机器视觉指一种应用于工业和非工业范畴的硬件和软件组合，它基于捕捉并处置的图像为设备施行其功用供给操做指点。当前机器视觉各环节均有海外龙头，国外品牌仍占据高端市场支流。跟着机器视觉国产厂商手艺的提拔以及产物规划日益完美，客户对国产承认度不竭加强，国产替代之势迅猛。连系财产链下流应用行业的驱动，国产代表性厂商有望实现对外资品牌的弯道超车。
下面我们将从机器视觉行业的概念切入，次要领会机器视觉的相对优势、开展趋向以及驱动因素等内容，并针对机器视觉行业的财产链及相关公司停止详细梳理，领会国产化历程，以帮忙各人加深对机器视觉的认知，预判将来开展走向。
01
行业概述
1、概念
机器视觉开展的初志是用来取代人眼所处置的反复单一的劳动。机器视觉素质上是为机器植入“眼睛”和“大脑”。此中“眼睛”指图像收罗硬件（相机、镜头、光源等），“大脑”指图像处置算法和软件。
机器视觉系统通过图像收罗硬件将情况中的光信号转化成图像信号，然后图像处置软件对图像信号停止特征提取，给出判断成果，进而给机械手等主动化系统输出动做指令。一个典型的机器视觉系统包罗光源及光源控造器、镜头、相机、视觉控造系统等部件，此中光源及光源控造器、镜头、相机等硬件部门负责成像，视觉控造系统负责对成像成果停止处置阐发和输出。
2、应用场景
机器视觉包罗识别、丈量、定位和检测等四大应用场景，实现难度依次递增。
识别：鉴别目的物体的物理特征，包罗外形、颜色、字符、条码等，其准确度和识别速度是权衡的重要目标。常见的应用场景是OCR，读取零部件上的字母、数字、字符（例如条形码、二维码等）用于溯源。公家号《 投研锋向 》
丈量：把获取的图像像素信息标定成常用的度量衡单元，再切确计算出目的物体的几何尺寸，次要应用于高精度及复杂形态丈量。
定位：获取目的物体的位置信息（二维或是三维），进而辅助施行后续操做，常用于元件对位、辅助机器人完成拆配、拾取等。
检测：次要针对目的物体的外表形态，判断产物能否存在缺陷，凡是用于零部件缺陷、污染物、功用性瑕疵检测等。
机器视觉在工业范畴应用普遍，此中检测功用难度更大、应用最广。在实现难度方面，识别相对最简单，检测相对最难，虽然如斯，检测仍然是机器视觉在工业范畴的最次要应用，应用占比达50%，识别、定位和丈量功用别离占比24%、16%和10%。
3、机器视觉比拟人眼视觉的优势
机器视觉相较于人眼视觉有较多优势，如在不雅测精度方面，机器视觉具备更详尽的不雅测才能，可不雅测至微米级的目的；在不雅测速度方面，机器视觉快门速度可达10微秒摆布，使其具有高速且不变的阐发处置图像的才能。除此之外，机器视觉系统在感光范畴、对情况的要求、效果客不雅性及可靠性方面均强于人眼视觉，那也是机器视觉普遍应用的重要原因。
4、开展趋向
按照视觉财产联盟数据，2020年我国机器视觉研发投入中3D处理计划、嵌入式视觉系统、AI驱动的处理计划、高光谱成像手艺计划占比别离为20.1%、29.8%、25.1%、4%。2D到3D和嵌入式应用成为机器视觉的重要标的目的。
3D视觉检测将逐渐代替2D。利用2D机器视觉手艺能够获取二维图像，在三个自在度（x、y和扭转）上定位被摄目的，并基于灰度、比照度的特征停止阐发。3D手艺增加了扭转、俯仰、横摆三个维度，更能复原实在立体世界，通过3D视觉传感器收罗3D轮廓信息，构成3D点云，实现平面度、翘曲度、段差、曲面轮廓度等3D尺寸量测。
比拟2D机器视觉，3D机器视觉具有显著优势，例如丈量速度快、精度高、抗干扰才能强、操做简便等，能有效处理2D机器视觉关于高度、厚度、体积、平面度等丈量因素缺失的问题。3D视觉手艺的打破，将加速视觉手艺在高端场景的应用，鞭策机器视觉市场持续增长。
电子产物微型化趋向下，嵌入式视觉系统优势凸显。嵌入式视觉系统是指在嵌入式系统中利用机器视觉手艺，是嵌入式系统和机器视觉两种手艺的整合，可独立完成从领受光信号到系统输出的整个信号处置过程。处置才能、存储器密度和系统集成度的提拔，促进了嵌入式视觉在传统和新兴应用范畴的渗入。将来，得益于越来越多的行业应用法式的撑持，嵌入式视觉将被更普遍地应用在主动驾驶等范畴新兴范畴。
02
行业现状
1、欧美企业仍占主导
机器视觉普遍运用于下流各行业，全面支持数字化、智能化。机器视觉以视觉器件、可设置装备摆设视觉系统和智能视觉配备等形态办事各财产应用。
全球机器视觉市场规模持续增长，欧美企业仍占主导。按照Markets and Markets的数据，全球机器视觉器件市场规模连结稳健增长态势，估计2025年将到达147亿美圆。全球机器视觉行业欧洲市场份额更大，占比36.4%；其次是北美地域，全球份额到达29.3%，虽然亚太及其他地域的市场份额在国度重视下有所增长，但当前全球机器视觉行业仍以欧美企业占主导。
2、中国市场开展势头强劲
