輪胎裁切、線束、IGBT 多點開花,構建超聲波平臺型公司。
1. 汽車線束焊接:雙超系統解決功率不足,線束需求龐大推動設備發展
汽車線束是線束的重要應用領域,分為低壓線束和高壓線束。線束是指電路中連 接各電器設備的接線部件,多用在各種精密電子設備,如汽車電路,電腦主板電路, 家用電器電路等。汽車線束可分為低壓線束和高壓線束,高壓線束線徑大,功率要求 高。傳統燃油汽車主要采用低壓線束,而電動車中線束作為重要的能量傳輸通道,主 要使用高壓線束。隨著電動車快速滲透和快充技術持續提升,線徑發展趨大化,高壓 線束滲透率或逐步提升。 汽車線束工藝主要有壓接和超聲波焊接,超聲波焊接工藝優勢明顯。壓接技術是 利用端子將多股電線壓在一期形成接頭,超聲波焊接則是利用超聲波振動所產生的物 理效應將線頭結合起來。壓接技術存在金屬沖壓反彈風險,且易在線束內部形成孔洞, 導致壓接位置的電阻系數提升、導電性降低,影響信號與電流傳輸,引起電子設備及 汽車中其他電器無法正常運行。而相比于壓接技術,超聲波焊接是利用超聲波振動所 產生的物理效應將線頭結合起來,焊接位置密實度提升,線束導電性得以保證,電器 系統運行更順暢、穩定。此外,超聲波焊接還具有電阻系數接近于零、減少熱量堆積 節能、熔合強度高、無火花、接近冷態加工等工藝優勢。
線束需求穩步增長,推動超聲波焊接設備發展。2021 年我國線束市場規模達到 521.64 億元,保持穩步增長。根據 Marketsand Markets,全球汽車線束市場預計將從2021 年的 470 億美元增長到 2026 年的 574 億美元,預測期內的復合年增長率為 4.1%, 汽車線束市場的穩步增長,將為超聲波焊接設備的發展提供持續動力。根據滬光股份 招股說明書,由于電動車對于高壓線束的需求較大,2025 年電動車線束市場空間有望 超 400 億元。低壓線束超聲波焊接機的平均市場單價為 10-20 萬元,高壓線束焊機根據 所焊線徑的大小不同,價格約為 50-150 萬元,單價遠大于低壓線束焊機,2019 年線束 用超聲波焊接機的存量市場規模約 3.57 億元。公司預計 2025 年汽車線束超聲波焊接機 的存量市場規模有望超 10 億元。 預計 25 年汽車線束超聲波焊接機每年新增市場需求可達 2-3 億元。根據公司招股 說明書,預計 2025 年汽車線束超聲波焊接機的存量市場規模大約在 10 億元以上。在行 業以勻速擴產且設備壽命 3-5 年的假設條件下,公司預估 25 年汽車線束超聲波焊接設 備每年新增市場需求可達 2-3 億元,焊頭、底膜等耗材配件市場約 1-2 億元,25 年當年 線束焊接設備及主要配件的新增市場需求可達 3-5 億元。

公司雙通道超聲系統解決焊接功率不足問題,是國內少有可與外資企業競爭的本 土企業。高壓線束的高功率需求,導致超聲波發生器和換能器開發難度大幅提升,為 了有效解決大線徑線束焊接下焊接功率不足的問題,公司采用雙通道超聲系統,綜合 功率最大接近 11000W,可對 95 平方毫米以上的銅線進行焊接。同時,高壓線束的焊 接壓力大會產生較大的瞬間沖擊,公司采用一體式楔桿結構以提高焊機的機械結構強 度。目前公司已經完成不同系列的超聲線束焊接設備研發,在應用于 90 平方毫米以上 面積的銅線束焊接方面,公司的系統功率、焊接線徑等技術指標已經可以與國外競爭 對手(德國雄克等)相當,是國內少有可與外資企業競爭的本土企業。 公司產品逐步客戶驗證中,已獲下游客戶訂單。目前,公司線束焊接設備尚未實 現大批量銷售,但其長期連續工作的穩定性正逐步在客戶產線中進行驗證,若客戶測 試結果好將帶來批量訂單。截至 22年 Q1末,公司汽車線束焊接設備在手訂單約 800萬 元(含稅),主要客戶有比亞迪、均勝電子、滬光股份。
2. IGBT 焊接:技術優于國內同行,有望成為業務貢獻的第二增長曲線
