2022年机器视觉行业之凌云光研究报告 以机器视觉业务为主辅以光通信

一、凌云光:致力于“为机器植入眼睛与大脑”

1.1 公司发展分为三阶段,以机器视觉为核心向更广应用下游拓展

公司以光技术创新为基础,围绕机器视觉与光纤光学开展业务,致力于成为视觉人工智能与光电信息领域 的全球领导者。公司发展脉络大致分为三个阶段:

1)2002 年至 2006 年为公司起步阶段:公司于 2002 年成立,成立初期即前瞻性提出“为机器植入眼睛和 大脑”的使命。公司首先在印钞行业开展自主研发,将机器视觉技术和人民币印刷质量检测工艺紧密结合,开 发了人民币凹印在线检测系统等技术,提高了人民币印刷质量;与此同时,公司自研了光电行业光放大器等系 列产品,并于 2006 年收购上海天博光电技术有限公司,积极拓展光电行业。

2)2007 年至 2015 年为产品拓展阶段:公司开发出通用视觉 AOI 检测产品平台等一系列可配置视觉系统和 智能视觉设备产品,并自主研发了工业相机、光源等核心器件,在印刷包装、新型显示、消费电子及智慧交通 等行业广泛应用,公司完成了从项目型视觉系统开发商到可配置视觉系统、智能视觉装备专业厂商的转型;在 光通信领域,公司逐步从以光器件为主,发展至光器件与仪器仪表两大类产品,光通信自主业务也阶段性快速 发展,公司逐渐成为国内光电行业有一定影响力的光接入网系统设备制造商。

3)2016 年至今为融合发展和客户拓展阶段:2016 年公司扩展了自动化能力,形成了融合视觉检测和自动 处理能力的智能化产品,推出了大量智能视觉检测和量测设备;同时公司着力拓展核心客户,并于 2016 年成为 苹果公司的优选机器视觉供应商,开始批量提供可配置视觉系统;在光通信领域,公司光电光接入网业务战略 收缩,以确保机器视觉业务和投入和发展。

2022 年 7 月 6 日公司于上交所科创板上市,公开发行 10350 万股人民币普通股,并拟投入募集资金 15 亿 元用于工业人工智能太湖产业基地、工业人工智能算法与软件平台研发项目、先进光学与计算成像研发项目和 科技与发展储备资金。募投项目将一进步助力公司增强核心竞争力,为公司长期可持续发展打下基础。

1.2 多员工持股平台实现利益绑定,主要高管研发能力强行业经验丰富

公司股权集中于创始人及其配偶,设立多个员工持股平台实现核心成员利益绑定。截至 2022 年 7 月 1 日, 公司创始人姚毅及其配偶杨艺为公司实际控制人,二者合计持有公司 62.16%股权,持股比例较高。公司设立宁 波凌杰企业管理合伙企业、宁波凌光企业管理合伙企业、宁波凌视企业管理合伙企业、宁波凌城管理咨询合伙 企业四个员工持股平台,合计持有公司 6.16%股权,穿透来看,其主要持股人员为公司董事长、CTO、BU 总经 理、行业总监等核心技术人员。此外,公司有多位高管直接持有公司股权,公司第五、六、七大股东分别为公 司副董事长、监事会主席、总经理助理。通过员工直接与间接持股,有效实现公司利益与核心人员利益的绑定。

公司创始人学术背景优异,主要高管均具备较强研发能力,其中姚毅、杨艺、赵严等人作为公司董事兼为 核心技术人员。董事长姚毅为技术出身,获得北方交通大学通信信号与系统专业博士学位,1997 年 7 月至 2002 年 8 月,任北京凌云光通技术有限公司执行董事、经理,之后深耕公司 20 余年,行业经验丰富,在机器视觉和 光通信领域完成多个大型项目;董事杨艺毕业于清华大学工程物理系工程物理专业,并参与促成公司与清华大 学多项研发合作包括“立体视频重建与显示技术及装置”、“新一代立体视觉关键技术及产业化”等项目,并获 得国家科技发明一等奖 1 项,国家科技进步二等奖 2 项;董事赵严拥有 16 年研发工作经验,深耕机器视觉领域, 主持或参与项目获国家一级学会科技奖 3 项。

