本
文
摘
要
(报告出品方/作者:国盛证券,姚健)
一、国内 X 射线探测器领航人
1.1 国内平板探测器龙头,深耕 X 射线领域十载
奕瑞科技专注 X 射线领域 10 年,是国内数字化 X 射线探测器龙头企业。上海奕瑞光电 子科技股份有限公司(简称“奕瑞科技”)创立于 2011 年,主要从事数字化 X 线探测器 研发、生产、销售与服务,其产品广泛应用于医学诊断与治疗、工业无损检测、安防检 查等领域。公司的生产基地位于上海浦东、江苏太仓和韩国首尔,目前产品远销美国、 欧洲等全球 70 多个国家和地区,产品装机总量超 50000 台。
奕瑞科技在国内细分市场排名第一,正加速赶超国际竞争对手。通过技术吸收和自主创 新,奕瑞科技已成为全球为数不多同时掌握非晶硅、氧化物、柔性基底、CMOS 技术路 线的探测器公司,并可提供硬件、软件及完整的影像链综合解决方案,满足客户多样化 的需求。当前,公司在国内细分市场中排名第一,并在全球市场中形成局部领先地位, 正加速赶超国际竞争对手。
1.2 公司产品应用广泛,盈利水平高
2020 年公司实现营业收入 7.84 亿元,同比增长 43.58%,实现归母净利润 2.22 亿 元,同比 2019 年大幅增长 130.54%。2020 年,由于新冠疫情防控和治疗需要,下游 移动 DR 整机客户对公司医疗产品中的普放无线系列需求量激增,致使公司 2020 年业 绩表现较为出色。自 2015-2020 年,公司营业收入和归母净利润的 CAGR 分别为 29.77% 和 63.65%,保持了较快的增速。此外,2021Q1 公司实现营收和归母净利润达 2.23 和 0.74 亿元,同比增长 65.40%和 132.00%,增长依旧迅猛。
公司产品可广泛应用于医疗、工业和安防等领域。公司医疗产品在 2020 年实现营收 6.80 亿元,同比增长 38.05%,其占营收比重最高,达 86.67%。其中医疗产品可分为医疗静 态产品和医疗动态产品,医疗静态产品包括普放有线、普放无线和兽用系列,医疗动态 产品包括胃肠、C 臂、乳腺、放疗、齿科系列。公司工业安防产品包括了便携检测系列、 电子检测系列、铸件检查系列和线阵系列。此外,公司其他收入包括零配件销售及维修 服务、技术服务、材料销售和租赁收入等,其中前两者占其他收入的比重较大。
2020 年,公司医疗静态、医疗动态和工业产品实现营收 6.01、0.78 和 0.60 亿元,占 营收比重分别为 76.69%、9.98%和 7.70%,同比增长 31.52%、123.12%和118.44%。在 2020 年年报中公司披露了医疗和工业产品的营收,以及静态和动态产品 的营收,而静态产品均为医疗产品,工业产品均为动态产品,因此可倒推出 2020 年公司 医疗静态、医疗动态和工业产品的营收,分别为 6.01、0.78 和 0.60 亿元。2020 年,公 司医疗动态产品及工业产品的发展势头较为迅猛,其中主要原因在于去年下半年齿科新 产品顺利实现量产以及工业领域新产品实现销售增长所致。
公司普放无线系列收入增长较快,在 2019年占比超过普放有线系列。自2015-2019 年, 公司普放无线系列的收入增速较快,同比增长 61.72%,其收入占比在 2019 年超过了普 放有线系列,达 50.37%。其中主要原因在于:一方面,移动式 DR 因其广泛的应用场 景、便携性等优点带动市场需求的逐步释放,为公司无线产品(移动式 DR 的核心部件) 提供了增量的市场空间。另一方面,公司顺应下游整机市场的发展趋势,适时推出了极 具性价比的第三代无线产品 Mars-V3,强烈的市场反应带动了无线产品收入增长 61.72%。
1.3 管理层共同控制,公司股权结构稳定
公司由管理层共同控制,股权结构较为稳定。公司的共同实际控制人为顾铁、邱承彬、曹红光、杨伟振,四人为一致行动人,均为公司创始人,且均担任公司重要职务,对公 司的经营管理形成了共同控制。其中顾铁为公司董事长及总经理,邱承彬为公司董事、 副总经理和首席技术官,曹红光和杨伟振为公司董事。四人合计间接持有公司的权益比 例为 35.36%,合计持有的公司表决权比例为 40.83%。
实际控制人均为行业专家,有强大的技术背景。顾铁曾参与美国第一条 2 代 TFT-LCD 生 产线的组建,也曾领导了世界第一台胸腔数字 X 光机的研发与制造。邱承彬是光电子成 像及微电子领域的专家,曾带领研发团队成功研制出国内首片数字 X 光图像传感器,也 曾在公司成立后带领研发团队建立了碘化铯闪烁屏的产业链,成功打破了日本滨松在碘 化铯闪烁屏领域的绝对垄断地位。曹红光曾主持设计具有自主知识产权的 DSA 数字减影 系统、国产大型 C 臂血管造影机。杨伟振则自从业以来在研发岗位上工作了 11 年,项 目研发经验丰富。四位实控人均为技术出身,在研发方面给予了公司强大的技术支持。
截至 2020 年末,公司共有 9 家控股子公司,其中 5 家为境内公司,4 家为境外公司。 对于境内子公司而言,奕瑞太仓的主营业务为数字化 X 线探测器的生产与销售,为奕瑞 科技业务重要的组成部分。2020 年实现营收和归母净利润分别为 4.48 和 0.46 亿元。奕 瑞新材料为奕瑞太仓的控股子公司,主营业务为数字化 X 线探测器零部件的研发、生产 与销售。奕瑞海宁成立于 2020 年 11 月 25 日,其主营业务也为数字化 X 线探测器的生 产与销售。奕瑞成都和远奕电子自设立以来至 2020 年末尚未开展实际经营业务。
对于境外子公司,奕瑞欧洲成立于 2013 年,为公司与 PROTEC GmbH & Co. KG 以 及 Career Ltd 共同设立,其中奕瑞科技持股 51%,为控股股东。奕瑞欧洲的主营业务 为数字化 X 线探测器销售及服务,系奕瑞科技在欧洲地区的销售平台和客服中心。对于 参股股东 PROTEC 而言,其为德国知名的 X 线系统整机制造商,DR 作为其主营产品之 一,生产过程中需要使用数字化 X 线探测器作为核心零部件。而由于 PROTEC 自身无探 测器的研发及生产能力,相关产品均需外购。基于对奕瑞科技产品质量、性能的认可, 以及对数字化 X 线探测器市场前景的看好,PROTEC 选择与奕瑞科技合资设立奕瑞欧洲 共同开拓欧洲市场。在同行业中,也存在其他 DR 整机厂商设立合营企业并采购探测器 的案例,如飞利浦及西门子合资设立 Trixell。自 2017 年以来,PROTEC 全部通过奕瑞欧 洲采购奕瑞科技的数字化 X 线探测器。
奕瑞科技在美国、韩国及香港地区亦有子公司布局。奕瑞美国的主营业务为数字化 X 线 探测器的销售,为公司美洲地区的销售平台和客服中心。奕瑞韩国的主营业务为数字化 X 线探测器的组装及销售,为公司亚洲地区的销售平台和客服中心。2020 年,奕瑞韩国 实现营收和归母净利润分别为 1.06和 0.18 亿元。奕瑞香港为奕瑞科技的投资控股平台, 除对外投资外,未开展实际经营相关业务。未来随着公司在国内外地区业务布局的深入, 公司的市场份额将有进一步增长的空间。
1.4 研发投入提升,业绩增长快速
上市后公司偿债能力有了显著加强。自 2015-2020 年,公司的流动比率始终高于 2,速 动比率始终高于 1.5,不论是短期偿债能力抑或是资金实力,公司均有着不错的表现。此 外,在 2015-2020 年,公司的资产负债率始终低于 40%,负债结构相对合理。且在 2020 年公司上市后,其流动比率、速动比率及资产负债率,均有了明显的改善,分别为 11.58、 10.84 和 9.03%,主要原因系上市后公司的流动资产增长较多,公司的长短期偿债能力 均有显著加强。
毛利率维持高水平,净利率快速提升。2020 年,公司销售毛利率为 51.80%,销售净利 率为 28.45%,分别同比增长 2.53 和 11.00 个百分点。2018 年公司毛利率相较 2017 年 有了轻微下滑,主要系公司受美国加征关税和太仓工厂投产初期单位制造费用较高影响 所致。而在 2019 年,公司太仓工厂产量大幅提升,单位产品制造费用下降,同时公司主 要原材料采购价格下降,带动了销售毛利率和销售净利率的回升。
X 射线影像设备用途广泛。X 射线影像设备是利用 X 射线对物体的穿透、差别吸收、感 光及荧光作用,将物体各部分的密度分布信息投射到 X 射线采集和成像装置上,形成相 应的影像,从而观察物体内部构造和情况。其可广泛应用于医院的内科、外科、骨科、 创伤科、急诊科、体检科等科室。
应收账款回款能力提高,公司营运能力表现良好。2020 年,公司存货周转率和应收账款 周转率分别为 2.53 和 4.85 次,同比增长-8.18%和 49.43%。自 2015-2019 年,公司存 货周转率和应收账款周转率分别有了不同程度的下降,其主要原因系随着业务规模的扩 大,公司应收账款和存货规模增长较快。
