機器人編碼器行業(yè)市場分析

機器人編碼器行業(yè)市場分析一、編碼器：高精度的位置/角度測量傳感器（一）技術(shù)原理：磁編碼器、光編碼器以及電感編碼器磁編碼器，利用電磁感應(yīng)原理，將物理信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，以實現(xiàn)位置和角度的測量。磁編碼器由磁性傳感器、磁環(huán)和信號處理器組成。磁環(huán)是由多個磁極組成，并被固定在旋轉(zhuǎn)軸上；磁性傳感器通常采用霍爾元件或磁電阻元件，能夠檢測磁環(huán)旋轉(zhuǎn)時磁場的變化，將其轉(zhuǎn)換為電信號輸出；信號處理器將電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，用于表示旋轉(zhuǎn)軸的位置和方向。磁編碼器具有高分辨率、高精度、高可靠性、長壽命等優(yōu)點，適用于工程機械等灰塵多、油多、水多等嚴苛環(huán)境下的應(yīng)用場景。根據(jù)工作原理的不同分類，磁編碼器可分為霍爾編碼器和磁阻編碼器?；魻栃?yīng)是指當(dāng)電流垂直于外磁場通過半導(dǎo)體時，垂直于電流和磁場的方向會產(chǎn)生附加電場，從而在半導(dǎo)體的兩端產(chǎn)生電勢差；磁阻效應(yīng)是指給通以電流的半導(dǎo)體材料加以與電流垂直或平行的外磁場，其電阻值會有所增加。磁阻編碼器伴隨著新型半導(dǎo)體材料的發(fā)展不斷演變，目前已衍生AMR、GMR、TMR三代產(chǎn)品。光編碼器，將旋轉(zhuǎn)位置信息轉(zhuǎn)化為光脈沖信號以對其進行檢測。光編碼器由發(fā)光元件、光敏元件及碼盤（即一個刻有規(guī)則的透光和不透光線條的圓盤）組成。當(dāng)安裝在電機轉(zhuǎn)軸上的碼盤旋轉(zhuǎn)時，固定住的發(fā)光元件發(fā)出的光經(jīng)過碼盤，產(chǎn)生透光和不透光的光脈沖。光敏元件檢測到這些光脈沖后，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號輸出。光學(xué)編碼器從結(jié)構(gòu)上分兩種。一種是碼盤夾在發(fā)光元件和光敏元件之間的“透射型”，一種是發(fā)光元件和光敏元件在同一平面，通過碼盤反射光源的“反射型”。與磁編碼器相比，光編碼器更容易實現(xiàn)高精度和高分辨率，可用于大直徑電機設(shè)備等有強磁場干擾的環(huán)境。電感編碼器，通過高頻電磁感應(yīng)信號的幅值或相位測量轉(zhuǎn)子位置信息。激勵線圈的高頻電磁場耦合到接收線圈，當(dāng)編碼器旋轉(zhuǎn)時，編碼器轉(zhuǎn)子因電渦流效應(yīng)產(chǎn)生電磁場，從而影響接收線圈的電磁場強度，使差分接收線圈的信號幅值或相位發(fā)生改變，解碼電路通過放大、采集、解算、補正等程序，最終實現(xiàn)角度的精準測量。磁編碼器性價比更優(yōu)，光編碼器適用于精度要求更高場景。根據(jù)應(yīng)用場景不同，要求高精度、高分辨率的應(yīng)用，使用光學(xué)編碼器；追求環(huán)境耐受性強、小型輕量、高可靠性的應(yīng)用，使用磁編碼器。據(jù)MIR睿工業(yè)，光電編碼器分辨率已經(jīng)發(fā)展到25位，23位已經(jīng)商用，17位已經(jīng)普遍應(yīng)用，而磁編碼器分辨率已經(jīng)發(fā)展至19位，能滿足絕大部分工業(yè)應(yīng)用場景。在編碼器降本和磁編碼器精度、分辨率提高的背景下，磁編碼器滲透率有望快速提升。（二）測量類型：直線編碼器（光柵尺）和旋轉(zhuǎn)編碼器直線編碼器測量物體的直線位移，旋轉(zhuǎn)編碼器測量物體的旋轉(zhuǎn)角度。直線編碼器是一種用于測量物體直線運動的裝置，通常由傳感器和標尺組成；其中標尺被固定在物體上，傳感器則測量標尺上的位置信息，主要用于機械加工、數(shù)控機床、3D打印、半導(dǎo)體制造等領(lǐng)域。旋轉(zhuǎn)編碼器則是一種用于測量物體旋轉(zhuǎn)角度、速度和方向的裝置，可以直接安裝在物體上，以測量物體的旋轉(zhuǎn)運動，在機器人、航空航天、工業(yè)自動化和醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。光柵尺是直線編碼器的代表。光柵尺是一種利用光柵的光學(xué)原理工作的測量反饋裝置，可用作直線位移的檢測，常用于數(shù)控系統(tǒng)的全閉環(huán)控制。