机器视觉行业细分领域发展及应用概况

机器视觉行业细分领域发展及应用概况机器视觉行业细分领域发展及应用概况（1）消费电子市场容量庞大，机器视觉需求稳定消费电子产品存在市场容量大、智能化程度高、更迭频率快、生命周期短等行业特征。以部分细分产品为例，我国微型计算机在2014年以前产量呈不断增长趋势，于2014年达到35，080万台产量。2014年以后，随着智能手机等移动智能终端的不断普及，微型计算机产量呈下滑趋势，直至2020年出现明显回升。2021年全国微型计算机产量为46，692万台，较2020年提升23．52%，达到近年来的峰值，规模庞大且发展趋势良好。我国手机市场规模自2014年以来整体呈先扬后抑的趋势，手机生产量由2014年的16．30亿部升至2021年的16．62亿部，但增速明显放缓，预计随着5G的普遍商用，以及5G手机出货量的不断上升，市场规模有望稳步提升。在消费电子行业上游的生产制造端，由于电子元器件制造、PCB底片制造、贴片工艺、成品制造等各个环节对高技术工艺的严格要求，机器视觉设备成为了必不可少的检测工具。行业频繁的产品更新换代及稳定的市场容量对机器视觉设备产生了稳定的需求。（2）汽车电子系统占比逐步提高，机器视觉应用潜力提升近年来，随着汽车电子的快速发展，大量诸如发动机电子系统、车身电子电气、底盘电子系统、自动驾驶系统、安全舒适系统、信息娱乐与网联系统等汽车电子系统将被广泛应用于汽车整车制造中。根据统计预测，汽车电子占汽车成本比重近年来快速提升并有加速提高的趋势，2010年汽车电子成本占比约为29．55%，而至2020年预计提升至34．32%，至2030年预计将提升至49．55%。受益于汽车电子成本占整车比例的逐渐抬升，汽车电子市场规模得以高速增长。根据盖世汽车研究院发布的《中国汽车电子行业白皮书》，预计至2022年，全球及中国汽车电子市场规模分别可达到21，399亿元及9，783亿元，5年内年均复合增速分别约为6．7%及12．6%，市场空间潜力较大，且国内市场发展速度较快。（3）锂电池FPC应用场景和需求增长，机器视觉相关检测设备迎来发展机遇在锂电池领域，FPC主要用于Pack环节的传统线束替换，协助电池包的信息采集及控制指令传递。传统线束主要为铜线外包塑料，每根线束连接一个采集点或控制点，以采集锂电池包中的电池状态信息包含温度、电压等，而更为复杂的如充放电、电池安全等控制信号的传递则需要多线束配合，对空间的挤占较大，生产制程的自动化程度较低。FPC相比于传统线束，在安全性、电池包轻量化、工艺灵活性、自动化生产等方面有显著优势。随着FPC展现出的优异性能和规模化生产带来的降本增效，FPC替代传统线束的趋势愈发明显，FPC方案已经成为新能源汽车新车型的主要选择，未来随着新车型的不断推出和新车型比例提升，FPC电池软板将有更大的渗透率和发展空间。根据预测，全球新能源汽车预计于2025年将达到接近2，000万辆销售量，随着FPC单车价值及渗透率的不断提升，市场空间较高。（4）半导体行业快速发展，机器视觉应用广泛近年来，随着中美贸易竞争影响的逐步深化，半导体行业作为国家战略性新兴产业的意义更为凸显。我国早在《十三五国家战略性新兴产业发展规划》中已明确提出关键芯片的设计、存储、封测、显示将是下一步重点加强领域。此外，国家集成电路产业基金等国家金融机构的建立更体现了我国对半导体产业的扶持力度，奠定中国半导体产业链和建设产业生态的基础。根据中国半导体行业协会数据显示，2014年-2021年我国半导体行业销售额快速增长，年均复合增长率达到19．44%，2021年行业销售额为10，458．3亿元，同比增加18．2%。半导体行业发展潜力较高。