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【数据报告】面板良率和AOI光学检测之间有这么多我们不曾深入了解的

编辑:chinafpd 2017-09-08 09:23:31 浏览:12239  来源:未知

  1    机器视觉已成趋势,为良率提升保驾护航

  1.1 机器视觉代替人工检测已成趋势

  检测设备从功能上区分,可以大致分为光学检测设备和电讯信号检测设备,前者立 足于外观检测,后者立足于功能性检测。这两种设备目前来看在FPD、PCB等行业 应用广泛。AOI(Automatic Optical Inspection),即自动光学检查。是利用CCD相 机摄取图像,而图像是由像素组成,系统将实际图像进行灰度分析,与标准图像特 征比对之后,即可判定是通过或错误,是外观的一种检测方式。

  相比于人工检测,AOI机器视觉检测可靠性和效率都更高。由于AOI是光学检查,所 以凡是用AOI可以检查出来的不良,用肉眼也完全可以看到。AOI则只能以设定好的 标准为基准进行判断。如果标准设定太严,则误判太多。标准设定太宽,又会漏检。 尤其是那种在线的AOI,对编程的要求更高。但对于AOI而言,程序设定好以后,即 可连续测板,机器不会疲劳。对于比较小的元件,用肉眼检查起来比较吃力,而AOI 由于具有光学放大左右,所以对于较小的元器件的检查具有比较大的优势。所以将 来用AOI取代肉眼检查是一个发展趋势。肉眼检查可以根据标准加以灵活判断。但是 采取人工检查,对于点数较多,或者批量较大的板,由于长时间检查,人眼会产生疲劳,从而造成漏检。

  AOI系统包含以下部分构成,照明系统、光学透镜、CCD摄像系统、检测工作台、检 测程序、预存模版、图像处理识别系统、数据记录处理系统构成。其中预存模版是最 能体现AOI系统能否匹配生产线的衡量标准,根据CAD程序设定,AOI系统可以自动 获得该生产线的正常品的各项指标及参数,不需要向外采购标准样品,在生产线调 整和改造时,AOI设备也可以随之做出调整,检测更为灵活。

  AOI检测设备按上板作业方式不同可分为在线式和离线式两种:离线式AOI检测设备: 不连接在SMT生产线中,由人工作业放板,成本低,目前市场应用较多。在线式AOI 检测设备:主要用于SMT生产线在线全自动检测,不需要人工作业,而且可以实现 整条SMT生产线的品质数据共享及自动工艺优化,全面提升SMT生产线的生产品质, 在线式AOI检测设备的需求将会呈现逐年上升趋势。目前有离线式AOI生产能力的厂 商较多,而具在线AOI生产能力的厂商较少,在线AOI的技术要求比离线AOI高很多, 是评判AOI厂商实力的重要指标。

  根据Cyamlan的市场调查数据,目前AOI检测设备应用最广泛的两个领域分别为印 刷电路板和面板显示行业,两者的占比分别为64%和15%,其它的应用领域包括半 导体,太阳能电池,医疗等占比较低,我们根据AOI检测设备的两大主要应用领域 的发展趋势来分析和测算AOI设备的行业竞争格局和市场容量。

  1.2 AOI 重点应用行业——PCB 领域

  AOI—PCB的缺陷检测包括:底片的检查,覆盖有光敏抗蚀剂的板在进行显影线的潜像质量的检查,在铜的表面检查显影后的图像质量,检查导体电路图形的质量,钻孔后的质量检查,检查微孔质量,非传统微孔加工表面质量检查和集成电路的封装 和装配的质量检查。

  目前国外的大型AOI公司,如康代、网屏、奥宝和欧姆龙公司已经发展非常成熟,可以提供各类型PCB的AOI检测系统,包括标准的PCB检测,触控面板检测,3D打印喷墨技术检测,HDI检测,FCB检测以及IC封装基板检测,而且提供全流程线解决方案,包括波峰焊后检测,贴片后检测,印刷后检测,回流炉后检测,插件后检测,绑定后检测等。

  AOI改变了PCB行业,它使PCB制造商极大的提高了良品率。检测系统是智能制造 过程的最后一步,也是重要一环,对于控制产品质量起到决定性作用。以消费电子 行业为例,电子产品良率一直是电子代工行业利润率一直处于较低水平的重要掣肘 之一,而自动检测设备是提升电子产品良率的有效解决途径。

  目前先进的自动检测 设备可以完全实现替代人工并且检测精度更高,在数秒内即可完成规定的检测步骤 得出结果,大大提升了检测的效率。规模化生产使PCB制造商降低了成本,而良品 率的提高,则进一步降低了使用PCB厂商的成本,进而导致PCB板价钱的下降,而 PCB板价钱的下降又极大的促进了全球电子和电脑工业的发展,消费电子和电脑因 而迅速普及。

  AOI检测设备市场在国内处于刚起步阶段,目前市场上只有20%—30%的SMT生产 线装配了AOI检测设备,而国际领先电子制造企业的SMT生产线基本都配置了AOI检测设备。国内目前配备了AOI检测设备的电子制造企业绝多数也只在炉后配备一台进行全检,而按照国际经验,每条生产线至少要配置三台AOI检测设备放置在生产线不 同测试工位,包括锡焊后检验,贴片后检验以及回流焊后整体检验。因此随着行业 的发展及AOI检测设备自身具备的优势,未来AOI检测设备的装备率会越来越高。

  电测不能代替AOI检测,AOI检测在过程控制中发挥关键作用。首先,电测试的模具 和夹具非常昂贵,通常每个批次的 PCB 都要做一套模具和夹具,如果生产批量大 的印刷电路板还可以接受多套模具的应用,但如果对PCB线路进行后续调整或修改, 整套模具和夹具都要重新制作。其次,随着PCB的层数越来越多,如果每一层都要电测的话,模具和夹具更是需要数倍的增加。