光柵尺由標尺光柵和最關(guān)鍵的光柵讀數(shù)頭兩部分組成，光柵讀數(shù)頭由光源、會聚透鏡、指示光柵、光電元件及調(diào)整機構(gòu)組成。光柵尺精度高、穩(wěn)定性強、分辨率高，廣泛應(yīng)用于數(shù)控機床、半導(dǎo)體設(shè)備、精密測量儀器、激光切割等領(lǐng)域，以實現(xiàn)對物體位置的高精度測量和控制。光柵尺分為成像掃描和干涉掃描。光柵尺的光電掃描在工作中無接觸、無磨損，可以檢測到非常細小的光柵，柵線寬度可僅數(shù)微米，并能輸出非常細小的周期信號。光柵尺往往采用兩種掃描原理，成像掃描是用兩個柵距相同或相近的光柵與掃描掩膜彼此相對運動，可用于20μm至大約40μm的柵距；干涉掃描是利用精細光柵的光衍射和光干涉生成位移測量的信號，可用于更小柵距的光柵（8μm）。（三）輸出信號：絕對式編碼器和增量式編碼器絕對式編碼器用于準確測量物體的絕對位置，即物體相對于一個已知的參考點的精確位置。絕對式測量是指編碼器在通電時立即提供位置值并隨時供后續(xù)電子電路讀取，無需移動軸執(zhí)行參考點回零操作，即在不需要回到初始位置的情況下，可以立即提供物體的精確位置信息絕對位置信息。絕對式編碼器的工作原理是基于特定的編碼規(guī)則，每個位置都對應(yīng)一個唯一的編碼值，常常由一系列絕對碼編排的光柵讀取，單獨的增量刻軌信號通過細分生成位置值，同時用于生成可選的增量信號。絕對式編碼器通常具有高精度和高分辨率，但通常比較復(fù)雜和昂貴。增量式編碼器用于測量物體相對于初始位置的相對位移，即它們提供的是位置變化的相對值。增量式光柵由周期性的柵線組成，位置信息通過計算自某點開始的增量數(shù)獲得。由于確定位置值需要絕對參考點，在光柵尺或尺帶上還有一條參考點刻軌。柵尺的絕對位置由參考點確定，可精確到一個信號周期。增量式編碼器生成兩個信號，分別稱為A相和B相信號，這些信號的相位差可以用來確定方向和位移的變化。增量式編碼器的輸出信號是周期性的，通常稱為脈沖，它們的數(shù)量用來表示位移的大小。增量式編碼器相對較簡單，成本較低，但需要初始位置作為基準。絕對式和增量式編碼器的差別主要在于：1、測量方式：絕對式編碼器直接測量物體的絕對位置，而增量式編碼器測量的是位置的變化，需要初始位置作為參考。2、起始位置：絕對式編碼器可以立即提供絕對位置信息，無需回到初始位置，而增量式編碼器的位置信息是相對于初始位置的。3、精度和分辨率：由于絕對式編碼器直接測量絕對位置，通常具有更高的精度和分辨率。增量式編碼器的精度和分辨率取決于脈沖數(shù)量。4、復(fù)雜度和成本：絕對式編碼器通常較為復(fù)雜和昂貴，而增量式編碼器相對簡單且成本較低。二、多領(lǐng)域推動市場擴容，編碼器國產(chǎn)替代正當(dāng)時（一）編碼器市場高速增長，下游應(yīng)用分布廣泛全球編碼器市場由磁性和旋轉(zhuǎn)主導(dǎo)，規(guī)模迅速擴大。隨著工業(yè)自動化、智能制造和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，編碼器作為關(guān)鍵的運動控制裝置，在實現(xiàn)精準定位、測量和反饋等方面發(fā)揮著不可替代的作用。據(jù)kbvresearch預(yù)測，全球編碼器市場規(guī)模將由2018年的24億美元增長至2028年的48億美元，期間CAGR為9.1%；從技術(shù)原理來看，磁編碼器仍然在市場上占據(jù)著主導(dǎo)地位；從產(chǎn)品類型來看，旋轉(zhuǎn)編碼器的市場需求要高于直線編碼器。全球編碼器市場的成長源于眾多下游領(lǐng)域的需求推動和技術(shù)進步，整體規(guī)模有望繼續(xù)保持增長勢頭。我國編碼器市場持續(xù)增長，2025年有望達到33億元。我國制造業(yè)的升級換代以及科技的創(chuàng)新，加速了編碼器市場的增長。從傳統(tǒng)的工業(yè)應(yīng)用到現(xiàn)代的機器人、新能源等高新技術(shù)領(lǐng)域，編碼器的應(yīng)用范圍不斷拓展，為市場的擴大提供了堅實的基礎(chǔ)。據(jù)MIR睿工業(yè)，2022年我國編碼器市場規(guī)模呈現(xiàn)小幅度增長，為25.75億元，核心原因是疫情的影響和整體OEM行業(yè)低迷；預(yù)計到2025年，整體市場規(guī)模將達到33億元，期間CAGR為8.62%。國內(nèi)編碼器制造商聚焦提升產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)水平，不斷推出適應(yīng)市場需求的編碼器產(chǎn)品，可以預(yù)見，我國編碼器市場有望繼續(xù)保持快速增長，為整個產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展貢獻更多動力。