1.3 机器视觉板块提升拉动收入加速成长,费用率较高但整体波动下行

1.3.1 收入端维持 20%复合成长,利润端受业务拓展影响波动上行

受益于产品品类及核心客户的拓展,2018-2021 年公司收入维持快速成长。公司营业收入由 2018 年 14.1 亿 元增长至 2021 年 24.4 亿元,三年 CAGR 为 20.1%,其中 2021 年营收同比增长 38.7%,2021 年收入端增长较快 的原因是公司拓展机器视觉领域鸿海精密、光通信领域罗马尼亚 RCS&RDS 等核心客户。同期,公司归母净利 润由 0.6 亿元提升至 1.7 亿元,三年 CAGR 为 45.9%,其中 2021 年公司归母净利润同比增长 30.3%,增速弱于 收入,主要原因是毛利较低的代理产品收入显著增长。未来公司继续加强机器视觉领域的研发投入和市场开拓, 提高服务客户的能力,预计毛利率将有所回升。

随着行业下游机器视觉产品渗透率持续提升,2022 年预计公司业绩延续较快成长趋势。2022Q1 公司实现 营业收入、净利润分别为 5.3、-0.1 亿元,营收同比实现 26.0%的成长。收入放缓、利润负增长的原因为:2022Q1 所支出的研发费用相对营业收入增长较高;同时公司业务存在周期性,2019-2021 年的第一季度收入占全年营业 收入比例均低于 20%,而销售、管理和研发费用等相对固定的支出相对营业收入较为均衡,因此归母净利润短 期承压。全年来看,期间费用率将更为有效分摊,预计公司归母净利润保持增长状态。同时,机器视觉产品下 游广泛应用于消费电子、新型显示、半导体、新能源等行业,在各行业迈向人工智能的过程中,均需要多元化 的智能化产品,行业下游渗透率提升拉动公司业绩增长。

1.3.2 光纤器件与仪器仍为主要收入来源,但机器视觉板块收入占比快速提升

营业收入分业务看,包含机器视觉、光通信产品两大类,其中机器视觉业务占比持续提升。公司战略 聚焦机器视觉业务,主要包含智能视觉装备、可配置视觉装备系统、视觉器件产品,合计收入占比由 2018 年 59.5%逐步提升至 2021 年 62.0%,并有望进一步提升;公司辅助发展光通信业务,主要包含光纤器件与 仪器、光接入网设备,2021 年合计收入占比为 36.1%。

营业收入分产品来看,光纤器件及仪器为公司第一大收入来源。公司产品可分为光纤器件与仪器、智 能视觉装备、可配置视觉装备系统、视觉器件、光接入网、服务收入六大类,2021 年营收占比分别为 31.1%、 29.0%、24.7%、8.3%、5.0%、1.8%。光纤器件与仪器、智能视觉装备、可配置视觉系统作为公司主要业 务分别位列前三位,营收合计贡献达 84.8%。

从产成品单价看,机器视觉产品的单价高于光通信产品,其中智能视觉装备的单价最高。2021 年公司机器视觉产品中智能视觉装备、可配置视觉系统、视觉器件产品的单价分别为 42.3、3.7、2.3 万元/(个/台/套),而 光通信产品的平均售价均在 0.4 万元/(个/台/套)以下,智能视觉装备的单价远高于其他产品,主要是因为其在 可配置视觉系统的基础上增加了自动控制部件和结构本体,产品更为复杂技术含量更高。从产成品销量看,光 接入网设备、光纤器件与仪器销量较高,主要系产品为单价较小的标准产品;动态来看,受益于机器视觉产品 品类和下游客户的拓展,2020-2021 年公司自主业务中智能视觉装备和可配置视觉系统销量保持高速成长。

2020 年公司智能视觉装备和光接入网设备产品的单价波动约 20%,主要原因为:1)智能视觉装备产品销 售结构变化:印刷包装智能视觉装备、新能源智能视觉装备等非面板显示类的智能视觉装备出货量增加,占智 能视觉装备收入比例提升,该类产品单位售价较低,因此智能视觉装备单位售价较 2019 年度降低了 23.2%;2) 光接入网业务战略收缩:因我国有线电视网络及相关行业进入下行期,公司进行战略收缩,放弃了一些账期长、 毛利率低的客户,并加强了对上游供应链的管理,光接入网设备的单价和原材料采购成本同步下降。2021 年公 司视觉器件和光纤器件与仪器产品售价出现较大的波动系代理产品销售结构变化所致,属于正常的波动范围。

