红外热成像产业链跟踪：高德红外VS睿创微纳VS大立科技

时间: 2024-10-07 20:45:44 |   作者: 软启动器

  产业链： 红外线（又称红外光、红外热辐射），是指由物体分子的热运动而产生的，波长在0.76μm~1mm之间的电磁波谱（位于可见光红光外侧）。在自然界中，任何温度高于绝对零度（-273℃）的物体都会向外辐射红外线，并且温度越高，辐射的能量也就越大。图：红外线示意图来源：睿创微纳招股说明书 虽然，红外波段人眼不可见，但蕴含丰富的信息。早在二战时期，对红外信息进行度量和观测的高德红外——2021年三季报，实现营业收入24.45亿元，同比26.26%；实现归母净利润9.19亿元，同比15.49%。 睿创微纳——2021年三季报，实现营业收入12.09亿元，同比12.15%；实现归母净利润4.24亿元，同比-8.84%。 大立科技——2021年三季报，实现营业收入7.41亿元，同比-9.37%；实现归母净利润2.51亿元，同比-25.96%。根据其2021年度业绩预告，预计2021年全年实现归母净利润1.7亿元-2.18亿元，同比下降44.16%-56.46%。——原材料供应商，主要为晶圆及辅料。晶圆代工厂主要有台积电、中芯国际、华虹半导体等。辅料大多数都用在封装和整机制造，包括管壳、电子元器件、吸气剂、光学镜头等。 红外探测器所需晶圆，可分为CMOS读出电路晶圆、和MEMS传感器晶圆两类。从生产流程来看，CMOS晶圆制造完成后，会发给MEMS晶圆代工厂进行MEMS晶圆加工，随后进行划片切割成为红外MEMS芯片，再将MEMS芯片封装之后就成为了红外探测器。——探测器及整机制造商。国外公司起步较早，占据主要的市场占有率。代表性企业主要有USA的雷神（Raytheon）、DRS、TIS、FLIR，法国的Sofradir（ULIS母公司）、以色列的SCD等。 国内参与者最重要的包含研究院所（如上海技物所、中电11所、北方夜视）、高德红外、大立科技、睿创微纳、海康威视。随着国内厂商技术突破，近年来市场占有率有所提升。特种客户多为防务整机或者二级集成商，主要使用在于枪瞄、红外夜视仪、红外望远镜、导弹导引头等场景。民用领域红外应用场景非常分散，如安防监控、汽车辅助驾驶、电力监控、工业监控、户外消费（打猎枪瞄）、消防监控、医疗检测、消费电子等等。

  2）从关键经营数据看，什么样的业务布局，才能在中长期更加具备竞争优势？的特性，经过测量这种变化的程度、进而测量出材料吸收辐射的大小，并通过光电转换、电信号处理等手段，将肉眼不可见的红外辐射转换为可视图像。

  来源：高德红外招股说明书 按照工作机理不同，红外探测器可大致分为基于热效应的热探测器（非制冷型）和基于光电效应的光子探测器（制冷型）。光子探测器工作时需要利用制冷机将温度调低到零下170℃-200℃左右，因此也叫制冷型红外探测器优点是响应速度快、灵敏度较高、探测距离更远及性能更稳定，主要使用在在对于和科研领域，但缺点在于制作成本也更高（成品率低）、体积较大。 而非制冷型红外探测器优点是成本低、常规使用的寿命长，缺点在于精度相对较差，主要使用在在对成像性能要求不高的防务场景（比如：单兵装备、枪瞄等）、以及各类民用场景。

  不同，二者所需的热敏材料也不同。 制冷型探测器常用材料有碲镉汞、量子阱、锑化铟、二类超晶格四种，其中二类超晶格是未来的产业高质量发展方向。非制冷型探测器主要有非晶硅和氧化钒两种，其中，氧化钒在探测灵敏度和测温精度等指标上均明显优于非晶硅，是非制冷探测器的主流。尽管如此，非晶硅凭借热响应效率高、大面阵、高均匀性的特点仍然拥有

