块。公司深耕红外赛道20年,具备完善的红外产业链和更加全面的产品系列,积极布局制冷和非制冷高端红外产能。截止目前,公司是国内唯一的具备完整武器系统科研和生产资质的民营企业,现已构建起从底层红外核心器件,到综合光电系统,再到顶层完整装备系统总体的全产业链科研生产布局。
公司通过设立子公司及收购不断拓展业务领域。年起,高德红外通过设立子公司、收购等方式不断扩张产品线和业务领域,年在比利时成立子公司优尼尔,拓展海外红外业务。年成立子公司高芯科技,高芯科技设立的主要目的是推进红外焦平面芯片的产业化。年收购湖北汉丹机电%股权,将公司业务拓展至火工领域。年成立子公司高德智感和轩辕智驾,推进红外民用产品发展。
在产业链方面,从年公司建成国内第一条红外焦平面探测芯片生产线开始,年研制出国内首款高性能红外制冷探测器,至年,公司已经构建起一条从上游红外核心器件到红外热成像、火控、制导、发动机、舵机等武器分系统,再到最终完整的武器系统总体的红外武器装备系统全产业链,年,公司获得完整装备系统总体科研与生产资质,真正实现了从配套到总体的跨越。
高德红外由黄立先生等人创立,实际控制人未曾改变,股权结构稳定。第一大股东为高德电气,持股36.39%,实际控制人黄立合计持股63.49%
高德红外的主营业务已构建起从底层红外核心器件,到综合光电系统,再到顶层完整装备系统总体的全产业链科研生产布局,核心技术处于世界一流水平。其主营业务包括以下四大板块:
1)红外探测器板块,红外探测器是红外热成像仪的核心部件,高德红外已建成三条8英寸红外焦平面探测器产线,包括了碲镉汞、Ⅱ类超晶格和非制冷红外焦平面三种产线,覆盖了制冷和非制冷红外探测领域,在全球范围内均为先进产能,实现了关键技术的自主可控;
2)红外热像整机及综合光电系统板块,公司以高端化、系统化、集成化为方向,建立了雷达、激光、精密机械、先进电子、通讯、人工智能、陀螺稳定伺服、目标检测跟踪等数十个研究室,大力推动综合光电系统及高端型号产品的科研生产工作,已实现红外夜视、侦察、制导、对抗等多层次应用。凭借红外探测器产业化优势及多领域的技术研发优势,公司大力拓展红外热成像技术在消费电子、智能家居、智能测温、安防监控、警用执法、交通夜视等各类民用领域的市场应用;
3)完整装备系统业务板块,公司率先在国内研制成功了某完整装备系统并获得该类系统总体科研生产资质,使得公司成为向国家提供重点型号系统总体产品的民营企业,同时公司开展了多款完整装备系统总体产品的预研并参与国内竞标,也已陆续顺利中标其他类型的完整装备系统总体项目;
4)传统弹药和信息化弹药板块,该业务板块主要由公司全资子公司汉丹机电承担,汉丹机电主要从事非致命性弹药、地爆装备、炮兵子母弹子弹药、引信等产品的研发、生产与销售,为国内品种最多、产量最大、装备覆盖最广的非致命性弹药研发与生产基地,也是非致命地爆装备的重点定点生产企业,产品主要配备于部队、武警及公安队伍。
1.2经营情况:军民市场营收齐升,盈利能力持续增强
红外军民品市场打开,营收利润快速增长。年,军品市场快速增长,红外产品在军工领域渗透率逐渐增强,叠加疫情产品爆发,公司营收利润大幅增加。年公司营业收入为33.3亿元,同比增长.51%,归母净利润10亿元,同比增长.59%,年上半年,军品继续保持高速增长,实现营业收入18.47亿元,同比增长57.04%,归母净利润6.94亿元,同比增长34.01%。
红外系列产品是公司的核心业务,年红外业务板块贡献了总体营收和毛利的87%和93%。年公司红外业务板块占收入比重为86.58%,主要包括红外探测芯片、整机以及红外综合光电系统等系列产品。年公司业务综合毛利率高达59.2%,主要由于红外疫情产品毛利率较高,年上半年为57%,高位企稳,今年以来毛利率回归正常水平。
规模效应显著,三费占比大幅降低。随着公司营收规模的增大,三费占比逐年下降。年后研发投入和研发费用率均保持高速增长,在年公司研发费用同比增加76%,研发费用4.55亿元。