  综上所述,一般而言,从成本控制和产线的灵活调整的角度,PCB厂商都只对最终 成品的印刷电路板进行电测。这也是电测最大的缺陷和不足,首先,由于测出的问 题电路板已经成型,生产流程中的问题点定位困难;

  其次,电测试只能测出线路的 通断,对于电阻、电感、电容等由线路形状导致的缺陷都无能为力,如果需要测试电 感、电容等性能,必须设计非常复杂的测试线路,而目前由于PCB的精密度的提高, 测试模具与线路的设计难度越来越大,成本逐步抬高,所以事后对PCB上的元器件进功能性能测试对大多数PCB制造商来说是无法承受的;#p#分页标题#e#

  最后,由于电测试是最终 测试,有问题的 PCB 线路板通常无法维修,只能报废处理,上述种种因素都会导 致PCB生产的良品率较低,成本较高,大大制约着PCB行业的发展。

  1.3  AOI 重点应用行业——FPD 领域

  FPD—AOI的主要应用于以下检测:Mura缺陷检测,ColorFilter缺陷检测,色度、厚 膜、光学密度检测,PI检测,LC液晶检测。检测工序遍布LCD、OLED以及TouchPanel 产品等平板显示器件的生产环节,主要利用光学信号对其结构和外观做出检测并辅 助其他功能性检测。主要目的有三:(1)避免不良品流入下道工序;(2)改善制程 工艺和流程;(3)对不良品进行解析,提升良率。

  在彩色滤光片的生产工艺环节上,AOI设备主要用于黑框(BM)、RGB彩色膜、铟 锡氧化物薄膜(ITO)、MVA、PS和INS等制程中,目前由田的CF—AOI设备实现了 8.5代线(2200mm*2500mm)的应用;在薄膜晶体管的生产工艺上,AOI设备主要 用于配向膜检测,偏光片贴附检测,点亮检测(点、线、Mura)以及外观检测上。

  提良率、增产能——AOI设备必不可少。对高清、超高清晰度和零缺陷电视机和移动 设备的需求,要求平板显示器制造商开发更复杂的面板设计,并实施更严格的生产过 程控制。液晶显示器和OLED显示器的检测,由于某些导体和绝缘体所使用的透明材 料、多层结构和高密度特性以及潜在缺陷的精细性质,对技术提出了截然不同的挑战。

  传统人工肉眼翻查缺陷检测方式主观性大,误检、漏检率高。基于数字图像处理的 AOI检测设备具有精度高、速度快、无接触的优点,能够克服人工检测的弊端,在显 示器缺陷检测行业有良好的应用前景,从前道的ITO玻璃检测、背光模组检测,到Cell 贴合、LCD模组的COG设备、对位贴合、切割机、飞针探测设备等,都离不开AOI相 关设备;同时LCD和OLED的检测、测试和维修过程也必须与LCD设备的高生产速度 相匹配,这一要求使得LECD和OLED制造商在新型显示器需要高精度识别设备,将会 拉动对AOI的需求。LCD和OLED易受各种缺陷的影响,其中许多是由于生产中使用的 沉积、光刻和蚀刻工艺所致。在生产过程中检测和修复这些缺陷使制造商能够改进 对其生产过程的监视,避免成本进一步昂贵的材料并大幅度提高其产量。

   2   伴随产业东风,国内 AOI 市场前景广阔

  2.1 PCB-AOI:行业增速放缓,存量需求大于增量

  PCB产业重心转移至中国。在2000年以前,全球PCB产值70%分布在欧洲、美洲(主 要是北美)、日本等三个地区。进入21世纪以来,PCB产业重心不断向亚洲地区转 移,形成了新的产业格局。亚洲地区PCB产值接近全球的90%,是全球PCB的主导, 尤其是中国和东南亚地区增长最快。

  据Prismark统计,从2006年开始,中国超过日 本成为全球产值最大、增长最快的PCB制造基地,并已成为推动全球PCB行业发展 的主要增长动力。2012年中国大陆PCB产值达到216.36亿美元,占全球PCB总产值 的39.84%。2008年至2012年,中国PCB产值的年均复合增长率达到9.52%,高于全 球增长水平。

  未来投资增速放缓,存量升级需求远大于增量投资需求。据Prismark预测,2016年 中国PCB行业整体规模将达268.78亿美元。未来五年(2016年至2020年)中国PCB 行业产值增速将有所放缓,年复合增长率为3.50%;预计到2020年,中国PCB行业 产值将达310.95亿美元,占全球PCB行业总产值的比重为50.99%。

  我们选取中国已经上市或即将上市的有代表性的内资PCB制造商在2010年—2017 年的已完成投资或拟投资PCB扩产项目作为参考标准,通过测算各类产品的AOI占 总投资金额的比重,以及单位产能的AOI投资金额来估算PCB-AOI的市场容量。根据 测算,AOI设备占PCB扩产总投资金额的比重的均值4.3%,中位数为4%,标准差为 2%; 根据加总的产值投资比(总产值/总投资金额)得到产值为投资的1.8倍。

  PCB—AOI增量需求预测。据Prismark预测,2016年中国PCB行业整体规模将达 268.78亿美元。未来五年(2016年至2020年)中国PCB行业产值增速将有所放缓, 年复合增长率为3.50%;预计到2020年,中国PCB行业产值将达310.95亿美元,占 全球PCB行业总产值的比重为50.99%。按照前面估计的AOI投资比例和投资产值比 的数据计算得到国内PCB行业未来4年的投资额为160亿元,AOI设备的市场容量合 计6.4亿元。

