2024光学仪器行业报告:国产替代加速与业务多元化发展

1.深耕精密光学赛道,光学仪器和元组件国产替代领军者

1.1.立足光学精密制造,不断拓展业务版图

永新光学成立于1997年(全资子公司南京永新前身始于1943年),主要从事光学精密仪器和核心光学部件的研发、生产和销售。公司在光学精密制造领域拥有数十年的研发经验和技术积累,通过内生研发和外延投资等方式,实现产品矩阵的不断完善,已成为国内光学显微镜和精密光学元组件的龙头企业。

2024光学仪器行业报告:国产替代加速与业务多元化发展

公司产品横向拓展和纵向集成并举,构建起光学整机+光学元组件业务布局,产品涵盖多个下游。公司业务起步于精密光学的元件组件,有长达26年的研发制造经验,逐步横向拓展产品矩阵,目前产品涵盖条码扫描及机器视觉、车载激光雷达、医疗光学领域。此外,公司在元组件领域逐步开启垂直整合,在条码扫描等业务领域开启模组产品的布局,实现产业链延伸和产品附加值的提升。


在仪器整机方面,公司主要产品为光学显微镜,目前公司正从低端显微镜(教学类及低端工业类)显微逐步向高端显微镜(科研类/手术类显微镜)领域拓展。公司客户质量优异,各细分业务客户均为行业龙头。公司显微镜客户主要为国内外知名院校、医院及企业,包括清华大学、北京大学、中国科学院苏州医工所、中国人民解放军总医院、天马微电子、日本尼康、徕卡显微系统、OPTIKA、Accuscope等,条码机器视觉主要客户为ZEBRA、霍尼韦尔、得利捷、康耐视等;激光雷达客户主要为禾赛、、图达通、法雷奥、Innoviz等,医疗光学主要客户为BD、迈瑞医疗、PerkinElmer、安图生物等。



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1.2.股权结构稳定,管理层拥有深厚技术背景

公司前三大股东持股超50%,股权结构相对集中稳定。截至2024年一季报,公司前三大股东分别为永新光电、共青城波通投资以及宁兴资管,分别持股28.98%/10.90%/9.62%。公司实际控制人曹其东、曹袁丽萍、曹志欣间接持有永新光电实业有限公司100%股权,股权结构及控制权较为集中、稳定。


核心管理层技术出身,研发底蕴深厚。公司联席董事长、总经理兼技术总监毛磊先生是教授级高级工程师,享受国务院政府特殊津贴,自1997年进入公司,曾任南京江南光电(集团)股份有限公司产品主办设计员、公司办公室副主任、总工程师,拥有丰富的研发及管理经验。公司研究院负责人崔志英具有光学显微仪器领域二十余年的研究经验,是显微镜领域三项国家火炬计划项目参与人;研究院副院长陈友华系浙江大学光学工程博士后、浙大宁波科创中心教授,主要从事超分辨显微成像技术、视光学技术、光谱探测技术等方面的研究。


作为主要承担人负责多项国家及国际课题项目。公司积极使用股权激励调动员工积极性,与员工共享企业发展成果。公司分别在2019年、2023年实施限制性股票激励计划。其中2019年的股票激励计划激励总份数为135.50万股,占草案公告日总股本的比例为1.24%,该激励计划三个解除限售期解除限售的业绩条件均获达成。2023年公司发布第二次股权激励预案,股票激励总股数为72.80万股,占草案公布日公司股本总额的0.66%。公司在该激励计划中的业绩考核目标专门列出对医疗光学业务的目标,彰显公司发展医疗光学业务的决心和信心。

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1.3.研发驱动公司成长,高端国产替代领军者

光学产品生产及研发壁垒高。光学元件组件以及光学显微镜的加工涉及的工艺流程复杂,为了保证在各加工工序中确保产品符合加工精度要求,从事批量光学元件组件加工,不仅需要国际先进的精密加工设备(如高档镀膜机),而且需要具备对各类设备进行整合、系统管理的能力,这需要企业在长期的生产实践中不断积累形成。公司研发投入持续增长,研发人员占比业内领先。