中国市场已成为全球机器视觉市场规模增长最快的市场之一。按照中国机器视觉财产联盟的数据，中国机器视觉行业规模从2018年的101.80亿元增长至2020年的144.20亿元，CAGR达19.02%，2023年有望到达296.00亿元，2021-2023年CAGR高到达28.0%。按照Wind数据，2021年中国的造造业增加值占全球比例达30%，高于美、日、德、韩的总和，但机器视觉市场全球占比仅24.6%。跟着财产晋级和造造业高端化，中国机器视觉市场全球规模占比有望逐渐超越前述30%的数据，供给国产机器视觉厂商迭代行业Know-how、参与全球合作的舞台。
3、机器视觉国产化率稳步提拔
机器视觉国产化率稳步提拔，高端范畴仍有较大差距。按照赛迪参谋数据，2016-2021年，国产物牌在国内机器视觉市场渗入率由39.0%提拔至58%，整体看国产化程度已然不低。不外国产物牌当前仅在中低端市场具备合作力，工业镜头、工业相机、底层软件系统等手艺壁垒高、利润率高的高端市场目前仍被国外品牌（康耐视和基恩士等）主导。
4、合作格局
基恩士和康耐视为全球龙头，合计全球市场份额达64%。国际领先的机器视觉公司康耐视2021财年和基恩士2021财年的营业收入别离约为66.91亿元和323.42亿元。连系Markets and Markets对全球中国市场的估量，2021年日本基恩士全球市场份额为55%，中国市场份额为38%；美国康耐视全球市场份额为9%，中国市场份额为7%。两大龙头体量远大于国内的奥普特、天准科技等一流厂商，国内仍以中小规模企业为主，比拟国外龙头有较大的生长空间。公家号《 投研锋向 》
国产化历程加速，自主产物销售占比持续提拔。我国最起头次要处置国外产物代办署理，但跟着本土厂商手艺和经历的积累，国内机器视觉企业起头凭仗更定造化的本土办事和显著的成本优势参与市场合作，自主研发产物比例不竭扩大。2019-2021年，自主产物销售额从85.9亿元增长至134.7%，CAGR达25.2%，自主产物销售占比也从79.2%提拔至82.2%。2020年中国机器视觉专利达3124项，是美国的18倍，行业手艺格局已发作底子性的变革。按照查询拜访数据，2021年中国机器视觉销售额排名前五别离是凌云光、大恒集团、奥普特、宝视纳和华睿科技。在细分范畴，2021年本土领军企业凌云光在消费电子范畴市场份额已达22.4%，位各国内第三，仅次于康耐视和基恩士。在印刷包拆范畴已经占据21.1%的行业第一份额。
国内合作格局相对分离，集中度较低，国产厂商加速追逐。机器视觉的下流应用呈现碎片化和定造化，行业的集中度较低，单个企业也呈现多型号、小批量的营业构造特征。按照机器视觉财产联盟2021年度企业查询拜访成果，机器视觉的市场集中度呈下降趋向。2019-2021年，销售额CR5从37.7%下降至31.3%，销售额CR10从51.3%下降至43.1%。考虑到较成熟的国外市场比拟，我国机器视觉行业仍处于生命周期的早期，市场远未饱和，短期内中国机器视觉市场规模会随主动化程度的进步而增加，行业集中度将连结较为分离。
5、机器视觉行业处于生长期，具备高盈利属性
机器视觉属于手艺密集型行业，具备持续且不变的高盈利属性。从基恩士和康耐视两大龙头企业来看。2012-2021年，基恩士毛利率、息税前净利率、净利率均匀值别离为80.5%、53.7%、36.6%；康耐视毛利率、息税前净利率、净利率均匀值别离为75.5%、28.4%、26.47%。整体来说，机器视觉行业具备持续且不变的高盈利属性，并且还处于生长期。
03
驱动因素
1、智能造造的开展将进入高景气期间
高端配备造造助力步入工业4.0新时代。工业4.0重点强调“通信”和“毗连”，包罗了“智能工场”、“智能消费”和“智能物流”三大主题，标记着在新一代信息手艺的引领下，大数据、云计算、人工智能、物联网等手艺成为新的消费力，在造造业转型晋级的过程中供给重要助力。
在全球范畴内，主动化设备替代人力劳动消费的趋向不竭推进，主动化设备销售量逐年进步。按照美国市场研究公司Transparency Market Research的数据显示，2018年全球工业主动化市场规模达2,272.9亿美圆，到2027岁尾，全球工业主动化市场的价值估计将到达4,380.8亿美圆，CAGR达7.56%。国内方面，中国工控网的数据显示2004年-2019年我国主动化及工业控造市场规模也已从652亿元增长至1,865亿元。
