2023机器视觉行业调研——3D视觉潜力无限，新能源场景再扩张

概述

政策与企业合力，机器替人刚需化。

ZF的目标是制造强国、高质量发展；企业的目标是提效降费、提升竞争力，机器替人享受双重驱动。且机器替人本质是先进生产力对落后生产力的替代，同行的竞争压力加速了扩散，逐渐成为刚需。机器视觉是机器替人的典型应用，2021年中国机器视觉市场销售额达到164亿元，同比增长34.5%，预计未来三年CAGR达37%，是少有的持续景气方向。

3D视觉引领下一代机器视觉革命。

2D向3D的转变已成为继黑白到彩色、低分辨率到高分辨率、静态图像到动态影像后的第四次视觉技术突破。预计至2025年3D视觉市场规模将超过100亿元，CAGR达到 74%，占比提升至22%。

3D视觉的四类代表势力：传统机器视觉领军、机器人厂商、AI视觉新秀、互联网巨头。在资本催化下，预计2023年3D视觉市场竞争加剧，可能出现较多整合。

需求侧“新半车”等应用场景增量不断。

下游应用方面，锂电为当前最热门领域，2019-2021年机器视觉在锂电行业销售额CAGR达到110%；展望2023年，半导体、光伏、新能源车等领域的增长潜力较大，今年走弱的3C领域也有望在明年迎来复苏。

行业机遇

ZF和市场双重驱动下，机器替人从可选走向刚需

机器替人/数字化转型，处于政策和市场的交汇点

• ZF的目标是制造强国、高质量发展；企业的目标是提效降费、提升竞争力。二者的实现路径往往不重合；

• 机器替人/数字化转型，同时符合政策导向和市场需求，享受双重驱动 。

机器视觉为典型受益领域，获得高成长性

• 2021年中国机器视觉市场销售额达到164亿元，同比增长34.5%，且预计未来三年CAGR达37% ；

• 机器视觉逐步成为制造业企业的“标配”。

实现“制造强国”的关键抓手，政策强催化

国家已将智能制造纳入顶层设计，支持力度将继续增强

• 二十大报告、国务院关于数字经济发展情况的报告、十四五机器人产业发展规划中均有相 关的鼓励支持表述 ；

• 《十四五规划纲要》第八章 深入实施制造强国战略、第九章 发展壮大战略性新兴产业、 第十五章 打造数字经济新优势，已提出详尽规划；

• 各地大量出台财政补贴、税收优惠等鼓励措施。

全球工业4.0推进如火如荼， 智能制造已成为各国竞争的新一轮焦点

助力“提效降费”，破解人力成本的困局

人力成本快速提升的困局：要么东南亚，要么自动化

• “七普”凸显老龄化、少子化，人口红利退潮。我国老龄化速度明显加快, 同时2020年我国育龄妇女总和生育率仅为1.3，实际已经低于日本；

• 制造业就业人员平均工资持续上行，2016-2021年均提 升9%左右，对企业的成本压力逐年上升；

• 两个选择：

1）中低端劳动密集型产业外迁至东南亚等低劳动力成本国家；

2）改造产线，机器替人。

机器替人本质是先进生产力对落后生产力的替代，同行的竞争压力加速了智能制造扩散，逐渐成为“刚需”。

行业趋势

3D视觉大幅普及，软件能力拉开差距

硬件迭代：2D向3D视觉加速演进

• 普通型号的工业相机在外观、性能、可靠性等方面较难拉开差距；

• 高端产品线上，从2D向3D视觉的演进是近年的重要技术潮流。2019-2021年，机器视觉行业在3D解决方案方向研发投入从2.3亿元增长至6.5亿元；

• 此外，高光谱成像、超高像素相机也是硬件的升级方向。

软件升级：算法平台成为差异化竞争抓手

• HIKROBOT、华睿、奥普特、凌云光等公司均展示了图形化的机器视觉软件，对标海外的 VisionPro，搭载算法库以及AI能力，能够大幅提升定制化算法的开发速度；

• AI驱动的解决方案已成为机器视觉行业研发投入最多的方向。

3D视觉引领下一代机器视觉革命

2D向3D的转变已成为继黑白到彩色、低分辨率到高分辨率、静态图像到动态影像后的第四次视觉技术突破：

• 在应用最多的3C电子、锂电、汽车等高端制造领域，对产品生产质量有着严苛的要求，任何微小的瑕疵都有可能带来较大损失 ；

• 3D视觉满足了更高精确度、更高自动化的要求，给生产模式和效率带来质变。

3D图像生成实现的主流技术：

• 3D立体视觉、飞行时间（TOF）、结构光线、激光三角测量。

3D视觉份额快速提升，四类厂商竞争

GGII数据显示，2021年我国3D视觉市场约为11.5亿元，占比约为8%；预计至2025 年3D视觉市场规模将超过100亿元，CAGR达到74%，占比提升至22%。