  PCB—AOI存量需求预测。由于电子终端产品的技术升级较快,电子工业设备更新频 率较其他产业更高,AOI设备的使用寿命大约在6—8年,我们取距离当期6—8年的 产值均值作为需要进行升级的产值,假定转化系数为0.8,测算得到2017—2020年的 产能升级带来的投资需求为3300亿元,所需要更新的PCB—AOI设备的投资额为 15.53亿美元,折合人民币132亿元。

  2.2 OLED 叠加高世代 LCD,面板产业进入扩张新周期

  面板产能逐步转移,市场份额占据领导地位。上世纪70—90年代,全球面板主要产 能集中于日本,1995年日本的液晶面板出货量占全球市场90%以上,韩国和台湾通 过长期技术积累和资本投入,90年代末两国的面板产业开始快速增长并占据市场。 2003年后产能开始向大陆转移,经过十余年的发展,目前已经实现了中小尺寸面板 线的产能由日、台、韩等国转移至中国大陆,根据CINNO数据显示,2016年中国大 陆地区智能手机显示面板出货量已经占全球出货量36%,超越韩国和台湾成为全球 之冠;此外,大尺寸电视面板的出货面积全球占比也进一步提升至25%。

  由于AMOLED屏幕显示技术的优秀表现,智能终端设备也纷纷开始搭载AMOLED显 示屏。从2014年Galaxy Note4和金立S5.1发布开始,AMOLED在智能手机终端的应 用逐步增加,尤其是成为中高端手机的首选,期间发布的大多数AMOLED面板手机 为AMOLED硬屏,2015年8月1日,Samsung Galaxy S6 Edge+的惊艳登场,更高的 清晰度,色域广,对比度高,更薄的机身,更低的耗电量,使得该款手机迅速赢得广 大消费者的喜爱,随后的2016年里有16款型号的手机选择搭载AMOLED显示技术。#p#分页标题#e#

  从未来的投资轨迹来看,国内2017-2019年是面板投资的高峰期。2017—2019年期 间,液晶面板的投资情况来看,共有14条TFT-LCD高世代线将实现量产,包括中电 熊猫咸阳、成都两条8.6代线,天马厦门6代线,京东方福州8.5代线,合肥10.5代线, 武汉10.5代线,惠科重庆8.5代线,惠科云南11代线,华映科技莆田6代线,华星光电 深圳11代线,富士康郑州6代线,广州10.5代线,贵超光电贵州6代线,海德致远阜 阳7.5代线,合计新增产能104万片/月,累计产能相比2016年提高106%,投资金额 合计4282亿元人民币。当十三条液晶面板产线建设完成后国内的大、中、小尺寸的 液晶面板产能将实现全面领先日韩市场。

  高世代LCD和OLED并行不悖。与高世代面板线同时建设的,还有OLED面板产线,随着下游需求不断增加,上游面板厂商也开始加大了AMOLED产线的投产力度,下 图为国内AMOLED产线的投产情况,目前实现量产的AMOLED产线多为生产硬屏的 低代线,截至2016年底,共有7条生产线实现量产,累计投资金额830.1亿元人民币, 实现产能41.5万片/月,2017—2021年期间,预计共有6条柔性/硬性AMOLED生产线 将实现量产,包括:信利国际惠州6代线,京东方成都、绵阳两条6代线,华星光电 深圳11代线,华星光电武汉二期6代线,和辉光电上海4.5代线改造和6代线,新增产 能合计37.1万片/月,合计投资金额达到2765.28亿元。

  2.3 面板产业高速发展,带动百亿级检测设备市场空间

  面板检测设备中,主要分为对电路电讯信号检测的设备和对面板制造过程中各个工 艺环节的检测,主要是AOI检测设备。如果按照制造环节来看,Array环节和Cell环节 用到的检测设备大多是属于AOI检测设备,还包括部分量测设备。后段模组段涉及的 设备中,既包括AOI设备也包括电讯信号检测设备。因此,从占比来看,AOI在面板 检测中的占比高于电讯信号检测设备的市场容量。

  检测设备在面板制造过程中,具备一定的人工替代性。检测设备市场规模依赖于制 程设备,根据HIS的数据显示,对平板显示产品生产线新建或升级改造时,前段的 Array 和 Cell 制程所需设备投资较大,所需检测设备也相应较多。根据2010-2015 年,全球 Array、Cell 和 Module 各制程设备投资数据显示,在Array/Cell/Module 制程中的设备投入比例分别为75%:20%:5%。

  受益面板产线投资热潮,检测设备迎来发展机遇。对生产线的投资中,对设备的投 资占60-70%,其中1%为对模组段检测设备的投资,而检测设备在Array、Cell、 Module三个制程的投资比例为75%:20%:5%。那么,2017-2019年现有在建、筹 建产线所带来的检测设备市场空间为666亿,Array、Cell、Module三个制程的检测 设备市场空间分别为500亿元、133亿元和33亿元。

  如果按照年度测算,2017-2019年的检测设备市场容量分别为177/221/268亿元。同 比增速水平分别为140%/25%/21%,2017-2019年的检测设备需求量相比于2016年 有4-5倍提升。其中,OLED的检测设备而市场需求量2017-2019年分别为56/65/63亿 元,LCD分别是121/156/205亿元。从功能性来看,Array段和Cell段的大部分检测设 备都是基于机器视觉原理的AOI设备,后段模组段,有部分检测设备是信号功能检测 设备。

  由于LCD和OLED在工艺流程上存在较大差异,对检测设备的要求也不同,我们根据 两种类型的面板未来投资情况分开测算2017—2019年LCD-AOI和OLED-AOI的市 场容量情况。