  ——2020年收入为33.34亿元，红外热成像仪及综合光电系统贡献收入28.86亿元，占比86.58%；传统弹药及信息化弹药业务来源于2015年收购的汉丹机电，2020年贡献收入4.27亿元，占比12.81%。 从技术路线和应用场景来看，高德红外在制冷、非制冷领域均有技术布局，产品同时覆盖特种、民品领域，2020年特种领域收入占比超过70%。从海外收入情况去看，其国内收入占比84.66%，海外收入占比15.34%。

  ——2020年收入为15.61亿元，红外探测器及机芯模组业务贡献收入7.59亿元，占比48.6%；整机产品贡献收入7.34亿元，占比47.01%（近年来向下游整机产品拓展，整机产品收入增长明显）。 睿创微纳专注于非制冷红外成像技术（制冷型技术处于起步阶段），早期提供红外设备核心的机芯、模组等产品，后逐步拓展至整机业务。 从应用场景来看，其产品以民用为主，占比约为70%，主要为海外户外玩家提供红外望远镜、猎枪的枪瞄等整机产品。特种领域占比较低，主要使用在于夜视观瞄、光电载荷以及特种车辆辅助驾驶系统等领域（对成像要求不高的防务场景）。 从海外收入情况去看，睿创微纳海外收入占比较高。2020年其国内收入占比59.5%，海外收入占比40.5%。

  ——2020年收入为10.9亿元。红外产品贡献收入9.97亿元，占比91.42%；巡检机器人贡献收入0.66亿元，占比6.05%。 红外产品涵盖红外热成像芯片、红外热像仪（整机）及其他光电系统，2020年6月通过收购北京航宇智通拓展了机载光电吊舱产品。 其技术布局集中于非制冷领域。从应用场景来看，特种业务占比约为60%，包括导引头系统、惯导、球形吊舱和观瞄器具等（对成像要求不高的防务场景）；民品占比约为40%，主要包含两类，分别是红外热像检测设备、可移动的红外巡检机器人平台。 从海外收入情况去看，2020年其国内收入占比73.85%，国外收入占比26.15%。

  接下来，我们将近几个季度的收入和利润增长情况放在一起，来感知一下增长态势：

  来源：塔坚研究 从整体上看，三者收入增速趋势比较一致。其中： 2019年收入增速较高，主要得益于防务部门改革后单兵红外装备集中放量，以及红外制导在导弹等精确打击武器上开始大规模普及，带来特种红外产品订单大幅度的增加。 2020年收入增速较高，除防务订单持续增长外，其实是受卫生事件影响，全球防控需求带动红外测温设备等2021年收入增速开始下滑，主要是由于去年防疫红外测温产品收入基数较高，而今年防控形势好转，该业务产品需求大幅下滑。

  来源：塔坚研究 归母净利润增速方面，由于收入的季节性波动及成本费用刚性，使得利润端整体波动比较大。对增长态势有所感知后，我们接着再将各家公司的收入和利润情况拆开，看2021年三季报数据。2021年Q3单季度，实现收入5.97亿元，同比-21.39%，环比-49.83%；实现归母净利润2.25亿元，同比-19.06%，环比-50.67%。 收入和归母净利润均有所下滑，一种原因是由于去年同期红外测温产品带来较高基数；另一方面则是由于

  2019年Q1和Q4归母净利润较低。其中，Q1主要是受防务订单交付的季节性影响，一季度收入确认较少。Q4则主要是由于计提技术服务费以及业绩对赌奖励导致当期管理费用大幅度的增加。2021年Q3单季度，实现收入3.38亿元，同比-12%，环比-30.91%；实现归母净利润1.05亿元，同比-33%，环比-47.11%。 收入同比下滑，主要是受去年同期防疫产品收入高基数影响。而归母净利润下降幅度大于收入，主要是由于今年产品主要为非防疫类红外产品，且部分产品处于开拓市场阶段，销售费用增长较快。此外，持续加大研发投入和新产品研究开发力度，扩大研发团队规模，也导致研发费用增长较快。

  2021年Q3单季度，实现收入1.01亿元，同比-33.46%，环比-70.88%；实现归母净利润-0.09亿元，同比-120.08%，环比-105.88%。 Q3业绩下滑主要是由于卫生事件缓解，防疫类产品收入较上年同期大幅度减少，同时非防疫类产品业务收入环比也一下子就下降。归母净利润一下子就下降，主要是由于收入与毛利率的下滑，同时期间费用支出比较刚性。

