2024传感器行业深度分析报告
1.国内应变式传感器龙头,平台化初现雏形
1.1.以应变式传感器为核心,拓展多元化产品
国内应变式传感器龙头,2022年市占率约25%。公司主营业务为研制、生产和销售应变式传感器、仪表等元器件;基于传感器的应用场景提供智能化装备及物联网系统解决方案。2023年公司总营收规模达10.72亿元,其中力学传感器业务占据主导地位,营收占比为61.9%。根据公司公众号,截止到2022年,公司已经连续14年国内称重传感器市场占有率第一,其中公司在国内应变式传感器领域市场占有率达到25%。下游客户广泛,不断拓展新客户。公司的下游客户可分为衡器客户和非衡器客户两大类,主要产品广泛应用于交通、冶金、港口、化工、建筑机械、工程机械等行业。公司已有成熟稳定的客户群体,新客户则主要通过参展、主动拜访等形式进行开拓,目标重点为发展智能制造、机器人、物流、能源、3C等行业客户。自1995年成立以来,公司历经数十年的深耕和发展,不仅成为传感器行业的领军企业,还领先布局工业物联网产业链,共经历四个发展阶段。
阶段一:1995-2005,规模扩张阶段。1995年,公司适应中国发展称重传感器自主品牌的潮流创立,定位为“为客户提供全球性价比最佳产品”,确定成本领先战略。阶段二:2005-2011,战略调整阶段。由成本领先战略调整为差异化战略,提升产品差异化,进行产品结构调整,进行精细化管理,控制成本。阶段三:2011-2017,称重物联网转型阶段。2010年向物联网方向转型,2011年成立物联网事业部,进行称重物联网战略布局,战略方向由产业核心元件制造商转变为系统集成商与产业领导者,由企业经营转向产业经营。阶段四:2017-至今,工业物联网转型阶段。由称重物联网转型工业物联网,完成数据中心和事业部建设,于2017年建设宁波工业物联网特色产业园,构建以公司为核心的工业物联网生态圈。
1.2.管理团队稳定,下属投资丰富
股权结构相对集中。截止2024年Q1,公司董事长柯建东先生持有公司44.70%的股份,是公司的实际控制人。下属投资丰富,形成多元化的投资策略。截至2023年底,公司共拥有36家子公司,包括全资子公司8家、控股子公司18家和参股子公司10家,涉及传感器、自动化设备、工业物联网三大方向,工业检测与计量、环境设备测量、能源设备、设备监测、物流、平台六大领域的传感器全产业链条。公司2023年新增11项投资,包含4项控股,7项参股投资,重点布局温度、压力、视觉、车规级电量等多物理量传感器,同时拓展自动化生产线、煤矿物联网等下游应用领域。
核心团队成员管理经验丰富。公司管理层经验丰富,涵盖了从管理到技术的各个层面。创始人柯建东先生曾任宁波市政府经济研究中心、市委政研室秘书,现任宁波柯力传感科技股份有限公司董事长、总经理等职位。创始人及创业团队在称重元件制造及应用领域拥有超过20年的从业和管理经验。研发团队技术成熟,涉及多个领域。通过建立校企合作,公司成立了省级企业技术中心、省级博士后工作站。
研发人员结构覆盖机械设计、电子技术、软件工程、大数据分析等专业,形成了以系统集成、大数据分析、人工智能为核心产品的研发团队。公司参与了行业主要规程的制定,主笔起草一项行业标准《称重高温传感器》(QB/T 4929-2016),一项团体标准《钢制传感器》,参与起草三项国家标准《称重传感器》(GB/T 7551-2008),《金属粘贴式电阻应变计》(GB/T 13992-2010),《动态公路车辆自动衡器-弯板式》,一项国家计量技术规范《便携式动态轴重仪校准规范》(JJF 1212-2008),一项国家计量检定规程《静重式力标准机检定规程》。
1.3.营收稳步增长,盈利能力提升迅速
