诺禾致源研究报告：全球科研测序龙头企业疫情后有望重回高增长

诺禾致源研究报告：全球科研测序龙头企业，疫情后有望重回高增长1.科研测序龙头，疫情平稳后有望恢复高速增长1.1.行业领先的科研测序龙头十余年发展成就科研端测序龙头。北京诺禾致源科技股份有限公司成立于2011年，主要依托高通量测序技术和生物信息分析技术，建立了通量规模领先的基因测序平台，并结合多组学研究技术手段，为生命科学基础研究、医学及临床应用研究提供多层次的科研技术服务及解决方案；同时，基于在基因测序及其应用领域的技术积累，自主开发创新的基因检测医疗器械。经过十余年发展，公司已成为科研端测序市场全球龙头，业务覆盖生命科学基础科研服务、医学研究与技术服务、建库测序平台服务，为全球研究型大学、科研院所、医院、医药研发企业、农业企业等提供基因测序、质谱分析和生物信息技术支持等服务。企业总部位于北京，在天津、南京、美国、英国和新加坡设有实验室或实验基地，并在中国香港、美国、英国、新加坡、荷兰、日本和泰国设有子公司，业务覆盖全球6大洲约70个国家和地区，服务客户超过5,900家。股权结构稳定，创始人系业内知名科学家。公司控股股东、实际控制人为李瑞强博士，直接持有公司53.68%的股权，通过员工持股平台诺禾禾谷和致源禾谷间接持有公司10.66%的股权，共计持有64.34%股权，控制公司70.57%股份。李瑞强博士曾担任过华大基因副总裁、北京大学生物动态光学成像中心研究员，一直从事生物信息学与基因组学研究，开发了一系列新一代测序数据分析方法和软件，相关工作发表论文100余篇，被引42000余次，2014-2020年连续7年入选中国高被引学者榜单，曾获北京市海外高层次人才、特聘专家等多项荣誉称号。其2012年在《Science》上联合发表的论文首次实现了高覆盖度的单个精子的全基因组测序，也使得公司成为最早开展单细胞测序技术应用的企业。我们认为稳定的股权结构与管理层的深厚背景，利于公司始终保持领先地位。1.2.疫情后业绩有望恢复高增长，盈利能力逐步增强疫情之前业绩高速增长，新冠疫情产生较大扰动。公司2021年营收18.66亿元，同比增长25.3%；2022年Q1营收3.87亿元，同比增长5.8%。2021年归母净利润2.25亿元，同比增长515.7%，利润端的大幅增长一方面由于2020年基数较低，另一方面公司规模效应不断凸显，且Falcon柔性智能产线降本增效明显；2022年Q1归母净利润1886.6万元，同比减少42.7%，扣非归母净利润同比增长2.3%。公司2015-2019年业绩曾保持高速增长，营收与归母净利润CAGR分别为49.2%/46.1%，但2020年初新冠疫情爆发以来，下游客户项目受疫情反复的干扰，导致公司业绩增速放缓且波动较大。利润端较收入端变化幅度更大原因主要为公司业绩对测序数据量、单G测序价格敏感性较高，在其他条件不变的情况下，营业收入每变化5%，营业利润将变化34.51%，体现出行业较强的规模效益。国内疫情得到控制，海外防疫逐步取消，业绩有望提速。国内上海、北京等地疫情已经趋于平稳，6月起上海逐步复工复产，我们认为相较于生命科学服务其他赛道，测序需求有更大的弹性，主要因为测序服务具有即时性，且部分高校封闭期间，科研客户可以去到实验室开展部分实验，存在部分冻存待测样本，需求有望自6月起逐步反弹。海外自2022年Q1以来也已已逐步取消防疫政策，参考2020年疫情期间公司每周样本收取数量，我们认为在疫情形势向好的情况下，公司业绩有望逐步重回高增长态势。基础科研起家，三大业务协同发展。公司主要业务板块包括生命科学基础科研服务、医学研究与技术服务和建库测序平台服务。