二、X 射线探测器用途广泛,未来前景广阔
2.1 平板 DR 为当前 X 射线摄影主流设备
X 射线影像设备用途广泛。X 射线影像设备是利用 X 射线对物体的穿透、差别吸收、感 光及荧光作用,将物体各部分的密度分布信息投射到 X 射线采集和成像装置上,形成相 应的影像,从而观察物体内部构造和情况。其可广泛应用于医院的内科、外科、骨科、 创伤科、急诊科、体检科等科室。
X 射线摄影设备经历了四个发展阶段,目前平板 DR 为主流设备。X 射线影像设备的构 造包括 X 射线发生装置、X 射线探测装置和机架等。其中,X 射线探测装置承担 X 射线 的检测、记录和成像功能,是影响 X 射线影像设备成像质量和工作效率的核心部件之一。 而数字化 X 线探测器即属于 X 射线探测装置。随着科技的进步,X 射线摄影设备经历了 从胶片机、计算机 X 线摄影(Computed Radiography, CR)、CCD-DR(电荷耦合器件DR)到平板 DR 的发展历程。
(1)模拟图像阶段:胶片机
20 世纪 80 年代以前,X 射线影像设备主要为传统胶片机。其成像原理是以 X 射线摄 照,以增感屏和感光胶片组成的屏片系统记录 X 射线图像,再通过手工作业或洗片设备 进行显影、定影后还原图像。但胶片机所拍摄图像的分辨率对拍摄剂量控制和曝光条件 要求较高,成像速度较慢,洗片周期较长,且图像不可传输,也不可进行其他后期处理。
(2)间接数字化阶段:CR 设备
20 世纪 80 年代至 21 世纪初,X 射线影像设备主要为 CR 设备。CR 设备成像原理是利 用与屏片系统类似的 IP 记录 X 射线图像并传递摄影信息,在使用读取装置对 IP 进行全 面扫描后,由读取装置的光导管将发光信号收集起来进入光电倍增管内转化为相应的电 信号,再将电信号传输至图像处理设备进行数字处理,从而在荧幕上呈现出灰阶图像。
CR 技术是将传统放射医学技术过渡至数字化放射医学的重要技术,核心装置是 IP,优 势在于检查成本相对较低,但缺点是中间环节带来的能量损耗会降低成像质量,导致探 测器量子探测率不高、拍摄剂量较高、操作步骤较多、检查速度较慢。
(3)直接数字化阶段:CCD-DR 和平板 DR 设备
21 世纪以来,由于数字化 X 射线影像系统(Digital Radiography, DR)的出现,X 射 线影像设备进入直接数字化阶段。其中 DR 可分为 CCD-DR 和平板 DR。CCD-DR 设备 在闪烁体将 X 射线转换为可见光后,依靠透镜进行光学微缩并投射到 CCD 芯片的有效尺 寸上,再经 A/D 转换等过程转变为数字图像。
由于 CCD 芯片的尺寸较小,大图像经过透镜微缩后会造成光子数据丢失,并产生图像畸 变,而一系列中间过程也会对信号造成较大干扰,从而降低成像质量。且 CCD-DR 设备 的密度分辨率和空间分辨率均表现一般,透镜微缩对光路距离的要求造成机器体积偏大, 限制了其向轻薄化方向发展。
平板 DR 在具有图像处理功能的计算机控制下,由 X 射线平板探测器将 X 射线直接转化 为数字信号,并借助 A/D 与 D/A 转换实现实时图像数字处理的效果。由于平板 DR 可直 接将 X 射线转换为数字信号,避免了由光学散射而造成的影像失真问题,大大提高了成 像准确率,具有量子效率高、图像质量好、成像速度快等优点。因此,平板 DR 正逐步 取代 CR 设备和 CCD-DR 设备,成为 X 射线影像设备的主流技术方案。
当前 DR 设备主要为平板 DR 设备,其组成包括高压发生器、X 线管及支架、数字化摄 片系统及支架、平板探测器以及系统控制台。其中,高压发生器是利用数字化控制技术, 通过高频整流获得高电压。X 线管采用旋转阳极、双焦点和大容量的 X 线管产生稳定的 X 线。数字化摄片系统包括滤线栅、X 线自动剂量控制装置。而平板探测器则是该系统的 关键组成装置。
平板探测器影像负责数据读取,再将数据传送到系统控制台,进行影像数据处理。与常规 X 线机相比,DR 系统采用平板探测器作为 X 线图像采集装置,替代了传统的增感屏胶片系统,实现 X 线信号的数字化转换过程。探测器阵列由核心部件和外壳组成,核心 部件包括非晶硒涂层和薄膜晶体管(Thin Film Transistor, TFT)阵列。
TFT 阵列的工作原理为 X 线照射光电转换层,形成图像电信号,由 TFT 阵列收集并检 出,再经 A/D 转换及量化,从而获得 X 射线数字图像。曝光时 X 线光子通过与非晶硒 涂层的电离作用,形成电子空穴对,在电场的作用下,电荷聚集在 TFT 阵列的信号存储 电容中,通过信号放大器和数据读出电路,可以获得电压信号。
2.2 数字化 X 线探测器应用广泛
2.2.1 按照能量转换方式:直接转换和间接转换
根据能量转换方式的不同,数字化 X 射线平板探测器可分为直接转换和间接转换两类。
(1)直接转换探测器
直接转换探测器的基本原理是 X 射线投射到探测器上,光导半导体材料采集到 X 射线光 子后,直接将 X 射线强度分布转换为电信号。目前,直接转换方式常用的光导半导体材 料包括非晶硒(a-Se)、碲化镉(CdTe)、碲锌镉(CdZnTe 或 CZT)等,已经较为成熟的 产品主要包括非晶硒平板探测器和碲化镉/碲锌镉线阵探测器。
2)间接转换探测器
间接转换探测器的基本原理是 X 射线投射到探测器上,先照射到闪烁体上,闪烁体吸收 X 射线后以可见光的形式将能量释放出来,经过空间光路传递,由光电二极管采集并转 换为电信号。目前,数字化 X 射线平板探测器采用的能量转换方式以间接转换为主。
对于间接转换探测器而言,目前常用的闪烁体材料主要有碘化铯(CsI)和硫氧化钆 (Gd2O2S:Tb 或 GOS)。而根据传感器材料的不同,又可分为非晶硅(a-Si)平板探 测器、电荷件(CCD)探测器、互补型金属氧化物(CMOS)半导体探测器等。其中非 晶硅是当前最主流的传感器材料,自投入市场至今已超过 25 年,具有成像速度快、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数字化 X 射线平板探测器的需 求。此外,目前平板探测器生产企业在传感器技术方面的应用均以非晶硅为主。
“TFT+碘化铯”间接转换为市场主流
预计 2023 年“TFT+碘化铯”组合的出货量将 达 83802 台,占间接转换方式的平板探测器的比重达 77.89%。2017 和 2018 年,全 球医疗市场采用间接转换方式的平板探测器出货量分别为 64763 台和 70214 台,占比分 别为 91.49%和 91.47%,远远领先于采用直接转换方式的平板探测器。在间接转换领域, 以 TFT/PD 作为传感器和以碘化铯作为闪烁体为最主流的组合,2017 和 2018 年的出货 量达 43508 和 48762 台,占比为 67.18%和 69.45%。根据 IHS Markit 预测,未来“TFT+ 碘化铯”组合的出货量占比将会有进一步提升,预计到 2023 年出货量将达 83802 台, 占间接转换方式的平板探测器的比重达 77.89%。
2.2.2 按照应用范围:医疗领域和非医疗领域
数字化 X 线探测器主要用于探索人体及其他生命体或物体的内部构造并成像,按应用范 围的不同,可分为医疗领域和非医疗领域。
在医疗领域,数字化 X 射线影像系统根据应用场景的不同可分为普放数字化 X 射线影像 系统、宠物医疗诊断、数字化乳腺 X 射线摄影系统(FFDM)、诊断影像系统(包括 C 型 臂、DSA、DRF、口腔 CBCT 等)、放疗设备等。在非医疗领域,数字化 X 射线影像系统 主要可应用于工业无损探伤检测、安全检查等领域。目前,数字化 X 射线影像系统的应 用仍以医疗领域为主,根据 Yole Développement 统计,2018 年全球数字化 X 射线 影像系统在医疗领域的应用占比达 76%。
(1)医疗领域
医疗用数字化 X 线探测器可根据工作模式分成静态和动态平板探测器。
1)静态平板探测器
静态平板探测器指单次 X 射线或由单次 X 射线组合的序列拍片下成像的平板探测器。 利用静态平板探测器制造的数字化 X 射线影像系统在成像时主要凸显被检测物体的大小 与形状,无时间维度上的变化。目前,静态数字化 X 线探测器主流应用场景为静态拍片 诊断,主要用于 DR 领域和宠物医疗领域。由于静态拍片诊断为各级医院门诊量最多的 X 射线类项目,终端需求始终存在,因此探测器静态的工作方式亦将长期存在。
①在 DR 领域的发展:巨大采购需求