（注：此市場規(guī)模僅考慮對外銷售，不包含自產(chǎn)自銷）伺服行業(yè)為編碼器下游最大市場，機床市場增速最高。據(jù)MIR睿工業(yè)，2022年伺服行業(yè)為編碼器第一大下游市場，占比達到30%，主要系伺服行業(yè)下游多為新能源等景氣行業(yè)，進一步加大對編碼器的需求；受益于機床需求結(jié)構(gòu)升級，疊加對精度的要求的提升，逐漸擴大對編碼器和光柵尺的需求，2022年編碼器在機床行業(yè)應(yīng)用的同比增速最快，高達26%。從整體行業(yè)角度，2022年項目型市場增長23.8%，OEM行業(yè)市場下滑4%，OEM行業(yè)端如電梯、起重、工程機械、印刷包裝等均出現(xiàn)負增長情況，下游行業(yè)需求乏力對工業(yè)自動化市場的負面影響貫穿整年。但隨著國內(nèi)經(jīng)濟復(fù)蘇，居民消費能力提升，且受國家對于房地產(chǎn)政策影響，預(yù)計2023年國內(nèi)OEM市場將逐步復(fù)蘇。日歐編碼器廠商占據(jù)主導(dǎo)地位，國產(chǎn)廠商面臨挑戰(zhàn)。海外編碼器廠商以日系的多摩川（27.6%）和歐系的海德漢（14.3%）為代表，憑借幾十年的技術(shù)實力、研發(fā)能力以及長期積累的經(jīng)驗，海外龍頭廠商在全球范圍內(nèi)享有廣泛的聲譽和市場份額，持續(xù)為市場提供高質(zhì)量和創(chuàng)新性的產(chǎn)品。據(jù)MIR睿工業(yè)，2022年我國編碼器市場中多摩川、海德漢、西克和堡盟占據(jù)了50%以上的市場份額，行業(yè)集中度較高，而國內(nèi)廠商則受疫情和電梯需求下滑影響，同比增速低于海外龍頭的成長速度。（二）磁編碼器以汽車應(yīng)用為核心，海外龍頭先發(fā)優(yōu)勢明顯磁編碼器行業(yè)蓬勃發(fā)展，市場規(guī)?？焖僭鲩L。隨著現(xiàn)代電磁學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和自動化需求的不斷增加，磁編碼器作為一種高精度、高可靠性的測量設(shè)備，在工業(yè)自動化、汽車制造、半導(dǎo)體等眾多智造領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用；特別是在制造業(yè)、工程機械和汽車領(lǐng)域，磁編碼器能夠?qū)崿F(xiàn)精準控制和定位，已成為不可或缺的重要組成部分。據(jù)Yole的預(yù)測數(shù)據(jù)，全球磁編碼器（磁位置/速度傳感器）的市場規(guī)模將從2021年的14.88億美元增長至2027年的23.19億美元，期間CAGR為7.68%。磁編碼器在新行業(yè)、新技術(shù)的推動下，持續(xù)不斷地創(chuàng)新和發(fā)展，應(yīng)用前景愈發(fā)廣闊，市場空間有望進一步擴大。磁編碼器在汽車場景應(yīng)用多元，占比較高。從下游應(yīng)用來看，磁編碼器在汽車領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用，主要應(yīng)用于車輛的位置檢測、轉(zhuǎn)向控制、車速測量以及電動驅(qū)動系統(tǒng)等領(lǐng)域。據(jù)Yole對于整體磁傳感器下游行業(yè)的統(tǒng)計和預(yù)測，汽車應(yīng)用的占比已經(jīng)超過了整體市場的50%。無論是傳統(tǒng)燃油車還是新能源汽車，精度高、可靠性和耐用性強的磁編碼器都在為車輛的安全性和性能提升做出貢獻。隨著汽車工業(yè)的不斷發(fā)展和智能化水平的提高，磁編碼器在未來汽車應(yīng)用中的地位有望進一步增強。整體磁傳感器的價值量伴隨系統(tǒng)復(fù)雜程度不斷增加。隨著工業(yè)4.0和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，制造過程正變得更加智能、高效和自動化，同時系統(tǒng)復(fù)雜性的增加通常意味著更豐富、更精細的功能和性能。在這一趨勢下，磁編碼器作為關(guān)鍵的運動控制和位置反饋裝置，將在機器人、自動化生產(chǎn)線、無人駕駛車輛等領(lǐng)域扮演著至關(guān)重要的角色。其高精度、穩(wěn)定性和快速響應(yīng)特性，將成為實現(xiàn)精密控制和智能化運行的關(guān)鍵驅(qū)動力。