助力财产晋级，政策驱动“中国造造”向“中国智造”转型。2015年5月，国务院正式印发《中国造造2025》，摆设全面推进施行造造强国战略。2021岁尾，工信部等八部分结合印发了《“十四五”智能造造开展规划》（以下简称“《规划》”），明白提出到2025年转型晋级效果显著、供应才能明显加强、根底支持愈加坚实，到2025年70%的规模以上造造业企业普及数字化，到2035年全面普及数字化收集化，重点行业骨干企业根本实现智能化。《规划》还提出智能造造配备和工业软件手艺程度和市场合作力显著提拔的要求，2025年市场满足率别离超越70%和50%，研发数字化非接触细密丈量、在线无损检测、激光跟踪丈量等智能检测配备等。做为数字经济的重要构成部门，“十四五”期间造造业与人工智能等信息手艺的交融将加速，我国智能造造的开展将进入高景气期间。
2、生齿盈利逐渐衰减，主动化降本刻不容缓
生齿盈利逐渐衰减，劳动力成本压力倒逼企业智能化转型。“生齿增长”和“手艺前进”是经济增长的两大源泉。据国度统计局数据显示，中国15-64岁劳动年龄生齿比重自2011年起头下降。我国城镇造造业人数也自2015年已经步入负增长，生齿盈利逐渐消逝。与此同时，我国造造业均匀工资从2015年的55,324元攀升至2021年的92,459元，企业的劳动力成本压力凸显。中国企业—劳动力婚配查询拜访则显示，“劳动力成本”已经成为阻碍企业开展的头号因素，超越了市场需求、手艺人才、立异才能等。因而，我国造造业脱节“生齿盈利”旧形式、拥抱“智能化盈利”新形式将成为不成逆的财产途径选择。
疫情等外部因素改动工场的消费形式，加速鞭策智能造造转型晋级。此前严酷的疫情防控政策不成制止会对企业的开工时间、人员不变性、许诺交期等产生不确定性影响，间接或间接增加了企业的综合成本。加速鞭策了工场的无人化、智能化程度，打造智能化“黑灯工场”成为次要使命，机器视觉财产开展迎来短期加速窗口。
3、手艺持续迭代，深度进修孕育新机
深度进修手艺提拔了机器视觉的应用落地才能，驱动财产加速开展。目前支流的机器视觉手艺仍接纳传统的机器进修训练办法，即在构造化场景下起首将数据暗示为一组特征，阐发特征或输入模子后，输出得到预测成果。但跟着机器视觉的应用范畴扩大，传统体例显示出通用性低、难以复造、对利用人员要求高档缺点。深度进修对原始数据通过多步特征转换，得到更高维度、愈加笼统的特征暗示，能够将机器视觉的高效率和与人类视觉的灵敏性相连系，完成复杂情况下的检测，出格是涉及误差和未知缺陷的情形。
深度进修是将原始的数据特征通过多步的特征转换得到一种更高条理、更笼统的特征暗示，并进一步输入到预测函数得到最末成果。基于深度进修的机器视觉在抱负形态下能够连系机器视觉的效率、鲁棒性与人类视觉的灵敏性，从而完成复杂情况下的检测，出格是涉及误差和事先未能预测缺陷的情形。而且，通用机器视觉，以及工业机器视觉的应用场景的不竭丰硕，将处理成本难题，不只降低总成本，并且24小时不连续工做，使得成本大大降低。一旦可批量取代产线检测人员、操做人员等，便具备消费成本优势。
04
财产链阐发
机器视觉行业财产链次要由上游零部件、中游系统及配备、下流应用市场构成。
1、上游
机器视觉财产链的上游次要包罗以光源、镜头、相机为首的核心零部件和底层的软件算法库。据中商财产研究院的数据统计，上游的零部件和软件开发环节几乎占据机器视觉系统成本80%。
（1）相机：机器视觉核心部件，性能不变可靠为首要目的
工业相机是工业视觉系统的核心零部件，其素质功用是将光信号改变成电信号，要求产物具有较高的传输力、抗干扰力以及不变的成像才能。目前市道上的工业相机次要有面阵相机、线阵相机、3D相机以及智能相机。据CMVU的统计，2015年后，中国涌现出了一批有规模的、有合作力的国产物牌，如海康机器人、大恒图像、华睿科技等年产十万颗以上的公司。
凡是来说，工业相机要求在性能上更为不变可靠；在利用上要便于安拆，且不容易损坏；在工做强度上，要持续工做更长时间；在工做情况上，要适应更恶劣的情况；在反响速度上要更快，便于抓拍高速运动中的物体。总体上，机器视觉对工业相机的要求次要在于不变、适用，反而对其个性化需求不高，因而，相机在机器视觉核心零部件中根本属于尺度件。公家号《 投研锋向 》
（2）镜头：与相机配合决定系统分辩率
机器视觉系统最重要的参数是系统分辩率，一个设备的系统分辩越高，价值越大。一般利用像素精度来暗示系统分辩率，像素精度即单个像素代表的物理尺寸，理论上，进步系统精度的办法就是尽可能进步单元面积的像素比例。在相机分辩率越来越高的时代布景下，成像系统分辩率的“压力”也就落在了镜头上，所以更高分辩率的镜头在成像系统中的感化越来越重要。
工业镜头与通俗的拍照机镜头比拟，在分辩率、比照度、景深以及像差等目标上，有着更高的要求。需要更小的光学畸变、足够高的光学分辩率、丰硕的光谱响应选择等。拔取得当的机器视觉光学镜不只有助于后续图像处置工做，并且能够降低设备成本。在工业镜头范畴，海外企业进驻较早，研发实力强劲，品牌影响力较大，在高端工业镜头市场占据合作优势，如德国施耐德、日本CBC Computar等。我国固然起步较晚，但涌现出了优良的镜头公司如广州长步道、东正光学等企业。