二、红外产业:红外成像可全天候使用,广泛应用于军民领域
2.1红外线在自然界中普遍存在,红外探测器可捕捉红外线信号成像
物理学上定义红外线的波长在0.75~0μm之间,是在可见光外的一种电磁波。红外线是一种肉眼看不见的光线,一切温度高于绝对零度(-℃)的物体时刻都在发射红外线,温度越高,辐射的红外线的能量越大。根据波长可将红外线进一步划分为四类:1)波长在0.75~3μm之间称为近红外或短波红外,2)波长在3~6μm之间称为中红外或者中波红外,3)波长范围在6~15μm称为远红外或者远波红外,4)波长在15~0μm之间为极远红外。
红外线可被红外探测仪捕捉识别,红外热成像技术可以在完全无光的情况下,突破雾霾、烟尘等恶劣环境影响,观测到十几公里乃至上百公里以外的目标。具有作用距离远、抗干扰性好、可全天候、全天时工作等优点。是当今夜视、夜战、精确打击的核心技术,广泛应用在国防高科技、民用市场等领域。
不同波长红外探测仪呈现原理不同,短波红外探测仪主要用于短距离探测,中长波红外探测仪用于长距离探测,中长波红外探测仪多用于军事用途。短波红外探测仪成像原理是利用物体反射大气中普遍存在的月光星光等短波红外光线,通过捕捉这类物体反射的红外线生成夜视图像,更像是增强视力,多与可见光结合使用。优点是重量轻、体积小,价格便宜,图像清晰,适用和维修方便,缺点是穿透性差,易受外部光源的影响产生过曝,作用距离短。中、长波红外探测仪用于捕捉物体自身散发的中长波红外线。在K到K温度区间,目标散发多为长波红外,因此更适合长波红外探测器,而随着温度的升高中波红外的绝对辐射量迅速增加,有效辐射比例大幅提升,因此更适用于中波红外探测。中波红外在雨天、雾天等高湿度气候条件下穿透性尤其强,长波红外在沙尘条件下的穿透距离较其他波段红外的距离更长。中长波红外多用于舰载、导引头、机载等军事武器。
通常情况下,红外探测器主要分为制冷和非制冷两大类。依据工作原理的不同可分为光子探测器和热辐射探测器两类,依据对工作环境的需求不同可分为制冷红外探测器和非制冷红外探测器。光子探测器的工作原理是入射光子与探测器材料产生的光电效应,需要在低温环境下进行,因此一般需要配备制冷器;而热探测器的原理是通过探测器中的热敏材料接触目标所散发的红外线产生的热效应,在室温环境下可正常工作,无需制冷,因此一般情况下,光子探测器属于制冷型红外探测器,热探测器属于非制冷型红外探测器。
制冷红外探测器性能优越,多用于军事领域。制冷型红外探测器一般指的是以半导体的光电效应为原理的红外探测器,而光电效应需要在低温环境下进行,因此此类探测器会配备制冷系统,制冷型红外探测器具有灵敏度高,响应迅速,探测距离远,噪声等效温差性能优越,并凭借性能的优势几乎垄断了高端军事如末端制导、告警系统、军事红外搜索和跟踪,红外探雷等领域。目前主流的第三代制冷型红外探测器的材料主要包括碲镉汞(Hg1-xCdxTe),量子阱光探测(QWIPs)、II类超晶格(II-SLs)与量子点光探测(QDIPs)四种。其中二类超晶格是未来发展方向,而目前主流的制冷红外探测器仍然使用碲镉汞作为核心材料。
非制冷红外探测器体积小、价格低,多用于民用领域。非制冷红外探测器即无需制冷系统在常温环境下可正常工作的红外探测器,具有重量轻,占用空间小,价格便宜、启动快等特点,在部分军事领域如单兵夜视装备以及大部分民用红外领域得到广泛的应用。非制冷探测器主要有氧化钒和非晶硅两种技术路线。
2.2红外探测器是关键部件,红外芯片是核心技术
红外热像仪由红外光学系统、红外探测器和电路系统构成,其中红外探测器是核心,芯片制造则是红外探测器的关键技术。红外热成像仪通过捕捉物体散发的红外线进行侦查检测等活动,其工作原理是红外辐射通过红外光学系统照射到红外探测器上,红外探测器将捕捉到的红外辐射转化为电信号,根据辐射蕴含能量的高低,电信号也会呈现强弱不同的变化,再通过电路处理将转化的电信号放大、处理后,以图像的方式显示出来。