  根据奥宝科技公司2016年报估算,平均一年建设期,140—350亿人民 币投资金额的面板产线,需要的检测和修复设备投资金额为2.5%,AMOLED显示面 板的工艺更为复杂,良率提升难度更高,对AOI设备的需求量会更大。

  假定OLED— AOI设备占投资的比例比LCD—AOI分别高出2—3%,即OLED设备的AOI占比区间 范围在4.5%—5.5%,预计2017—2019年LCD-AOI设备的市场容量为32.25亿、25.45 亿和41.45亿元,OLED—AOI设备的国内市场容量为23.25亿、27.25亿和26.25亿元。

  虽然市场容量广阔,但是在面板中前段市场的AOI检测,国内设备企业鲜有涉及。基 于全球化的视野来看,面板检测行业的主要企业仍然是海外企业占据主导。在价值体量仅仅占比只有5%的module段,国内企业例如精测电子,已经实现了国产替代。

  Cell制程中,光学寿命测试、Mask检查、FMM张网设备、Seal框胶检查机、老化设 备等都是由海外企业主导,国内企业涉及较少。在Aarray制程中,国内企业基本很难 涉及,主要以日本、以色列企业占主导。

  百亿级市场即将开启。根据前面两大市场的分析,PCB领域的产能扩张放缓,产品 逐步走向高端化,以存量更新为主。而FPD领域,随着未来OLED和高世代面板线的 投资扩张,AOI检测设备市场空间随之打开。

  我们测算得到在AOI设备的两大应用领 域——PCB和FPD领域在2017年—2020年期间的市场容量合计353.56亿元,年均需 求117.85亿元,两大领域的投资将带来百亿级的市场红利,国内AOI设备企业有望迎 来成长良机。当前国产设备大多数集中于面板的后段检测设备,AOI产品的竞争也主 要集中于后段模组产品领域,而在前段制程环节,主要由于海外企业把控高端应用市场。

   3   AOI 行业竞争格局

  3.1 海外 AOI 行业竞争格局——四大阵营占领全球市场

  海外的AOI公司都历经十余年的发展,目前均在相关领域的解决方案上以及产品供应 上趋于成熟,从全球公司来看,主要集中于四大阵营:(1)韩国设备企业;(2)以 色列设备企业;(3)日本设备企业;(4)中国台湾设备企业。其中知名的企业包 括:韩国的赛太克公司,日本的欧姆龙公司,以色列的奥宝科技和康代公司,台湾的 德律科技、由田新技和致茂电子公司。而且产品应用领域的覆盖比较全面,包括印 刷电路板(PCB)、SD(半导体元器件)和面板显示(FPD)等领域,产品线丰富, AOI设备的主营占比高,公司均处于发展成熟阶段。#p#分页标题#e#

  韩国检测设备企业大多依附于三星和LG,大部分都是规模偏小的设备企业,从规模 和体量来看,与以色列、日本和台湾的检测设备企业有一些差距。日本检测企业大 多数是从其他领域转型而来,或者是产品延伸到AOI领域。比较纯正的AOI检测设备 企业,主要聚焦于台湾和以色列的企业。

  (一)台湾地区的AOI检测设备企业

  液晶面板行业一直是台湾电子产业曾经引以为傲的一颗明星,早在1990年台湾就已 经开建台湾第一条大尺寸TFT-LCD生产线,韩国三星的第一条大尺寸TFT-LCD 生产线建立还是在一年之后。曾经的面板产业大繁荣带来了台湾本土设备企业的历 史性发展机遇。台湾地区的AOI设备知名制造商包括由田新技、致茂电子、均豪精密 和德律科技等几家公司。三家公司都是依托于台湾面板产业和半导体产业发展而得 以快速发展。从发展过程来看,三家企业中,致茂电子的检测设备营收规模最高。

  致茂电子:台湾致茂电子成立于1984年,以自有品牌"Chroma"成为全球电子量测仪 器及系统的领导品牌供应商,提供量测仪器、自动化测试设备及制造资讯管理系统 的 Turnkey整合解决方案。2016年公司实现营业收入116.24亿台币,同比增长20%。

  公司营业收入主要分为三部分:(1)量测及自动化检测设备;(2)半导体测试设 备;(3)Turnkey Solutions。2016年公司量测及自动化检测设备业务占比达到49%, 是公司主要的收入来源。毛利率方面,公司毛利率从2011年以来一直持续提升,主 要得益于产品持续升级。

  2017年上半年以来,致茂电子集团实现营业收入5760百万台币,同比增长9%。其中 量测仪器事业部同比增长12%,威光自动化检测事业部同比增长75%。整体来看, 上半年致茂的增长来自于半导体测试解决方案的增长,这块业务同比增长了143%, 超越2016年全年。公司展望下半年,增速将更优于上半年,主要得益于:(1)电动 车产业持续发展带动电力电子检测设备需求;(2)受益于LD雷射二极体用于3D影 像的应用和半导体测试设备的增长;(3)子公司威光自动化订单增加。

  由田新技:公司成立立于1992年,以机器视觉为核心技术,公司多年以来在AOI、触 控面板、LED等领域的自动化光学检测设备。公司产品品类齐全,公司主要的收入来 源于AOI产品应用。公司产品在FPD领域的应用广泛,包括LCD点灯检测设备、Seal AOI(框胶制程检测设备)、配向膜自动光学检测系统(PI AOI)、毛边自动检测系 统(Burr AOI),产品应用在Array、Cell和Module各个环节。

  由田新技从2006年到2016年,营业收入基本保持稳定,除了2009年和2012年波动较 大以外,其他年份营业收入基本保持在5000-6000万美元左右。2016年公司实现营 业收入20.19亿新台币(约62.63百万美元),同比增长42.44%。公司一直维持较高 的毛利率水平,毛利率基本稳定在40-50%区间范围内,最近两年净利润率基本保持 在12-13%的水平,盈利能力在制造业中表现突出。