（3）光源：造备手艺相对成熟，组合应用考验非标设想才能
光源是机器视觉中根底的部件之一，光源的感化次要是加强物体检测部门与非检测部门的比照度，需要按照详细应用场景停止差别水平的非标设想。因为相机无法查抄它“看不到”的物体，因而需要光源阐扬着照亮目的、凸起特征，便于图像处置的感化。同时，要具备克制情况光干扰、包管图像不变性的才能，以及做为丈量或做为参照物的东西性能。特殊情况下，对物体特定部位予以亮度加强。
光源本身照明参数（强度、亮度、外形、大小、颜色）以及其与物体的间隔、角度均会影响照明效果。此外，在光照优化过程中还需要考虑物体的外表属性。总体来说，光源以及照明手艺并非原封不动的，需要按照详细应用场景停止差别水平的非标设想，例如光源品种包罗LED、石英卤素灯、荧光灯、氙气频闪光源等，照明手艺又包罗明场照明、暗场照明、背光照明、漫射照明、轴向扩散照明、平面扩散照明等。光源的国产化率较高，市场集中度也较高，已胜利进入国际市场，次要厂商有奥普特、康视达、沃德普、乐视等。
（4）图像收罗卡：关键在于分辩率和灵敏度的平衡
机器视觉相机内的图像收罗卡将镜头捕捉的光转换为数字图像，凡是根据Camera Link、CoaXPRess等协议尺度收取前端工业相机数据，在板载内存中停止处置，然后通过PCI、PCIe、USB等接口写入计算机内存，一般为撑持客户停止二次开发的尺度品。它凡是操纵电荷耦合器件（CCD）或互补金属氧化物半导体（CMOS）手艺将光子转换为电信号。图像收罗卡的输出是由像素构成的数字图像，显示镜头察看到的区域中能否存在光。
分辩率和灵敏度是图像收罗卡的关键参数。分辩率是收罗卡在数字图像中产生的像素数。“具有更高分辩率的收罗卡产生更高量量的图像”意味着能够在被查抄的物体中察看到更多细节，而且能够获得更准确的丈量成果。分辩率还指机器视觉感知细小变革的才能。灵敏度是指检测图像中可区分的输出变革所需的最小光量。分辩率和灵敏度相互成反比，因而进步分辩率会降低灵敏度。
（5）算法和软件：底层算法为核心合作力
机器视觉系统的视觉处置利用算法来阐发传感器产生的数字图像。视觉处置涉及一系列步调，在外部（通过计算机）或在内部（关于独立机器视觉系统）施行。起首，数字图像从图像传感器中提取出来并传送到计算机。接下来，通过凸起图像上的需要特征来筹办用于阐发的数字图像。然后阐发图像以定位需要察看和丈量的特定特征。完成对特征的察看和丈量后，会将它们与定义和预编程的标准和尺度停止比力。最初，做出决定，并传达成果。
详细说，机器视觉软件类似人的“大脑”，通过图像处置算法完成对目的物的识别、定位、丈量、检测等功用。机器视觉软件分为底层算法和二次开发的软件包两类。前者是包罗大量处置算法的东西库，用以开发特定应用，次要利用者为集成商与设备商。后者是封拆好的、用以实现某些功用的应用软件，次要供最末用户利用。
视觉阐发软件国外出名厂家除了德国MVTec，还有美国康耐视（Cognex）、加拿大Adept等。开发了许多较为成熟的机器视觉软件，包罗有OPEnCV、HALCON、VisionPro、HexSight、EVision、SherLock、Matrox Imaging Library等。国内视觉处置阐发软件一般成立在OpenCV等开源视觉算法库上做二次开发，或间接采购HALCON（德国MVTec公司）、VisionPro（美国康耐视公司）等履历了二十多年数据沉淀的第三方贸易付费算法库。
2、中游
财产链的中游次要为视觉系统和智能视觉配备。
（1）可设置装备摆设视觉系统
可设置装备摆设视觉系统是光学成像模块（眼睛）与图像处置系统（大脑）的集合体，能够独立完成图像收罗功用，并基于图像收罗的信息完成预期的处置工做（如定位、丈量、检测和识别等）。视觉系统目前次要被基恩士和康耐视两家主导。国内奥普特、大恒图像、凌云光以代办署理营业起身，通过自主研发目前在视觉系统已有所打破。
（2）智能视觉配备
智能视觉配备除了可设置装备摆设视觉系统的软硬件外，还包罗主动化工做台、PLC控造器、I/O卡、机械手臂、设备驾驶舱等部门。比拟于可设置装备摆设视觉系统次要为小型模块化产物，需要安拆到客户的产物或主动化机台上才气工做，智能视觉配备是由光学成像硬件、图像处置软件算法、主动化平台（机台/机械手）等部门构成的大型消费配备。简单来说，可设置装备摆设视觉系统只做了“眼睛”和“大脑”，而智能视觉配备除了“眼睛”和“大脑”，还做了“四肢”，从而能够构成间接面向下流客户应用场景的定造化系统处理计划。
3、下流
财产链下流通过系统集成商努力于将智能视觉设备与消费工艺相连系，下流面向3C电子、汽车造造、新能源等浩瀚细分行业，并跟着手艺渗入率的提拔行业下流呈现“多点开花”的态势。
