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(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
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,同比年大幅增长.54%。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,致使公司年业绩表现较为出色。自-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,Q1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.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。
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%、.12%和.44%。在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。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,在年占比超过普放有线系列。自-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。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,奕瑞欧洲成立于年,为公司与PROTECGmbHCo.KG以及CareerLtd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。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-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-年,公司的资产负债率始终低于40%,负债结构相对合理。且在年公司上市后,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。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。年公司毛利率相较年有了轻微下滑,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。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。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-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(ComputedRadiography,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(DigitalRadiography,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(ThinFilmTransistor,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
预计年“TFT+碘化铯”组合的出货量将达台,占间接转换方式的平板探测器的比重达77.89%。和年,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台和台,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,和年的出货量达和台,占比为67.18%和69.45%。根据IHSMarkit预测,未来“TFT+碘化铯”组合的出货量占比将会有进一步提升,预计到年出货量将达台,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YoleDeveloppement统计,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,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)。年我国DR保有量仅6.4万台,每百万人中仅有46台DR设备,而美国在年每百万人就有台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。
-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,从年的1.45万台提升到了年的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。年我国每户中有约17户饲养宠物,相较于年只有5-8户饲养宠物提高了1.到2.4倍。然而年英国、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。
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)发布年全球最新癌症负担数据,年全球新发癌症病例万例,死亡病例为万例。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,病例数分别为万人和68万人,占比为11.7%和6.9%。
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。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LancetOncol在年发布的期刊BreastCancerinChina,截至年,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。国医院医院才会配备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,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(ConeBeamComputedTomography,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。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,年牙龈出血检出率为87.4%,相较年提升了10.1个百分点。此外,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。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,医院数量已从年的家上升至年的家,年均复合增长率达13.69%,医院诊疗人次已由年的万人次上升至年的万人次,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。
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。
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(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TFTSENSOR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um以下,领先厂商可达到um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um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IHSMarkit统计,和年,我国医疗静态平板探测器出货量分别为95和台,动态平板探测器出货量分别为2和台。
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IHSMarkit预测,至年我国医疗静态平板探测器出货量将达到台,动态平板探测器出货量将达到台,静态和动态平板探测器-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。
预计年我国医疗无线平板探测器出货量将达到台,在未来将拥有更快的增长速度。和年,我国医疗无线平板探测器出货量分别为台和台,有线平板探测器出货量分别为台和台。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IHSMarkit预测,至年我国医疗无线和有线平板探测器出货量将分别达到台和台,无线平板探测器和有线平板探测器-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YoleDeveloppement数据,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,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YoleDeveloppement数据,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-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YoleDeveloppement数据,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,预计在年将达到28.28亿美元,年均复合增速为5.94%。其中,无论是年还是年,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,分别从年的0.40、1.80和2.60亿美元提升到了年的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IHSMarkit统计,年和年全球平板探测器出货量分别为台和台,其中美国是全球最大的市场,出货量分别为台和台,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,年和年出货量分别为台和台,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。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于年收购了TOSHIBAMEDICAL的探测器业务、万睿视于年和年分别收购了PerkinElmer和DirectConversion的影像业务、Rayence于年收购了MyvetImaging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。
2.3.2X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。
预计年全球和我国X射线影像设备的市场规模将增长至约.67和18.15亿美元,-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。年,全球和我国X射线影像设备市场规模分别为.22和13.44亿美元,我国占比达13.15%。根据IHSMarkit预测,年全球和我国X射线影像设备的市场规模将增长至约.67和18.15亿美元,-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。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
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。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台,国产化率达34.68%,自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,截至年6月,我国共有乡镇卫生院所,社区卫生服务中心所。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。年1月万睿视自全制造商PerkinElmer旗下影像部件事业部,获取了CMOS平板探测器技术。此外,万睿视于年4月收购了瑞典DirectConversion公司,并获取其电子计数与电荷积分技术及相关产品。
自年以来,万睿视营业收入波动较大,增速自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。-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。截至年末,公司有位研发人员,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。通过集合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供产品。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00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。
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。
TFTSENSOR的设计难:TFTSENSOR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TFTSENSOR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TFTSENSOR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。
TFTSENSOR的量产难:TFTSENSOR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TFTSENSOR自主知识产权、并完善TFTSENSOR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。-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TFTSENSOR的相关技术,CMOS探测器则使用CMOSSENSOR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。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。
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IGZOTFT复杂的形貌也对TFTSENSOR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。
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,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%。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%。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.86、6.37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DesignHouse,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TFTSENSOR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
-年,公司对前五大供应商的依赖程度逐年降低。自-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TFTSENSOR而言,在和年,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%。而在年,公司引入了友达光电作为TFTSENSOR的第二家供应商,尽管前五大供应商中采购TFTSENSOR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。
-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TFTSENSOR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-年,TFT模组占原材料成本比重最高,分别为53.38%、53.21%和57.26%。
-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。年,TFT模组从年的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
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。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。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。
-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,-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,从年的0、台提升到了年的00、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-年,公司的产销率始终维持高位,每年均高于90%。年公司生产数字化X线探测器台,销售量为台,生产量和销售量较去年同比增长.89%和.09%。此外,在-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
-年公司前五大客户总体保持稳定。其中,柯尼卡、万东医疗在年以前即与公司建立合作关系,-年始终为公司前五大客户。-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
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。-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。
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,年全球医学影像设备排名前十企业的市场规模为.79亿美元,占市场比重达91.5%,预计年将达.05亿元,年均复合增长率为3.62%。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,年销售额合计为.77亿元,占市场份额的比重达56.1%,预计在年达.00亿元,占比为55.4%。
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,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,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。
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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