公司近三年研发费用增长明显,2021-23年研发费用分别为6307/7900/9176万元,23年同比增加15.58%。公司研发费用率逐年增加,2023年达10.74%。主要原因为公司2020年后参与十四五规划“国家重大科学仪器专项”项目增加。公司研发人员占比亦处于行业领先,2020年后公司研发人员占比大幅增加。


公司研发硕果累累,是光学仪器和光学元组件高端国产替代的领军者。据公司官网,公司主导国家重大科技专项2项,承担国家火炬计划5项,承担国家重点新产品项目5项。公司拥有有效专利100余项,获国家技术发明二等奖1项,获省市级科学技术奖22项。公司拥有国家级企业技术中心、国家级博士后科研工作站、省级重点企业研究院、浙江省企业技术中心、三方共建浙江大学宁波研究院光电分院。

1.4.营收稳步增长,显微镜产品盈利能力增强

公司收入结构相对稳定,显微镜产品占比有所提升。2023年,公司显微镜系列产品、光学元件组件占比分别为48%/49%,产品结构在过去五年保持相对稳定。其中2021-2023年,显微镜自有品牌战略发展成果显现,销售占比逐渐提高。盈利能力方面,2019-2023年,显微镜系列毛利率上升,主要系公司积极布局毛利率较高的高端产品,显微镜高端化战略成果显现。


而光学元组件毛利率呈现下降趋势,主要系外部经济环境影响导致需求疲软,同时市场竞争加剧,产品价格下降。受此影响,公司综合毛利率在2022-2023年有所下滑。在2023年的股权激励计划中,公司将医疗光学发展设为战略目标并计入股权激励实现条件,高壁垒高毛利的医疗光学产品有望打开公司盈利能力的新局面。


显微镜+激光雷达推动国内营收增长,产品结构差异导致境外毛利率高于境内。公司2019-2023年国内营收占比分别为40%/42%/41%/48%/51%,营收占比增加的原因主要系国内市场以高端显微镜、医疗光学和激光雷达为主,随着激光雷达近两年快速放量以及高端显微镜战略的成功实施推广,公司国内营收近三年增速显著。公司境内毛利率呈现一定下降趋势,主要系激光雷达业务快速成长,在业务发展初期毛利率较低形成拖累;此外2023年高毛利率的条码扫描产品需求疲软,收入占比下滑。公司境外毛利率更高,原因系公司毛利率更高的条码扫描系列光学元件组件产品主要客户为国外客户。


营收稳健增长,受市场环境变动和投资损失原因2023年利润下降。2023年,公司营收达到8.54亿元,同比增长3.02%;归母净利润达到2.35亿元,同比下降15.64%。2019-2023年,公司收入稳健增长,其中2021年营收出现较大幅度增长,同比增长37.94%,主要系光学元组件下游需求旺盛所致,2021年该系列产品销量上涨57.73%。公司2023年归母净利润下滑,主要系受条码扫描业务相关客户去库存影响,光学元组件业务收入下滑6.59%。此外,23年汇兑收益同比减少4100万余元,同时公司购买的5000万元中融信托唐昇1号产品,由于到期尚未收回本金及投资收益,对其按照本金的50%确认公允价值变动损益。



2.显微产品持续高端化,国产替代大有可为

2.1.新品依托主流SIM技术,性能比肩国际水平

超分辨显微成像技术是高端微显方向的最前沿技术。高端光学显微镜是指实验室级及研究用级显微镜,在医疗、材料分析、半导体及生命科学研究等方面有广泛应用。据中国仪器仪表行业协会,配备全平场(视野超过Φ23mm)物镜、半复消色差物镜系统以上的显微镜,可以称之为高端显微镜。从分辨率成像效果看目前主要包括共聚焦显微镜、超分辨率显微镜。激光共聚焦显微术虽然提高了荧光显微成像的清晰度,但X-Y平面的分辨率并无实质性提升。超分辨显微镜通过非线性地控制荧光染料分子达到时间层度上对观察区域地记录来实现突破远场条件的近场光学的应用,从而实现分辨率的进一步提高。