像元是红外探测器芯片的基础单元,是决定红外探测仪性能的关键因素。红外焦平面探测器所有M×N个像元排列成阵列,每个像元都是单独成像的单元,每个像元内部的结构包括热敏/光敏材料,传感器,读出电路等等。
红外探测器的性能指标核心包括阵列规模、噪声等效温差(NETD)、像元尺寸。1)阵列规模,表示的是像元数量的多少,阵列规模越大说明像元数量越大,探测器的性能更加优越;2)NETD,又称为红外热成像的热灵敏度,衡量的是红外探测器区分细微温差的能力,数值越小代表器件的灵敏度越高,灵敏度与像元尺寸成反比;3)像元尺寸,表示单个成像单元(像元)的尺寸大小,像元尺寸越小,相同晶片面积上可以制造的焦平面阵列越大,同时可以大大降低整机的成本和重量。
影响红外性能的主要包括热敏薄膜材料、CMOS读出电路以及芯片的真空封装技术。其中真空封装技术很大程度上决定了红外探测器的性能和成本。红外探测器的封装主要有四种类型:金属封装、陶瓷封装、晶圆级封装以及像元级封装,目前业内正从金属、陶瓷封装积极向晶圆级封装升级,像元级封装仍在研发阶段。
金属封装可靠性强、成本高,晶圆级封装技术先进、成本低但技术难度大。金属封装是最早的真空封装形式,封装效果好,恶劣适应性强,可靠性高,但是成本高,陶瓷封装相对金属封装重量轻,无TEC,成本相对较低,相较金属封装更适合批量生产,而晶圆级封装是近年来刚趋于成熟的一种封装技术,可以做到体积更小重量更轻价格更便宜,主要分为W2W(Wafer-to-Wafer)和C2W(Chip-to-Wafer)两种方式,利用晶圆级封装技术,可将红外热像仪价格降至千元级别,为民用市场打开了前景。
三、市场空间:军品红外渗透率大幅提升,民品市场蓄势待发
3.1十四五期间武器装备放量,红外技术加快渗透
在建设世界一流军队目标的指引下,我国军工行业需求旺盛。当前,我国军事力量已由原有的四大军种转变为陆、海、空、火箭、战略支援、联勤保障六大军兵种。我国空中战力与世界一流水平相比仍有较为明显的差距,新型号列装需求强烈;我国海军正由“近海防御”向“远洋海军”转变,海军装备正遵循由量到质、由近及远两大趋势发展;陆军地面装备机械化程度仍需进一步提升。二〇二七年建军百年奋斗目标提出加快机械化信息化智能化融合发展,红外系统作为信息化的重要技术将得到更快发展。
军事细分用途包括红外侦察、红外跟踪、红外制导、红外预警、红外对抗等,可广泛用于陆地武器、个人携带装备、航空器、导弹武器、卫星系统、海军舰艇。根据具体用途,红外热像仪主要分为昼夜观察和热目标探测两大类,其带来巨大的作战价值使得各军事强国纷纷加大对于红外技术研发的投入,红外装备的配备水平也成为衡量军队先进性的重要标准之一。美国法国等军事强国先入为主,有较高的红外装备普及度,我国正处于快速赶超阶段。
3.1.1单兵红外装备
红外因为其全天候工作、目标识别能力强、抗干扰性强、隐蔽性强等特点,可以用于单兵装备。首先,红外装备克服了传统武器在夜晚等肉眼不可视情况下的局限性,使得作战可在全天候进行;其次,目标散发的红外线易被观察,红外热成像条件下识别性较强;再者,红外热成像的工作原理基于光学,相较于精密电子设备,抗干扰性较强;最后,单兵配备的红外装备是被动式的探测目标的红外线,有利于作战的反侦察,隐蔽性强。
单兵夜视装备主要包括枪瞄、头盔夜视、手持夜视及望远夜视等。目前单兵夜视装备的发展越来越系统化,如美国近年来研究开发的“ENVGIII/FWS-I整合式夜视瞄准方案”,是一种增强士兵快速补货目标能力的瞄具系统,包括“第三代增强型夜视镜”(ENVGIII)和“单兵型武器准星家族”(FWS-I),其价格分别为美元和美元,价格昂贵,据美国陆军表示,年军方共采购具FWS-I以及具ENVG-III,后续年又购进十万余具此类红外装备。
发达国家已将红外热成像装备广泛配置于各个军种,例如在伊拉克战争中,美军单兵平均配备1.7个红外设备,在第十一次裁员以前,我军服役总员额有万,其中陆军服役万,占比约为73%,起我军实行第十一次裁员,合理推算陆军人数进一步降低,目前我军单兵红外装备比例远远低于发达国家,随着实战化训练的开展,十四五期间单兵红外装备率会实现突破,存在较大市场空间。