（1）3C电子：落地机器视觉手艺的行业根本盘，品类渗入加速
全球3C电子财产向开展中国度转移，中国逐步成为全球更大的消费电子产物市场之一。高精度、换代快等特点助推机器视觉手艺迭代。电子财产的主动化程度较高，也是当前中国市场机器视觉最次要的下流行业。消费电子行业的产物次要包罗平板电脑、条记本、台式机、传统手机（裁减中）、智妙手机、电视和相机等7大类。此中，智妙手机凭仗越来越多的消费应用，市场占比逐渐攀升，目前已接近50%。
消费电子产物的开展趋向是逐步细密化，同时也陪伴着元器件尺寸越来越小和量量尺度日渐进步。以智妙手机为例，每一代产物与手艺晋级，几乎都需要对机器视觉东西停止更新。因而，行业整体关于机器视觉的需求呈放大趋向。目前在主板和零部件端，2D视觉仍是次要的机器视觉应用，3D视觉为辅，将来具有较大开展空间。在整机组拆端，机器视觉已应用于定位、丈量、检测和识别。在废品端，机器视觉因为其高精度、高速度的检测才能，能够超卓完成对划痕、破损、黑点、色差等的外不雅检测，且跟着客户要求提拔及机器视觉手艺前进，机器视觉的外不雅检测应用将越来越多。
按照CMVU统计，2019-2021年中国机器视觉在3C电子销售增速高达34%。将来机器视觉在3C电子行业的渗入率有望持续提拔。
（2）汽车：智能汽车向“大型电子产物”演进，视觉检测迎来新需求
现在的汽车行业已实现高度主动化，工业机器视觉阐扬着消费高效、量量保障、平安可靠的庞大感化。机器视觉已贯串整个汽车造造过程，包罗从初始原料量检到汽车零部件100％在线丈量，再对焊接、涂胶、冲孔等工艺过程停止把控，最初对车身总成、整车量量停止把关。
机器视觉检测系统能够完成工艺检测、主动化跟踪、逃溯与控造等，包罗通过光学字符识别（OCR）手艺获取车身零件编码以包管零件在整个造造过程中的可逃溯性，通过识别零件的存在或缺失以包管部件拆配的完好性，以及通过视觉手艺识别产物外表缺陷或加工东西能否存在缺陷以包管消费量量。而且，3D视觉系统能够以高精度间隙瞄准每一辆车的拼接缝，并对车门和车身停止全面检测，效率和准确率都高于人眼检测。此外，视觉引导手艺负责引导机器人停止更佳婚配安拆、切确造孔、焊缝引导及跟踪、喷涂引导、风挡玻璃拆载引导等操做。跟着新能源和智能汽车的电子零部件占比提拔，工业机器视觉有望阐扬越来越重要的感化。
据中汽协数据，2022年我国汽车总销量到达2686.4万辆，同比增长2.2%；新能源汽车销量到达688.7万辆，同比增长95.6%，新能源车渗入率达25.6%。因为机器视觉手艺在新能源汽车范畴应用范畴更广，手艺程度要求更高，新能源汽车行业高速开展有望助推汽车工业造造范畴的机器视觉应用需求持续快速扩张。
（3）锂电：行业维持高景气，电池厂扩产带来视觉配备需求井喷
在锂电池前段工序的涂布、辊压等环节中，电池外表容易产生露箔、暗斑、亮斑、掉料、划痕等缺陷，机器视觉次要应用于涂布的涂覆纠偏、尺寸丈量，极片的外表瑕疵检测、尺寸丈量、卷绕对齐度等环节。在后工序中，次要应用于密封钉焊后检测、包蓝膜前后的外不雅检测等。在模组和PACK段中，次要应用于底部蓝胶、BUSBAR焊缝、侧焊缝、模组全尺寸和PACK检测等。跟着手艺的不竭成熟，将来机器视觉产物在各环节的应用有望实现快速渗入。跟着手艺的不竭成熟，将来机器视觉产物在各环节的应用有望实现快速渗入。
跟着电芯、模组、PACK丈量要求日益提拔，被测物体前提愈发复杂，3D视觉可处理传统2D视觉无法精准检测高度特征的缺陷，且对外部情况依赖度低，可做为锂电机器视觉的有效弥补。
受益于锂电行业持续高景气，中国锂电市场规模快速增长，2017-2021年中国锂电池产量CAGR为20.3%。目前机器视觉在锂电行业仍处加速渗入阶段，估计锂电机器视觉检测系统市场规模将连结快于锂电池行业整体的增速。按照GGII预测，锂电行业机器视觉将来5年CAGR有望到达40%+，有望得益于：1）应用场景的增加，将来机器视觉在锂电池造造环节渗入率有望逐渐上升；2）过去锂电池量量次要依靠人工检测为主，视觉替代人工检测的趋向有望加快；3）早期锂电企业扩产不会考虑良多AI场景的铺设，后期估计加拆视觉检测系统。公家号《 投研锋向 》
（4）光伏：良率要求进步，鞭策硅片分选机放量
光伏行业开展迅猛，带来机器视觉检测需求发作。光伏电池片的消费可能产生碎片、电池片隐裂、外表污染、电极不良等缺陷，若何提拔产物良率、电池的光电转化效率和利用寿命是行业痛点，催生光伏硅片分选机等设备快速放量。2018-2021年，中国太阳能电池产量CAGR达35%，2021年同比增速达42%，行业迎来加速生长期，同期带动机器视觉的光伏行业应用规模由2019年2.6亿元快速提拔至2021年的6.5亿元，CAGR高达58%。