3D视觉的四类代表势力：传统机器视觉领军、机器人厂商、AI视觉新秀、互联网巨头

• 快速扩大的3D视觉市场，已经吸引多方玩家进入；四类厂商各具优势，共同促成3D视觉行业繁荣；

• 新兴厂商挑战老牌机器视觉龙头的过程中，需要突破三个关键瓶颈：对场景的理解、硬件能力、客户群体的信任。

3D视觉本土厂商得到资本催化，或将进入整合期

3D视觉已成为国内企业占优领域

• 外资企业2D视觉市场中具备压倒性先发优势；而3D视觉中外企业起步于同一起跑线

• 国内拥有3C、新能源等丰富的应用场景。

3D视觉赛道，资本催化下大量企业涌现

• 今年以来，我国3D视觉领域已发生至少41起融资事件， 其中有至少12家3D视觉企业获得亿元级融资。

预计2023年3D视觉市场竞争将加剧，可能出现整合

• 常见的拆码垛、定位、分拣等场景下同质化竞争较多；开始向强工艺场景延伸，如焊接、检测、装配等场景；

• 缺乏客户资源和技术优势的公司，面临生存挑战。

应用广泛

与制造业景气度强相关，扩张“新半车”等大场景

应用场景方面，锂电为当前最热门领域，半导体、光伏、新能源车等具备增长潜力

• 短期维度，机器视觉的需求受到下游的行业景气度影响较明显，如今年3C领域需求的走弱。目前机器视觉在3C领域渗透率较高，需要跟踪消费电子整体的复苏节奏；

• 与此对应的是锂电领域应用的快速普及。机器视觉在锂电行业2019-2021年销售额复合增速达到110%。但锂电扩产高峰期过后，对机器视觉的需求增速可能明显下降；

• 展望明年，根据下游景气度和渗透率，半导体、光伏、新能源车等领域的增长潜力较大；

• 长期看，容易接受智能化转型的企业类型：1）有足够的盈利水平；2）没有太多的闲置产能 和积压的库存；3）有相应的投资能力。

工业质检是当前机器视觉的主要应用方向

锂电/光伏：下游大量扩产，拉动机器视觉需求爆发

机器视觉在锂电池各个生产环节均有深入的应用：

• 隔膜，基材等来料的质量需要视觉辅助判断，对不良品加以剔除，以线阵方案为主；

• 电池成型的前段通常以线阵相机为主，面阵CCD为辅，对极片相关的表面缺陷、尺寸信息进行检测；

• 中段和后段设备上的视觉应用以面阵CCD和3D激光轮廓仪方案为主，会有较多的组装定位，组装效果复检、焊接与点胶效果检测、读码溯源等需求。

在光伏产业链中，视觉应用集中在硅片、电池片、组件环节

• 硅片环节视觉应用主要包括在线检测硅片缺陷，包括崩边、脏污、隐裂等检测项；

• 中游电池片环节常见的视觉需求有电池片上料定 位，EL或PL检测电池片隐裂、电极不良、划伤等缺陷；

• 下游组件环节视觉应用最多，包括划片机定位、电池串正面与反面的串检及EL检、排版机的定位、层压前后组件的外观检及EL检、接线盒定位及焊点、灌胶检测、最终产品的外观终检及EL检等。

半导体/PCB：与国内集成电路产业协同发展

半导体产业具有高集成度、高精细度的特点，是机器视觉技术最早大规模应用的领域。

晶圆制作中的检测、定位、切割和封装过程全程都需要机器视觉技术的辅助。

• 电子元器件外观检测：检测小型电子元器件的外观，如SMD产品、硅片；

• 芯片外观检测：检测IC芯片尺寸、外观、平整度等；

• PCB印刷电路检测：检测PCB印刷电路板的外观尺寸、位置、缺陷等。

汽车/零部件：直接受益于新能源造车热潮

机器视觉技术被广泛的应用于汽车制造业，主要应用包括汽车零配件检测、汽车装配校验检测、汽车零配件二维码及字符识别、涂胶检测等。

• 汽车总装和零部件检测包括零部件尺寸、外观、形状；总成部件错漏装、方向、位置检测；读码、型号、生产日期检测；总装配合机器人焊接导向和质量检测；电器性能检测、功能检测；

• 发动机检测内容主要包括机加工位置、形状和尺寸大小，包括圆弧；正时链位置检测；活塞标记方向和型号检测；曲轴连杆连码、字符、型号检测；点胶有无检测；缸体缸盖读码、字符、型号检测。

企业发展

技术和场景完成突破，国内厂商崛起

关注价格、服务、解决方案能力，国内厂商正在建立优势

• 相较于全球机器视觉领军Keyence，国内厂商在价格上的竞争力明显；

• 经过多年的扩张布局，国内头部厂商建立了较为完备的服务体系和销售网络；同时，能够给下游提供定制化的服务，这也是国外竞争对手不愿意做的；

• 在解决方案层面，软件和平台的重要性愈发显现，在各个行业内的项目经验、能否提供成熟的软硬件解决方案，成为竞争时的胜负手。

高工机器人预计，2023年机器视觉国产化率将提升至65%以上

代表性公司如奥普特、凌云光、HIKROBOT等，过去三年普遍展现了较高成长。

风险提示

下游需求景气度不达预期

• 机器视觉和下游的景气度有较强关联。3C领域仍然是机器视觉最主要的下游，若2023年3C 整体复苏节奏慢于预期，则会明显拖累机器视觉的需求增量。今年景气度较高的锂电领域，也存在新增资本开支明显降速的可能；

• 此外，若国内宏观经济环境复苏乏力、海外经济进入衰退周期，也会明显压制下游客户资本开支意愿，导致机器视觉厂商订单减少。

行业竞争加剧的风险

• 由于机器视觉的高景气及海外领军公司的高盈利能力，近年来吸引了大批厂商进入，一级市场投融资经历了一轮高峰。但大部分新进入的厂商缺乏行业经验积累、未能形成可持续发展 的商业模式，尤其是3D视觉等新赛道中较多厂商还处在“烧钱”投入阶段。后续行业竞争可能白热化，部分缺乏自我造血能力的厂商会被整合或淘汰；

• 国产化率的提升以及竞争加剧，也可能导致产品价格的超预期下降、毛利率被压缩。

新场景落地慢于预期

• 机器视觉的需求增量在于应用领域的拓宽，但下游细分场景的需求通常碎片化，需要时间积累KnowHow、做解决方案的定制开发，导致新场景的落地速度可能慢于预期。