據(jù)Yole，目前整體磁傳感器在工業(yè)自動化和汽車應(yīng)用中價值量較高，伴隨未來制造系統(tǒng)的智能化發(fā)展，磁傳感器的價值量將不斷提升。海外廠商占據(jù)主要市場份額，國產(chǎn)替代加速進行。從整體磁傳感器行業(yè)來看，目前全球磁傳感器市場主要由海外大廠主導(dǎo)，包括Allegro、AKM和TDK等等，國外龍頭廠商布局磁傳感器產(chǎn)品多年，在產(chǎn)品端、渠道端和客戶端優(yōu)勢明顯，占據(jù)大量市場份額，形成了堅實壁壘。據(jù)Yole，2021年頭部三大海外廠商已經(jīng)占據(jù)40%以上的市場份額，行業(yè)集中度比較高。然而，在國家戰(zhàn)略和政策的雙重支持下，依托潛力巨大的國內(nèi)市場，國內(nèi)磁編碼器廠商正不斷追趕海外龍頭、加速創(chuàng)新，為行業(yè)的發(fā)展注入了新的活力，打開了更加廣闊的國產(chǎn)替代空間。（三）光編碼器市場增速放緩，光柵尺國產(chǎn)替代需求迫切磁編或代替光編，光編碼器市場增速趨緩。光編碼器相比于磁編碼器成本較高，隨著磁編碼器分辨率提升和工業(yè)場景應(yīng)用落地，磁編逐漸開始替代光編，導(dǎo)致光編碼器市場增速的放緩。根據(jù)睿略市場調(diào)研的數(shù)據(jù)，預(yù)計2022年至2028年，全球光編碼器市場規(guī)模將由124.9億元提升至143.4億元，期間CAGR為2.33%；其中，我國市場占比23.8%，規(guī)模達到29.7億元，在假定占比不變的前提下，到2028年，我國光編碼器市場規(guī)模有望超過34.1億元。我國光編碼器市場的主要參與者主要包括以海德漢、博通、雷尼紹、堡盟和歐姆龍為代表的海外廠商，以及國產(chǎn)廠商禹衡光學(xué)和匯川技術(shù)。光柵尺市場小而精，機床為最大下游應(yīng)用。據(jù)GlobalInfoResearch，2022年全球光柵尺市場規(guī)模為6.52億美元，預(yù)計2029年將達到8.42億美元，期間CAGR為3.7%。光柵尺憑借應(yīng)用的專業(yè)性和高度的精密性，有望拓展更廣泛的應(yīng)用。機床作為光柵尺最大的下游應(yīng)用領(lǐng)域，同期占比從54.05%提升至61.82%，全球機床光柵尺市場規(guī)模在2029年有望達到5.21億美元。在機床制造過程中，光柵尺的高精度測量能力使其成為實現(xiàn)精密加工的理想選擇。機床制造商廣泛應(yīng)用光柵尺技術(shù)，以提升產(chǎn)品精度和生產(chǎn)效率，滿足日益嚴苛的市場需求。海德漢、雷尼紹占據(jù)我國光柵尺市場80%以上份額，國產(chǎn)替代空間廣闊。根據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心，2020年我國光柵尺市場規(guī)模在10.5億元左右，伴隨著經(jīng)濟復(fù)蘇，以及各產(chǎn)業(yè)自動化程度提升，光柵尺市場規(guī)模將進一步擴大，預(yù)計2025年將達到15.6億元。據(jù)GlobalInfoResearch，我國光柵尺市場主要生產(chǎn)商有由海德漢和雷尼紹，二者市場份額超過80%，國產(chǎn)廠商包括長春禹衡光學(xué)、廣州數(shù)控、華中數(shù)控、航天慣性等，研發(fā)實力逐漸增強，中高端光柵尺生產(chǎn)能力穩(wěn)步提升，打開了更加廣闊的國產(chǎn)替代空間。（四）拆解編碼器增量市場：人形機器人、工業(yè)母機和新能源汽車1、人形機器人：單特斯拉Optimus編碼器需求量50+，價值量約為7500元這一節(jié)，我們不贅述人形機器人產(chǎn)業(yè)化落地中持續(xù)降本，帶給國產(chǎn)供應(yīng)商巨大機會的邏輯，主要對直線執(zhí)行模組、旋轉(zhuǎn)執(zhí)行模組和靈巧手所需的編碼器進行拆解。特斯拉BOT運動控制模塊主要分為直線執(zhí)行模組、旋轉(zhuǎn)執(zhí)行模組和靈巧手。旋轉(zhuǎn)執(zhí)行模組包括無框力矩電機、諧波減速器、雙編碼器、力矩傳感器以及軸承，賦予BOT精準的旋轉(zhuǎn)控制能力。直線執(zhí)行模組包括無框力矩電機、行星滾柱絲杠、編碼器、力傳感器以及軸承，這些零部件相互協(xié)作，使BOT能夠?qū)崿F(xiàn)精準的運動。靈巧手使用的空心杯電機模組則由空心杯電機、減速器和編碼器構(gòu)成，從而使得BOT手部能夠?qū)崿F(xiàn)高度敏感和靈活的運動，為實現(xiàn)復(fù)雜的抓取和操作任務(wù)提供了堅實的基礎(chǔ)。