建库测序平台服务前期流程与其他业务类似，但直接将原始测序数据交付给客户，不对上机测序的数据结果进行分析与提交报告。生命科学基础科研是公司起家业务，2021年营收6.56亿元，同比增长23.5%，业务占比35.1%，公司持续引进全球先进的高通量测序仪器，测序通量和产能不断增加，专注于科研服务市场也为公司建立了良好的品牌形象，除2020年受疫情影响外，均保持较高增速；建库测序平台服务营收7.04亿元，同比增长38.8%，业务占比37.7%，业务保持快速增长主要系基因测序规模效益强，集中化外包成为市场趋势。科研客户占据主体，海内外业务有望恢复高速增长。公司下游客户主要包括高校科研机构、医院、生物医药企业以及少量经销商，2020年还包括政府的部分新冠检测项目。随着公司业务类型逐步丰富，高校科研院所营收占比从2018年的70.9%降低至2020年的56.6%，但仍占据主体地位。2021年公司国内营收11.98亿，同比增长24.7%，业务占比64.2%；海外营收6.69亿，同比增长26.4%，业务占比由2015年的5.2%已提升至35.8%。我们认为近期国内疫情好转，需求自6月份起有望逐渐反弹；海外国家自2022年Q1起逐步取消防疫政策，2019年之前公司海外业务高速增长，近两年受疫情扰动较大，我们认为目前海外防疫形势下，业绩增长更为乐观。费用率平稳，盈利能力有望进一步提升。公司2021年毛利率为42.89%，净利率为12.1%。受测序价格下行，行业参与者增多导致竞争加剧，毛利率较低的建库测序平台服务业务占比提升以及2020年初以来疫情的影响，公司毛利率与净利率持续走低。2021年受益于疫情形式好转，规模扩大成本摊薄效应明显以及公司Falcon柔性交付系统自2020年3月逐步投入生产，盈利能力有较大提升，2022年Q1受疫情扰动又有所下降。公司费用率相对平稳，2022年Q1销售与管理费用率略有上升主要系相应人员数量增加产生的职工薪酬以及股份支付、审计费用增加所致。当前国内外疫情形式向好，公司英国与美国实验室自动化产线也在装机调试中，产能利用率不断提升，我们认为公司的盈利能力有望进一步提升。疫情后股权激励兑现可能性进一步提升。公司于2021年5月29日公布股权激励草案，业绩考核要求为2021-2023年收入端相较2020年分别增长30%/69%/120%（触发值，目标值为35%/82%/146%），即三年复合增速分别为30%和35%。根据激励对象不同特点，第一类激励对象的限制性股票的授予价格为19.5元/股，第二类激励对象的授予价格不低于30.0元/股。由于2021年全年Delta、Omicron等新冠毒株导致疫情反复，公司收入未达目标，已于2022年4月13日作废部分已授予但尚未归属的限制性股票。由于2022年1-5月疫情的扰动，我们认为公司2022年股权激励目标仍具备一定挑战，但随着海外市场开始发力，国内疫情逐步稳定，实现目标的可能性有较大提升。2.基因测序行业高速发展，科研市场风景独好2.1.测序技术不断更新迭代，NGS仍为当前主流基因测序应用较为广泛。基因测序是基因检测的方法之一，是指通过基因测序设备对生物样本（组织、细胞、血液样本等）DNA分子的碱基排列顺序进行测定，并进一步用于科学研究或临床诊断。基因测序目前可应用于医疗领域及非医疗领域，非医疗领域主要包括环境治理、石油存储探测、农牧业配种、司法鉴定、地质学、生物多样性保护等。医疗领域应用场景又可分为科研级、临床级和消费级三类：科研级应用面向科研机构、高等院校和药企；临床级应用面向患者，检测结果应具有临床意义，可作为医生诊断、治疗依据；消费级应用面向普通消费者，包括皮肤检测、运动能力检测等。