X 射線檢測設備產業鏈上游為零部件供應商,主要為 X 射線源、探測器、高壓電源、多軸聯動系統、離子泵、控制板卡等;產業鏈中游為檢測設備設計商;下游應用領域廣泛,主要為醫療健康領域和工業無損檢測。
其中工業無損檢測領域主要應用于集成電路及電子制造、新能源電池、鑄件焊件及材料檢測、公共安全及其他(如食品安全等)等領域。應用領域不同,X射線檢測設備的主要技術參數、封裝形式、技術特點等差異較大。
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根據沙利文咨詢,預計到 2026 年我國 X 射線檢測設備除醫療健康領域外的其他主要應用領域的市場規模為 241.4 億元,2022-2026 年我國X射線檢測設備市場規模的 CAGR 約為 15.2%。
除醫療健康外,2021 年我國 X 射線檢測設備的市場規模約為 119 億元,受到下游集成電路及電子制造、新能源電池等行業需求的快速增長影響,X 射線檢測設備預計在未來五年將維持高速增長的趨勢。
集成電路產業驅動需求增長
根據沙利文咨詢,2026 年集成電路及電子制造 X 射線檢測設備市場規模預計達到 61.2 億元,2022-2026 年的 CAGR 將達到 23.0%。2017 至 2021 年,中國集成電路及電子制造的市場規模從 15.3 億元增長至 23.4 億元,年均復合增長率為 11.2%。
未來,隨著半導體制造行業逐漸成為國家重點發展產業,政府相關扶持政策的不斷推出,中國集成電路及電子制造行業有望蓬勃發展,集成電路及高端電子制造廠商對X 射線檢測設備的需求也有望進一步擴大。
X 射線檢測可以用于晶圓的檢測與封裝后檢測工藝中。集成電路是我國重點發展的產業,從主要依賴進口,逐漸發展成先導型行業,產業規模逐漸壯大,產業結構日漸完善。近年來,我國集成電路產業呈平穩增長趨勢。
據中國半導體行業協會披露數據,我國集成電路產業年銷售額從 2010 年 1,440.2 億元增長至 2020 年 8,848.0億元,年均復合增長率達到 19.9%。我國集成電路產業的快速發展驅動著集成電路X 射線檢測設備的需求增長。
X 射線檢測設備可以獲得器件的內部結構,發現隱藏在封裝體內部的各種缺陷,同時可以發現 PCB 內層走線的斷裂以及肉眼和在線測試檢查不到的內部結構。
我國在 PCB 行業的發展勢頭良好,在全球市場范圍內的生產優勢依然存在據 Prismark統計數據,中國市場 PCB 產值持續穩定增長,從 2010 年的 201.7 億美元增長至 2020年的 351.0 億美元,年均復合增長率為 5.7%,高于全球市場平均增速,同時中國市場在全球市場的占比從 2010 年的 38.4%,持續上升至 2020 年的 53.8%。
獲得汽車航天航空等領域青睞
根據沙利文咨詢,預計至 2026年X射線檢測設備在整體電池檢測領域的市場規模將達到 58.0億元,2022-2026年CAGR將超過28.9%。2021年,X射線檢測設備在電池檢測領域的市場規模為 13.2 億元,其中中國設備占主導地位。
新能源汽車和儲能行業的爆發式發展成為電池行業 X射線檢測設備高速增長最主要的驅動因素。伴隨著動力電池及儲能企業產能的高速擴張,X射線檢測設備在該領域的需求量增長迅猛,且設備技術迭代快。
X射線檢測作為新能源汽車鋰離子電池檢測必不可少的檢測手段,我國新能源汽車產業的發展將直接帶動鋰電池檢測設備需求。
2017年至2021年,動力電池裝機量年CAGR為43.5%。預計未來5年(2022年到 2026 年),動力電池裝機量年復合增長率為34.93%,在 2026 年達到 762GWh。