（5）半导体：高精度需求驱动3D视觉开展，国产占比持续提拔
在半导体范畴，机器视觉已被应用于半导体外不雅缺陷、尺寸、数量、平整度、间隔、定位、校准、焊点量量、弯曲度等检测，普遍应用于晶圆造造和封拆测试中的检测、定位、切割和封拆过程。跟着中国半导体财产的鼓起，半导体手艺的更新换代，将来国产半导体视觉配备一定会得到普遍应用，中国本土企业的开展庞大。
传统的半导体封测设备，精度遍及要到达微米（0.001mm）到亚微米（1.0μm）之间，速度大约在每秒40~50平方厘米，误报率5%~10%，在此环节，2D机器视觉已完全被3D代替。先辈封拆更因小尺寸、轻薄化、高引脚、高速度，大幅缩减芯片尺寸。因而，3D机器视觉在此中阐扬着庞大感化，3D视觉检测设备市场正处在高速增长中。中国机器视觉行业关于3D视觉处理计划的研发投入由2019年的2.28亿元增长至2021年的6.46亿元，占全行业研发投入的比例由2019年的15.6%增长至2021年的20.8%。
跟着末端应用需求的持续开展，全球半导体产能持续扩张，半导体设备市场规模稳步提拔。2016-2021年，全球半导体设备销售规模由412亿美圆提拔至1026亿美圆，CAGR达20%。基于下流市场需求的快速增长和半导体财产链向我国的转移，我国的半导体财产规模快速扩张。2016年至2021年，中国大陆的半导体设备市场规模由65亿美圆增长至296亿美圆，CAGR到达35.6%；中国大陆占全球半导体设备市场规模的比例由16%快速增长至29%。
（6）非工业：传媒、安防、物流、交通等消费级应用正成为新开展标的目的
机器视觉应用标的目的包罗工业级与消费级，财产鸿沟趋于模糊。按照机器视觉联盟（CMVU）的数据，用于消费电子、半导体与新能源等板块的工业级机器视觉合计占比79.8%；比拟之下，用于消费级机器视觉的安防与监控、物流分拣以及聪慧交通等范畴占比仅17.0%，但份额逐年提拔。
跟着AI和5G手艺的商用落地，机器视觉不再局限于工业范畴。机器视觉连系三维重建、动做/脸色捕获、衬着等手艺可实现人脸、脸色、动做、衣物的复原，构建模仿传神的人物形象，此外还可操纵人脸识别、动做识别、物体逃踪等手艺模仿人的视觉才能。因而，机器视觉在影视、游戏、曲播、文旅等范畴还有开展空间。
05
国产化历程
1、各环节参与企业浩瀚，将来将迎百花齐放格局
目前机器视觉各环节龙头呈现良性错位合作，国内企业产物相对局限。机器视觉厂商能够分为三大类：1）核心零部件供给商，目前龙头公司集中在欧美、日本和美国，且呈现龙头结合研发的趋向；2）软件及AI办事商，次要以集成了通用算法的软件开发包和AI加速平台办事商为主，几乎来自海外龙头公司；3）视觉系统及处理计划集成商，我国本土的机器视觉企业大多属那一类，以工业主动化非标设备及计划为次要营业，对机器视觉核心零部件的把控才能较弱，全产物线运营才能亟待进步。
中国机器视觉行业起步较晚，早年次要依靠代办署理国外品牌产物，跟着手艺经历的积累，部门代办署理商逐渐推出自主品牌，目前中国机器视觉企业销售自主品牌已经成为支流，且销售自主产物的比例仍在持续扩大。估计跟着国内市场扩容、国内企业自主研发才能加强、手艺与资金逐步积累等，中国机器视觉行业集中度将继续呈下降趋向，将来将迎来百花齐放格局。
当前与国际巨头基恩士比拟，国产企业的市场规模仍有差距，但在国内密集的科研资本和本钱投入的鞭策下，中国的机器视觉手艺和市场正在快速生长。跟着核心部件和系统集成计划的更新迭代，国际巨头在中国市场的惯性优势将不竭被削弱，以奥普特等为代表的一批中国机器视觉企业将有望生长为行业领头羊。
2、始于系统集成，兴于核心部件，国产厂商奋起曲逃
国产机器市场厂商起初次要停止系统集成，核心零部件根本依靠进口及代办署理，部门领先公司如奥普特自研打破了核心零部件手艺，并由硬件向软件延伸。跟着国内厂商逐渐完美财产链规划，连系国产性价等到国内行业开展的助力，有望实现国产突围。
在机器视觉核心部件中，光源非标定造属性最强，国内厂商也进入较早，目前国内市场根本由国产企业主导，此中奥普特市占率领先。镜头市场国产企业逐鹿低端，高端产物仍需进口。目前我国工业镜头市场次要由国外老牌镜头厂商主导，但其产物价格较高，国内镜头厂商次要从中低端市场切入，也已经占据相当的市场份额。工业相机国外品牌在高分辩率、高端工业相机范畴仍占据主导地位，市场份额方面国内企业也已经获得必然打破。
视觉软件方面，国外研究学者较早地开展机器视觉算法的研究工做，并在此根底上开发了许多较为成熟的机器视觉软件。国产物牌的产物性能不竭趋近外资品牌，同时，国内企业愈加切近国内客户需求，在综合处理计划定造化办事方面比拟外资品牌更具优势。在视觉软件与算法的性能方面，按照凌云光招股申明书的比力，奥普特研发的SciVision在定位算法效率上已实现追逐以至超越外资一流品牌。按照奥普特招股申明书，公司的2D视觉算法处置精度已到达业内一流程度。