  从营收区域来看,2009年后台湾和日本以外的亚洲地区(主要是中国大陆)占比逐 渐增多,2016年销售规模达到了20.73百万美元,占比达到接近30%。

  2016年下半年以来,由田新技的营业收入增长明显,2016年下半年平均单月增长幅 度为87.04%,2017年上半年设备订单持续加速,公司2017H1营业收入11.4亿台币, 同比增长达到139.56%。订单持续增长,主要显示出了目前全球面板行业投资的热 潮,尤其是OLED和高世代面板线的投资正在2017年加速,带动了面板AOI产品的旺 盛需求。

  从销售收入的区域划分来看:由田新技在2006—2010年期间的产品销售主要集中在 台湾本土,2010年后产品开始销往日本和其他国家,同时亚洲的营收占比开始逐步 提升,截至2016年,亚洲地区的营收占比达到33.11%,为公司2015—2016年的营 收上升做出了重大贡献;致茂电子的销售策略也呈现出相同的特点,与由田新技相同,都是以本土化销售为主,但亚洲区域的销售比重也在同步抬升。与上述两家公 司不同的是,台湾德律科技从最开始的主要销售目的地就选择在电子产业和面板产 业快速发展的中国,伴随着中国2011—2013年面板投资高峰期,公司的销售收入也 出现了迅速的提升,截至2016年公司的中国地区的销售收入为58.07百万美元,占比达到60.38%。

  (二)以色列AOI检测设备企业

  以色列的AOI代表性企业是奥宝科技和康代公司。双雄鼎力的竞争格局,为全球提供 AOI设备和相关增产解决方案,奥宝科技公司作为AOI的全球龙头,2016年营业收入 达到8亿美元,是其他几个公司营业收入之和。康代公司的全球化程度较高,主要包 括中国大陆、台湾、其他亚洲国家、韩国、日本和西欧等国家,但由于电子消费品制 造业主要集中在中、台、韩、日等国家,所以亚洲仍然是公司产品的主销地,占公司 的销售收入80%左右,截至2016年中国大陆的销售占比为33.05%,相比2010年前40% 的平均水平略有下滑。

  3.2 国内 AOI 行业竞争格局——正在起步,向纵深突破

  从中国AOI市场来看,2003年以前,中国没有一家企业能生产AOI设备,国内 AOI 检测设备市场几乎全部由国外品牌的设备所独占,主要从以色列、日本、韩国、台湾等地进口。

  2004年以后随着PCB产能向中国转移,AOI检测设备在国内生产线显得越来越重要, 其市场需求也将越来越大。基于这个产业背景,国内第一批AOI设备生产商应运而生,如:东莞科隆威和神州视觉,深圳振华兴和易科迅,上海矩子智能科技公司,温州欧 威科技公司等,这些公司主要分布在电子信息行业发达的地区,如以深圳为龙头的 珠江三角洲、以上海为龙头的长江三角洲、以北京为龙头的环渤海地区。#p#分页标题#e#

  第一批AOI公司至今已经有十余年的经营历史,产品线比较丰富,但产品主要应用于 PCB领域,但总体而言,现阶段国内的AOI检测设备市场尚处于快速成长阶段,现有 国内的AOI检测设备生产厂家规模都相对较小,而且以中低端设备为主,高端的AOI 检测设备市场仍被日本和欧美厂商所垄断。但部分行业排名靠前的国内厂商,在抢 占中低端市场的同时,也在积极开拓高端市场,并取得了一定的成绩。

  PCB行业集中度低,国内AOI设备厂商容易进入。根据CPCA统计显示,目前我国 PCB企业约有1500家,仅有131家营收过亿,中国本土厂商的产出占总产值的29%, 竞争激烈,所以国内的AOI设备厂商在更宽广的客户群中更容易以价格优势获得客户, 为其提供生产解决方案和相关检测、修复设备。国资PCB—AOI设备制造商也分为三 个梯队,第一梯队厂商包括:神州视觉、振华兴,第二梯队包括:矩子智能、易科讯,第三梯队包括科隆威、欧威科技、三协精密等。

  FPD行业集中度高,国内AOI厂商尚未成规模。由于FPD行业产能转移比PCB行业稍 晚,而相比PCB行业而言投资规模大(百亿级),行业壁垒相对较高,垄断程度高, 以奥宝公司为例,其2016年FPD的营业收入中70%来自于前五大客户。在相关检测 设备上,FPD—AOI的要求也相对更高,国内目前尚有成熟FPD—AOI设备制造商, 但是随着FPD产能的转移以及国内高世代线和新一代OLED线的投资潮,将对国内检 测设备厂商形成推动作用:一方面,传统的PCB—AOI设备厂商可能会进行横向扩张, 基于原有的经验和技术优势进入FPD-AOI领域开展业务;另一方面,国内原有的检 测设备厂商也会提升自身的技术水平,从Module段向Array和Cell段迈进,研制毛利 率更高的AOI设备,如精测电子。

  国家政策明确指出提高设备国产替代率。随着我国平板显示产业规模的壮大和技术 水平的提升,我国相关专业检测系统的需求逐渐增加,供给仍显不足。目前,我国部 分平板显示检测系统厂商在检测信号种类、检测系统开发、检测工艺等方面的技术 水平与国际先进厂商相比差距已显著缩小,产品价格具有明显优势,且快速响应优 势突出。另外,《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》明确提出将提高新型平板 显示行业关键材料和核心生产设备本地化配套率,国家关税税则委员会也自2012年 4月1日起调高了我国大尺寸液晶面板的进口关税,为我国平板显示器件生产和相关 检测系统国产化率的提高提供了政策支持。