3.1.2陆地车辆辅助驾驶
红外车辆辅助驾驶可让装甲车、坦克等陆地车辆装备在夜间关灯行驶,提高作战车辆的隐身能力,有助于夜间进行瞄准射击、搜查、监视等。以美军M1A2SEP主战坦克为例,它是美军二十一世纪陆军数字化战场的核心,是美军最先进的数字化主战坦克,M1A2主战坦克装备了二代热成像系统以及车长独立热成像仪,大大提升了坦克的最大探测距离,从4公里提升至6.8公里。
我军车辆作战平台面临更新换代,为红外市场创造更多空间。据《年军事平衡》中数据显现,我军坦克数量虽然排在世界前列,以99A式坦克为代表的最先进的国产第三代坦克数量占比不高,尚未升级的坦克尚无红外热成像设备,以微光夜视仪为主,相较红外热像仪,微光夜视仪夜晚使用视觉效果差,距离短,在未来会逐渐被红外热像仪取代。我军现役装甲车等红外设备渗透率不高,红外设备作为全天候作战、隐蔽作战、反侦察等重要战略战术手段的核心,在车辆作战平台上的渗透率必然会逐步提高,随着型号的更新换代,未来存在大量的红外设备需求。
3.1.3机载红外设备
随着飞机代数的提升,机载红外设备逐渐升级。机载红外设备主要包括光电吊舱、红外搜索与跟踪系统(IRST)、光电瞄准系统(EOTS)以及分布孔径红外系统(EODAS)等,可进行探测、瞄准和跟踪。
1、光电吊舱
机载光电吊舱是光电侦察及告警技术的重要组成部分,也是无人机侦查的核心装备。可广泛应用于各类军用飞行设备,包括战斗机,直升机,无人机,用于飞机昼夜飞行和攻击的导航和搜索、捕捉目标,为制导武器及非制导武器提供精确制导和瞄准,以提高命中精度。
2、红外搜索与跟踪系统IRST
红外搜索与跟踪系统以红外为核心,可对目标进行搜索和跟踪,与雷达互为补充。红外搜索与跟踪系统,简称IRST,以红外技术为核心,利用红外技术的无源性优势,隐蔽性好、抗干扰能力强等特点,结合激光测距仪对目标进行搜索和跟踪,是火控系统的重要组成部分。可用来快速探测和跟踪飞机或导弹等具有威胁的红外目标。在军事应用上,IRST系统是雷达很好的补充,二者具有互补性,可以增强对目标跟踪、分类及识别的能力,使得探测数据更加可靠,从而缩短作战系统的反应时间。IRST经历了三代技术更迭。
3、光电瞄准系统EOTS
ETOS更为先进的红外光电瞄准系统,由三个部分组成,分别是红外搜索跟踪系统(IRST)、前视红外成像系统(FLIR)和激光指示瞄准系统(LTD),主要装备先进战机如F-35,F-22。EOTS光电系统位于机头下方,能够为飞行员提供高分辨率图像,具有对防区外目标精确探测和识别的能力,激光定位和瞄准的能力和引导激光制导武器精确打击地面目标的能力等。通过与飞机一体化设计,系统仅外露光窗,具备对雷达的隐身能力。洛克希德·马丁公司正对EOTS光电系统进行升级,包括研制先进EOTS系统和ALERT系统,先进EOTS系统主要增加近红外/短波红外摄像机和红外指示器,近红外/短波红外摄像机可以使系统获得在不同环境条件下更高分辨率的图像,红外指示器用于协同作战中对目标的确认和定位。ALERT系统主要增大系统的孔径,提升目标识别距离和防区外打击能力,同时通过可重构外形设计能够在无人机等多型飞机平台上安装。
4、分布孔径红外系统EODAS
EODAS是全方位的红外探测系统,具有感知范围广、重量轻的优点。机载EODAS系统是利用目标和背景之间的温差来形成热点或图像并可靠地探测、识别、定位和连续跟踪在背景辐射及其它干扰条件下发射红外波段的物体和目标的光电系统,它采用一组6个精心布置在飞机上的传感器阵列实现全方位、全空间敏感,提供战机完整球面覆盖范围的视野,并采用各种红外图像处理算法实现空中远距离红外目标的搜索跟踪、导弹威胁逼近告警、态势感知、地面海面目标探测、战场损伤效果评估、武器投放支持及夜间与恶劣气候条件下的辅助导航、着陆等多种功能。
