機器視覺系統的成功取決于所用的關鍵組件。
機器視覺行業產業鏈中,上游硬件部分包括光源、鏡頭、工業相機、圖像處理器、圖像采集卡;軟件包括圖像處理軟件和底層算法。
中游為設備制造商與系統集成商。
下游應用廣泛,包括半導體、汽車、包裝、醫藥、工業機器人等行業。
在機器視覺產品中,上游軟硬件共占總成本的80%,分別占比為45%、35%, 組裝集成和維護分別占總成本的15%、5%。因此,產業鏈上游是整個行業附加值最高的環節。
光源照明是影響機器視覺系統輸入的重要因素之一,它直接影響輸入數據的質量和應用效果。機器視覺光源主要采用LED照明為主,主要是形狀自由度高,使用壽命長、 響應速度快、單色性好、顏色多樣、綜合性價比高等特點在行業內廣泛應用。
2020年,中國LED照明市場規模為8627億元,同比增長14.30%,2017-2020 年復合增長率為10.71%。從LED照明行業來看,年銷售收入20億元以上為第一梯隊,分別有飛利浦、歐普照明、雷士照明、佛山照明、陽光照明等國內外企業;第二梯隊為5-20億元年銷售收入,包括雪萊特、勤上光電等企業。
鏡頭的主要作用是將目標成像在圖像傳感器的感光面上,是機器視覺圖像采集的重要成像部件。
海外品牌經過多年在鏡頭領域布局、業務累積和技術升級,徠卡、施耐德、尼康、富士等領頭企業已經在全球范圍內形成領先優勢。國內企業起步晚,2008 年之前國內光學鏡頭市場被德、日系品牌壟斷。
隨著產業的崛起,中國工業鏡頭行業的國內企業迅速發展,主要以低端市場為主,以高性價比與海外品牌競爭。高端市場方面,國內仍依賴進口高端產品,主要以日本、德國等老牌制造商的產品為主。
工業相機是機器視覺系統的關鍵組成部分,而圖像傳感器是相機的核心,按芯片類型可分為CCD(電荷耦合器件)和CMOS(互補金屬氧化物半導體)圖像傳感器。
目前,全球工業相機行業以歐美品牌為主,2018 年北美品牌占全球工業相機市場的 62%,歐洲品牌占15%。
中國在CMOS領域占據明顯優勢,到2014年,格科微已經成長為國內第一的CMOS圖像傳感器供應商,并將這一榮譽保持至今。2014年,格科微CMOS圖像傳感器出貨量超過9.4億顆,顯示驅動芯片的出貨量超過1億顆,全年銷售總額突破3.5億美元。
按出貨量口徑統計,2020年,格科微實現了20.4億顆CMOS圖像傳感器出貨,占據了全球29.7%的市場份額,位居行業第一,把三星、索尼等老牌知名廠商甩在身后。
2020 年,中國工業機器人密度為 246 臺/ 萬人,較 2019 年增加 59 臺/萬人,從全球第 15 名提升至第 9 名。中國工業機器人密度已高于全球水平,但仍低于發達水平國家,其中韓國、新加坡、日本長期霸占全球各國工業機器人密度榜首,分別為 932 臺/萬人、605 臺/萬人、390 臺/萬人;德國和美國工業機器人密度分別為 371 臺/萬人、255 臺/萬人。
對比發達國家,中國的工業機器人密度仍有較大的上升空間,將拉動自動化生產設備需求,細分領域機器視覺需求也將增加。此外,產業鏈上游零部件成本占總成本的 80%,主要以低端市場為主,仍未能打破海外企業在高端市場的壟斷局面,這將是未來一個重要的掘金方向。