欧美等发达国家的 DR 设备市场需求主要在于老旧设备的更换,而我国的市场需求则在 于巨大的采购需求。如前所述,当前 X 线摄影设备经历了从胶片机、CR、CCD-DR 到平 板 DR 的发展历程。对于欧美等发达国家和地区而言,其 DR 在医疗机构中的应用相对 成熟,其市场需求主要体现在胶片机、CR、CCD-DR 等老旧 X 线设备的淘汰和升级,以 及存量 DR 设备的换修市场。而在国内,根据卫计委发布的《医疗机构基本标准(试行)》 的通知,我国医院和乡镇卫生院基本设备均需配置 X 光机(包含传统胶片机、CR、CCDDR 和 DR)。2019 年我国 DR 保有量仅 6.4 万台,每百万人中仅有 46 台 DR 设备,而美 国在 2010 年每百万人就有 530 台 DR 设备了。与美国等发达国家相比,我国 DR 人均保 有量较低,因此在未来我国将会有巨大的 DR 采购需求。
2013-2019年,我国DR设备保有量从1.45万台增长至6.4万台,CAGR为28.08%。 受益于我国分级诊疗政策带来的基层大规模采购,近年来我国 DR 设备总保有量提升, 从 2013 年的 1.45 万台提升到了 2019 年的 6.4 万台,年均复合增长率为 28.08%。未来 随着 DR 系统向基层医疗机构逐渐下沉,DR 设备的采购需求将会进一步扩大。
DR 设备可根据主要用途分成固定式 DR 和移动式 DR。其中移动式 DR 主要用于移动不 便或要求设备移动到现场以提供 X 射线检查的情景。对于奕瑞科技的普放有线和普放无 线产品而言,前者只可应用于固定式 DR,而后者则可应用于固定式和移动式 DR,使用 范围更加广泛。
②在宠物医疗的发展情况:宠物饲养人数增多,带动宠物医疗平板探测器增长
我国宠物化 X 射线影像系统市场还未饱和,有很大成长空间。宠物疾病诊断常用的 X 射 线设备主要有动物专用设备、便携式设备、C 型臂等,其核心部件均为数字化 X 射线平 板探测器。数字化 X 射线影像系统在宠物医疗领域的增长主要来自两个方面。一方面, 我国宠物数字化 X 射线影像系统市场还未饱和,与国外发达国家相比还存在较大差距, 我国宠物专用数字化 X 射线影像系统市场还有很大的成长空间。
另一方面,随着人口结构的变化、人均消费水平的提高以及消费观念的改变,饲养宠物 已成为很多人的生活选择。2019 年我国每 100 户中有约 17 户饲养宠物,相较于 2010 年只有 5-8 户饲养宠物提高了 1.125 到 2.4 倍。然而 2019 年英国、澳大利亚和美国宠物 饲养率已达到 44%、62%和 67%,我国仍与海外发达国家存在不小的差距。随着经济 水平的提高,未来我国饲养宠物的人数将不断增长,宠物数量和宠物医疗需求将出现进 一步增加,从而进一步推动平板探测器在此领域的应用。
2)动态平板探测器
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。相比静态平板探 测器而言增加了时间维度的连续观察摄影功能,能在透视的情况下动态观察被检测物体 的情况,可更好地满足特定使用需求。动态数字化 X 线探测器主流应用场景为动态影像 诊断、术中透视成像及治疗辅助定位,主要用于乳腺 X 射线摄影系统(FFDM)、数字胃 肠机(DRF)、数字减影血管造影系统(DSA)、C 型臂 X 射线机(C-Arm)、齿科 CBCT 及放射性治疗的相关设备。
①在数字化乳腺 X 射线摄影系统(FFDM)领域的发展情况:重视程度不断提高
目前主流的乳腺探测器技术为非晶硅和非晶硒技术。其中非晶硒技术属于直接转换,可 将 X 光直接转成电子,不产生可见光,没有散射线的影响,因此可以获得比较高的空间 分辨率。当前,在 40kV 以下的射线能量下,非晶硒探测器的能量转换效率更高,而在 40kV 及以上的射线能量下,非晶硅探测器的能量转换效率更高。
非晶硒技术在 FFDM 中较为常见。由于乳腺主要是软组织成分,腺体的组织密度和 X 射 线吸收系数接近,传统的 X 射线影像设备的能量较高,穿透力较强,对乳腺部分成像的 分辨率较低,无法实现良好的成像效果,故临床上通常采用低能量软 X 射线(即 40KV 以下电管产生的 X 射线,其具有能量低、波长长、穿透力弱的特点)进行成像,以增强 乳腺组织之间的 X 射线吸收差异,加强图像对比。因此,非晶硒技术在 FFDM 中较为常 见,但较少应用于 DR 等领域。
2020 年乳腺癌占全球新发癌症以及死亡癌症病例的 11.7%和 6.9%,排名为第 1 和 第 5。根据世界卫生组织国际癌症研究机构(IARC)发布 2020 年全球最新癌症负担数 据,2020 年全球新发癌症病例 1929 万例,死亡病例为 996 万例。其中乳腺癌在全球新 发癌症病例以及死亡癌症病例中排名第 1 和第 5,病例数分别为 226 万人和 68 万人, 占比为 11.7%和 6.9%。
2020 年全球女性新发癌症以及死亡癌症病例中,乳腺癌均排首位。2020 年,尽管女性 患癌人数以及因癌致死人数占比均小于男性,分别为 48%和 44%,但乳腺癌患者基本 为女性,且无论是女性新发癌症人数或是患癌致死人数,乳腺癌占比均处于首位,分别 为 24.5%和 15.5%。
我国与美国在乳腺筛查方面存在较大差距。根据 Lancet Oncol 在 2014 年发布的期刊 Breast Cancer in China,截至 2012 年,对于我国最贫穷的五分之一的人群,只有 2%的 女性接受了乳腺检查,而最富有五分之一人群中,有 35.9%的女性接受了乳腺检查。此 外,根据抽样结果显示,我国仅有 5.2%新发乳腺癌病例是通过定期乳腺筛查发现的,且 82.1%的女性在发现患乳腺癌时已产生明显的症状。然而在美国,通过筛查发现的乳腺 癌比例约为 60%,我国与美国在乳腺筛查方面仍存在较大的差距。
随着近年来人们健康意识的不断增强,人们对于乳腺癌等乳腺疾病的重视程度也不断提 高。乳腺 X 射线检查作为乳腺疾病最基本的检查方法, 在检出钙化方面,具有其他影像学方法无可替代的优势,是 40 岁以上女性进行乳腺检查 的主要方式。作为实现乳腺 X 射线检查的设备,FFDM 系统将具备较快的需求增速。
②在数字减影血管造影系统(DSA)领域的发展情况:国内拥有量低,潜力大
DSA 是将电子计算机与传统血管造影相结合的一种新技术,可为介入治疗提供真实的立 体图像,已成为各种介入治疗的必备条件,是诊断脑血管疾病的“金标准”。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。
DSA 设备在国内仍具有较大的市场潜力,预计销量将保持增长趋势。目前,全球 DSA 系 统主要生产企业包括 GE 医疗、飞利浦、西门子、东芝和万东医疗等,整机价格高达数百 万元,部分进口机型单价超过千万。国内通常在三甲大型医院或心血管专科医院才会配 备 DSA 系统。
③在 C 型臂 X 射线机领域的发展情况:老龄化促进市场需求
C 型臂 X 射线机,是指机架为 C 型的 X 线摄影设备,用于手术中的实时动态成像。C 型 臂具有辐射剂量小、占地面积小、便于移动等优势,现广泛应用于医院骨科、外科、妇 科等科室。C 型臂的主要用途包括骨科打钉、整骨、复位;外科植入起搏器、取体内异 物、部分造影术、部分介入手术;以及配合臭氧机治疗疼痛、小针刀治疗、妇科输卵管 导引手术等。
⑥在放疗设备领域的发展概况:加速器装机量的增长带动 X 射线平板探测器发展
④在齿科 CBCT 领域的发展概况:口腔卫生观念及口腔就诊人次提升
CBCT 成像效果优于传统设备,已成为多项口腔治疗的必备设备。目前,口腔 X 射线设 备主要包括口腔 X 射线全景牙片机、口腔颌面全景 X 射线机、口腔 X 射线数字化体层摄 影设备、口腔颌面锥形束计算机体层摄影设备(Cone Beam Computed Tomography, CBCT)等。其中 CBCT 已成为了牙槽骨外科手术、牙体牙髓病科治疗、牙种植修复、牙 周病的诊断与治疗、口腔肿瘤的诊断以及正畸治疗等口腔疾病领域的必备设备。其可形 成任意方向、层面的三维立体影像图,成像效果远优于传统设备,且具有辐射剂量低、 曝光时间短、占地面积小、使用便捷等优点。
居民口腔健康情况不容乐观,但口腔健康观念提升。2015 年我国 65-74 岁老人 平均龋齿率为 98.0%,为各年龄组最高,平均留存牙数为 22.5 颗。而对于 35-44 岁居 民而言,2015 年牙龈出血检出率为 87.4%,相较 2005 年提升了 10.1 个百分点。此外, 2015 年我国 5 岁和 12 岁年龄层龋齿率分别为 71.9%和 38.5%,相比 10 年前提高了 5.90 和 9.60 个百分点。但随着人们口腔健康意识的不断提高,家长对孩子口腔健康也 更加重视。2015年5岁和12岁年龄层中经过填充治疗的牙齿比例分别为4.1%和16.5%, 相较 2005 年提升了 1.3 和 5.9 个百分点。