根据《WorldAirForces》数据显示,我军军用飞机以二、三代主力战机为主,现役四代战机较少。随着我军战机的不断升级换代,先进战机中红外系统的价值量将有较大提升,十四五期间我军四代机红外市场具有较大增长空间,三代机换装先进红外系统也有较大市场,;同时军用无人机在战场上发挥的作用越来越大,侦查搜索是无人机的重要作战任务,红外系统是侦查搜索不必可少的关键技术,未来市场空间较大。
3.1.4精确制导
精确制导性价比高,可大大降低附加伤亡。精确制导类导弹导引头价值占比较大,占据导弹成本30%以上,红外探测设备是导引头主要的组成部分之一。精确制导类导弹以数十倍的成本达到普通航空炸弹的数百倍作战效能,其次在实现对目标的精确打击的同时,大大减少了附加伤亡,制导方式主要有四种,电视制导,红外热成像制导、激光寻的制导以及各种类型雷达制导。
红外制导隐蔽性、抗干扰性强且探测精度较高,新型号导弹中红外与雷达复合制导是大趋势。随着精确制导的要求越来越高,围绕命中精度和全天候等作战需求,目前的精确制导导弹多为集合多种制导技术复合体,红外制导以其全天候、抗干扰性强等优点,在新型号导弹上应用广泛。
红外制导广泛应用于各类中近程导弹,是当前空空、空地、地空、反坦克导弹等普遍采用的工作方式。红外制导经历了三代技术的更迭,第一代为红外点源的制导,以高温目标散发的高能红外线为捕捉对象,使用单一的红外探测器,缺点是抗干扰性差;第二代红外成像制导技术,采用的是光机扫描和线列多元探测器,第三代则是采用焦平面红外探测技术的先进红外成像制导技术。代表型号有美国的“标枪”反坦克导弹,导弹采用长波红外64×64碲镉汞焦平面探测器,具有“发射后不管”功能,可以攻击坦克的前装甲与顶部装甲。
导弹在十四五期间需求增速较快,消耗品属性保证其后期需求。精确制导导弹作为现代化武器组重要的标志之一,广泛装备在战斗机、无人机、战舰等各类作战平台和作战单位,也是十四五期间重点采购对象之一,十四五期间对导弹的需求量呈数量级式增长,带来对红外设备的放量需求;其次,随着实战化训练的开展,导弹作为消耗品也将增加用量。
3.2成本下降打开应用空间,民用市场蓄势待发
在民用领域,随着技术的不断进步,像元的尺寸不断减小,晶圆级封装的普及以及其他工艺的不断进步,红外产品的成本和价格在不断降低,为红外产品带来更加广阔的应用场景,安防监控、个人消费、辅助驾驶、消防及警用、工业监测、人体体温筛查、电力监测、医疗检疫等诸多领域均出现了红外设备的身影。
年全球民用红外市场规模有望达到75亿美元,复合增速为10%。据MaxtechInternational及北京欧立信咨询中心预测,民用红外热像仪在年的市场规模达到31.07亿美元,年市场规模可达56.01亿美元,年全球民用红外市场规模将达到74.65亿美元,复合增速为10%。
3.2.1安防领域
由于绝大多数监控系统需要24小时工作,在没有红外技术帮助的情境下,光线的强弱会决定监控工作能否正常进行,因此红外技术在监控安防领域的应用越来越广泛,以红外热成像为基础的监控系统可以在完全无光、距离较远正常工作,甚至并且可以透过烟雾、云雾,发现伪装目标和高速运动目标。
我国目前大力建设“新基建”,包括“智慧城市”“平安城市”等计划,有望加速红外有关的视频监控产品在民间的应用。据中安网数据显示,智慧城市的普及促进安防行业从年的亿元增长至年的亿元,年复合增长率高达14%。随着安防智能化的不断推广,新兴市场如无人超市、自动驾驶等业务的打开将会为安防监控带来持续的需求。随着十四五规划中明确提出加快智慧城市的建设,安防领域作为智慧城市建设的重要组成部分,市场规模有望维持高增速,增速在10%以上。
3.2.2电力检测
电气系统检测是红外热像仪最早也是最普遍的应用领域。FILR出售的第一台商用红外热像仪就是应用于电力检测,其工作原理就是利用电阻的焦耳热,故障区域的温度往往会异于正常工作的区域,温度异常会散发出异常的红外线,通过红外热成像就可以快速定位故障区域,利用红外状态监测和诊断技术具有远距离、不接触、不取样、不触体、准确、快速、直观等特点。对提高电气设备的可靠性与有效性、提高运行经济效益、降低维修成本都有很重要的意义。