开创分子水平上理解生命,超分辨显微在相关领域研究中不可替代。随着生命科学的发展,转录组学、基因组学、蛋白质组学等先进的组学手段使我们对于细胞的组成、代谢等生命活动有了更深刻的认识。但是细胞中的蛋白质与核酸不是随机分布的,它们很少孤立的在细胞内发挥其生理作用,必须在合适的位置与合适的生物分子结合在一起形成复合物才能完全的发挥其生理作用。超分辨荧光成像技术突破衍射极限的限制,在纳米尺度至单分子水平可视化生物分子,以前所未有的时空分辨率研究活细胞结构和动态过程,已成为生命科学研究的有力工具,并逐渐应用到材料科学、催化反应过程和光刻等领域。主流的超分辨显微技术包括SIM、STED、SMLM技术(包括STORM/PALM方案)。


结构光照明显微镜技术(SIM)具有样品制备简单,成像速度快,成像视野大等优势,目前已趋于成熟适用于活细胞多色动态成像。但是其在分辨率上的突破小于其他技术方案。受激发射损耗显微技术(STED)理论过程基于纯光学的处理算法,完全消除了因计算导致的不确定性,在小视场下的显示速度很快,成为对小区域进行视频速率成像的有效技术。SMLM技术系统相对容易搭建,其突出优势在于空间分辨率,但是由于技术路线需要采集大量的子图像进行数据分析与重构,计算量大且耗时很长,丧失一定可靠性且难以对细胞中的动态过程进行实时跟踪。目前SIM是应用最广泛的一种超分辨技术,得益于操作相对简单,且SIM在呈现活细胞中复杂结构之间的相互作用的研究中具有突出优势。


超分辨新品NSR-950基于SIM方案,产品性能跻身国际水平。公司与浙江大学宁波科创中心超分辨显微成像团队联合研发国家重点项目——超高分辨活细胞成像显微镜研究及应用,对标国际同行最高水平。团队提出一种基于高速振镜结合电光移相的高速宽场移频显微成像技术,重点建立基于振镜结构的多光束精准调控策略,建立基于频谱平滑优化理论的去伪影算法,编制出基于GPU并行技术的实时超分辨图像重构软件,最终研制出超高速、高保真度实时宽场移频(SIM)超分辨显微系统,旨在实现一种分辨率85nm、成像速度≥15帧/秒(1024×1024像素),低光毒性的宽场移频超分辨显微新技术。



2.2.国产替代方兴未艾,超分辨技术有望引领新增长

十四五规划大方向指引,生命科学领域政策倾斜增加。十四五规划将生命健康、脑科学、生物育种等学科领域列入重点科技攻关领域,集中优势资源攻关新发突发传染病和生物安全风险防控、医药和医疗设备、等领域关键核心技术。相关领域下游产业发展指向及研究投入的增长对光学显微镜市场的持续放量起到促进作用。近年来,国家密集出台各项政策支持科学仪器的发展,从市场壁垒、财务及税务支持等方面对科学仪器、医疗健康、生命科学研究进行引导和加大投入。


疫情促进生命科学投入,光学显微镜市场稳定增长。后疫情时代各国对生命科学研究投入增加,根据MordorIntelligence数据,2024年全球显微镜市场规模将达到27.6亿美元,2024-2029年复合增速将达5.83%。观研报统计,中国光学显微镜市场将于2024年达到6.07亿美元,国内市场增长势头更为强势,复合增长率达到7.4%,有望于2030年达到约10亿美元的市场空间。


科学仪器研发周期长,国产替代存在发力时滞。对复式光学显微仪器进行进出口数据统计,自2021疫情政策相对开放后,我国对生物、医疗相关领域投资进一步增加,进口显微仪器比重激增。国产替代政策提出后,2021-2023年进口比例维持在65%左右未见明显下降,或系来自于科学仪器的研发投入大、周期长,科学仪器的国产化更是一个系统工程。目前中国所有三甲医院所使用的高端光学显微镜大部分来自国外厂商如蔡司、尼康、奥林巴斯和徕卡,近年来共聚焦扫描和超分辨显微镜在中国市场的增长更是超过20%。根据海关总署统计,2021年中国高端科研仪器进口率依然高达90%以上。在中国科学院及其下属主要研究所中,国产高端显微仪器不足5%,国产替代市场前景广阔。