未来,随着人均可支配收入的增加、人口老龄化的加速以及口腔疾病就医观念的提升, 预计市场对口腔诊疗的需求将得到进一步释放,并带动 CBCT 等高端口腔诊断治疗设备 的需求增长。根据中国卫生健康统计年鉴,我国的口腔专科医院数量已从 2011 年的 317家上升至 2019 年的 885 家,年均复合增长率达 13.69%,且我国口腔医院诊疗人次已由 2012 年的 2197 万人次上升至 2019 年的 4498 万人次,年均复合增长率达 10.78%。
⑤在数字胃肠机(DRF)领域的发展概况:平板探测器为主流
DRF 技术由 DSA 技术转化而来,主要用于胃肠造影、食道造影、消化道检查等。胃肠 造影检查作为影像学检查项目之一,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。目前,配置平板探测器的数字胃肠机已成为该类设备的主流,不 仅操作简单、适应范围广,而且图像清晰度高,可对影像信息进行回放分析,极大地提 高了诊断的准确性和病变检出率。
⑥在放疗设备领域的发展概况:加速器装机量的增长带动 X 射线平板探测器发展
放疗即放射性治疗,是利用放射线治疗肿瘤的一种局部治疗方法。大约有 70%的肿瘤患 者需要在治疗的过程中用到放疗,其中大约有 40%的癌症患者可以通过放疗达到根治的 效果。目前主流的放疗设备包括医用直线加速器、模拟定位机等,平板探测器在其中主 要起到治疗前的肿瘤定位等作用。
2018 年 4 月,国家卫健委发出《关于发布<大型医用设备配置许可管理目录(2018 年)> 的通知》,加速器和伽马刀等将不再由国家卫健委进行配置审批,而由省级卫健委(卫计 委)进行配置审批。审批权限的下放预计将大大促进加速器等放疗设备装机量的增长。 按世界卫生组织建议平均每百万人应配置 2-3 台医用加速器的要求,我国的加速器尚存 在较大缺口。在直线加速器等放疗设备市场需求放大的背景下,预计数字化 X 射线平板 探测器行业也将随之得到同步发展。
3)我国以静态和无线平板探测器为主
静态和动态数字化 X 线探测器是针对不同终端使用场景下的数字化 X 线探测器产品, 其底层技术原理及架构无本质差异。二者区别主要为因临床需求的不同而导致在 TFT SENSOR 设计、X 线系统以及与病患交互上的指标有较大差异。静态数字化 X 线探测器 更侧重分辨率和感光效率,而动态探测器更侧重采集速度和感光效率。
静态数字化 X 线探测器更强调分辨率和图像信噪比。静态数字化 X 线探测器一般采用较 为低速的间歇工作方式,并在结构上强调轻量化、便携化和防水耐摔性能;在图像性能上强调单帧大动态范围,并致力于在临床剂量可接受的情况下尽量提高分辨率。因此, 静态数字化 X 线探测器的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。目前主流产品的像素尺寸为 139um 以下,领先厂商可达到 100um 左右 的水平。静态数字化 X 线探测器未来的发展趋势将更加强调轻薄便携、高清晰度及智能 化,因此未来主流通讯方式将是无线通讯。
动态探测器更侧重采集速度和感光效率。动态数字化 X 线探测器需适应高速连续工作, 因此在长时间工作下更重视极高的稳定性和可靠性。其在图像性能上重视高通量、低延 时的实时图像处理,并力图在低剂量下达到极高的信噪比。因此,动态数字化 X 线探测 器的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,目前主流 产品的像素尺寸为 150um 以上。由于动态数字化 X 线探测器对传输稳定性的优先级高 于便携性,因此其主流通讯方式将仍是有线通讯。
从平板探测器的工作模式来看,静态平板探测器目前占据了我国医疗平板探测器市场的 大部分份额。根据 IHS Markit 统计,2017 和 2018 年,我国医疗静态平板探测器出货量 分别为 13095 和 14236 台,动态平板探测器出货量分别为 2132 和 2512 台。
动态平板探测器技术含量和市场价值相对更高,未来发展空间广阔。根据 IHS Markit 预 测,至 2023 年我国医疗静态平板探测器出货量将达到 23094 台,动态平板探测器出货 量将达到 5417 台,静态和动态平板探测器 2018-2023 年的年均复合增长率分别为 10.16% 和 16.61%。由于动态平板探测器具有灵敏度更高、数据流量更大等特点,其传感器、电 路设计更为复杂,产品技术含量与市场价值相对更高,预计未来将拥有更大的发展空间。
预计 2023 年我国医疗无线平板探测器出货量将达到 20528 台,在未来将拥有更快的 增长速度。2017 和 2018 年,我国医疗无线平板探测器出货量分别为 10202 台和 11389 台,有线平板探测器出货量分别为 5025 台和 5359 台。随着未来市场对数字化 X 射线影 像系统便携使用的要求越来越高,例如开发可以移动的乃至小型手持的数字化 X 射线影 像系统以更方便临床检测、提高检测效率等,预计可移动的无线平板探测器在未来将拥 有更快的增长速度。根据 IHS Markit 预测,至 2023 年我国医疗无线和有线平板探测器 出货量将分别达到 20528 台和 7983 台,无线平板探测器和有线平板探测器 2018-2023 年的年均复合增长率分别为 12.51%和 8.30%。
(2)非医疗领域
数字化 X 线探测器在非医疗领域的应用主要有无损探伤检测和安全检查等。
①在工业无损检测领域的发展情况:动力电池检测和半导体后端封装检测成为新增长点
无损检测中 X 射线技术的需求更为广泛。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的前提下,采用射线、超声、红外、电磁等原理技术并结合仪器对 材料、零件、设备进行缺陷、化学、物理参数检测的技术。其中,射线技术包括放射同 位素及 X 射线两大方向,由于放射同位素有很多应用限制,国家正逐步收紧相关政策, X 射线目前是主流的应用技术方向。相比于超声、红外、电磁等技术,X 射线较强的穿透 力在终端应用中有更广泛的需求。
工业数字化 X 线探测器作为 X 线胶片的升级存在较大的市场空间。数字化 X 线探测器 在工业无损检测领域的主要应用包括铸件无损检测、电路板检测、半导体封装检测、锂 电池检测、食品安全检测等。目前,全球工业数字化 X 线探测器占整个市场份额相对较 小,且在野外等工业现场领域目前仍主要使用 X 线胶片,工业数字化 X 线探测器作为 X 线胶片的升级替代产品存在较大的市场空间。
在工业领域,动力电池检测和半导体后端封装检测成为近年来 X 线探测器在工业领域应 用新的增长点。在动力电池的生产过程中,需要使用 X 线在出厂检验环节对电池的电极、 包装进行检测。而在半导体行业中,则需对生产过程中的缺陷进行检测,其中检测设备 的分辨率需达到微米级甚至纳米级。在此过程中,只有高分辨率的 CMOS 或 IGZO 探测 器配合高放大率的 X 线系统才能够满足检测要求。除此之外,3D 打印行业设计前的逆 向工程亦或将成为 X 线探测器下游市场的新增亮点。
预计至 2024 年全球平板探测器应用于工业领域的市场规模将达 3.1 亿美元。根据 Yole Développement 数据,2018 年,全球平板探测器应用于工业领域的市场份额约 9%,市 场规模约为 1.9 亿美金,预计至 2024 年将达到 11%和 3.1 亿美金,年复合增长率超过 9%。据中国汽车动力电池产业创新联盟发布的数据,2020 年我国动力电池装车量为 63.6GWh,同比增长 2.3%,动力电池出货量的增加将带动 X 射线系统检测需求的进一 步增长。
②在安防检查领域的发展情况:公共安全问题的重视和基建设施的投入推动发展
公共安全问题的不断重视及基础设施的不断建设推动了 X 线安防设备需求的快速增长。 数字化 X 线探测器在安防检查领域的主要应用包括公共场所安检、车辆集装箱检查、可 疑包裹排查等。随着全球各国对公共安全问题的不断重视,以及机场、铁路、城市轨道 交通等基础设施的建设,X 线安检设备需求保持快速增长。
预计至 2024 年全球平板探测器应用于安防检查领域的市场规模将达 4.7 亿美元。根据 Yole Développement 数据,2018 年全球平板探测器应用于安防检查领域的市场份额约 为 13%,市场规模约为 2.6 亿美金,预计至 2024 年将达到 17%和 4.7 亿美金,市场规 模年复合增长率超过 10%。数字化 X 线探测器作为所有 X 线安防设备的核心部件,将随 着安防检查市场的扩张而拥有巨大的市场前景。