我国先后颁布了《国家集成电路产业发展推进纲要》及《集成电路产业十三五发展规划》，在重点突出集成电路产业的基础上，对半导体产业实现全覆盖，并提出了我国集成电路产业十三五发展总体目标：到2020年，集成电路产业与国际先进水平的差距逐步缩小，全行业销售收入年复合增长率为20%，达到9，300亿元。机器视觉技术在半导体制造的前、中、后段均有应用，已成为半导体的制造过程中必不可少的部分。行业产品目前已部分应用于LED晶元锡膏焊点的检测环节及半导体后道封装检测环节。（5）5G技术快速成熟应用，机器视觉检测设备迎来发展机遇我国5G技术的投入及开发力度近年来不断加大，而伴随着5G技术的逐渐成熟，我国于2019年正式迎来了5G基站建设元年，并带动了5G下游应用的增加。基于5G使用高频毫米波、基站覆盖范围小的特点，5G基站目前采取宏站+小站的建设模式。根据工信部统计数据，2020年度我国5G宏基站建设规模超过71万个；根据前瞻产业研究院数据，5G基站建设数量预计将于2022年达到顶峰，仅宏基站的建设规模即将达到约130万个。5G基站的建设数量大幅提升，对5G基站及5G下游应用的相关PCB板的需求量将大幅提高，相应的机器视觉检测设备迎来发展机遇。但5G基站的建设及下游应用设备中除了传统的PCB板，将更多的使用到多层板、HDI高密板，对制造精密度要求更高，且5G基站板的尺寸更大，对检测设备针对大尺寸、高精度的检测能力提出了更高要求。半导体行业未来将实现机器视觉全流程技术支持机器视觉在半导体行业的应用，未来有望实现机器视觉全流程技术支持。在2019年的全球半导体设备市场销售额为576亿美元，其中中国市场规模129亿美元，占比22．4%，预测未来几年中国半导体投资会跃居全球第一。半导体产业具有集成度、精细度高的特点，是机器视觉技术最早大规模应用的领域之一。机器视觉在半导体行业中的应用涉及到半导体外观缺陷、尺寸、数量、平整度、距离、定位、校准、焊点质量、弯曲度等的检测，尤其是晶圆制作中的检测、定位、切割、封装过程全程都需应用机器视觉技术。机器视觉行业发展综述（一）概念机器视觉是指通过光学装置和非接触传感器自动接收并处理真实物体的图像，分析后获取所需信息或用于控制机器运动的装置。通俗地说，机器视觉就是用机器代替人眼。机器视觉模拟眼睛进行图像采集，经过图像识别和处理提取信息，最终通过执行装置完成操作。（二）发展历程相较于欧美发达国家，我国机器视觉行业起步较晚。早在1970s-1980s，CCD图像传感器出现，CPU、DSP等图像处理硬件技术进步，国外机器视觉开始发展。国内机器视觉行业启蒙于1990s，2003年以前以代理国外品牌业务为主，2004-2012期间国内市场快速发展，企业争先涌出，2013年之后中国正式成为继欧美、日本之后机器视觉的第三市场，正处在快速发展阶段。中国机器视觉行业现状及未来展望机器视觉（MachineVision）是指利用计算机视觉技术、图像处理技术、模式识别技术等，实现机器自动获取外界图像信息并作出相应反应的技术。机器视觉的应用可以大大提高工厂的生产效率，从而提升企业的竞争力。中国机器视觉行业发展迅猛，从2014年的53亿元增长到2018年的154亿元，5年增长了近3倍。当前，中国机器视觉行业市场规模已达到154亿元，比去年同期增长了13．7%。除了市场规模的增长外，中国机器视觉行业的技术水平也有了明显提升。近年来，随着计算机视觉技术的飞速发展，中国机器视觉行业也迎来了大变革，技术水平也有了显著提升。目前，中国机器视觉行业的技术水平已经可以与国外行业相媲美。此外，中国机器视觉行业的发展还受到政府的大力支持。目前，政府正在大力推动机器视觉行业的发展，并对相关企业给予政策支持，促进企业投资和研发，以提高机器视觉行业的技术水平。综上所述，中国机器视觉行业发展前景广阔，未来将继续保持良好发展态势。随着人工智能技术的发展，机器视觉行业将会受到更多的关注，从而推动其发展。同时，中国政府也将继续加大对机器视觉行业的支持力度，以促进行业的发展。