其中科技服务、生育健康等细分领域市场已较成熟稳定，基因组合成、肿瘤早筛、消费级基因检测等新领域正处于快速成长期。测序技术不断迭代，NGS仍为当前主流。基因测序技术自第一代技术Sanger问世以来，不断革新更迭，主要包括Sanger测序法、高通量测序技术（NGS）、单分子测序三代测序技术。Sanger测序法的突出优势是长读长及高准确性，一次读取DNA片段长度可达1,000bp，准确率可到99.99%；但测序通量低，耗时长，成本高，因此应用范围有限，但仍是超高精度测序的金标准；NGS边合成边测序，且各DNA簇同时读取，实现高通量。大幅降低了测序成本、缩短了测序时间，同时保持了较高的准确性，目前是基因测序主流技术，也是基因测序技术商业化应用普及的主要推动力；单分子测序在测序前无需进行PCR扩增，读长增加、数据分析难度降低，但准确率较低、技术待完善，目前作为补充满足科研机构的一些特殊研究需求。测序价格不断下行，但近年来逐步稳定。成熟的NGS技术推动基因测序成本以超摩尔定律的速度下降。根据NationalHumanGenomeResearchInstitute(NHGRI，美国国立卫生研究院下属)的调研数据，每兆碱基DNA序列的测序成本从2001年超过5000美元下降至2021年的不到0.01美元；单个人类全基因组的测序成本从2001年超过9000万美元下降至2021年的500美元左右。但同时我们也注意到价格降幅较大主要在2007-2016年，正值NGS大规模推广，至2017年Illumina推出Novaseq6000测序仪以后，NGS已相当成熟，测序技术迭代变缓，测序价格趋于稳定。2.2.产业链分工明确，市场迅速扩容产业链分工明确，格局较为稳定。基因测序产业链分为上中下游三部分，上游是基因测序相关仪器、耗材及试剂供应商，提供基因测序平台和解决方案，主要为国外企业垄断，涉及复杂的多学科交叉和大量精密仪器制造和组装，源头性技术及完整的专利布局也同样构筑了较高的技术壁垒。中游是以实验室、研究机构、测序服务公司为代表的服务提供商，其构建大规模测序平台，并为其他用户提供测序，开发基因测序相关应用，细分领域较多，竞争相对上游更为激烈。下游是以政府、药企、医院及广大人群为代表的测序相关应用或服务的终端消费者。2.3.研究经费稳定投入，科研市场风景独好学术研究为基因测序最大应用场景。根据GrandViewResearch数据，2020年全球基因测序市场下游应用中学术研究占比为54%，为最大应用场景。此外，根据华大智造招股说明书，基因测序仪的主要客户类型为学术研究、临床研究、制药和生物技术公司、医院和诊所以及其他类型，其中学术研究依然是目前测序仪的最大市场，且保持较快增长，预计复合年均增长率为11.5%，至2027年将达到53.2亿美元，占行业整体比例为50.6%。所以学术研究在较长时间内仍将是基因测序最主要的应用场景。科研经费稳定投入，行业增长性确定。科研端基因测序市场规模主要取决于高校科研院所、政府组织、医院的经费以及生物医药企业的研发投入。随着生命科学成果转化和产品商业化的速度越来越快，全球生命科学领域的研究资金投入实现稳步增长，从2015年的1166亿美元增加到2019年的1514亿美元，CAGR为6.7%。中国高校、科研院所、医院实验室、医药企业等进行基础生命科学研究、药物发现以及药物临床前研究的过程中投入的资金由2015年的434亿元增长至2019年的866亿元，年均复合增长率为18.8%，远高于全球生命科学领域的研究资金投入增长速度。我们认为生命科学研究资金投入将保持稳健的增长的态势，也使得科研端测序市场具有较强的增长确定性。基因测序投融资火热，科研市场风景独好。