2017年至 2021年,儲能電池新增裝機量由 0.5GWh 增長到 5.9GWh,年復合增長率為 85.5%。2022-2026年-儲能電池裝機量將保持高速增長,預計CAGR將達到53.0%,在 2026 年達到新增裝機量 55.3GWh。
根據沙利文咨詢,預計 2026 年市場規模將超過 44.2 億元,2022-2026 年 CAGR將接近約 17.0%。2021 年,中國工業領域(鑄件、焊件及材料)X 射線檢測設備市場規模近 21.1 億元,
未來,作為高效率、高精準度的檢測設備,X 射線檢測受到越來越多汽車制造、航天航空等領域的青睞和肯定,X 射線檢測設備的需求量也隨著汽車市場、航天航空等整體規模的擴大逐漸增加。
汽車工業是 X 射線檢測設備在鑄件、焊件及材料檢測最大的應用領域,隨著新能源汽車的發展以及汽車工藝技術進步,擴大了 X 射線檢測設備的應用場景。X 射線檢測技術可以在不損傷零件的基礎上,檢測材料內部結構異常或缺陷,受益于一體式車身壓鑄工藝的發展,未來 X 射線設備將被廣泛應用于該領域。
近幾年,我國汽車產銷量有所波動,2020 年汽車產量為近年來低谷,產量為 2,522 萬輛,2021-2022 年我國汽車產銷量隨著新能源汽車的快速增長也在逐漸恢復。
X 射線源市場規模將達 54億元
在 X 射線管中,從陰極發射的電子,經陰極、陽極間的電場加速后,轟擊 X 射線陽極靶,將其動能傳遞給靶上的原子,其中約有 1%左右的能量轉化為 X 射線,并從 X 射線照射窗中射出。X 射線源陰極發射的電子被聚焦到靶上的一個點,稱之為焦點,焦點的尺寸越小,則檢測精度越高。
X 射線源主要性能指標包括焦點尺寸、管電壓、管電流。X 射線源所需的電子槍系統主要由高純鉬柵控微孔電子槍和其他電子光學系統共同組成,實現電子束的持續穩定發射。三極電子槍結構,實現小體積內靜電場電子發射及預聚焦,有效減小了柵控電壓及加速電壓,減小了極間漏流并提高了電子槍發射效率。
開管式微焦點射線源具有焦點尺寸更小、最大管電壓更高的特點,具備更高的放大倍率和更強的穿透力,但同時在性價比、維護成本、使用壽命和啟動時間等方面具有一定的劣勢。
目前,閉管式微焦點射線源仍然是集成電路、電子制造、新能源電池等精密 X 射線檢測領域的主要選擇。在封閉式熱陰極微焦點 X 射線源領域,日聯科技是中國唯一一家實現量產的企業。
在開放式微焦點 X 射線源領域,國內企業目前尚未能實現產業化突破,該領域主要由依科視朗、Finetech、X-WorX 等公司壟斷。
根據沙利文咨詢,預計 2026年 X 射線源市場規模將達 54.25 億元,2021 至 2026年復合增長率達 19.0%。從 X 射線源市場規模來看,據統計,除醫療市場外,中國X 射線源市場規模從 2017 年的 14.64 億元增長至 2021 年的 22.76 億元,年復合增長率為 11.7%。
未來我國將繼續保持對集成電路產業的大力發展與投資,另外由于國家雙碳政策和能源轉型戰略,動力電池和儲能電池市場進入高速發展期,將顯著利好于 X 射線源市場的發展。
微焦點 X 射線源是典型的多學科交叉高科技產品,涉及原子物理學、真空物理學、材料學、電磁學、電子光學、熱力學等學科,具有研發難度大、技術壁壘高的特點。
受限于國內技術和制造水平不足,我國工業影像檢測的微焦點 X 射線源幾乎全部依賴進口,中國市場一直以來被日本濱松電子、美國賽默飛世爾兩家公司所壟斷,2021 年其合計市場份額近 85%,能提供 80-180kV 全系列封閉式微焦點 X 射線源。
隨著我國精密檢測設備需求的不斷提升,加上國外龍頭企業生產設備核心部件交付延期及設備維護等原因的影響,關鍵核心部件供給不足的問題日益凸顯,特別是隨著下游集成電路及電子制造、新能源電池產業的發展,下游面臨“一源難求”的困境,嚴重影響了下游相關產業的產品質量檢測水平。