  3.2 师夷长技——AOI 龙头厂商奥宝科技的发展之路

  奥宝科技是一家向全世界电子工业提供产品良率提升及特殊应用生产支持方案的行 业领先供应商,主要涉足行业包括印刷电路板 (PCB) 和平面显示器 (FPD)制造业。 奥宝科技主要从事于PCB (裸铜板和组装板) 以及平面显示器(FPD)制造业专用的自 动光学检测 (AOI) 系统以及PCB生产制程所需的影像处理解决方案的设计、研发、 制造、行销及维修服务。公司的AOI检测设备、影像生成及电脑辅助制造 (CAM) 等 软件技术帮助客户提高产品良率和产能,使他们能在电子制造业界保持领先地位。

  奥宝科技总公司以及其主要的研发部门和生产设施均位于以色列,在电子工业中积 累了近30年的技术经验,拥有世界上最领先的技术和解决方案,在世界各地设有30 个以上的分公司、办事处及展示中心。销售和服务网络遍布于北美、欧洲、亚太区、 中国和日本。

  “全球化、多元化”成为发展主旋律,而兼并收购则是制胜法宝。一方面奥宝科技公 司已经消除了国内的竞争压力,完成了国内的资源整合,于是将目光转向了全球其 他市场;另一方面,电子产业和面板产业也在逐步由西方向亚洲国家转移,尤其是 九十年代的日、台、韩等国,电子工业发展迅速,所以奥宝科技公司通过兼并收购 公司既可以实现技术的升级,扩张新的应用领域,又可以借此快速进入国外市场。 收购1998年收购日本KLA公司后,公司的显示面板自动光学检测仪得以迅速发展, 同时公司将KLA设立为亚太事业部,主要负责东南亚地区的产品销售和服务;收购 英国的SPTS使公司成功进军半导体设备制造领域,已经成为公司的三大利润来源 之一,同时也实现了电子工业的全面覆盖。

  电子工业全生产线解决方案,兼并收购形成闭环。经过二十余年的并购历程,公司 在围绕电子工业增产升级上形成了“制造、连接、检测”的电子工业的闭环。公司以AOI 检测设备为核心轴,前向推进CAM系统、蚀刻设备、钻孔设备的研发,后向拓展修 复设备(AOR),综合一体化解决能力得以大幅提高。同时产品也逐步在电子工业 的其它领域得到应用。正基于此,奥宝科技公司具备让电子工业厂商掌握“电子语言” 的能力。

  营收稳步上升,毛利维持高位。从公司2006—2016年的营收状况我们可以发现,2008 年、2014年并表后公司的营收规模得到大幅提升,2014年收购SPTS后,2015、2016 年公司的营收增速分别为29.13%和7.16%,同时公司的毛利率水平并没有发生明显 变化,反而稳重有升,说明公司的产品和服务的具备较强的竞争优势。从销售区域 来看,亚洲地区仍然是公司的主要销售来源,中、台、日、韩四国的年均销售占比达 到75%,2016年中国区域的占比达到33.96%,2010年后中国已经成为公司营收增长 主要驱动力。

  营收分布均匀,客户为各领域龙头。奥宝科技公司的不同产品线的营收分布比较均 匀,FPD占比在25—30%之间,SD的营收占比30—35%,PCB的营收占比30—35%, 2012—2016年的平均综合毛利率为43.6%。公司的客户涵盖了各领域几乎所有的龙 头公司,以FPD面板厂商为例,采用了奥宝科技生产解决方案的客户包括LGD、三 星、夏普、天马、群创、友达、京东方、华星光电等。以公司的PFD产品线为例, 2016年12月—2017年5月期间,公司已经与京东方安徽合肥10.5G项目签订了6100 万美元的设备销售合同,同时与武汉天马6G(AMOLED)项目、中电熊猫咸阳8.6G (LCD)项目签订了设备采购合同,仅这三家公司的累计合同金额已经超过1亿美元。

  PCB、FPD经历高增长后回落并逐步趋稳。在遭遇金融危机前后的2007—2009年公 司的FPD设备销售收入呈现出逆周期快速增长,冲抵了危机对公司营收的负面影响, 而同期PCB业务出现了连续的下滑;2010—2011年期间,受益于危机后各国政府的 财政刺激计划,PCB和FPD的产业投资出现回升,尤其在中国地区电子工业投资额 同比平均增速高达80%,面板产业投资也迎来投资高峰期,期间总投资额达到1600亿人民币,公司的PCB和FPD营收规模随之迅速增加;2012年后由于全球经济未能 如预期的复苏,经济增速持续回落,投资规模逐步缩减,公司的FPD营收出现下滑, 但是由于公司产品的积极研发目前已经推出新一代的产品,如应用于PCB的Fusion 系列和Discovery-II系列AOI设备,以及可以实现高吞吐量下5um尺寸下的产品检测, 应用在FPD的Supervision和FPI-600系列则可以检测6代玻璃基板以及最新的OLED 显示面板,引导了产业的发展进程,在新一轮的扩产周期中,虽然面临比之前更强 的竞争对手,但奥宝的龙头地位依然稳固。#p#分页标题#e#

  奥宝公司能成功的核心要素:

  (1)持续的研发投入和产品创新

  研发团队人员充沛,稳定的研发支出。奥宝公司能始终保持行业领先地位的重要原 因,是其产品的性能始终能满足客户最前沿的技术要求,而能支撑产品不断升级换 代的重要力量则是公司的长期持续的研发投入以及对科研人员的重视程度,截至 2017年1月31日,澳宝公司的国际工程师和科学家团队扩大至643人,同比2015、 2014年分别增加22和52人,拥有211美国专利和517非美国专利的申请, 并正在进行 55美国专利申请和347项非美国专利申请。2016年公司的研发开支为1.07亿美元, 占营收比率13.28%,即使在利润缩窄处于金融危机的2007—2009年,公司研发开支 比例依然保持18%的高位水平。