预计自 2018-2024 年,市场份额有所提升以及年均复合增速较快的领域为兽用、工业 和安防领域。根据 Yole Développement 数据,2018 年全球 X 线探测器在医疗、工业和 安防领域的市场规模为 20.00 亿美元,预计在 2024 年将达到 28.28 亿美元,年均复合 增速为 5.94%。其中,无论是 2018 年还是 2024 年,静态 DR 探测器的市场规模始终排 第一,分别为 7.40 和 9.24 亿美元,占比从 37.00%下降到了 32.67%。而市场份额有所 提升的领域为兽用、工业和安防领域,分别从 2018 年的 0.40、1.80 和 2.60 亿美元提升 到了 2024 年的 0.84、3.08 和 4.76 亿美元,CAGR 分别为 13.16%、9.37%和 10.60%, 市场占比分别提升了 0.97、1.89 和 3.83 个百分点到 2.97%、10.89%和 16.83%。
2.3 平板探测器进口替代,全球市场集中度提升
2.3.1 全球平板探测器市场集中度提升
我国是全球第二大的医疗平板探测器市场。在医疗领域,根据 IHS Markit 统计,2017 年和 2018 年全球平板探测器出货量分别为 70788 台和 76763 台,其中美国是全球最大的 市场,出货量分别为 23401 台和 25721 台,占比达 33.06%和 33.51%。我国的市场规 模在国家政策和下游需求的共同作用下迅速增加,2017 年和 2018 年出货量分别为 15227 台和 16748 台,已成长为仅次于美国的第二大市场。
目前全球范围内具备一定规模的平板探测器生产企业不到 20 家,且在 2018 年全球医 疗平板探测器市场前两大企业合计市场份额约 44%,市场集中度较高。2018 年全球医 疗平板探测器市场前三大企业为万睿视、Trixell 和奕瑞科技,前两家市场份额合计约为 44%。其中万睿视总部位于美国盐湖城,是全球领先的 X 线影像部件供应商,拥有 30 年 以上非晶硅平板探测器设计研发经验。Trixell 是全球公认的顶级数字化平板探测器供应 商之一,在 1997 年由 THALES、西门子和飞利浦联合创建。尽管当前有部分数字化 X 射 线影像系统制造商如万东医疗,为满足产品生产和原材料供应需要而拥有平板探测器生 产线,但出于技术、成本、产品多样性需求等原因,目前市场上的平板探测器供应仍以 专业的平板探测器生产商为主。
近年来,海外老牌企业为更好地面对市场竞争压力,纷纷加快了兼并收购的步伐以充分 整合优势资源。如日本 Canon 于 2016 年收购了 TOSHIBA MEDICAL 的探测器业务、万 睿视于 2017 年和 2019 年分别收购了 Perkin Elmer 和 Direct Conversion 的影像业务、 Rayence 于 2018 年收购了 Myvet Imaging 的影像业务等。由于数字化 X 射线平板探测 器行业具备较高的进入壁垒,在行业持续进行整合的背景下,预计未来国内外市场的集 中度将会进一步提升。
2.3.2 X 射线影像设备市场规模稳定增长
升级改造和新购共同推动欧美等发达地区的 X 射线影像市场需求。在欧美等发达国家和 地区,因医学影像行业起步时间较早,且医疗卫生投入相对较高,其 X 射线影像设备的 应用已十分普及,但市场上还有大量 CR 设备等前代 X 射线影像设备尚在使用。这些前 代设备可通过利用平板探测器替换 IP 等成像装置的方式来实现数字化升级。因此,升级 改造和新购共同推动欧美等发达地区的 X 射线影像市场需求。此外,随着 X 射线影像技 术的不断进步,C 型臂(包括透视设备及用于介入式手术的设备)、口腔等领域 X 射线设 备应用的不断普及也将推动全球 X 射线影像行业的规模增长。
预计 2023 年全球和我国 X 射线影像设备的市场规模将增长至约 123.67 和 18.15 亿 美元,2018-2023 年 CAGR 为 3.88%和 6.19%。我国医疗机构配置 X 射线医学影 像设备已有几十年的历史,但多以老式胶片机或 CR 设备为主。目前,我国市场对 X 射 线医学影像设备的需求同时来自设备升级更新的存量需求以及数字化 X 射线影像系统普 及率的提高带来的新的增量需求。此外,在市场对数字化 X 射线影像系统需求量稳步增 长的情况下,近年来我国数字化 X 射线平板探测器的出货量也进入了上行通道。2018 年, 全球和我国X射线影像设备市场规模分别为102.22和13.44亿美元,我国占比达13.15%。 根据 IHS Markit 预测,2023 年全球和我国 X 射线影像设备的市场规模将增长至约 123.67 和 18.15 亿美元,2018-2023 年的年均复合增长率为 3.88%和 6.19%。
2.3.3 平板 DR 行业正逐渐实现进口替代
我国 DR 行业国产化率的提高,使得平板探测器设备已逐步实现了进口替代。2010 年以 前,数字化 X 射线平板探测器的技术和市场基本被国外巨头垄断,我国并不具备平板探 测器的产业基础和自主供应能力,国内 DR 厂商对平板探测器的需求基本完全依赖国外 供应商。而国外厂商的垄断溢价也制约了我国 DR 行业的发展,使得 DR 设备无法在我 国各级医疗机构普及。然而,随着我国厂商逐渐进入 DR 行业,国内平板探测器产品实 现了产业化推广,且在国产化率的不断提高下,平板探测器设备已逐步实现了进口替代。
(1)我国平板探测器行业的国产化率不断提高
2019 年在医疗平板探测器领域,我国国产化率达 34.68%,呈现逐年提升趋势。在 2010 年以前,我国尚未出现专业的平板探测器生产商,数字化 X 射线影像系统生产企业仅能 采购进口平板探测器。目前随着奕瑞科技和康众医疗等专业的国内平板探测器生产商的 成立,我国平板探测器行业的国产化率逐渐提升。2019 年,在医疗平板探测器领域,奕 瑞科技和康众医疗在国内的销量合计达 6487 台,国产化率达 34.68%,自 2016 年以来 呈现逐年提升的趋势。
(2)平板探测器行业实现进口替代的效果
作为生产数字化 X 射线影像系统的关键部件,在打破国外厂商的供应垄断、国产化率逐 渐提升的过程中,我国平板探测器行业逐渐实现了进口替代。
1)下游产品尤其是普放 DR 系统的市场价格逐年下降
平板探测器的下游应用领域包括 DR、FFDM、DRF 和 DSA 等,其中普放 DR 由于适用范 围广(可用于对各类人群进行骨骼、胸部拍片)、使用需求大,系平板探测器最主要的应 用领域之一。
平板探测器行业逐渐实现进口替代后,普放 DR 系统的平均售价已逐年下降。在国产平 板探测器尚未正式进入市场前,受高昂的生产成本制约,普放 DR 系统的价格亦居高不 下。在平板探测器行业逐渐实现进口替代后,普放 DR 系统的平均售价已逐年下降,使 得我国有更多的医疗机构能配置和使用数字化 X 射线影像设备,也使得为患者提供更高 效和更优质的医学影像诊断服务成为了现实。
2)DR 系统在基层医疗机构的普及程度将越来越高
DR 设备将从高端医疗机构逐渐向基层医疗机构普及。根据国家卫健委统计,截至 2020 年 6 月,我国共有乡镇卫生院 35976 所,社区卫生服务中心 35036 所。DR 系统关键部 件平板探测器的国产替代将带动 DR 设备从高端医疗机构逐渐向基层医疗机构普及。
3)以万睿视为代表的的国外厂商营收同比逐年下滑
万睿视是全球领先的 X 线影像部件供应商,拥有 30 年以上非晶硅平板探测器设计研发 经验。其主营产品包括平板探测器、球管及其他图像处理部件。2017 年 1 月万睿视自全制造商 Perkin Elmer 旗下影像部件事业部,获取了 CMOS 平板探测器技术。此外,万睿 视于 2019 年 4 月收购了瑞典 Direct Conversion 公司,并获取其电子计数与电荷积分技 术及相关产品。
自 2013 年以来,万睿视营业收入波动较大,增速自 2017 年始进入了下行区间。且毛 利率和净利率也呈现了下降的趋势。2013-2020 年,万睿视营业收入从 6.70 亿美元增长 到 7.38 亿美元,CAGR 仅为 1.40%,增长缓慢。此外,万睿视的毛利率和净利率也呈现 出了下滑的态势。其中的主要原因为:一方面,万睿视成本管控能力较弱,其近年来的 营业总支出与营业总收入的差距逐渐缩小,甚至在 2020 年超过总营收。高营业支出蚕 食了公司的利润。另一方面,平板 DR 行业的逐渐国产化扩大了国内厂商的市场份额, 而缩减了海外厂商在我国的市场空间,从而导致海外厂商营收增速的放缓。