單BOT直線、旋轉(zhuǎn)執(zhí)行模組各為14個。旋轉(zhuǎn)執(zhí)行模組主要由手臂、腿部和軀干構(gòu)成，覆蓋肩、肘、髖、腰關(guān)節(jié)；直線執(zhí)行模組由手臂和腿部構(gòu)成，覆蓋腕、肘、髖、膝、踝關(guān)節(jié)。每個單獨的BOT都由14個直線執(zhí)行模組和14個旋轉(zhuǎn)執(zhí)行模組組成，構(gòu)成了其精密而高效的運動控制系統(tǒng)。這些執(zhí)行模組通過精確的位置和角度控制，使機器人能夠?qū)崿F(xiàn)多樣化的動作和姿態(tài)。模組的協(xié)同工作，為BOT帶來了出色的機動性和操作靈活性，使其能夠應(yīng)對各種復(fù)雜的環(huán)境和任務(wù)要求。編碼器用于測量關(guān)節(jié)角度和位置，確保BOT的運動精度和穩(wěn)定性。特斯拉BOT需要實現(xiàn)高度精準的運動控制，以模擬人類的動作。通過實時監(jiān)測編碼器反饋信息，BOT可以準確地控制肢體的運動，實現(xiàn)平穩(wěn)的步態(tài)和靈活的動作。旋轉(zhuǎn)執(zhí)行模組采用雙編碼器主要包含電機側(cè)的編碼器和減速器輸出端的編碼器，兩個編碼器可以增加系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)，提高系統(tǒng)帶寬，縮短響應(yīng)時間。單BOT編碼器價值量約為7500元。根據(jù)特斯拉AIDay發(fā)布會展示的解決方案，每個旋轉(zhuǎn)執(zhí)行模組具備獨立的輸出和輸入兩個編碼器，而每個直線執(zhí)行模組則配置了一個編碼器；在靈巧手模塊中，為滿足其復(fù)雜功能需求，每個空心杯電機模組均搭載了一個編碼器，總計單BOT需要54個編碼器；結(jié)合國產(chǎn)廠商定價，我們假定執(zhí)行模組所使用編碼器的價格為150元/個，空心杯電機模組所使用的編碼器價格為100元/個，經(jīng)過測算，單BOT的編碼器價值量約為7500元。特斯拉Optimus產(chǎn)業(yè)化進展加速，賦能編碼器浩瀚市場。2023年特斯拉股東大會上馬斯克表示，“未來每個人都會擁有一個人形機器人，如果人形機器人和人的比例是2比1左右，那么人們對機器人的需求量可能是100億乃至200億個”；參考馬斯克公開言論，我們假設(shè)2025年Optimus目標交付量按悲觀、中性、樂觀情況，分別達到10萬臺/50萬臺/100萬臺，根據(jù)上文的價值量測算，有望為編碼器帶來70億元的新增市場空間。2、工業(yè)母機：中高端機床擴大編碼器精度需求，國產(chǎn)化率亟待提升我國機床進入新一輪8-10年的更新周期。自2001年我國加入WTO以來，貿(mào)易額迅速增長拉動了制造業(yè)對機床的需求，產(chǎn)量實現(xiàn)較快速提升。2000-2011年，我國金屬切削機床產(chǎn)量從17.7萬臺提升至86.0萬臺，復(fù)合增速達15.5%。金屬切削機床產(chǎn)量在2011年達到歷史頂峰，并在2012-2016年保持在70萬臺以上的高水平。隨著機床存量快速提升，2017-2019年機床行業(yè)進入低潮期，呈現(xiàn)逐年下行態(tài)勢。2019年金屬切削機床產(chǎn)量41.6萬臺，相比2011年高點的86萬臺下降52%；2020年以來金屬切削機床產(chǎn)量呈現(xiàn)底部回升態(tài)勢，一方面得益于疫情后我國出口需求拉動并推動制造業(yè)迅速復(fù)蘇，另一方面與機床更新周期形成共振。2022年我國金屬切削機床產(chǎn)量有所下降至57.2萬臺，同比下降5.0%。產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型及自主可控推動機床行業(yè)向中高端邁進。相比于歐洲和日本聚焦中高端路線，國內(nèi)機床產(chǎn)品多聚集在中低端，產(chǎn)品趨同，紅海競爭；同時國內(nèi)高端機床產(chǎn)業(yè)鏈配套尚待健全，基礎(chǔ)材料、高性能功能部件競爭力弱，無法滿足高端需求，導(dǎo)致用戶對國產(chǎn)高端機床信任度較低。隨著我國工業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化升級，對作為工業(yè)母機的機床的加工精度、效率、穩(wěn)定性等精細化指標要求逐漸提升，中高端產(chǎn)品的需求日益增加。在此大背景下，我國機床市場的結(jié)構(gòu)升級將向自動化成套、客戶定制化和普遍的換檔升級方向發(fā)展，產(chǎn)品由普通機床向數(shù)控機床、由低檔數(shù)控機床向中高檔數(shù)控機床升級。