营业收入稳健增长,盈利能力向好。2018-2023年公司营业收入自7.09亿元增长至10.72亿元,复合增速7.13%;归母净利润从1.41亿元上升至3.12亿元,复合增速14.15%。2024年第一季度,公司实现营业收入2.48亿元,同比增长12.89%,归母净利润0.43亿元,同比增长-23.13%,公司归母净利润增速低于营收增速,主要系:1.驰诚股份公允价值变动导致其他经营收益减少。2.新增并表子公司导致销售费用增加。
分业务结构来看,应变式传感器占比超50%。2022年,公司应变式传感器业务实现收入5.54亿元,占营业总收入的52.2%,是公司的核心业务,其占比相对于2021年的56.4%,小幅度下降4.2%;系统集成产品实现收入2.10亿元,占比达19.8%;仪表实现收入1.02亿元,占比达9.6%;干粉砂浆实现收入0.29亿元,占比达2.7%;附件及其他产品实现收入1.20亿元,占比达11.3%。为了体现公司横向多物理量传感器和纵深物联网装备,构建传感器行业平台的发展方向,更好地反映产品经营情况,2023年公司调整了产品分类口径,2023年,公司在力学传感器及仪表业务实现营收6.63亿元,占营业总收入的61.9%;其他物理量传感器业务实现收入0.13亿元,占比1.2%;工业物联网及系统集成业务实现收入3.14亿元,占比29.3%;平台型产品业务实现收入0.14亿元,占比1.3%。
2021-2023年公司销售毛利率和净利率稳步提升。2019-2021年公司销售毛利率逐年下降,2021年销售毛利率为38.31%,同比下降2.83%,主要系:1.材料成本及运费上涨;2.新并表公司福州科杰的系统集成产品毛利率较低。此后,公司销售毛利率呈现持续上升态势,2024年Q1已达到43.35%。主要系:1.疫情结束后原材料及运费成本下降;2.公司产能利用率提高,成本得到控制。3.产品结构调整,高毛利业务,如传感器、工业物联网及系统集成,所占比重上升。未来随着集团内部各公司的进一步整合带来的协同效应以及高附加值产品的推出,我们预计公司销售毛利率会维持在较高的水平。2021-2023年公司净利率逐年提高,2023年已达到29.14%,为2018以来的最高水平,主要系:1.对联营和合营企业投资收益的增加;2.处置交易性金融资产取得的投资收益增加。2024年Q1公司净利率有所下降,为17.32%,主要系:销售费用及公允价值变动影响。分结构看,2022年,多项业务毛利率上升。
应变式传感器毛利率为37.29%,相比于2021年毛利率33.28%上升4.01%,主要系原材料成本下跌;仪表毛利率为44.41%,相比2021年30.33%上升14.08%,主要原因为提高产能利用率,实行成本控制。附件及其他产品毛利率为44.52%,相比于2021年43.8%上升0.72%。2023年公司工业物联网及系统集成业务毛利率为48.30%,同比增加4.31pct;力学传感器及仪表业务毛利率为41.39%,同比增加4.99pct;平台型产品毛利率为34.95%,同比增加5.42pct;其他物理量传感器毛利率较低,为23.19%,该业务为公司2023年新增业务,营收贡献较小且尚未形成规模效应,未来随着产品的量产,我们预计该板块毛利率会有显著改善。
2020-2024年Q1,整体费用率呈上升态势。2018-2020年间,期间费用率呈下降趋势,由2019年的21.05%下降至2020年的12.90%,主要系1.运输费调整至营业成本导致销售费用下降;2.利息收入增加导致财务费用下降。此后,公司整体费用率呈上升态势。2023年公司整体期间费用率为22.65%,同比提升1.19%;2024年Q1整体费用率为25.77%。主要系:1.公司收并购业务导致的管理费用、销售费用、财务费用的提高;2.公司研发投入的持续上升。