  以公司的核心产品AOI为例,因为AOI的数据处理量非常大,早期由于电脑的处理能 力较慢,奥宝公司的产品使用非常多的逻辑卡片来处理AOI扫描出来的数据,然后通 过带宽较窄的总线来交换数据,这使得设备的处理速度非常慢,而且能耗非常高, 以一台15年前开发的Vision设备为例,它扫描一块标准尺寸(660mmX610mm)的 PCB需要1到2分钟,每小时产量只有30-60面,而能耗达到每小时30千瓦,设备价格 是每台40万美元;而当前的主流产品Discovery使用2台处理能力强大的SIP电脑,通 过千兆网络交换数据,扫描同样尺寸的PCB只需10多秒,能耗只有每小时4千瓦,设 备价格只需每台12万美元。电脑技术和网络技术的发展改变了数据的处理模式,也 改变了PCB的检测模式,一定程度上使PCB制造过程更加环保,更有效率。

  截至到2016年12月31日,奥宝科技公司已经出售了13,200套PCB解决方案(除 CAM、工程设计方案外),已经安装了约1,830套FPD增产系统,6,600套SD生产设备。

  (2)全球销售网络,即使的需求反馈

  销售技术一体化,人员销售模式增强客户粘性。为了满足顾客对奥宝公司服务的需 求,2000 年以来,奥宝公司在全球建立了5个客户响应中心,在行业内首次推出了 800 免费电话服务,任何时候,任何地点,无论客户有任何需求,只需要拨打奥宝 公司的 800 免费电话,就可以获得奥宝公司专业的服务。任何需求进入奥宝公司, 都会有相应的流程处理,有相应的结果出来,绝不会出现任何石沉大海没有回应的 现象,使顾客放心的在任何时候享受奥宝的服务,实现“Be Sure”的价值。

  (3) 快速的纠错能力

  Inspire曾使公司市场份额迅速缩水。1998年,奥宝公司推出了合并后的第一代新产 品Inspire,它在光学上使用来自Orbo公司的白光技术,在逻辑上使用来自Optrotech 公司的“骨骼”逻辑算法(Skeleton Algorithm),在机械传递方面使用了配合流水线的 单向运动设计。它的设计初衷是良好的,因为Orbo的白光成像技术的使用成本较 Optrotech的激光成像技术为低,而侦测能力就是“骨骼”算法的强项,单向流水线设 计更是考虑到为客户节约人工成本的设计。但由于PCB生产厂商的流水线各异, Inspire并不能直接接在流水线上,必须在机器前面和后面各加一台上板机和下板机, 这样就有三台设备需要照顾,三台设备的维护和使用成本超过了节省的人工成本。

  Sprion新品推出挽回客户体验。经过一年的时间,公司在进行了充分的市场调查后, 迅速推出了新产品Spiron,这是一台基于 Inspire 的光学和逻辑的设备,但采用传统 的操作方式,每台机配一名操作员,采用双台面设计,使得检测和维修的整体效率 大幅提升。

   4   标的稀缺,国内 AOI 企业正在逐步成长

  目前从事AOI设备的研发、设计、制造和销售相关业务的上市公司比较稀缺,目前 上市公司中具备AOI产品提供能力的包括精测电子、劲拓股份,还有通过收购进入 机器视觉领域的联得装备。当前行业国内AOI检测设备市场正在逐步释放,国内企 业有望伴随产业共同成长,但是AOI产品的研发壁垒相对较高。

  4.1精测电子:国内面板检测设备龙头企业

  长期致力于面板制造的模组制程段的检测设备的研发、设计、生产和销售活动,已 有十年的发展历史,积累了大量的优质客户群体,包括京东方、三星、LG、夏普、 松下、中电熊猫、富士康、友达光电等国内外大型面板厂商。公司于2015年成功研 制并小批量销售了部分AOI设备,赢得市场好评,AOI检测设备的营业收入规模和占 比均呈现快速上升趋势,目前已经成为公司的核心收入来源之一。截至2016年12月 31日,精测电子的AOI检测设备的营业收入已经突破2亿元,占公司总营收的比重达 到40.92%。

  持续的研发投入有助于公司在“长跑”中取胜。2012—2016年期间,公司的研发费用 占比始终保持在13%以上的水平,截至2016年底,公司研发人员共369人,占公司员 工总数的48%,全年研发支出达到8739.09万元,已取得202项中国专利、6项商标、 76项软件著作权、43项软件产品登记证书,其中包括15项核心专利技术,除“基于机 器视觉的LCD屏缺陷自动光学检测(AOI)技术”系结合引进的宏濑光电AOI专利自主 研发取得,其余各项核心技术均由发行人自主研发形成。

  精测电子和奥宝科技公司一样,始终保持着较高的研发支出,新产品推出速度快, 有助于更好地把握产业发展方向和更快地解决问题,从而提高产品的持续竞争力, 实现市场份额的长期稳定增长和客户关系的长期保持。

  国际知名的AOI生产商如奥宝、康代和由田新技等公司的研发支出都是比较持续且保 持较高的水平,这是由AOI设备以及下游产业的特征决定的,下游PCB、FPD产业的 技术迭代速度快,AOI设备的自动化和识别系统的升级需要投入大量研发经费,所以 若想能在市场上赢得行业的先机,那么持续性的研发投入是必不可少的。精测电子 是具备成为国内AOI领导者公司的重要参考指标。