国产物牌凌云光已经构建了可设置装备摆设视觉系统的产物矩阵，应用于消费电子、聪慧交通、立体视觉、科学图像、其他造造业等范畴，在产物更大分辩率等部门性能上已经比肩以至超越国际同业。
颠末多年手艺沉淀，国产物牌逐步具备消费多种机器视觉硬件产物、供给整体处理计划的才能。按照奥普特、凌云光招股申明书及各公司年报，当前，奥普特与凌云光已具备光源和光源控造器、镜头、相机、视觉控造系统四大机器视觉产物的消费才能，并可设想硬件计划及整体处理计划，按照差别客户的现实应用场景供给定造化办事。
3、国内企业的客户资本明显优化
基于上述系统的产物优势，国内企业的客户资本明显优化。3C及电子范畴的产物迭代敏捷，对机器视觉的需求更新时间也较短。奥普特做为业内领先公司，与苹果、华为等龙头3C客户开展合做，并积极入局对电子器件与设备拥有高需求的新能源汽车范畴，导入宁德时代、比亚迪等头部客户，持续开展合作才能、扩大领先优势。凌云光在消费电子范畴持久办事苹果、华为和小米财产链，与鸿海细密、歌尔股份等领先造造商成立持久合做关系；新能源范畴普遍办事于福莱特、宁德时代、信义集团等行业龙头；新型显示范畴拥有京东方、华星光电、天马等行业领先客户。
06
国内相关公司
1、奥普特
国产机器视觉零部件龙头，锂电检测翻开生长空间。奥普特成立于2006年,是中国机器视觉行业的领军企业之一。公司最早以机器视觉核心部件的光源产物为打破口，进入了其时次要以国际品牌垄断的工业机器视觉市场。公司对峙“深耕优势、以点带面、以面促点、逐个打破”的开展途径，将产物线逐渐拓展至镜头、工业相机、视觉控造器、视觉处置软件等其他机器视觉部件。同时，奥普特在工业读码器、3D激光传感器及深度进修产物方面完成了相关规划，获得了初步的销售打破。颠末多年开展，公司已经成为具有前端核心零部件自主化才能的机器视觉系统处理计划供给商，是国内独一一家财产链笼盖度可比肩基恩士的中国本土公司。公家号《 投研锋向 》
产物矩阵丰硕，3C锂电高景气助力公司快速开展。奥普特供给的机器视觉产物已普遍应用于3C电子、新能源、半导体、汽车、医药及食物加工等多个行业，并得到苹果、宁德时代、华为、欧姆龙、安费诺、大族激光等行业龙头企业的持久不变的消费合做。2017-2021年，公司营业收入CAGR达30.40%，次要得益于3C范畴的国产替代和锂电行业对机器视觉检测的需求增长。自2016年进入锂电视觉检测以来，奥普特已在电芯段各工序拥有成熟的视觉应用案例，并与行业头部厂商连结慎密的手艺合做，已能供给整套的处理计划。同时，公司的行业领先地位得益于持续的研发投入，2021年公司研发投入1.37亿元，占收入比例为15.67%，研发人员715人，同比增加30.24%。公司累计获创造专利30项、适用新型专利200项、外不雅设想专利25项，累计获软件著做权73项，持续推进机器视觉关键零部件的国产替代。
2、凌云光
掌握底层核默算法，本土机器视觉领军者。凌云光成立于2002年，公司战略聚焦机器视觉营业，对峙“为机器植入眼睛和大脑”，是可设置装备摆设视觉系统、智能视觉配备与核心视觉器件的专业供给商，是我国较早进入机器视觉范畴的企业之一。在机器视觉财产链上，公司一方面对峙自主研发系统和配备，另一方面对峙自主研发软件、算法与器件，成立手艺平台，全面掌握“光机电算软”底层手艺，2004年，凌云光率先研造了国内第一代大功率LED线光源，并胜利批量应用于印钞检测设备。公司率先于2010年推出了商用机器视觉开发软件平台VisionBox，是国内少有的拥有独立算法库的企业，曾获得一项国度手艺创造一等奖和两项国度科学手艺前进二等奖。
本土厂商销量第一，3C印刷行业领先。2018-2021年凌云光营收稳步增长，CAGR到达20.12%，机器视觉营业的高景气鞭策公司收入持续增长。按照中国机器视觉财产联盟统计，凌云光在2021年中国机器视觉行业销售额排名中位列第一。按照CINNO Research的统计，凌云光在中国印刷行业机器视觉智能配备范畴的市场占有率为21.1%，位列行业第一；在消费电子范畴，公司持久办事于苹果公司、华为、小米的财产链，与鸿海细密、瑞声科技、歌尔股份等业内领先的电子造造厂商成立了持久不变的合做关系。按照CINNO Research统计，2020年公司在中国消费电子可设置装备摆设视觉系管辖域的市场占有率为22.41%，位列行业第三，仅次于康耐视和基恩士。
3、天准科技