  2020年Q3收入下降幅度较大，主要是由于其产品销售以境内为主（2020年境内收入占比达73.85%），随着国内防控形势好转，防疫类产品收入下滑较大。而Q4收入回升，则是得益于特种业务订单增长。完整的红外热像仪生产流程，包括晶圆、红外探测器芯片、热成像机芯模组及红外热像仪整机等环节。其中，晶圆一般由晶圆代工厂加工，探测器芯片、机芯模组和整机则由红外成像厂商完成。因此，不同环节的成本构成略有不同。

  来源：睿创微纳年报 以睿创微纳为例，红外热像仪组件及整机的成本主要在于原材料，并且整机原材料占比高于探测器及机芯模组。而整机原材料最重要的包含芯片、管壳、吸气剂、贴片、镜头和显示模组等，其中又以镜头占比较高。

  来源：塔坚研究 整体差异不大，毛利率中枢基本保持在60%附近。其中： 睿创微纳2019年毛利率有所下滑，根本原因是对探测器和机芯进行了降价（为提升部分产品的市场占有率）。另外，毛利率较低的整机产品销售占比提升。 高德红外2020年毛利率提升，一方面得益于；另一方面得益于产品结构改善，低毛利的传统弹药及信息化弹药（毛利率30%）占比下降。

  来源：塔坚研究 净利率方面，睿创微纳和大立科技比较趋同，高德红外波动较大。 高德红外2019年Q4净利率较低，一方面是由于毛利率下降，另一方面则是由于计提技术服务费以及业绩对赌奖励导致当期管理费用大幅度的增加。大立科技2021年Q3净利率较低，主要是由于收入与毛利率的同步下滑，同时期间费用支出比较刚性。销售费用率方面，2020年由于防疫产品需求大且急，整体销售费用较低。此外，大立科技销售费用率相比来说较高，主要是由于其民品主要是采用直销模式，并且前五大客户集中度较低。

  来源：塔坚研究 财务费用率方面，睿创微纳2020年Q4财务费用率较高主要是由于海外收入占比提升，汇兑损失增加所致。

  来源：塔坚研究 对比各自回报表现来看，大立科技整体表现较优。拆解开来，对回报表现影响较大的因素是净利率。其中，睿创微纳销售净利率较高（主要是因为毛利更高的机芯和模组销售占比较高），高德红外和大立科技销售净利率提升明显（主要是由于特种订单持续恢复，收入结构改善）。由于红外热成像可以突破人类视觉障碍，呈现出人类视觉无法捕捉的信息，在夜晚成像、远程探测、温度感知、灾情预警等诸多场景均可这和激光设备、通信模组、智能SoC等场景型产业链增长逻辑类似。这几个赛道，我们也覆盖过，详见对于红外热成像产品来说，其成本的持续下降，是其向各类场景“渗透”的前提。而由于封装成本占到探测器成本的30%-50%以上，因此封装技术很大程度上决定了成本下限。当前，红外探测器主要有三种封装类型：金属封装、陶瓷封装、晶圆级封装。

  来源：浙商证券 早期红外封装以金属封装为主，零部件材料昂贵，之后，陶瓷封装成本相比金属封装已经有所降低。而当前主流的晶圆级封装技术，由于集成度更高，工艺步骤有所简化，更适合大批量和低成本生产，可将封装成本从千元降低至百元的数量级。像元尺寸是指单个成像单元的尺寸大小。在红外成像系统中，探测器像元尺寸对于制造成本的影响大多数表现在两方面： 1）像元尺寸的缩小能够更好的降低光学部件成本。据BAE提供的数据，TWV640热像仪将像元尺寸从17μm减小至12μm，在不影响图像质量的前提下，可以使得镜头尺寸缩小50%，并将光学元件成本降低20%。 2）像元尺寸的缩小将减少芯片面积，来提升单位晶圆面积上MEMS芯片的产量。综合看来，封装工艺的升级、和探测器像元尺寸的缩小，能够更好的降低红外探测器成本，厘清了红外热成像产品成本下降的驱动因子，接着我们的角度来看：市场天花板有多高？