機床核心零部件國產(chǎn)化率低，對外依賴度較高。機床行業(yè)已經(jīng)上升到國家發(fā)展戰(zhàn)略核心的高度，近年來我國相繼出臺多項相關(guān)政策加快高端數(shù)控機床發(fā)展，高端機床國產(chǎn)化進程有望提速。根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2018年我國低檔數(shù)控機床國產(chǎn)化率約82%，中檔數(shù)控機床國產(chǎn)化率約65%，高檔數(shù)控機床國產(chǎn)化率僅約6%。當(dāng)前我國高端機床數(shù)控系統(tǒng)、傳動部件和功能部件等一系列核心零部件主要依賴日本及德國品牌，國產(chǎn)零部件使用率較低。從長遠看，實現(xiàn)中高端機床國產(chǎn)化率提升是實現(xiàn)自主可控關(guān)鍵。光柵編碼器決定機床加工精度，絕對式光柵尺成為首選。機床精度在很大程度上受測量系統(tǒng)的準確性和分辨率影響，而精準且高分辨率的位移檢測成為確保加工產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段。光柵編碼器以其納米級的高分辨率和百米以上的測量范圍，在數(shù)控機床的精準走刀中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，其中絕對式光柵尺動態(tài)性能優(yōu)越，沿測量方向可靠的運動速度及加速度性能不僅滿足了常規(guī)軸的動態(tài)性能需求，也適應(yīng)了直線電機高動態(tài)性能的要求，成為國內(nèi)外高端數(shù)控機床的首選方案，應(yīng)用前景非常廣闊。光柵編碼器在機床中應(yīng)用廣泛，單臺五軸數(shù)控機床光柵編碼器價值量約為五千元。參考王忠杰等《光柵編碼器在機床行業(yè)中的應(yīng)用》，光柵編碼器在機床中可以應(yīng)用于主軸、分度頭、刀架，伺服系統(tǒng)等。根據(jù)海天精工招股書，光柵尺的價值占機床總成本的2%；以五軸數(shù)控機床為例，其中包括三個線性軸和兩個旋轉(zhuǎn)軸，每個線性軸需要搭配一個光柵尺和旋轉(zhuǎn)編碼器，而每個旋轉(zhuǎn)軸則需要配備一個旋轉(zhuǎn)編碼器。按國產(chǎn)光柵尺單價1400元/個，旋轉(zhuǎn)編碼器150元/個進行測算，單臺五軸數(shù)控機床中光柵編碼器價值量約為5000元。3、新能源汽車：相比傳統(tǒng)燃油車需求量提升，帶動單車價值量增長傳統(tǒng)燃油車中，磁編碼器在傳動系統(tǒng)、制動系統(tǒng)和安全監(jiān)測有大量應(yīng)用空間。在傳動系統(tǒng)中，磁編碼器被用于監(jiān)測傳動軸的轉(zhuǎn)速和位置，以實現(xiàn)平穩(wěn)的換擋操作和提供駕駛員所需的動力輸出；在安全性方面，磁編碼器可以用于制動系統(tǒng)，幫助監(jiān)測車輪的轉(zhuǎn)速變化，從而實現(xiàn)防抱死制動系統(tǒng)（ABS）和電子穩(wěn)定控制（ESC）等關(guān)鍵功能；在車輛的儀表板和駕駛艙中，磁編碼器還可以用于測量方向盤角度和車速等信息，為駕駛員提供準確的車輛狀態(tài)反饋。磁編碼器在傳統(tǒng)燃油車中的應(yīng)用場景，涵蓋了發(fā)動機控制、傳動系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、懸掛系統(tǒng)以及駕駛信息反饋等諸多方面，確保了車輛的性能、安全性和駕駛舒適度。新能源汽車相比傳統(tǒng)燃油車主要多了三電系統(tǒng)。新能源汽車是指采用非常規(guī)的車用燃料作為動力來源（或使用常規(guī)的車用燃料、采用新型車載動力裝置），綜合車輛的動力控制和驅(qū)動方面的先進技術(shù)，形成的技術(shù)原理先進、具有新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的汽車。因為是電池供電，新能源汽車新增大三電系統(tǒng)（電池、電機、電控），和小三電系統(tǒng)—OBC（車載充電系統(tǒng)）、DCDC（直流變換系統(tǒng)）、BMS（電池管理系統(tǒng)）。新能源汽車磁編碼器單車價值量至少提升500元。