经营性现金流健康,订单保持稳定增长。2018年以来,公司经营性现金流持续为正。2023年为1.90亿元,同比提升7.46%。2024年Q1公司经营活动产生的现金流净额为0.08亿元,同比提升134.90%。2021年以来,公司预收账款&合同负债占总资产比例较稳定,在3.58%左右。2023年预收账款&合同负债为9093.89万元,较2022年增长7.54%;2024年Q1预收账款&合同负债略微增长,为9169.19万元,表明公司在手订单稳定,增长前景良好。
2.应变式传感器稳步增长,六维力传感器打开成长空间
力传感器是一种能够将力或力矩的量值转换为电信号的传感器,主要测量各类力/力矩,广泛应用于各种领域,如工业制造、医疗、人形机器人等。力传感器有多种分类方式:1)根据测量时采用的物理原理不同,可分为应变式、压电式、电容式、光学式等;2)根据测力的维数,可分为1-6维力传感器,其中以一维、三维、六维力传感器最为常见;3)根据输出方式不同,可分为模拟传感器和数字传感器。公司主营业务主要涉及的传感器包括应变式传感器和六维力传感器。
2.1.应变式传感器:市场规模稳定增长,竞争格局集中
应变式传感器是基于测量物体受力变形所产生的应变的一种传感器,电阻应变片为主要传感元件。其原理为将基体受力产生的应力变化转换为电阻变化,即应变效应。
应变式力传感器由在弹性元件上粘贴电阻应变敏感元件构成。当待测力作用在弹性元件上时,弹性元件的变形引起敏感元件的阻值变化,通过转换电路将其转变成电信号输出,据此推算力的大小。利用相似的原理,除力/力矩以外,应变式传感器还可以测量加速度、位移等物理量。应变式力传感器具有精度高、技术成熟、测量范围广、频响特性好等特点,是当前使用最为广泛的力传感器。应变式传感器下游使用广泛。主要应用于称重、测控、自动化领域,该领域的终端应用分为衡器与非衡器两大类。目前,称重设备广泛应用于国民经济的各个领域,如交通、冶金、港口、化工、建筑机械、工程机械等行业,市场整体需求增长与国民经济增长相关性较高,且具有分辨力高、误差较小、尺寸小、重量轻、测量范围大、价格低廉、品种多样等优势,便于选择和大量使用,因此近年来我国应变式传感器需求量持续增长。
全球应变式传感器市场稳定增长,中国为应变式传感器主要消费市场。受益于发展中国家及新兴经济体的发展,及其对工业产业链完善升级、智能化、自动化需求的逐步增加,全球应变式传感器市场需求增长态势明显。据恒州博智产业研究数据,2022年全球应变式传感器市场销售额达14.04亿美元,同比增长5.73%,2018-2022年年复合增长率为2.99%;2023-2029E,预计全球应变式传感器销售额维持稳定增长态势,年复合增长率5.48%,2029年达到20.35亿美元。2022年中国应变式传感器销量份额最大,占据全球的38.49%,欧洲占据20.36%,北美占据16.52%。相较于国际竞争对手,我国生产企业在产品性价比、服务响应速度、产品定制化程度方面具有优势,也促使国际市场采购继续向中国转移。
2022年我国应变式传感器规模达30.57亿元,供不应求。据观研天下数据,2018-2022年我国应变式传感器市场规模保持快速增长,2022年市场规模达30.57亿元,同比增长15.8%,期间复合增长率为13.42%,远超全球平均增速。2022年我国应变式传感器需求量为1211.2万只,同比增长17.35%;产量为1122.5万只,同比增长18.29%,部分产品仍然供不应求。
全球应变式传感器行业呈现梯队化竞争格局,海外企业占据头部位置。全球应变式传感器行业集中度较高,市场竞争激烈。根据研发实力、技术水平以及生产规模,应变式传感器行业呈现梯队化竞争格局,大致可以划分为跨国公司、地区龙头企业和中低端产品生产厂家三个梯队。
第一梯队以跨国公司为主,如美国威世(Vishay)测量集团、德国HBM 公司、瑞士梅特勒-托利多(Mettler Toledo)集团、富林泰克(Flintec)和日本NMB等,该类公司建有世界级的实验室和研发中心,具有强大的研发力量,掌握了行业的核心技术,行业标准由其主导,同时形成较为完整的产品链,覆盖应变计和传感器生产的上下游,在竞争中更具优势。