机器视觉业务进一步可分为自主产品与代理产品,其中以自主产品为主(2021 年占比 87%)。以自主产品 为例,分下游应用看,智能视觉装备、可配置视觉系统分别主要应用于印刷包装、消费电子领域。以 2021 年经 营数据为例:

1)视觉智能装备:主要应用于印刷包装、消费电子、新型显示和新能源等下游,营收占比分别为 30.6%、30.4%、29.2%、9.8%,其中消费电子、新能源领域增速较快,同比增速分别为 2094.7%、99.2%,均超 过产品平均增速 81.5%,主要原因为:公司对鸿海精密(含工业富联)及下属子公司销售新推出的应用于消费 电子的智能视觉装备数量较多,消费电子智能视觉装备收入规模大幅增长;同时受到下游新能源行业快速增长 的影响,来自锂电、光伏玻璃等行业客户订单需求增长较为明显;

2)可配置视觉系统:主要应用于消费电子、 科学图像、立体视觉、智慧交通等下游,营收占比分别为 30.8%、19.3%、15.0%、9.4%,其中其他制造业(含锂 电、光伏)、科学图像领域增速较快,同比增速分别为 83.2%、71.1%,主要原因为:下游锂电、光伏等新能源 行业崛起,同时国家持续加大科研的投入以及立体视觉产品在应用领域不断拓宽,客户对其他制造业、科学图 像可配置视觉系统的需求增长明显。

二、凌云光以视觉业务为主辅以光通信

2.1 公司采用自主、代理业务模式涵盖机器视觉、光通信双领域

2.1.1 由代理业务切入积累行业经验,自主业务日益凸显

公司由代理业务切入行业,积累行业经验和技术参考发展自主业务,自主业务占比日益提升。公司通过国 外优秀厂商的代理业务较早地进入了机器视觉与光通信领域,并通过代理业务持续输血积累行业经验,同步发 展自主业务,逐步成为以自主研发业务为主、代理业务为辅,以机器视觉业务为主、光通信业务为辅的行业内 有影响力的高科技公司。在成立初期,公司营业收入以代理业务为主,后期伴随自主产品研发投入的持续增加, 代理业务占比不断下降;2015 年以来,公司代理业务占收入的比例下降至 50%以下,同时公司积极拓展在消费 电子、印刷包装、新能源、智慧交通、AR/VR 等领域的自主产品布局;2021 年公司代理业务占比降至 39.48%, 随着公司低毛利业务占比降低,公司利润率预计逐步提升。

2.1.2 公司采用自主、代理两大业务模式销售五大产品,涵盖机器视觉、光通信两大领域

公司战略聚焦机器视觉业务,主要包含智能视觉装备、可配置视觉系统和视觉器件三类产品,其中:1)智 能视觉装备:包括印刷包装 AOI 检测产品、消费电子智能视觉装备、显示面板 AOI 检测产品、新能源 AOI 检 测产品;2)可配置视觉系统:包括智能 3C 可配置视觉系统、科学图像可配置视觉系统、3D 成像可配置视觉系 统、智慧交通可配置视觉系统、其他工业(含锂电光伏)可配置视觉系统;3)视觉器件:代理销售模式,主要 包括相机、探测器、成像芯片等。

公司辅助发展光通信业务,主要包括光纤器件与仪器、光接入网两类产品,其中 1)光纤器件与仪器:代 理销售模式,主要包括焊接设备与测试设备、光器件等;2)光接入网业务:提供广电自主的宽带光接入与智慧 家庭组网解决方案,主要产品包括光放大器、光平台、蜂窝网管等。

分业务模式看,智能视觉装备、可配置视觉系统、光接入网为自主业务,2021 年自主业务营收占比 60.5%; 此外,公司从事境外知名品牌的光纤器件与仪器、视觉器件的代理业务,2021 年代理业务的营收占比 39.5%。