我們根據(jù)海外龍頭Allegro的新能源汽車解決方案進行拆解，對OBC、BMS、DCDC、逆變系統(tǒng)以及啟動發(fā)電機等各子系統(tǒng)進行磁編碼器使用量統(tǒng)計，磁編碼器主要應(yīng)用在逆變系統(tǒng)、電機冷卻系統(tǒng)和啟動發(fā)電機系統(tǒng)，總計需要5個磁編碼器；參考國產(chǎn)磁編碼器售價100元/個，相比傳統(tǒng)燃油車，預(yù)計新能源汽車磁編碼器單車價值量提升至少500元。新能源汽車滲透率提升，打開磁編碼器增量空間。作為新能源產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的關(guān)鍵指標，我國新能源汽車滲透率正在大幅提升，持續(xù)替代燃油車，打開了整個產(chǎn)業(yè)長期成長的新空間。按照《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021—2035年）》提出的目標，2025年我國新能源車新車銷量占比將達20%，對比2022年27.7%的滲透率，已提前完成目標。另根據(jù)歐洲汽車制造商協(xié)會統(tǒng)計，2022年歐洲新能源汽車滲透率為22.9%。我國新能源車滲透率已經(jīng)全球領(lǐng)先。2023年8月9日，比亞迪董事長王傳福樂觀預(yù)測，2025年我國市場新能源汽車滲透率有望達60%。新能源汽車滲透率的快速增長，疊加磁編碼器單車價值量的提升，帶動了磁編碼器新增市場空間的充分釋放。三、奧普光電：背靠中科院光機所，國產(chǎn)光柵編碼器龍頭企業(yè)（一）領(lǐng)跑光電測控領(lǐng)域，產(chǎn)研能力突出奧普光電成立于2001年6月，是由中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所牽頭，和廣東風(fēng)華高科等共同出資設(shè)立的高新技術(shù)企業(yè)。其前身是始建于1958年的中科院長春光機所實驗工廠，并于2010年在深交所掛牌上市。公司多年來承接多個國家重點研發(fā)項目并參與載人航天工程等國家重大工程項目，獲評高新技術(shù)企業(yè)、國家技術(shù)創(chuàng)新示范企業(yè)和國家級專精特新“小巨人”企業(yè)等榮譽。經(jīng)過多年經(jīng)營和發(fā)展，公司已在光電測控領(lǐng)域形成強大的綜合優(yōu)勢，并在技術(shù)、生產(chǎn)上處于國內(nèi)同行業(yè)佼佼者，同時也具有國內(nèi)一流的光學(xué)精密機械與光學(xué)材料研發(fā)和生產(chǎn)能力。子公司禹衡光學(xué)負責(zé)光柵編碼器業(yè)務(wù)。公司從事的主要業(yè)務(wù)為光電測控儀器設(shè)備、新型醫(yī)療儀器、光學(xué)材料、光柵編碼器、高性能碳纖維復(fù)合材料制品等產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)與銷售。其中公司主要負責(zé)光學(xué)測控儀器、新型醫(yī)療儀器和光學(xué)材料的業(yè)務(wù)。而光柵編碼器業(yè)務(wù)主要在子公司禹衡光學(xué)，復(fù)合材料則主要由子公司長光宇航負責(zé)。近些年來，公司產(chǎn)品已經(jīng)逐步從零部件向組件和整機設(shè)備轉(zhuǎn)型。下游客戶以軍工企業(yè)為主，逐步擴大民用市場需求。子公司禹衡光學(xué)的主要產(chǎn)品伺服電機編碼器、電梯編碼器和角度編碼器等的主要下游客戶有華中數(shù)控、廣數(shù)、科德數(shù)控等企業(yè)。而長光宇航的下游客戶主要是航天軍工科研院所及其下屬企業(yè)，例如航天科工集團、航天科技集團、光機所等。近兩年公司也在拓展民用客戶方面發(fā)力，就k9玻璃應(yīng)用于車燈方面新開發(fā)了浙江華聚等客戶，同時布局結(jié)合地方產(chǎn)業(yè)政策，擴大民用產(chǎn)品輸出。（二）營業(yè)收入穩(wěn)步增長，盈利能力逐漸提升公司營收穩(wěn)健增長，凈利潤提升顯著。隨著公司不斷開拓市場、拓展業(yè)務(wù)領(lǐng)域以及積極開展并購，公司綜合實力不斷提升，營業(yè)收入和凈利潤都得到穩(wěn)步提升。2018-2022年，公司分別實現(xiàn)營收3.84、4.02、4.4、5.47和6.27億元，保持穩(wěn)定增長，同期，歸母凈利潤分別為0.41、0.44、0.49、0.47和0.82億元，盈利能力穩(wěn)定。2022年公司歸母凈利潤提升幅度較大，主要得益于收購子公司長光宇航產(chǎn)生的較高收益。2023年第一季度公司實現(xiàn)營收1.9億元，同比提升63.57%；歸母凈利潤達0.21億元，同比提升23.04%。