三、技术及性价比优势打开市场空间
3.1 高研发投入,铸就公司强技术壁垒
奕瑞科技是一家以全产业链技术发展趋势为导向、技术水平与国际接轨的数字化 X 线探 测器生产商。公司通过不断提高自主研发实力,成功实现了数字化 X 线探测器的产业化, 并推动了平板探测器的国产替代。目前,公司产品主要应用于医学诊断与治疗领域,如 DR、FFDM、放疗定位设备等。公司已在医用细分市场获得了一定的市场份额,正积极向 医用其他领域和工业安防领域拓展。
3.1.1 研发投入高,技术储备丰富
奕瑞科技拥有由多名行业内专家组成的技术管理团队,在平板显示和医学影像领域有深 厚的技术积累。其中包括董事长顾铁在内的四位实际控制人均为技术出身,在研发方面 给予了公司强大的技术支持。此外,公司也拥有一支高学历、高素质的研发队伍。截至 2020 年末,公司有 162 位研发人员,占公司总人数的 30%,其中本科及以上学历的人 数占比约为 90%,硕士及以上学历的人数占比超过 40%。
3.3 多条产品线共推业绩向上
当前公司有其相应的研发模式,即按照“研究一代”+“预研一代”+“开发一代”来开 展工作。
(1)“研究一代”:指研发中心根据行业发展规律以及技术发展趋势,对全球相关的技术 进行先进技术研究,包括新的光感面板工艺技术、新的闪烁材料技术、新的高速通信接 口技术等。研发中心与多家全球知名公司、研究机构及高校等进行合作交流,进行相关 的可行性研究工作。
(2)“预研一代”:指在对研究的先进技术中,若干技术已具备可应用的前景(包括成本 可控、技术路线可行、工艺路线成熟、关键供应商合格等),在技术可行性通过后,对先 进技术进行“模块”级别的独立开发工作,将其转换为关键技术的开发。
(3)“开发一代”:指由项目管理部组织的项目立项通过后,正式开始产品的开发工作。 通过 *** 所有关键技术的开发成果,来快速迭代开发中成熟的研发样机。此外,该过程 根据公司的项目开发流程,在研发样机研发成功后,可进行小批量的中试验证工作,即 小批量的工艺验证、可采购性验证、可靠性验证以及医疗器械相关的安规、型式检验的 验证工作。在通过中试验证后,产品开始进入推广期,以市场样机的方式提供给客户进 行系统集成和系统确认工作,在通过所有的系统验证和系统确认工作后,产品开发进入 批量量产阶段。在开发过程中,面对不同客户的定制需求和性能改进升级的要求,公司 将对产品进行技术改进,衍生出子型号满足不同客户或不同市场的需求。
根据公司 2020 年年报,当前公司主要有 4 项在研项目,包括静态平板探测器技术、动 态平板探测器技术、新型材料及工艺以及线阵探测器技术。这些在研项目的应用前景覆 盖医疗和工业的各个细分领域,如乳腺摄影、齿科摄影、数字胃肠摄影、焊缝检查、安 全检查、食品检测及兽用摄影等。
3.1.2 静态/动态探测器均处行业领先
在公司医疗领域中可分为静态和动态医疗产品,对应的平板探测器为静态平板探测器和 动态平板探测器。当前,公司平板探测器所采用的的基底材料主要为非晶硅。
(1)静态平板探测器
公司生产的静态非晶硅平板探测器已成为国外进口品牌的理想替代产品,覆盖了 10x12英寸、14x17 英寸、17x17 英寸等主流产品成像尺寸。目前,公司上述产品已被上海联 影、万东医疗、普爱医疗、蓝韵影像、东软医疗等国内主要医疗影像厂商采用,打破了 国内市场原先由海外品牌垄断的局面。
公司 17x17 英寸、14x17 英寸数字化 X 线探测器率先出口北美并成为北美基础产品市 场最大厂商的主 *** 品。凭借 14x17 英寸数字化 X 线探测器,公司成为了西门子和飞利 浦的中国品牌探测器厂商。此外,公司在行业内率先提出了无线智能电子暗盒概念,并 以此成功研发出 Mars-V 系列无线数字化 X 线探测器,累积销售量超过 13000 台。
(2)动态平板探测器
在动态非晶硅平板探测器领域,公司生产的 9x9 英寸动态非晶硅探测器已进入国内骨 科 C 形臂整机市场,有效替代 CCD+影像增强器解决方案。且公司生产的 17x17 英寸 动态非晶硅探测器已在国产数字胃肠整机中替代了国外竞争对手产品,其高能防护版本 产品已进入安科锐等全球著名放疗设备厂商。
2018 年,公司发布 IGZO 动态数字化 X 线探测器,并已进入国内牙科整机市场,成为 国外竞争对手 CMOS 探测器的高性能替代方案。5x5 英寸、17x17 英寸工业动态产品已 批量发货,应用于铸件检测、点料、SMT 检查、电池在线检测等多个领域,替代国外竞 争对手产品。
公司在静态和动态领域做到了广泛的覆盖。在静态领域,公司不仅契合行业的发展趋势, 大力发展性能更优的无线静态探测器。在动态领域,公司也掌握了动态探测器的技术难 点,不仅针对国内动态 DR 推出了相应的产品,还推出了一系列不同尺寸、形态和应用 场景的高端产品,做到了市场的广泛覆盖。此外,公司是国内布局最早、市场份额领先 的动态数字化 X 线探测器厂商,是国内动态领域标准的起草者。
3.1.3 四大工艺难题构筑高技术壁垒
数字化 X 线探测器行业的技术壁垒主要有四个方面。X 线探测器产品研发周期通常较长, 企业需经过多年的研发积累逐步形成核心技术及工艺,新进入者很难在短期掌握关键技 术,生产出符合市场需求的产品。
TFT SENSOR 的设计难:TFT SENSOR 为采用非晶硅、IGZO 及柔性基板技术路线 的数字化 X 线探测器的核心部件,主要通过 TFT-LCD 的显示面板产线进行生产。但 TFT SENSOR 在设计上与 TFT-LCD 存在很大差异,且对 TFT 器件的要求远高于 TFTLCD。国外厂商在 TFT SENSOR 上的技术发展多年,并曾对国内形成垄断。新进入 者需要体系化完善相关设计技术,并研发设计数字化 X 线探测器所需要的多层掩膜 版,并最终完成量产级别产品的设计。
TFT SENSOR 的量产难:TFT SENSOR 需要 10 道左右的光罩才能完成,量产过 程中产品良率控制难度较大。同时,面板厂主要聚焦于基于 TFT-LCD 工艺的显示面 板的研发、生产和销售,产品大多涉及手机、笔记本电脑、电视等消费电子类产品, 缺乏聚焦医疗产品的研发工艺团队。因此,全球范围内同时具有 TFT SENSOR 自主 知识产权、并完善 TFT SENSOR 的供应链,使之具备量产能力的厂商数量非常有限。
闪烁体的量产难:闪烁体是将 X 光转换为可见光的关键材料,其原材料性能和制备 工艺对光转化率、余辉、空间分辨率等性能有着至关重要的影响,因此闪烁体的生 产工艺门槛较高、量产良率控制难度较大。当前,大部分业内厂商通过外购方式获 取闪烁体,自建闪烁体镀膜及封装产线的厂家数量较为有限。同时,闪烁体生产所 需要的镀膜设备和封装设备均是定制设备,无成熟的商业标准产品,新进入者需与 设备公司合作研发,不断迭代工艺技术,并最终使镀膜和封装技术达到可量产程度。
多学科交叉运用及影像链集成要求高:数字化 X 线探测器行业作为将精密机械制造 业与材料工程、电子信息技术和现代医学影像等技术相结合的高新技术行业,综合 了物理学、电子学、材料学和临床医学、软件学等多种学科,与传统制造业相比具 有更高的技术含量。同时,数字化 X 线探测器的影像链要求原始影像满足多种指标, 且最终输出图像可完美校正自身各种物理伪影,对从探测器设计到系统软件的编程 整个影像链集成要求极高。新进入者需要系统性的构建研发、中试和验证体系,基 于长时间的研发和生产实践,积累相关专利技术和技术诀窍。
3.1.4 五类核心技术彰显公司技术独特性
数字化 X 线探测器的研发及量产涉及五类核心技术。数字化 X 线探测器的研发及量产, 涉及到的五类核心技术包括传感器设计和制程、闪烁体技术、模拟芯片技术、流程智能 化技术、探测器物理和图像算法等。目前公司已成为全球为数不多的掌握全部主要核心 技术的数字化探测器生产商之一。
(1)传感器设计和制程技术
公司量产的产品包括平板探测器和线阵探测器,并已掌握非晶硅、IGZO、CMOS 和柔 性基板等四大传感器技术。公司的传感器(SENSOR)设计和制程技术为数字化 X 线探 测器所需的主要核心技术之一。2017-2019 年,公司量产的产品包括平板探测器和线阵 探测器,并已掌握非晶硅、IGZO、CMOS 和柔性基板等四大传感器技术。其中,非晶硅、 IGZO 及柔性基板探测器使用 TFT SENSOR 的相关技术,CMOS 探测器则使用 CMOS SENSOR 的技术。这两种传感器均为光学传感器,可将可见光影像转化为数字图像。
1)非晶硅探测器:最主流的 X 线探测器传感器技术