国家大力推进智能电网建设。十四五规划明确提出要加快电网基础设施智能化改造和智能微电网建设,提高电力系统互补互济和智能调节能力,智能化意味着全天候、无人化,红外热成像系统是电网基础设施智能化的重要组成。根据国家电网数据,过去十年对智能电网的投资额明显较之前有提升,在年到年间对智能电网的总投资额为亿元,年均亿元,而在-年期间对智能电网的总投资额为亿元,年均亿元,较十年前每年投资额翻倍。
而国家电网的实际总投资远远高于计划投资额,如国家电网数据显示,在年到年期间的实际总投资额已经超过亿元,远高于计划投资额的亿元,对智能电网的实际投资额超过亿元远远高于计划投资额亿元,因此假设年投资取前四年中位数,对智能电网的投资额约为亿元,是计划投资额的1.7倍,红外热成像设备作为智慧电网及其基础设施的重要组成部分,在未来五年仍将持续发力。
3.2.3自动驾驶
红外相机处于自动驾驶产业链上游。自动驾驶按照全产业链划分可分为感知层、控制决策层和执行层,感知层主要包括雷达(激光雷达、毫米波雷达和超声波雷达),视觉系统(摄像头、红外相机等),控制层包括操作系统、应用软件、芯片/计算平台等,执行决策层包括制动、转向、照明、油门、安全气囊等等。
红外热像仪应用在自动驾驶的视觉系统,能够有效弥补短板,有效应对夜晚和雾天等恶劣天气(重点描述下红外技术的必要性在自动驾驶哪个阶段是必须要加的)。目前的自动驾驶汽车均采用可见光摄像头、雷达技术、激光雷达传感器三大技术融合的模式,但是依然避免不了很多缺陷,如极端复杂天气、黑夜、眩光、雾霾天气行驶的安全性问题,而红外热像仪可以在上述恶劣环境下正常工作,红外热相机有不受光线影响、能穿烟透雾的特征,使用红外相机作为自动驾驶的视觉系统,能在全黑夜间、雾霾天气、眩光等、人眼能见度较低的情况下让驾驶员看清路况。目前自动驾驶技术尚未成熟,我国自动驾驶行业刚刚进入L3时代,自动驾驶全产业距离到完全成熟的L5级别还有至少10年的时间。恶劣天气是交通事故的主要影响因素之一,而红外相热成像技术作为应该恶劣天气的有效手段,在自动驾驶走向最终成熟的过程将进一步推广红外热成像技术的应用。
自动驾驶市场未来五年保持高增速增长态势。年我国汽车保有量为2.81亿辆,新注册登记汽车万辆,未来自动驾驶的驱动力主要来自五个方面,一是老龄化和残疾人市场,这两类人群面临移动的限制,是目前可见的自动驾驶汽车最大的可应用市场;二是来自送货车辆和工业领域的需求,自动驾驶有望为电子购物带来新的商机,工业领域例如矿区用车等等,自动驾驶可以大量节约人力成本,目前海螺水泥等厂商在积极引进自动驾驶;三是来自改善高速公路的需求,据美国高速公路保险协会数据显示,全面部署自动驾驶安全系统可有效减少31%交通事故造成的死亡人数;四是提升交通效率的需求,城市拥堵至今仍未得到有效的解决,自动驾驶的车载传感器可与智能交通系统相结合,优化出行方案,缓解交通拥堵;五是来自降低环境污染的需求,据兰德数据显示,自动驾驶系统可提高燃油的经济性并降低行车带来的空气污染。
全球自动驾驶市场有望保持高增速,中国市场潜力大。据YoleDéveloppement数据显示,年全球自动驾驶核心组件部件市场规模共计亿美元,到年将会达到亿美元,~的CAGR可达35.6%。其中摄像头组件价值占比约10%,约78亿美元,年全球L1-L5级自动驾驶汽车出货量预计将达到约万辆,至年的年均复合增长率(CAGR)达到18.3%,据摩根大通的研究分析,年—年,中国L1到L5级的辅助驾驶和自动驾驶市场规模将实现33%的年均增长率,并于年达到约71亿美元,红外相机作为重要的视觉系统组成也会迎来需求的上升。
3.2.4机器视觉
机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。随着大数据、人工智能、计算机视觉技术的快速普及和制造业的升级需求,越来越多机器视觉方案渗透到计量、检测领域。相对于过去的人工检测,机器视觉检测大大提高了产品缺陷检测的准确性和速度,对提升生产效率大有裨益。