光電測控儀器和光柵傳感產(chǎn)品為創(chuàng)收主力，各業(yè)務(wù)營收整體均有提升。公司產(chǎn)品結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，光電測控儀器和光柵傳感類產(chǎn)品為公司貢獻了最主要的營業(yè)收入，2018-2021年期間營收占比維持在90%以上，其中光電測控儀器的營收貢獻常年維持在50%以上。2018年-2021年期間，光電測控儀器的營業(yè)收入呈現(xiàn)穩(wěn)步增長趨勢，2021年達到3.15億元。2019-2021年，在疫情和進口替代的背景下，國產(chǎn)光柵傳感類產(chǎn)品需求增加，公司光柵傳感類產(chǎn)品銷量保持增長。2022年公司并入長光宇航的復(fù)合材料業(yè)務(wù)，其營收約為1.16億元，占總營收的18.45%，收購豐富了公司航天軍工領(lǐng)域的產(chǎn)品類型，拓展并優(yōu)化了業(yè)務(wù)布局和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，進一步提升了公司的營收活力，有利于公司的持續(xù)良性發(fā)展。盈利能力穩(wěn)步向好，毛利率重回上行通道。2019-2021年，由于營業(yè)成本的不斷增長，公司的毛利率有所下降，但依然維持在30%以上。2022年將長光宇航并表后公司凈利率得到大幅提升，2023年第一季度毛利率提升至38.4%。從各分業(yè)務(wù)來看，光電測控儀器由于逐年直接成本的增加，尤其是受直接材料和直接人工的影響，毛利率近幾年有所下降。光柵傳感類產(chǎn)品的毛利率長期維持在較高水平，2022年達到38.65%。光學(xué)材料的毛利率由負轉(zhuǎn)正，但是體量較小，對公司總體影響不大。新并入的復(fù)合材料業(yè)務(wù)的毛利率較高，2022年的毛利率為40.24%。（三）背靠中科院光機所，持續(xù)研發(fā)創(chuàng)新背靠中科院光機所，國防軍工背景深厚。截至2023年第二季度，中國科學(xué)院長春光機所直接擁有公司42.4%的股權(quán)，為公司實際控制人。公司第二大股東為廣東風(fēng)華高科，直接擁有4.99%的公司股權(quán)。中科院長春光機所始建于1952年，是新中國成立的第一個光學(xué)領(lǐng)域的研究所，也是中科院規(guī)模最大的研究所。建院以來，在多位科學(xué)家的帶領(lǐng)下創(chuàng)造了十幾項“中國第一”，先后參與“兩彈一星”、“載人航天工程”等多項國家重大工程項目，是我國研究光學(xué)領(lǐng)域的領(lǐng)軍單位。公司與光電所一直以來維持深入合作，根據(jù)光電所做出的承諾，公司是光電所在擁有同類業(yè)務(wù)企業(yè)中的首選合作方，擁有優(yōu)先購買光電所出售的公司經(jīng)營相關(guān)資產(chǎn)的權(quán)利，也是光電所研發(fā)項目轉(zhuǎn)化為批量生產(chǎn)的唯一合作企業(yè)。長春光機所強大的技術(shù)支持和在行業(yè)內(nèi)的廣泛影響力將為公司的持續(xù)發(fā)展提供源源不斷的動力。積極開展并購，優(yōu)化拓展業(yè)務(wù)布局。公司目前投資了多家企業(yè)，主要的控股子公司禹衡光學(xué)、長光易格和長光宇航均通過收購獲得股權(quán)。2013年收購的禹衡光學(xué)是國內(nèi)光柵編碼器的領(lǐng)軍企業(yè)，2022年收購的長光宇航主要生產(chǎn)碳纖維復(fù)合材料制品，參股的長光辰芯是國內(nèi)高端COMS傳感器龍頭企業(yè)。通過投資和并購，公司的業(yè)務(wù)領(lǐng)域不斷拓展，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化，增強了公司的核心競爭力和抗風(fēng)險能力。研發(fā)投入不斷增長，重視研發(fā)人才。公司重視技術(shù)創(chuàng)新及研發(fā)，堅持核心技術(shù)自主可控的發(fā)展戰(zhàn)略，常年研發(fā)投入年均超過3000萬元。依托長春光電所雄厚突出的學(xué)科優(yōu)勢，公司始終處于光電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)前沿，具備持續(xù)創(chuàng)新能力。2022年，公司從事高新技術(shù)研究、開發(fā)的人員占全體員工的20.07%，研發(fā)人員總數(shù)已經(jīng)超過了330人。以項目帶動技術(shù)創(chuàng)新，綜合能力強