2.2 战略聚焦机器视觉业务,自主业务凸显成长逻辑持续兑现

2.2.1 自主:可配置视觉系统和视觉智能装备广泛应用于工业和非工业领域

可配置视觉系统为“眼睛+大脑”,智能视觉装备增添“肌肉+四肢”,二者广泛应用于工业和非工业领域。 1)从功能看:可配置视觉系统是光学成像模块(眼睛)与图像处理系统(大脑)的集合体,可以独立完成图像 采集功能并基于图像采集的信息完成预期的处理工作(如定位、测量、检测和识别等)。智能视觉装备在其基础 上增加了(肌肉)结构本体和(四肢)自动控制部件,实现检测、生产工艺的控制和执行。2)分领域看:在工 业领域,可配置视觉系统和智能视觉装备产品均主要应用在生产线上,服务于工业领域的生产智能化;在非工 业领域,主要应用可配置视觉系统,可实现高质量图像采集成像等功能,服务于智慧交通、立体视觉及科学图 像等领域。

由于工业领域内同时涉及可配置视觉系统和视觉智能装备,进一步分析二者的区别。工业领域可配置视觉 系统和智能视觉装备产品具有底层技术同源性,但二者在产品形态和功能方面有所不同,其中前者主要应用在 中道工序,后者主要应用于前道和后道工序。生产环节的中道工序往往集中多种类型的加工设备,具有灵活性、 模块化的可配置视觉系统产品更适用于该种场景;生产环节的前道(来料检工序)或后道(完工检工序)均相 对独立,适合应用智能视觉装备这类相对大型的检测设备。

公司的可配置视觉系统产品主要应用于消费电子、其他制造业、科学图像、立体视觉、智慧交通领域。具 体包括 1)消费电子:智能手机、智能手表、平板电脑等消费电子整机及关键零部件的生产组装工艺;2)其他 制造业:完成锂电、光伏、半导体、FPC、高端表面材料等场景的图像采集功能;3)科学图像:用于高速摄影、 显微成像、光谱成像等基础科学场景;4)立体视觉:应用于影视制作、VR/AR 等场景,可独立开展工作,完 成对人体运动信息的实时获取与分析;5)智慧交通:对运行列车动态故障检测,或者对运行线路基础设施的检 测。

公司的智能自动装备产品主要应用于印刷包装、消费电子、新型显示、新能源领域。具体包括:1)印刷包 装:提供软包、彩盒和标签三大系列产品检测和控制;2)消费电子:零部件 3D 精密测量和缺陷检测,涵盖加 工、组装、测试等;3)新型显示:对 TFTLCD/OLED 中小屏缺陷的自动化及半自动化光学检测等;4)新能源: 主要服务于光伏玻璃片和锂电池薄膜产品的质量检测等。

公司聚焦于视觉装备和可配置视觉系统发展的同时产品向产业链上游视觉器件拓展,在新型显示、印刷包 装等特定细分领域优先向相机、光源覆盖,实现多产业环节发展。公司在智能视觉装备、可配置视觉系统研发 的基础上自主研发相机、光源等视觉器件研发,以满足特定领域特殊化需求,为公司产业链的进一步拓展提供 保证。公司根据产品和细分领域发展状况和特殊需求合理协调研发、外购需求比例,其中视觉器件自产比例较 高的领域包括:1)可配置视觉系统:着重自产消费电子领域的相机、智慧交通领域的光源等;2)智能视觉装 备:着重自产新型显示领域的相机和背光源、印刷包装领域的光源等。

2.2.2 代理:提供国际知名视觉器件产品,授权合作品牌数量持续增加

在视觉器件领域,公司为国内客户提供国际知名的视觉器件产品的代理销售及技术支持服务,集成了全球 范围优秀的 X 光、紫外、可见光、短中长波红外成像器件产品资源。主要代理品牌包括 Teledyne、FLIR、Natural Point 等,涉及的产品包括线阵相机、面阵相机、成像芯片、图像采集卡等。