根据动脉网数据，2020年国内共有62起基因检测领域融资事件，金额共计205.9亿元，在相对宽松鼓励的政策环境下投融资火热。但是我们也注意到31%的融资事件发生在肿瘤NGS领域，24%的融资事件发生在肿瘤早筛领域，鲜有资本进入测序服务尤其是科研端测序服务领域。同时参考基因测序全产业链（图17），科技服务领域仅有诺禾致源、华大基因、安诺优达等企业，其中只有诺禾致源专注于科研端测序服务，相对其他拥挤的赛道，科研市场具备更好的竞争格局。我们认为主要原因为科研端测序企业已经构建了较深的壁垒，主要体现在①基因测序行业规模优势明显，单台测序仪价格超过100万美元，在其他条件不变的情况下，测序数据量每下降5%，营业利润将下降34.51%，单G测序价格每下降5%，营业利润将下降62.35%，头部企业目前有较大产能，同时部分产线实现自动化，规模优势明显，行业集中度不断提升；②新的测序应用场景不断增加，例如单细胞测序、空间组学等，测序样本处理、测序结果生信分析等环节难度进一步加大，需要科研测序企业拥有较为成熟的技术与追新能力来保障产品质量与交付周期。具体量化数据我们认为可以参照公司相关服务发表研究文献数量来衡量，以诺禾致源为例，截至2021年底，公司与项目伙伴合作发表SCI文章790余篇，累计影响因子大于6120，我们认为科研端客户对价格敏感性相对较低，客户粘性较大，新玩家多集中于某个特定环节或测序信息分析，少有服务于科研的自建平台，头部企业先发优势明显。3.全球本土化布局，规模优势明显，经营持续向好3.1.规模优势明显，测序技术领先科研测序营收体量遥遥领先。国内规模较大并自有测序平台的中游服务公司主要有

诺禾致源、华大基因、贝瑞基因等，其中只有诺禾致源专注科研服务领域。2021年公司建库测序平台服务、生命科学基础科研服务、医学研究与技术服务三大业务共营收16.33亿元，同比增长28.3%，2020年受突发疫情影响较大，同比下滑7%。华大基因相应业务为多组学大数据服务与合成业务，营收从2018年的7.03亿元下降至2021年的6.42亿元，贝瑞基因相应业务为基础科研服务，2021年营收3.15亿元，同比下滑24%。公司为Illumina国内最大客户，规模优势保障盈利能力。Illumina为全球测序仪领导者，2019年市占率接近60%。公司2017年在Illumina的采购额占Illumina总营收的比例为1.15%，占Illumina大中华区的营收比例为10.91%，2019年进一步提升至2.32%/22.07%，为Illumina在大中华区最大的客户。在较强的规模优势下，公司2019年Illumina测序仪采购价格相较2018年下降19.15%，测序耗材采购价也在逐年降低，Illumina试剂1在2018年采购价格上升主要因为该试剂2017年上市，公司作为首批试用用户获得了较大折扣；试剂2在2019年采购价格上升主要为公司测序平台更新换代，该试剂采购量有所下降导致，原料端成本下降的趋势未发生改变。另外随着华大智造及美国部分新测序仪公司的不断成长，以及三代测序仪公司的快速发展，公司的供应商选择进一步多样化，我们认为成本有望进一步降低。测序终端价格的逐年降低是中游测序服务商面临的主要压力，但行业已过了测序价格超摩尔定律下降的时代，近年来价格趋于稳定。公司2019年单G测序收入为105.81元，相较2018年下降18.65%，单G测序成本为63元，同比下降14.95%。公司目前在国内市占率约为30%，全球市占率约为5%，我们认为公司作为规模最大的头部企业，测序降价压力相对较小，因而也使得公司毛利率稳中有升，2021年提至42.89%，仅2020年受疫情影响严重，毛利率有所下滑。