非晶硅是目前最主流的 X 线探测器传感器技术。非晶硅传感器技术具有成像速度快、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探测器的需求。2011 年,奕 瑞科技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,打破了国外厂商的技术垄断。当前,全球主流医学影像设备厂 商如 GE 医疗、飞利浦、西门子等的主要产品均采用此技术。
非晶硅探测器主要由闪烁体、光学传感面板和电荷读出电路等构成。当有 X 线入射时, 位于探测器表面的闪烁体将透过人体后衰减的 X 线转换为可见光,闪烁体下的非晶硅光 电二极管传感器阵列又将可见光转换为电信号,在光电二极管自身的电容上形成存储电 荷,在控制电路的作用下,扫描读出各个像素的存储电荷,经信号放大、A/D 转换后输 出数字信号,传送给计算机进行图像处理从而形成 X 线数字影像。
非晶硅探测器根据闪烁体材料不同主要可分成碘化铯非晶硅探测器和硫氧化钆非晶硅探测器两类产品,二者成像原理基本一致,性能略有差异。相比于硫氧化钆涂层,碘化 铯针状晶体结构将 X 线转换成可见光的综合转换效率更高,冲激响应的光斑弥散更小, 因此 X 线使用剂量更小,成像更清晰,但成本相对较高。
2012 年奕瑞科技启动了闪烁体项目,成功开发了碘化铯真空镀膜和封装工艺。公司通 过将碘化铯加工成针状结构,有效降低了光的散射,从而改善了探测器调制传递函数 (MTF)和量子探测效率(DQE)特性,使得公司产品达到了全球先进水平。
2)IGZO 探测器:适用于大尺寸高速动态探测器技术
IGZO 探测器目前主要应用于 DSA、DRF、C 型臂和齿科 CBCT 等,奕瑞科技为国内唯 一的 IGZO 探测器产品供应商。与非晶硅探测器相比,铟镓锌氧化物(IGZO)探测器采 用了更先进的传感器阵列,是金属氧化物(Oxide)面板技术的一种。相比于非晶硅探测 器,IGZO 探测器不仅具有易于大面积制造,还具有更高的采集速度及更低的噪声,适用 于大尺寸高速动态探测器技术。目前主要应用于 DSA、DRF、C 型臂和齿科 CBCT 等。目 前,仅奕瑞科技和少数几家海外公司掌握 IGZO 技术,且奕瑞科技为国内唯一的 IGZO 探 测器产品供应商,该技术主要存在两项技术壁垒:
兼容要求高:IGZO 作为氧化物半导体,其制作工艺及流程较为特殊,且 IGZO TFT 复杂的形貌也对 TFT SENSOR 中的非晶硅光电二极管的制作造成干扰。
稳定性和良率要求高:IGZO 作为一种化合物材料,对各元素的组成配比极其敏感, 不同的配比将直接影响产品的良率及稳定性。同时,在不同电压和光热的长时间综 合作用下,IGZO 探测器容易出现键断裂导致的稳定性劣化问题。
目前奕瑞科技已完成了IGZO相关器件设计及工艺整合工作,产品性能已达到应用要求。 同时,针对稳定性和良率要求,公司已开发完成全套工艺流程,使产品达到了临床要求。
3)CMOS 探测器:适用于小尺寸动态 X 线影像设备
CMOS探测器在小尺寸动态X线影像设备应用上具有明显的优势。
不同于非晶硅和IGZO探测器,互补式金属氧化物半导体(CMOS)探测器高度集成化,将光电二极管阵列、读 出芯片等集成在一块单晶硅晶圆上。CMOS 探测器具有分辨率高、图像噪声低、采集速 度快等优点。但由于受到半导体产业中晶圆大小的限制,制作大尺寸探测器需要进行拼 接,工艺较为复杂,其工艺和原材料成本均高于非晶硅。因此,CMOS 探测器在小尺寸 动态 X 线影像设备应用上具有明显的优势,例如在齿科 CBCT 领域,其凭借低剂量和高 帧率的特点获得了越来越大的市场空间。
公司掌握了应用于 X 线影像领域的 CMOS 图像传感器芯片、齿科 CMOS 探测器和 TDI 探测器,图像性能与进口同类产品相当,且正在开发应用于乳腺及血管造影的 CMOS 芯 片和探测器。除了奕瑞科技,海外厂商如万睿视、佳能、Trixell 及 Rayence 均掌握了 CMOS 技术,并应用于小尺寸动态探测器领域。目前,公司掌握了应用于 X 线影像领域的 CMOS 图像传感器芯片、齿科 CMOS 探测器和 TDI 探测器,图像性能与进口同类产品相当,但 距行业顶尖水平尚有一定差距。然而,公司凭借自主培育的完整供应链、自主研发的碘 化铯蒸镀及封装先进工艺及综合全面的技术积累,具有一定的后发优势。
4)柔性基板探测器:公司初步完成了海外验证,具备量产能力
柔性基板探测器技术是当前 X 光探测器最为前沿的技术。目前,非晶硅及 IGZO 探测器 采用的是玻璃基板,CMOS 探测器采用的是晶圆基板。而柔性基板探测器技术是当前 X 光探测器最为前沿的技术,其通过采用柔性基板取代刚性玻璃基板,实现了光学传感面 板的可形变、可弯折和不易破碎性。目前柔性基板技术主要存在四项技术壁垒:
柔性基板因工艺复杂且成本高昂,目前仅用于特定的场景。柔性基板因其特有的性质, 可应用于各种不同尺寸和用途的传感器面板。例如可适应于条件恶劣的野外环境和复杂的工业现场等。而在移动医疗和可疑物排查检测方面也有非常广阔的应用前景。但由于 柔性基板探测器技术工艺较为复杂且成本较为高昂,目前仅用于特定的场景。
奕瑞科技在柔性基板探测器上的进度较为领先。当前行业内并无成熟的应用柔性基板探 测器技术的数字化 X 线探测器产品,而奕瑞科技则完成了柔性基板探测器的样机研发工 作,初步完成了海外客户的验证,具备了量产能力,进度较为领先。
2019 年公司在医疗领域以非晶硅探测器技术为主,在工业安防领域则使用非晶硅和 IGZO 技术。根据公司招股说明书,2019 年,在医疗领域公司以非晶硅探测器技术为主, 使用占比约为 100%。而在工业安防领域,则使用非晶硅和 IGZO 技术,在数量上的使用 占比分别为 52.27%和 47.73%。2019 年度,公司使用非晶硅、IGZO、CMOS 探测器技 术所生产产品的销售金额分别为 50867.86、1026.37 及 93.71 万元。
当前,公司在具备量产能力的产品中,已对各项探测器技术进行了提前布局,来应对不 同的终端应用场景及客户需求。例如在医疗领域新布局了齿科系列,且涉及的探测器技 术类型包括非晶硅、IGZO 和 CMOS。而在普放无线系列中则布局了以柔性基板为传感器 技术的平板探测器。
(2)闪烁材料及封装工艺技术
奕瑞科技实现了碘化铯闪烁体薄膜的自主生产。闪烁材料是耦合或直接蒸镀到光学传感 器表面的一层材料,作用是实现 X 光转换为可见光,目前常用的闪烁材料包括硫氧化钆 和碘化铯。奕瑞科技拥有定制化的碘化铯蒸镀设备以及全自动碘化铯超窄边封装设备, 目前已实现了碘化铯闪烁体薄膜的自主生产。
公司在闪烁体制备和封装领域达到了业界的领先水平。在闪烁体制备和封装领域,公司 拥有多项发明专利。且在该领域公司产品具有低余辉、高灵敏度、高可靠性等特点,因 此达到了业界较为领先的水平。
(3)读出芯片及低噪声电子技术
公司开发了用于数字化 X 线探测器的模拟前端和 AD 芯片,目前已完成商用量产。用于 优质探测器图像的获取,需要前端高性能读出芯片及后端低噪声电子处理。公司作为一 种特殊 IC 的 Design House,开发了用于数字化 X 线探测器的模拟前端和 AD 芯片,并 成功流片,目前已经在线阵探测器及工业动态探测器上完成商用量产,属于国内首创, 性能达到国际同类产品水平。
(4)X 光智能探测及获取技术
奕瑞科技开发了三种 X 光智能探测技术,分别为 AED 自动检测技术、AEC 自动控制技 术(用于 X 线摄影)和 ABS 自动亮度控制技术(用于 X 线透视)。公司储备有内置 AEC 模块的固定式平板探测器技术,方便 X 光整机仅通过与平板的连接实现自动曝光控制功 能。且在无线产品中,公司迭代开发了三代 AED 技术,实现了早期模拟机的数字化,完 美契合了欧美地区升级市场的需求。而对于动态产品 ABS 自动亮度控制技术,公司通过 结合自有芯片技术实现了类似人眼的亮度调节功能,极大降低了系统端集成和应用难度。
(5)探测器物理研究和医学图像算法技术
公司在探测器物理研究和医学图像算法技术上达到业界领先水平。探测器图像的最终获 取,及其图像质量的优劣,与光学传感器的物理性能息息相关。奕瑞科技设有独立的探 测器物理研究部门,并与多家国际知名高校及前沿研究机构开展了合作。目前,公司针 对不同 TFT SENSOR 上的半导体器件、PCBA 上电子元件以及特定伪影的物理特性,设 计了针对性的矫正算法,取得了数十项发明专利,实现了高效率、低混叠、高清晰、高 还原度的图像校正,达到业界较为领先的水平。
3.2 “以价换量”,绑定下游核心客户