2.3 辅助发展光通信业务,自主模式战略收缩后代理占比超八成

2.3.1 自主:发展光接入网业务,拓展海外客户寻求新增长点

在光通信领域,公司通过子公司凌云天博开展光接入网业务,其设备广泛应用于家庭和广电平台。公司光 接入网产品针对原有网络不能满足用户对高带宽、低时延的网络需求的问题,在业内较早地提出了“光进铜退” 技术并处在市场较为领先的位置。产品类型主要包括光放大器、光平台、家庭网终端、蜂巢网管等,主要功能 包括光信号放大、光信号传输、网元管理和运维等。

根据 CINNO Research 统计,2020 年公司位列中国广电接入网设备企业第五名,市场份额为 7%。2020 年 中国广电光接入网设备前四名分别为万隆股份、无锡雷华、成都康特、路通视讯,市场份额占比分别为 21%、 19%、16%、9%,均为公司的主要竞争者。

公司光接入网业务较可比公司营收规模较小,毛利率较高。公司在光接入网领域的主要竞争者包括万隆光 电、路通视讯,万隆光电主营业务为有线电视光纤传输设备、有线电视电缆传输设备、前端系统和数据通信系 统等,路通视讯主营业务为光电网络宽带接入设备、光电网络工程技术服务等,二者主营业务与公司光接入网 业务较为类似。以 2021 年经营数据为例,从营收规模看,万隆光电、路通视讯的营业收入分别为 7.3、1.9 亿元, 均高于公司的 1.2 亿元规模;从盈利能力看,万隆光电、路通视讯的毛利率分别为 20.6%、18.1%,均低于公司 的 26.4%。

拓展海外业务,寻求光接入网业务新增长点。2021 年公司加大海外市场拓展力度,拓展海外客户罗马尼亚 RCS&RDS 公司,光接入网出口增加带动业务较 2020 年增长 31.2%。尽管国内广电行业处于下行趋势,但公司 仍通过寻找海外业务机会,提升光接入网业务收入与净利润,并获取高毛利率。

2.3.2 代理:光纤器件与仪器代理销售,涵盖五大主要领域

光纤器件与仪器代理业务为光通信领域主要营收来源,2021 年公司光纤器件与仪器业务占光通信业务总营 收的 86.2%。公司的代理产品主要涵盖五大应用领域,包括电信通信、数据通信、科学通信、光纤激光、光纤 传感。主要的代理品牌包括 Fujikura、TeraXion、IPG 等,涉及的具体产品包括的特种光纤熔接机、二氧化碳激 光熔接工作站、高功率光纤光栅、CDE 等。

三、机器视觉行业超百亿空间,行业梯队分明

3.1 机器视觉为机器植入“大脑”和“眼睛”,可实现四大功能

机器视觉(Machine Vision)是一种应用于工业领域的硬件和软件组合,它基于捕获并处理的图像,为设 备执行其功能提供操作指导。机器视觉的本质是为机器植入“眼睛”和“大脑”,机器视觉利用环境和物体对光 的反射来获取及感知信息(眼睛),同时对信息进行智能处理与分析,并应用分析得到的结果来执行相应的活动 (大脑)。

机器视觉应用包括识别、定位、测量和检测四大基本功能。1)识别:对目标物的特征进行甄别,例如外形、 颜色、字符、条码等,识别的准确度和速度是衡量识别功能的主要指标;2)定位:获得目标物体的位置信息, 可以是二维或者是三维的位置信息,定位的精度和速度是定位功能的主要指标;3)测量:把获取的图像像素信 息标定成常用的度量衡单位,然后在图像中精确的计算出目标物的几何尺寸,高精度以及复杂形态的测量是机 器视觉的优势领域;4)检测:一般是指外观检测,如产品装配后的完整性检测(如当元器件安放于印刷电路板 后通过检测确保其产品装配是正确的,即正确的元器件被安装在正确的位置)、外观缺陷检测(如检测是否有划 痕、凹凸不平等)等。

3.2 产业上游包含软、硬件两部分,下游以电子制造为主拓展

3.2.1 产业上游包含软、硬件零部件,中游以视觉系统和智能装备为主

机器视觉产业上游主要包括硬件和软件,硬件部分主要包括相机、镜头、光源等零部件,软件算法是实现机器视觉算法高效运行的载体,以开元算法库 OpenCV 为主并包含多个第三方算法库。产业中游为视觉系统和 装备,视觉系统包含独立完整的成像单元(光源、镜头、相机)和相应的算法软件,集图像采集、处理与通信 功能于一身;智能装备则在视觉系统的基础上加入了自动化和智能化的功能,将设计、生产、检测过程集成闭 环,以实现多种功能。产业下游应用领域以电子制造为主,同时包含汽车、医药、印刷包装、新能源等行业。