我们认为随着疫情好转，公司测序通量和规模有望恢复，国内外产能利用率不断提升，同时自动化系统降本增效显著，盈利能力有望进一步提升。测序价格虽然有继续下行可能，但我们认为利润空间的不断压缩会进一步凸显公司规模优势，叠加新冠疫情爆发以来对于小型企业的打击，行业集中度会随之提升，公司龙头地位更为稳固。文献数量带动品牌影响力持续提升，侧面验证公司扎实技术与丰富经验。从客户服务角度来讲，我们认为多数科研端客户对价格敏感性较低，更为看重测序质量、交付周期、数据分析能力、可参考文献数量等。测序环节复杂多样无法一一对比，但作为科研测序服务商，在国际期刊发表的文献数量是品牌影响力的直接体现。经过检索，2016-2020年7月，诺禾致源在国际期刊上发表文章数量168篇，领先行业，2021年全年发表79篇，再创新高。我们认为高水平文献的发表对公司的品牌影响力、客户口碑、获客能力均有重要意义。把握行业动态，新技术持续领先。随着NGS技术壁垒逐渐降低，相应服务的附加值也在降低。但随着科学研究的深入，新的研究热点和技术也在不断涌现。诺禾致源天津、新加坡实验中心均完成了三代测序平台扩产，并于2021年11月正式成为PacBio官方认证测序服务商。此外，公司在多组学集成解决方案、单细胞测序、空间组学等相对较新的应用领域也在紧跟热点。例如公司在2014年即开始布局单细胞测序，积累了丰富的经验；空间组学方面，公司引进了FFPE样本的空间转录组测序技术，并可实现空间转录组、空间蛋白组技术手段的联合使用等。通过回顾NGS技术发展与发表文献数量，我们认为目前的新测序技术正处于快速发展阶段，公司凭借规模效应、数据分析能力、品牌影响力等优势持续布局，能够持续保持行业领先地位。3.2.Falcon降本增效成果显著，盈利能力仍存提升空间自动化为行业发展必然，Falcon系统抢占先机。我们认为自动化为测序行业的必然发展方向，相较人工操作，自动化系统能够保障产品质量，避免操作失误与样品污染，缩短交付周期。公司为业内首家开展全流程自动化尝试的企业，公司经过三年时间于2020年3月完成了Falcon柔性智能交付系统，主要特点为：①全流程自动化：集成集成66台精密设备，实现从样本提取、检测、建库、库检、文库pooling及生物信息分析的全流程自动化作业；②柔性产线：借助系统自动化任务规划提供的智能解决方案可满足四大标准化产品类型（WGS、WES、RNAseq、建库测序产品）共线并行生产，未来将扩容更多产品类型；③高效率：相比人工协作或单环节人工半自动化生产线，可将人工投入降低70%、产品交付周期平均压缩60%，24h高效率运转；④稳定可靠：基于高效数据传输和机器识别，对各生产单元的精准控制、实时监测和动态优化，通过机器自动判别和分析，减少人工介入，最大化保证了检测过程的无污染和数据准确性，建库库检合格率提升5%，准确率可达99.99%。自动化壁垒高筑，持续保持业内领先。业内存在小规模、单环节自动化先例，公司Falcon系统是首条实现从提取到终端数据交付全流程自动化的产线，主要难点为：①操作环节多：基因检测服务流程包括样本预处理、核酸提取、建库、上机测序、生物信息分析及报告生成等近百个操作环节，各环节的温度控制、操作次数等对于不同类型的样本有不同的组合要求，且主要均为经验值；②精密度要求高：样本系毫升或微升级别，对自动化设备的精密度要求极高，无法直接参照汽车等自动化生产较为成熟的行业的经验。降本增效显著，海外装机有望进一步提高经营效率。自动化系统的推进最直接表现为公司成本中直接人工的降低。公司单G测序人工成本从2017年的13.73元降至2020年的7.84元，2021年略有提升主要系2021年疫情影响减弱，公司经营向好，实验室新建、扩产加快，生产人员从2020年的624人增长至721人。