第二梯队以柯力传感、中航电测等为代表的地区龙头企业为主,在细分市场、产品价格及下游应用等方面各有所长。第三梯队是中国、韩国等国家的中低端产品生产厂家,其产品主要在国内销售,竞争力主要体现在相对低廉的劳动力成本上,技术水平相对较低,尚不能参与全球竞争。中航电测、柯力传感系国内应变式传感器龙头。从国内市场看,目前国内企业在衡器等领域应用的中低端占据绝大部分市场份额。但在工业控制领域的应变式传感器高端产品方面,外资企业仍占据主导地位,在一定程度上还依赖进口。
国内企业起步较晚,在技术、品牌方面与国外一流企业相比仍有差距。应变式传感器行业进入壁垒主要涉及技术、认证、规模、品牌等方面。从技术上来看,称重元件及相关系统服务具有多学科交叉、技术密集等特点,涉及力学、材料学、计量测试、机械、电子、计算机技术等多领域技术,与国际相比,国内应变式传感器的研制与生产起步较晚,技术不够成熟。在认证领域,由于称重物联网相关产品的特殊性,需要经过一系列认证,感知层中称重传感器及仪表的生产和销售尤为严格。中国计量用的称重传感器及仪表需经过CPA 认证,国际通行的主要计量认证程序包括国际计量法定组织的OIML认证、美国称重计量协会的NTEP认证等。在规模方面,企业需要通过规模生产降低成本,来应对上下游行业压缩利润的挑战,新进入企业稳定性差,难以快速形成成本和规模优势,立足较为困难。在品牌选择方面,下游客户对产品的精度和稳定性有着极高的要求,新企业和新产品的进入面临较高的壁垒。新传感器在进入市场前需要进行复杂的测试和认证,这一过程耗时且费用高昂。
2.2.六维力传感器:技术壁垒高,人形机器人增长潜力十足
六维力传感器是高维度的力觉传感器,具有非线性力学特性。六维力传感器可在指定直角坐标系内测量Fx、Fy、Fz(三个方向的力)和Mx、My、Mz(三个方向的力矩),共六个分量。
六维力传感器具有非线性力学特性,无法用一维力传感器的叠加取代,是精密力控趋势下不可替代的高壁垒、高性能力传感器。六维力矩传感器的技术壁垒体现在:结构耦合设计、标定校准、数据精确采集、解耦算法四个方面。在结构解耦设计上,力敏感元件的形式和布置直接影响传感器的灵敏度、刚度、动态性能、维间耦合等,很大程度上决定传感器性能的优劣。
贴片位置调整和电桥组桥设计进一步消除耦合。标定与检测通过加载理论值的载荷并同时记录传感器输出的对应原始信号的方式,建立传感器原始信号和受力之间的映射关系,获得解耦算法的数学模型和参数。六维力传感器的内部算法,会解耦各方向力和力矩间的干扰,使力的测量更为精准。高精准度的六维力器,可以确保在六维度联合承载的情况下,测量值偏差在量程的0.3%FS以内。六维力传感器主要分为应变片式、光学式以及压电/电容式。应变片式六维力传感器是通过测量应变片电阻的变化来推算出力的大小和方向;光学式六维力传感器则是通过光学原理来测量力的方向和大小;压电/电容式六维力传感器则是利用压电效应或电容效应来测量力的变化。
目前六维力传感器市场规模较小,未来成长性强。据高工机器人产业研究所(GGII)数据显示,2022年中国市场六维力传感器销量为8360套,同比增长57.97%,机器人行业销量达4840套,2022中国六维力/力矩传感器市场规模2.39亿元,同比增长52.04%,其中机器人行业六维力传感器市场规模1.56亿元,同比增长54.35%;预计2027年中国市场六维力传感器销量达到84000套,复合增长率超过60%,其中机器人行业销量突破42000套,2027年中国六维力传感器市场规模将超过15亿元,复合增长率超过45%。
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