AI赋能工业造造，下流行业多点开花。天准科技成立于2005年，是首批科创板上市企业。公司成立以来，围绕人工智能和细密光机电两大手艺系统，由细密丈量仪器起身、通过工业视觉检测设备，向消费电子、PCB、新汽车、光伏、半导体等行业拓展。同时，面向智能网联范畴，供给智能驾驶、车路协同、通用AI计算单位等智能化处理计划。颠末十多年的深耕与积累，公司累计办事了全球5000余家中高端工业客户。公司做为中游智能配备造造商，已于2012年进入苹果财产链，供给玻璃、电池等环节视觉检测设备；2018年拓展光伏行业，供给光伏硅片分选机，客户包罗隆基、通威、晶科等头部企业；2021年5月收买德国MueTec，进入前道晶圆检测范畴，补齐国产半导体设备短板。2017-2021年，公司营业收入CAGR高达41%。
成为地平线合做伙伴，跨入主动驾驶新赛道。2022年6月天准科技成为地平线IDH之一，将基于地平线芯片打造智驾域控造器及两域交融的中央控造处理计划。此次与地平线的合做，是已有营业的进一步外拓。公司2018年起头将机器视觉手艺应用到了无人物流车范畴，颠末几年的深耕，围绕着智能驾驶域控造器核心产物，构成了包罗长途驾驶、数据收罗回灌、多传感器结合标定、车路协同等产物和计划在内的一套完好的开发东西链，成立起了硬件设想、底软和中间件开发、算法摆设和优化等全面的手艺才能，办事了国表里100余家次要的L4智能驾驶客户。
4、海康机器人（海康威视子公司）
脱胎于海康立异营业，分拆上市加速财产历程。海康机器人是面向全球的机器视觉和挪动机器人产物及处理计划供给商，营业聚焦于工业物联网、聪慧物流和智能造造。海康机器人2019-2021年实现营收8.1、13.6、27.6亿元，2020-2021年别离同比增长66.9%和103.3%。2021年海康机器人持续丰硕和优化机器视觉产物，以VM（Vision Master）算法软件平台为核心，培育视觉应用生态，联袂行业合做伙伴配合开发满足碎片化工业场景需求的应用。在近期揭晓的初次引入国内的“视觉系统设想立异奖VSDC Innovators Awards 2021”年度获奖名单中，海康机器人凭仗机器视觉“软硬双核”——21MP CXP-12相机、VM算法开发平台别离荣膺此次评选独一更高荣誉白金奖和金奖，标记着业界对海康机器人在产物手艺立异、市场表示、企业实力等方面的充实承认。2022年1月，海康机器人对研发和产能双双加码，包罗拟筹资11.66亿元建立海康机器人产物财产化基地建立项目和拟筹资15.34亿元建立智能造造（桐庐）基地项目，估计规划产能为年产10万台挪动机器人和500万套机器视觉产物。2022年6月，海康威视发布预案，拟将其控股子公司海康机器人整体变动为股份有限公司后，分拆至创业板上市。
5、华睿科技（大华股份子公司）
深耕机器视觉+AMR，合作优势持续加强。华睿科技是大华股份旗下的机器视觉子公司，专注于机器视觉与挪动机器人，普遍应用于物流、汽车、3C、锂电、光伏和医药等行业。公司机器视觉产物包罗工业相机、线扫相机、智能相机、智能传感器、3D工业相机和镜头等系列产物，次要用于读码识别、缺陷检测、丈量和定位；挪动机器人产物包罗暗藏、牵引、叉取和分拣等机器人，次要用于机器视觉范畴。公司继承了大华股份在安防监控范畴深挚的ISP图像处置手艺，始末对峙手艺立异，2021年研发人员占比超越60%，专业研发级手艺团队500人+，专利申请近300件。2021年9月28日，大华股份发布通知布告称，拟分拆江华睿科技至境内证券交易所上市。
07
将来瞻望
1、国产有望弯道超车
跟着下流需求持续增长、客户对国产物牌承认度不竭提拔，我国机器视觉市场代表企业开启募投扩张时代。总体上，当前机器视觉行业手艺迭代晋级快，下流应用场景新需求不竭涌现，构成手艺供应和应用需求双频共振的优良开展趋向，有利于维持行业将来的持续高增长。此外，国内的锂电、光伏行业开展处于国际头部程度，国产厂商有望借助下流景气行业实现对外资品牌的弯道超车。
2、3D视觉方兴日盛，全球规模2025年将打破百亿美圆
3D视觉做为机器视觉的重要开展标的目的，估计在2025年到达全球150亿元美圆的市场规模。按照法国市场研究与战略征询公司YOLE发布的全球3D成像和传感市场研究陈述，2019年全球3D视觉感知市场规模为50亿美圆，且市场规模将快速开展，估计在2025年到达150亿美圆，2019-2025年CAGR达20%。目前，消费电子占比40%，是更大的应用范畴，工业紧随其后排名第二，占比达21%，其次为航天航空和汽车。YOLE估计跟着汽车智能化的渗入加速，用于主动驾驶、座舱内摄像头的3D视觉将是将来五年增长最快的细分。按照高工财产研究院的数据，2025年我国机器视觉市场规模将到达415.92亿元，此中，3D视觉市场规模将到达104.35亿元。占比超越25%。
END
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