热数据对于机器视觉检测准确度至关重要。虽然机器视觉软件可以发现诸多生产问题,但无法检测热异常现象。热图像不仅为机器视觉增添了一个新的维度,还为无损检测提供了更完美解决方案,可为专业人员和决策者提供更多的信息。随着电路板制造工艺的发展,电子元器件的集成度越来越高,电路系统越来越复杂,非接触式检测已经是目前的迫切需求,由于电子元器件的故障通常有两种情况,一是短路,会导致原件过热,二是断路,导致原件温度低于正常工作状态,因此可以通过红外热成像检测与AI技术的结合实现对电路板的快速检测。目前机器视觉下游应用领域众多,包括消费电子、汽车、半导体等各种工业制造等多个领域。
行业属性决定机器视觉下游消费电子领域渗透率最高。根据前瞻数据显示,在国内机器视觉下游应用领域中,消费电子占比最高,占比高达46.6%,下游推广程度与行业属性有关,消费电子生产工艺复杂、零件繁多,并且尺寸小,精密程度高,人工检测不仅成本不仅高昂,并且效率低下,相较而言机器视觉不仅成本较低并且随着技术的发展检测手段的丰富多样而更加有效。
国内机器视觉市场规模突破百亿,未来五年增速远高全球,红外热像仪的应用将随之增加。过去十年,我国机器视觉市场规模以较高增速不断扩大,年市场规模首次突破百亿,达到亿元。随着疫情的恢复,预计未来五年我国机器视觉市场规模将继续保持高速增长,首先,消费电子生命周期较短,制造商需要频繁采购设备,将持续带动机器视觉需求;其次,消费电子产品内部结构日趋更加复杂和精细,对产线生产效率和组装加工精度的要求日益提高,均会带动对机器视觉的需求;再者,随着智能驾驶、自动驾驶的不断渗透,汽车“电子化”程度也越来越高,电子化程度的提高也对汽车产线提出了高要求,未来随着智能汽车的比例不断提高,对机器视觉的需求也会不断增加。
据MARKETMARKET数据显示,年全球机器视觉市场规模为亿美元,到年预计达到亿美元,复合增速为6.1%,年我国机器视觉市场规模约为亿元,到年将达到亿元,复合增速为18.7%,远高于世界平均水平,随着机器视觉市场的不断扩张,红外热像仪作为机器视觉系统的重要组成部分,未来面临确定性较强的需求上升。
四、竞争格局:国内红外龙头,全产业链稀缺标的
4.1竞争格局:国内厂商市占率大幅上升
民用市场国产化率逐步提升。民用红外市场在过去主要的供给方为欧美公司,如菲力尔等,但是近年来国内红外厂商实现红外热成像核心技术的提升和核心部件的批量生产,成本逐步下降,疫情市场、安防市场、工业市场中,国内厂商市占率不断提升。国内厂商在满足内需的同时不断向海外拓展市场,取得了海外市场的认可。
国内厂商在全球红外热成像市场的份额大幅提升。年,全球非制冷红外热像仪市场,,FLIR市占率高达66.2%,ULIS市占率13.3%,SEEK市占率11.7%,而国内厂商大立科技高德红外等总市占率不足2%。短短两三年间,以高德红外为首的国内厂商占比迅速提升,在年全球红外热成像市场出货量中,高德红外占比17%,海康威视占比15%,睿创微纳占比10%,大立科技占比2%,中国厂商合计占比在44%以上。
在测温红外产品市场,中国厂商份额提升更为显著。年,全球测温红外市场中FLIR仍占据40%的全球出货量,Lynred占比25%,SEEK占比16%,高德红外出货量占比大幅上升至9%,大立科技4%,睿创微纳1%,海康威视1%,国内厂商占据了约15%的全球出货量。新冠疫情爆发,红外测温产品需求急剧增长,测温热成像市场规模相较年同比增加%,中国红外厂商展现出强大的出货能力,国内厂商市场占有率大幅提升,高德红外占据高达27%的市场份额,第二名是中国厂商海康威视,占据20%市场份额,第三名是FLIR(19%),第四睿创微纳14%,大立科技占据2%,中国厂商合计占比在63%以上。
根据Yole预测,到年,在民品领域,国产品牌全球出货量占比将会超过美国,达到64%,忽略不同公司产品价格的差异,按照年全球民品红外热像仪市场规模75亿美元计算,年中国国内民品红外热像仪市场产值将会达到年的两倍以上,约48亿美元。