IGBT 焊接技術工藝要求高,超聲波焊接為適宜工藝。IGBT(絕緣柵雙極型晶體 管)是能源變換與傳輸的核心器件,在軌道交通、智能電網、航空航天、電動汽車與 新能源裝備等領域應用極廣。由于 IGBT 模塊功率導電端子需要承載數百安培的大電流, 對電導率和熱導率有較高的要求,同時汽車中的 IGBT 還要承受一定的振動和沖擊力, 對機械強度要求高,因此對焊接工藝要求極高,焊接質量將直接影響功率模塊的可靠 性和使用壽命。超聲波焊接采用高頻超聲能量使金屬原子在兩種材料界面間相互擴散, 最終形成一種高強度鍵合界,具有工藝簡單快捷、接觸電阻低、鍵合強度較高的優勢, 可更好地滿足 IGBT 導電端子對低電阻、高強度的要求。 IGBT 市場規模穩步增長,自給率上升帶動國內 IGBT 產線設備需求。近年來,全 球 IGBT 行業發展持續向好,市場規模逐年遞增,2021 年全球 IGBT 市場規模達 70.9 億 美元。同時在新能源汽車市場,IGBT 是新能源汽車電控系統中最核心的電子器件之一。 隨著新能源汽車滲透率地不斷提升,IGBT 市場也將實現快速增長。2018 年中國 IGBT 市場規模預計為 153 億,在新能源汽車和工業領域需求不斷擴大的情況下,2025 年我 國 IGBT 市場規模將達到 522 億元,市場前景廣闊。我國 IGBT 市場一直以來由國外廠 商占據主導,但隨著斯達半等我國優質企業逐步擴大研發和創新,我國 IGBT 市場自給 率逐年提高,2021 年自給率上升至 19.5%,已接近 20%。國內 IGBT 生產企業的擴張需 求持續增長,將帶動上游 IGBT 產線設備需求。
以 70%的滲透率,至 2025 年 IGBT 超聲波焊接設備需求大約為 3.5-7.5 億元。超 聲波焊接工藝的技術優勢使其在封裝工藝中的比例逐年增大。根據公司招股說明書, 假設到 2025 年在封裝工藝中采用超聲波金屬焊接技術的比例分別為 30%、50%和 70% 三種情形,2025 年 IGBT 超聲波焊接設備(不考慮配件)的存量市場規模分別為 7-10 億元、12 億元-16 億元和 17 億元-23 億元左右。同時假設下游行業以勻速擴產且設備壽命按 3-5 年計算,IGBT 超聲波焊接設備至 2025 年每年的新增設備需求(不考慮配件) 分別大約為 1.5 億元-3 億元、2.5 億元-5 億元、3.5 億元-7.5 億元。

外資企業技術領先,公司設備技術水平優于國內同行。目前 IGBT超聲波焊接設備 尚未形成成熟的競爭市場,公司主要競爭對手為德國雄克,其擁有行業內最先進的技 術水平,公司目前掌握的技術較德國雄克存在一定差距,但與國內同行相比技術水平 更優。IGBT 端子焊接設備技術難度高,IGBT 端子體積極小,需要極為精確的參數控 制,否則難以保證焊接一致性,且易損耗陶瓷或碳化硅鍍銅基板。公司設備的先進性 體現在基于控制器設計技術可以實現復雜焊接模式的精確控制,焊接變形量控制在 ±0.01mm,焊接壓力波動控制在 5%以內,保證焊接一致性;基于一體式楔桿焊接技術 保證聲學結構的穩定性;添加視覺自動定位引導保證焊接位置,自動化程度高;在線 監測系統實時監控焊接狀態。
下游客戶國產替代,公司已獲少量下游訂單。目前公司已完成了半自動 IGBT端子 超聲波焊接設備的開發,全自動設備也正在開發中,截至 22 年 Q1 末,公司半自動 IGBT 端子超聲波焊接設備已取得振華科技和元山電子的在手訂單 188.86 萬元(含稅), 23 年 1 月公司已獲得中車和振華科技連續訂單,我們預計隨著公司設備通過驗證,客 戶訂單批量釋放,公司 IGBT 業務后續發展較快,有望成為公司增長的第二曲線。 布局半導體鍵合機新領域,計劃 23 年 6 月前完成團隊組建。引線鍵合機是用于將 芯片和基板通過金屬引線進行通訊連接的半導體封裝設備,引線鍵合具有兼容性強、成本低、可靠性高、技術成熟等優點,是半導體封裝工藝中的重要環節。常見的引線 鍵合工藝有熱壓鍵合、超聲鍵合和熱超聲鍵合三類。超聲波良好的方向性和波長隨著 頻率增高而變短的特點與鍵合機高分辨率、高轉換效率的功能工藝要求高速吻合,超 聲鍵合在半導體封裝中得到廣泛應用。公司計劃于 23 年 6 月前完成鍵合機團隊組建, 擴大其他半導體領域的產品布局,產品主要針對金銀、合金、銅箔材料的封裝鍵合市 場,計劃 25 年形成銷售。目前國內鍵合機國產滲透率不足 5%,我國鍵合機國產替代 空間廣闊。國內企業布局和研發鍵合機,將推動我國鍵合機市場國產替代,并逐步解 決卡脖子問題。公司鍵合機領域目前國內主要競爭對手有凌波微步、奧特維。