伴随着工业化进程的加深，机器视觉的发展也呈现出了喷井似的增长，它的应用范围逐渐增广，涵盖了农业，工业，交通，社会安全等等各个方面，据机器人研究所最新发布的数据显示，去年我国机器人视觉是增长速度已经超过45%，预计在2025年的时候增长速度还将创新高，市场规模将达到380亿元。机器人视觉行业的价值：第一，光源照明，光源照明系统的优良可以决定机器人视觉的好坏，它是决定成败的关键点，一个好的光源照明系统要保证足够的亮度和稳定性，较高的对比度，能够快速区分两个极其相似物品之间的不同处。第二，光学镜头，它又可以称之为光学成像，这是对机器组装者提出的要求，要求其在组装时选择最合适的口径和焦距镜头，使成像的质量在不做出技术改变的前提下得到极大的提升。人眼视觉与机器视觉对比与人类视觉相比，机器视觉在量化程度、灰度分辨力、空间分辨力和观测速度等方面都存在显著优势。其利用相机、镜头、光源和光源控制系统采集目标物体数据，借助视觉控制系统、智能视觉软件和数据算法库进行图形分析和处理，软硬系统相辅相成，为下游自动化、智能化制造行业赋予视觉能力。随着深度学习、3D视觉技术、高精度成像技术和机器视觉互联互通技术的发展，机器视觉性能优势进一步提升，应用领域也向多个维度延伸。在巨大的应用场景下，3D技术将发展更加成熟且普遍2D视觉发展的同时，3D技术也在崛起。从目前的趋势来看，3D机器视觉的发展势头要远大于2D。尽管当前工业机器视觉发展较为成熟，但是3D技术国内依然属于发展初期，国外的公司和产品在微观高精度检测方面较国内的领先，且占据市场的大部分份额。国内企业开始在硬件软件等方面逐渐替代国外企业。机器视觉产业链状况产业链环节较长且下游应用领域众多。工业机器视觉产业链包括：1）上游：半导体材料、光学材料、电子元件、五金结构件等原材料和零部件;2）中游：光源、镜头、相机及图像采集卡等硬件、图像处理软件等核心部件;3）下游：机器视觉智能设备，包括机器引导设备、视觉识别设备、视觉检测设备、视觉测量设备、解决方案供应商;4）终端应用行业：终端应用领域较广，如电子、半导体、汽车制造、食品包装、制药等领域，其中消费电子、汽车和半导体是当前机器视觉最主要的应用领域。从机器视觉成本分布来看，镜头、相机、图像采集卡等核心部件的制造以及图像处理软件的开发成本，合计占据机器视觉产品总成本的80%以上;从销售额占比来看，软件系统包括可配置视觉系统和特定应用视觉系统，分别为25．22%和21．94%，工业相机、镜头和光源的销售额占比分别为15．61%、12．13%和9．37%;3）从产业链环节净利润率来看，光源的净利润率达到18．4%，为各核心部件中最高水平。机器视觉自动化推进智能制造，国内机器视觉行业产生巨大需求。当前，我国机器视觉行业技术门槛逐渐变高，我国机器视觉相关企业注册量总体趋势表现为先增长后下降。机器视觉不仅可以帮助机器人完成需要导航和识别物体的任务，还帮助机器人与人类工人协作，并将来自视觉来源的信息与来自不同传感器的信息进行整合。机器视觉行业技术的应用视觉技术的最大优点是与被观测对象无接触，靠感觉接收新的事物，人无法长时间观测的物体，机器视觉却可以，而且速度和分辨率都十分的高，因为这一特点，机器视觉被广泛运用于工业以及对于行星的勘测。其中工业是它占比最大的一个领域，按照其定位，可以分为产品质量检测，分类，包装，机器人定位四个方面，它在纺织工业中的应用最为广泛。机器视觉行业自动化得到普及，国产机器视觉产业正处于快速增长期。当前机器视觉相关技术持续提升以及国家政策的支持，我国机器视觉行业市场规模不断增长。以下对2023年机器视觉行业现状分析。资本推动是机器视觉行业高速发展的重要因素之一。机器视觉领域是近几年融资热点领域，近年来国内主要机器视觉生产研究参与者多次获得大额融资，大量的资本投入加速了行业的研发过