2.3.公司产品高端化发展,良好合作生态保障产品迭代

光学显微镜产品趋于高端化发展,活体成像和人工智能及数字化引入是各家产品的趋势。通过对光学领域国际四大龙头品牌徕卡、尼康、蔡司和奥林巴斯近年光学显微镜新品的汇总分析,可以看出共聚焦显微镜和超分辨成像两种高端显微主流成像方案是各个公司研发支持重心。产业下游生命科学领域进一步研究的需要以及信息技术领域的发展特质显现,活体成像和人工智能及数字化成为产品附加属性的首选。


高端仪器需要在使用中发现问题并不断改进提升,公司通过政企校资源联合,获得高端产品升级迭代保障。公司积极构建“政产学研用”多主体参与的创新联合体,联合浙江大学、宁波大学、中国科学院宁波材料技术与工程研究所等多家单位,参与国家“十三五”和“十四五”重大专项。经验曲线陡峭,从2017开始高端化战略开始,公司的中高端产品线建设快速,超分辨显微镜产品2022年立项,预计研发周期4年,实际研发周期约2年。其中配件NA1.49大数值孔径物镜比肩全球顶尖水平,是目前国内唯一商品化该级别光学物镜的企业。公司研发能力和经验加速产品创新,有助于进一步推动该领域高端产品的国产替代,未来显微镜业务增长具有较好市场表现预期和盈利能力。



3.医疗光学产品不断突破,政策风来助推成长

3.1.以旧换新政策落地,市场需求有望放量

2024年3月1日经国务院常务会议审议通过《推动大规模设备更新和消费品以旧换新行动方案》,其主要目标是实施设备更新、消费品以旧换新、回收循环利用、标准提升四大行动。此方案的实施涉及医疗领域,各地方出台响应政策公告,明确提出增大对医疗影像及远程医疗的投入。


公司产品主要集中于医疗影像和体外诊断两个领域。在光学成像仪器方面,公司布局超声影像、内窥镜、手术显微镜等,目前领域内已完成镜头和核心光学组件的构建,超声影像光学元组件已实现向蔡司、美国BD医疗器械公司供货,内窥镜和国内数家医疗细分领域上市公司建立合作;体外诊断领域公司研发产品包括数字切片扫描仪、病理诊断电动显微镜、NCM 细胞成像仪等具有对离体组织进行病理成像、辅助诊断功能的设备。


体外诊断领域产品辅助实现远程诊疗。数字切片扫描仪产品可通过扫描得到的数字图像经过内嵌的图像压缩与存储软件的处理,实现无缝拼接,生成整张全层次的WSI(全切片图像)。这些图像可以在本地存储,也可以通过网络进行传输。当需要进行远程医疗时,医生或专家可以通过网络访问这些数字切片图像。由于图像的高分辨率和清晰度,医生可以像直接观察实体切片一样进行诊断和分析。



3.2.嵌入式显微应用延伸,内窥镜临床市场空间大

嵌入式显微系统搭建可控制反馈的图像数据平台,配适数字化下医疗发展方向。嵌入式显微系统是一种高度集成显微成像设备与数据处理软硬件的检测分析系统。该类系统具有功耗小、体积小等特点,适用于实时性要求高,功耗低,环境复杂等特殊场合,符合医疗行业的需求。嵌入式显微系统产品应用领域较为广泛,公司产品主要集中于体内手术内窥镜头(硬性)以及体外血球形态分析仪。


内窥镜是一种能够通过人体的自然孔道或手术切口进入体内,直接观察相关部位的变化的医疗器械。根据镜体的软硬程度和应用场景,内窥镜可分为硬性内窥镜(硬镜)和软性内窥镜(软镜)两大类。硬镜以其不可弯曲的刚性镜体为特点,通过外科穿刺进入人体,主要用于微创外科手术的术中成像。主要特点为结构稳固,便于调节视野,能清晰显示病变部位,适用于高难度的手术操作。软镜得益于其柔性,能通过人体的自然腔道进入体内,减轻了患者的生理负担,广泛应用于消化道、呼吸道等疾病的诊断和治疗。但是由于其构造,其制造技术要求和成本均高于硬镜。

(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)


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