公司将从成本控制和定价上策略上绑定下游核心客户,不断扩大市场份额。数字化 X 线 探测器作为整机的核心部件,其产品质量及性能对 DR 探测器的使用起到了决定性的作 用。通过探测器的技术壁垒、企业内部的成本控制能力和差异化的定价策略,数字化 X 线探测器厂商将在最大程度上扩大自身的市场份额。
3.2.1 减少供应商依赖,提高成本控制能力
2017-2020 年,公司对前五大供应商的依赖程度逐年降低。自 2017-2020 年,公司从 前五大供应商处采购的金额占总采购额的比重分别为 64.67%、52.88%、46.88%和 36.81%,比例逐年下降。对于原材料 TFT SENSOR 而言,在 2017 和 2018 年,前五大 供应商中只有深天马向公司供应该材料,其占原材料采购总额的比例为 22.06%和 23.47%。而在 2019 年,公司引入了友达光电作为 TFT SENSOR 的第二家供应商,尽管 前五大供应商中采购 TFT SENSOR 的比重仍未出现较大变化(为 24.30%)。但深天马的 权重占比却下降到了 16.42%。对供应商依赖程度的降低有利于公司议价能力的提升, 从而降低原材料的采购成本。
2017-2019 年 TFT 模组占原材料成本比重最高。数字化 X 线探测器的原材料包括 TFT模组、结构件、闪烁体、内外部线缆、控制盒和包材。其中 TFT 模组包括了 TFT SENSOR 和 PCBA。PCBA 包括了驱动 IC、读出 IC 及外部接口电路等电子元器件。自 2017-2019 年,TFT 模组占原材料成本比重最高,分别为 53.38%、53.21%和 57.26%。
2017-2019 年,公司 TFT 模组采购成本呈现逐年下降的趋势,较低的成本有助于公司 通过降低售价的方式拓宽市场。2019 年,TFT 模组从 2017 年的 1.45 万元/件下降到了 0.95 万元/件,年均复合降幅为 19.26%,降本显著。而较低的采购成本有助于公司通过 压低产品售价以拓宽市场。
3.2.2 “以价换量”抢占 X 线探测器市场份额
2011 年后随着数字化 X 线探测器进口替代及产业化的实现,产品价格在全球范围内持 续下降。2010 年以前,全球数字化 X 线探测器技术和市场基本被国外探测器巨头垄断, X 线探测器单价曾高达几十万元,受制于核心零部件较高的成本,X 线医学影像设备市 场销售价格非常昂贵。2011 年至今,随着以公司为代表的国内厂家成功研发数字化 X 线 探测器并实现进口替代和产业化,行业市场竞争加剧,产品价格在全球范围内持续下降。
2017-2019 年,公司主营产品的销售单价均有不同程度的下降。普放无线和工业系列 产品分别从 6.01 和 9.38 万元/台下降到了 4.28 和 5.97 万元/台,年均复合降幅为 15.61% 和 20.22%。公司产品降价的主要原因有三点:
公司积极参与全球市场竞争,主动调整产品售价。公司采用“以价换量”的方式快 速抢占市场份额,2017-2019 年,公司在全球医疗领域市场占有率持续提升,分别 为 8.09%、9.86%及 12.91%。
产品更新迭代加快,带动老产品价格下降。由于公司研发投入逐年增加,产品迭代 速度加快。而新产品的推出以及老产品的迭代更新,在一定程度上带动了老产品价 格的下降。
国家医疗普惠政策驱动下,医疗设备及其核心零部件国产化进程加快,带动价格逐 步下降。在建立多层次、覆盖城乡居民的医疗服务和医疗保障体系等政策推动下, 医疗设备及其核心零部件的国产化进程加快,带动其价格逐步下降。
产品售价的降低推动了公司产能和产量的提升。且对毛利率影响较小。随着“以价换量” 的推行,公司的产能和产量有了明显的提升,从 2017 年的 5300、5873 台提升到了 2019 年的 12500、12464 台,年均复合增长率分别为 53.57%、45.68%,且产能利用率始终 维持在极高水平。而自 2017-2020 年,公司的产销率始终维持高位,每年均高于 90%。 2020 年公司生产数字化 X 线探测器 29451 台,销售量为 27214 台,生产量和销售量较 去年同比增长 132.89%和140.09%。此外,在 2017-2019 年,公司毛利率分别为51.72%、 45.78%和 49.93%,降价对公司主营业务毛利率影响较小。
3.2.3 公司客户资源优质且稳定
2017-2019 年公司前五大客户总体保持稳定。其中,柯尼卡、万东医疗在 2013 年以前 即与公司建立合作关系,2017-2019 年始终为公司前五大客户。2017-2020 年公司前五 大客户的占比分别为 47.21%、46.69%、45.04%和 34.30%,呈现逐年下降的趋势,说 明目前公司不存在销售过于依赖单个客户的情况。这种稳定的合作关系与优质的客户资 源已成为公司较为突出的竞争优势。
与客户良好的关系为公司的长远发展奠定了坚实的基础。目前,公司与柯尼卡、锐珂、 富士、西门子、飞利浦、安科锐、DRGEM、上海联影、万东医疗、普爱医疗、蓝韵影像、 东软医疗及深圳安科等国内外知名影像设备厂商均与公司建立了良好的合作关系,且在 不同领域公司服务着不同的国内外大客户。
(1)普放领域客户
2019 年度,公司向飞利浦、西门子及日本岛津销售的产品主要为普放有线系列。同时, 公司产品也已向传统 CR 四大制造商中的锐珂、富士、柯尼卡进行销售。其中,公司向 锐珂销售的产品主要为普放有线及无线系列;向富士销售的产品主要为普放无线系列; 向柯尼卡销售的产品主要为普放有线及无线系列。
近年来,上海联影和东软医疗等国内知名医学影像设备整机供应商均开始使用奕瑞科技 产品。
(2)放疗领域客户
公司放疗系列产品的主要客户为安科锐。全球放疗设备三巨头(瓦里安、医科达、安科 锐)中,瓦里安曾拥有自己的探测器公司万睿视(其为瓦里安旗下影像部件事业部独立拆分而来)。目前,奕瑞科技向安科锐销售的产品主要为放疗系列。2017-2019 年,公司 放疗系列产品的销量分别为 54 台、60 台和 56 台,且主要销售给安科锐用于生产射波 刀。安科锐每年较为稳定的射波刀产量为公司放疗系列产品提供稳定的销量。
2017 年全球医学影像设备市场份额排名前十的厂商中有 5 家为公司客户,占比达 56.1%。根据 EvaluateMedTech 统计,2017 年全球医学影像设备排名前十企业的市场 规模为 361.79 亿美元,占市场比重达 91.5%,预计 2024 年将达 464.05 亿元,年均复 合增长率为 3.62%。2017 年,全球医学影像设备市场规模排名前三的企业中有两家为奕 瑞科技的客户,即西门子和飞利浦。而排名前十的企业中有 5 家为奕瑞科技的客户,2017 年销售额合计为 221.77 亿元,占市场份额的比重达 56.1%,预计在 2024 年达 283.00 亿元,占比为 55.4%。
2020 年我国常规 DR 和乳腺 DR 市场中销售数量排名前十的企业中有 7 家和 5 家为公 司客户,占市场份额的比重分别为 53.65%和 37.61%。对于我国常规 DR 市场,2020 年销售数量和销售金额排名前十的企业中有 7 家为奕瑞科技的客户,其中排名第一的万 东医疗为公司 2019 年的第二大客户。排名前十企业的销售数量和销售金额占比合计为 75.68%和 78.54%,其中公司客户占比为 53.65%和 57.12%。对于我国乳腺 DR 市场, 2020 年销售数量排名前十的企业中有 5 家为公司客户,销售金额中有 4 家为公司客户, 其中上海联影为公司 2019 年的第四大客户。排名前十企业的销售数量和销售金额占比 合计为 90.31%和 93.86%,其中公司客户占比为 37.61%和 32.14%。
目前奕瑞科技占核心客户 X 线探测器采购量的比重较低,仍有很大的提升空间。数字化 X 线探测器是影像设备的核心部件,决定了整机系统的成像质量,其成本占整机比重较 高。整机厂商在选择 X 线探测器过程中,注重对产品质量的严格把控,产品需要通过较 长时间的检验、测试、改良,达到整机厂商的标准后,才能进入其系统配套体系。由于 从研发到注册导入周期较长,更换探测器部件所需时间和费用较高,因此客户对公司具 有较高的粘性。当前,奕瑞科技占国内外核心客户 X 线探测器的采购量比重较低,仍有 很大的提升空间。在客户具有粘性的情况下,公司可通过提高产品质量、提升产品性价 比以及提供整体解决方案等方式扩大在客户供应链中的比重。
3.3 多条产品线共推业绩向上
公司的主要产品为数字化 X 线探测 器械产品按照应用领域的不同,可以分为医疗与工业 安防两大类。其中医疗产品主要包括普放有线、普放无线、乳腺、放疗和齿科产品等。
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*** 报告来源:【未来智库官网】。