我国从事红外研制生产的单位可以分为军工集团、中科院下属单位和民营企业三部分,军工集团占据了军用红外领域主要的市场。军工集团内部涉及红外领域主要包括,中国电子科技集团旗下的华北光电技术研究所(中电科11所),中航工业集团旗下洛阳电光设备研究所(所)和空空导弹研究院,中国航天科技集团旗下空间机电研究所(五院所)和航天八院第研究所,中国兵器工业集团的北方光电集团和北方夜视子集团,中国船舶重工集团旗下华中光电技术研究所(所)等等。
近年来,随着民营企业被允许进入国防科技工业领域、武器装备科研生产领域以及装备采购制度改革的逐步深化,以高德红外、大立科技和睿创微纳在内的国内实力较强的民参军红外企业开始逐步直接参与军队与武警红外产品装备的供应,占据了部分市场,高德红外更是率先得到了认可成为国内第一家具备完整武器系统科研和生产资质的民营企业。
4.2拥有核心芯片技术及完整产业链,目标世界一流企业
公司凭借优秀的研发能力和强大的研发团队,在红外核心技术上处于领先水平。高德凭借完整的科研生产体系优势,以先进的生产关系支撑、推动先进生产力,将完整装备系统总体产品所需的全系统专业建制纳入统一平台管理,实现在一个大楼研制、一个院内生产,实现了技术的一体化设计、研发生产一体化运行和行政一体化指挥。
技术上一体化设计:公司组建了从底层核心芯片、几十个分系统研究室到完整装备系统总体研究院的完整科研体系。所有研发人员在一个对外物理隔离的涉密网内完成设计研制,保证公司在技术上一体化设计,实现系统简捷精密、体积小、重量轻、运算快、成本低、集成度高、可靠性好。
研发生产一体化运行:科研生产紧密衔接、技术优势和先进工艺相互促进。研发生产一体化运行可实现运营管理一体化、价值取向一体化、科研生产计划协同化,从产品科研到批产的全流程采用项目集成式统筹管理,生产效率高、质量管控好,缩短了研制周期,大幅提升了工程化速度。
行政上一体化指挥:决策快捷、指挥高效、密切合作、责权清晰、行动迅速、执行力强。快速决策是民营企业持续的竞争优势。
在公司强大的研发能力支持下,公司有全国最早的红外焦平面探测器芯片产线,实现了红外产业链中最核心的技术环节的技术突破,技术实力在全球范围属于领先水平。
在手订单饱满,军品需求确定性强。根据公司公告,年来自军品全年订单金额高达20.18亿元,全年军品订单额相较年同比增加%,上半年年高德红外已签订军品合同订单总金额已高达12.32亿元,占全年军品订单总额的61%,显示公司拥有饱满的在手订单,后续增长可期。
为应对增长的市场需求,公司加大产能建设。在年募集资金使用计划中,投资额最大为“新一代自主红外芯片产业化项目”,此项目旨在解决国内高端红外芯片供应不足的问题,计划建成2条制冷型红外探测器芯片生产线和1条非制冷红外探测器芯片生产线,主要针对红外制导导弹、战机红外探测告警、反导等军事领域和卫星、航空航天等高端民用领域的使用需求,达产年实现高端制冷型红外探测器芯片1.8万支和非制冷红外探测器芯片50万支的生产能力。
五、盈利预测:军民市场需求共振,打造红外全产业生态
军民品双轮驱动公司业绩高速增长,公司军用市场建立了技术+资质+人才的高壁垒,公司具备综合武器系统的技术研发实力,大大打开了其市场空间,未来有望在光电系统以及完整武器系统获得更大的市场。实现了芯片规模化生产自主可控生产,将充分受益于国产化的提升。民用市场加快拓展安防、消费电子、自动驾驶、机器视觉等非疫情市场,联合行业巨头切入海量新兴市场。
六、风险提示
1、型号类产品订单波动;
2、武器装备列装不及预期;
3、民用市场拓展不及预期;
4、对军工集团依赖程度较高且客户集中度较高的风险。
(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。)
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