  精测电子有望受益于未来国内面板行业建设。精测电子从2006年成立,2008年营业 收入规模为61.68万元,净利润亏损。2010年营业收入1623万,同比增长85%,净利 润达到743万元。2011-2016年公司营业收入保持CAGR=70%的速度增长。净利润规 模从1400万元增长到了9000万元左右的规模。

  我们把精测电子的整个发展历程与国内面板行业的投资做曲线拟合发现:精测电子的发展与国内面板企业的发展史是高度匹配的,2010年左右开始承接台湾面板产业 产能转移,精测从2010年开始了高速发展。站在当前时点,公司有望充分受益于 OLED和高世代面板线的建设。#p#分页标题#e#

  客户资源优秀,紧紧与国内一线面板企业绑定。公司下游客户比较集中,从过去来 看,前五大客户的占比通常达到了90%以上。公司核心客户中,包括了京东方、友 达、中电熊猫、富士康、和辉光电、国显光电、华星光电等国内一线的著名的面板企 业。公司第一大客户一直是京东方。从2013年到2017年一季度,京东方收入占比一 直保持在50%以上,2017年一季度达到了71%,2014年的占比也达到了70%以上。 作为国内面板龙头的设备供应商,未来精测在OLED领域的机会更大。

  公司作为目前国内FPD-AOI市场的龙头公司,将在本次国内面板投资浪潮中充分受 益。2016年公司AOI产品的占比提升快速,2017年以来,公司AOI产品订单获取情况 良好,继续在Cell和Array段放量。未来公司的成长有望受益于新产品AOI产品的放量 影响。同时,在AOI产品体系中,公司仍然有许多系产品亟待开发和完善。

  在Module制程的检测技术已经较为成熟,能够生成LVDS、TTL、eDP、MIPI和V-ByOne等多种信号源对液晶模组的光学、信号和电气性能进行检测,技术水平处于行业 前列。在Cell制程,公司已实现了面板检测系统的销售,且报告期内增长迅速,表明 公司在Cell制程的技术水平已快速提升并得到客户的认可。公司已经完成了AOI光学 检测系统的产品开发,部分产品实现了市场销售,成为行业内少数具备AOI光学检测 系统技术能力的企业

  精测电子风险提示:新产品开发和拓展放量不及预期;新产品产能释放不及预期; 行业竞争格局变化带来的降价风险。

  4.2 劲拓股份:机器视觉业务打开成长空间

  公司主要从事高端专用装备的研发、生产、销售和服务,主要产品按大类可以划分 电子整机装联设备和光电平板显示模组专用设备。其中电子整机装联设备,主要包 括波峰焊、回流焊、AOI、3DSPI及周边产品等;显示平板(TP/LCD/OLED)主要 包括显示模组生产专用设备主要包括生物识别模组贴合设备及周边产品。从公司的 主营构成可以发现焊接设备是公司的核心产品,占比始终保持在50%以上,AOI设备 的占比逐步提升,且毛利率在2014年时已超过其他两种主营产品,有望成为公司新 的增长点。

  收购运英软件,拓展PCB检测设备。2009年8月为了充分利用公司在电子整机装联 设备多年来积累的客户资源和品牌优势,进一步丰富公司的产品线,公司决定购买 深圳市运英软件开发有限公司与AOI设备相关的无形资产。运英软件成立于2001年2月20日,注册资本10万元,主要业务是AOI相关软件的研发。运英软件将与AOI相关 的无形资产转让给公司后即不再从事与AOI相关的业务,目前主营业务为AI&SMT编 程软件的研发与销售。

  实现技术融合,完成产品渗透。运英软件是一家以专长于AOI检测设备研发与生产的 公司,尤其在AOI技术研发及相关软件开发上具有较强的优势,但在销售渠道和市场 开拓方面的不足明显制约了相关业务的发展。劲拓有限的焊接设备与AOI检测设备的 客户群体相同。公司通过购买运英软件相关无形资产并接收其核心技术人员邹英与 张卫华后,快速掌握了AOI检测设备的核心生产技术,辅以公司本身具有的强大的销 售网络平台,公司实现了向SMT生产线设备中另一主要设备领域——AOI检测设备 领域的快速渗透。

  AOI营收占比稳步提升,2016年销售大幅增加。收购完成后,公司AOI设备销售量呈 现出逐年上升的态势,2016年AOI营收达到8849.56万元,同比增长107.06%,占总 营收26.94%。公司的AOI产品单价逐步抬升,2014年设备单价已经上升至16.21万元 /台,同比2011年单价提高48.17%,同时产品的毛利率得到大幅提升,2016年AOI设 备毛利率达到51.33%,远远领先于公司的焊接产品37%和其他周边产品38.54%。

  AOI设备存在明显定价优势,公司出台产能扩张计划截至2014年上半年,AOI检测 设备实现营收2496.83万元,占比达到19.89%,同时根据2014年年报,AOI产能400 套,公司的AOI检测设备主要用于炉后最终检测,单位售价16万元/台,相比国外平 均50万/台的售价水平存在明显优势。公司正式启动AOI产能扩张计划,若项目全部 实施完成后可以达到1350台AOI的生产规模,截至2016年12月31日,该项目实施进 度为23%。

 

  AOI产品线进一步丰富,高端机型已实现量产。公司AOI检测设备660系列高端机型, 针对高端客户需求在功能和结构方面进行了较大程度的更新,在检测方式更加灵活, 最大检测尺寸增加。目前已经进入量产阶段,该产品拓展机器视觉AOI产品的应用领 域,满足高端客户针对速度,工艺,检测方式的灵活需求,提升公司产品的市场竞 争。2016年AOI营收同比增加5662万元,增幅达到107.06%,说明公司新型设备已 得到客户认可,产品畅销。

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