3. 非金屬焊接:無紡布+塑料齊頭并進,超聲波焊接設備土壤肥沃
非金屬超聲波焊接的主要應用為塑料焊接與無紡布焊接。與超聲波金屬焊接不同, 超聲波非金屬焊接是熔化焊技術,其利用高頻振動波傳遞到兩個需焊接的物體表面, 在加壓的情況下,使兩個物體表面相互摩擦,局部產生高溫,達到材料熔點,形成分 子層之間的熔合。目前典型的非金屬焊接以塑料焊接和無紡布焊接為主。
無紡布+塑料超聲波焊接設備需求逐年上升,擁有較好的增長空間。無紡布焊接設 備的市場空間測算以紙尿褲為例,2019 年至 2024 年紙尿褲行業年復合增長率為 5%, 按照 2020 年的產能計算,假設全部采用超聲波工藝,每條產線需要 8 臺超聲波焊機, 產能每分鐘 300 片(紙尿褲、拉拉褲、成人紙尿褲等平均水平),2020 年共需要產線 1,118 條,若全部使用超聲波焊接工藝則對超聲波設備總需求為 13.42 億元(不包含耗 材)。按每年 5%的新增產能全部采用超聲波焊接工藝計算,2021 年的新增市場對超聲 波設備需求為 0.67 億元,假設 2020 年存量產線中 20%在 2021 年替換為超聲波焊接設 備,2021 年替換需求將達到 2.68 億元,2021 年總體超聲波焊接設備需求達 3.35 億元。 與無紡布焊接工藝類似的超聲波塑料焊接機市場較為分散,應用在 3C 電子、醫療器械、 汽車、家電等領域,超聲波塑料焊接設備多為標準化設備,根據公司招股說明書,每 年對超聲波塑料焊接設備的市場需求約 3-5 億元。
4. 輪胎裁切:超聲波裁切技術深厚,輪胎裁切領域的頭部玩家
輪胎市場需求規模龐大,帶動輪胎制造設備市場空間增長。得益于發達國家巨大 的汽車保有量與新興發展中國家持續增長的新車需求量,全球輪胎產業總體呈增長態 勢。根據米其林財報,2013 年至 2018 年全球汽車輪胎總銷量呈上升趨勢,2020 年受疫 情影響,全球各輪胎企業開工不足,全球汽車輪胎總銷量 15.77 億條,同比下滑 11.7%。 2021 年隨著海外疫情得到控制,全球輪胎市場回暖,總銷量達 17.27 億條,同比增長 9.5%;全球乘用車輪胎實現總銷量 15.1 億條,其中配套市場和替換市場分別實現 3.56 億條和 11.54 億條,分別占比 23.6%、76.4%。隨著全球輪胎市場需求復蘇和發展中國 家汽車普及率提升,輪胎市場需求規模將進一步擴大,預計未來全球輪胎市場規模整 體保持低速增長發展態勢,將對上游輪胎超聲波裁切設備市場的發展形成穩固支撐。
國產化技術打破外資壟斷。超聲波裁切在輪胎生產過程中的應用最初以美國必能 信為主,并于 2000 年左右傳入中國,必能信的產品在全球輪胎行業的頭部企業中應用 較為廣泛,普利司通、固特異、倍耐力等知名輪胎廠商的生產線上均使用必能信的輪 胎裁切設備,而公司依靠自身的聲學工具設計技術通過有限元分析技術模擬在超聲波 振動下每一個點的運動狀態,進行矢量疊加后即可分析出超聲裁刀整體振動情況,結 合各部位材料特性,設計出最符合裁切效果的裁刀結構,該項技術大大降低刀具工作 中損壞的幾率,減少裁切的功耗,減小發熱量,提升裁切的質量和穩定性。當前公司 依托自主研發的超聲電源、壓電換能器、控制器和聲學工具等基礎技術,已實現全套 輪胎超聲波裁切設備的國產化,打破外資企業壟斷,成為該領域的主要供應商之一。

公司在超聲波裁切設備領域市場地位穩固。超聲波裁切設備下游市場需求平穩, 設備以存量產能的設備更新替換需求為主,少量新增產能的新增設備需求為輔,從而 對裁刀、發生器、換能器等裁切配件存在穩定的需求,2019-2021 年公司汽車輪胎超聲 波裁切設備及主要配件實現營收 3233.6、2660.3 和 3477.0 萬元,其中設備收入 788.0、 467.5、793.7 萬元,整體毛利率 69.07%、66.18%及 66.82%??蛻粜枨笾饕劢贡啬苄?和驕成超聲兩大品牌,兩者設備性能總體相當,其中公司 40kHz 產品較必能信更優, 且裁刀寬度可達 355mm,較必能信擁有更廣泛的應用場景,公司整體市場占有率與必 能信較接近。驕成在國內規模最大的橡膠生產企業中策橡膠產線上占比超 50%(含新 增產線和原有產線),2021 年中策橡膠、軟控股份等主要客戶合計收入占比 41.18%。