3.2.2 产业下游高速成长,需求侧利好机器视觉产品发展

机器视觉产品的主要应用行业为电子电气,主要应用方向为质量检测。1)分行业看,机器视觉产品 应用行业可分为制造业和非制造业两大类。2020 年,制造业相关产品销售额达 119.9 亿元,占比 83.1%。 制造业细分市场众多,覆盖电气电子、半导体、汽车、印刷和纸张、食品饮料加工等,占比分别为 53%、 10%、9%、6%、5%;2)分方向看,2020 年机器视觉产品主要应用于质量检测、表面和纹理检测、机器 人技术与自动装备、代码读取等,占比分别为 37%、12%、10%、7%。

公司所在的机器视觉下游领域包括消费电子、新能源、印刷包装、新型显示等,其 2021 年营收占比分别为 16.4%、9.2%、8.9%、8.5%。各下游领域高成长性从需求侧带动机器视觉产品发展。

1)消费电子渗透率提升: 机器视觉技术已经基本覆盖电子产品元器件、部件和成品全制造各个环节,劳动人口短缺和人工成本上行促进 机器视觉产品渗透率提升;2)新能源领域高速成长:机器视觉产品主要应用于锂电池和光伏电池片检测环节, 预计中国光伏新增装机量、锂电池出货量将由 2020 年的 48GW、80GWh 提高至 2025 年的 93GW、431GWh, 带动机器视觉装备发展;3)印刷包装领域市场规模大:2020 年中国印刷行业市场规模为 13795 亿元,预计未 来将保持稳定增长,当前印刷机最快生产速度已达 800m/min,已超出人眼识别极限,高生产速度使机器视觉检 测成为行业必需品;4)新型显示领域国产化替代加速:机器视觉技术已经作为新型显示领域非接触、高精度、 高速度的生产、检测技术手段,将伴随显示面板量增加而增加。

3.3 全球机器视觉空间超百亿美元,国内市场超百亿元并维持较快成长

3.3.1 全球视觉器件市场预计 2025 年将达 147 亿美元,征下游机器视觉行业高成长

机器视觉市场包括视觉器件、可配置视觉系统和智能视觉装备三个细分市场,预计 2025 年全球视觉器件的 市场空间将达 147 亿美元。根据 Markets and Markets 统计,2015-2020 年,全球机器视觉器件市场 CAGR 为 13.8%, 2020 年市场规模达到 107 亿美元;预计 2021 年至 2025 年,全球机器视觉器件市场规模 CAGR 为 6.6%,至 2025 年市场规模将达 147 亿美元。机器视觉器件作为机器视觉行业上游的高增长前景表征机器视觉市场空间之广。

从全球机器视觉行业地区分布上看,欧洲地区为全球最大的机器视觉市场,占比达 37%。北美、亚太地区 紧随其后,占比分别为 29%、25%。

3.3.2 预计 2025 年中国机器视觉中上游市场空间 393 亿元,下游视觉装备空间超千亿

中国机器视觉行业发展速度快,未来市场空间广阔。中国机器视觉行业可分为产业中上游的小型解决方案 以及下游的大型视觉装备:1)中上游(视觉器件+可配置视觉系统):根据中国机器视觉产业联盟的统计,中国 机器视觉中上游的销售额从 2018 年的 102 亿元增长至 2021 年的 181 亿元,三年 CAGR 为 21.1% ,得益于宏观 经济回暖、新基建投资增加、数据中心建设加速、制造业自动化推进等因素,预计 2022-2025 年中国机器视觉 中上游市场空间四年 CAGR 为 21.4%,2025 年总市场空间将达到 393 亿元;2)下游(智能视觉装备):产业 下游以自动化大型视觉装备为主,产品使用场景丰富,单位价值更高,市场空间约为产业中上游的 7-8 倍,预 计 2025 年中国智能视觉装备的市场空间超 3000 亿元。


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