公司Falcon系统目前主要用于天津实验室，FalconII（小型自动化系统，更节省空间且灵活性更高）已与2022年6月入驻英国实验室，美国实验室目前在安装调试中，我们认为随着越来越多实验室逐步实现自动化，公司单G测序人工成本仍有较大下降空间。此外公司人均创收从2018年的55万元稳步增长至2021年的86万元，ROE也由疫情下的3.32%迅速提高至14.73%，高于疫情前水平，我们认为Falcon自动化系统为其中的重要影响因素，降本增效显著。3.3.持续推进全球本土化布局，海外产能利用率有望进一步提升全球化布局，海外营收占比逐步提升。公司于2013年即成立中国香港子公司开始布局海外市场，目前在中国境内、新加坡、美国、英国建有本地化运营的实验室，于中国大陆及香港、新加坡、美国、英国、荷兰、日本等国家和地区设有子公司，业务覆盖全球六大洲约70个国家和地区，实现对中国、北美、欧洲、东南亚等本地科研需求的快速响应，服务客户超过5600家。2020年国内、美洲、欧洲、新加坡营收分别为9.61/2.27/1.65/0.97/0.39亿元，2021年海外营收占比进一步提升至36%，我们预计随着公司持续推进全球本土化布局，海外营收占比将持续提升。海外产能利用率有望带动盈利能力进一步提升。公司海内外毛利率目前较为接近，海外总产能在2020H1时也已达到国内同等水平，但由于海外实验室多处于需提前购入相关设备的运营早期，市场处于培育阶段，所以客户、订单增长慢于产能增长，进而导致单位产能收入及产能利用率低于国内。但我们认为公司海外产能利用率有较大的提升空间且有足够的确定性，主要逻辑在于海外科研测序外包率的提升。全球市场来看科研端测序体量较大的主要为诺禾致源、美国金唯智、韩国Macrogen等，根据BCCResearch数据，基因测序服务领域2021年市场规模约为82.38亿美元，下游应用中学术研究+医院诊所占比约为68%，则三家头部企业市占率仅为10%左右，诺禾致源体量最大，占比也仅为5%，行业集中度较低，海外外包渗透率也不足20%。我们认为主要原因为基因测序兴起于欧美市场，早期技术壁垒和数据保密性要求均较高，所以多数实验室自行购置仪器与耗材测序。随着技术不断进步，基因测序壁垒降低，逐渐成为生命科学研究的常态化工具；而且研究复杂程度加深所产生的测序数据量急剧增加，部分先进实验室的小型测序平台难以满足需求，或购置新测序仪后样本量难以达到所需通量；此外研究生等科研工作者培养成本增加，科研机构学生更希望专注于数据的个性化分析，进而选择将测序服务外包。基于以上原因，参照中国市场目前几乎100%的外包率，我们认为未来海外测序外包渗透率将有大幅提升空间。诺禾致源作为目前体量最大、盈利能力更强的公司，有望享受渗透率提升带来的红利。定向增发加速全球布局，经营有望持续向好。公司于2022年3月公布定向增发预案，拟向特定对象发行不超过发行前总股本的20%的股票募集资金22.92亿元，来进一步推进国内及全球本土化实验室的建设，增加检测能力，解决产能瓶颈，进一步把握行业发展机遇，满足下游客户需求。另外，我们认为公司新建实验室对于新一代测序仪的采购数量必然多余上一代，以IlluminaHiSeqX和NovaSeq为例，NovaSeq单次测序时间约为HiSeqX的61.11%，但单次测序的数据产出约为HiSeqX的3倍，且两种型号设备采购价格差距较小，根据公司2019年测算数据，HiSeqX单G折旧费用为9.65元/G，而NovaSeq单G折旧费用仅为1.40元/G。我们认为随着公司新建实验室规模与产能利用率的提升，公司经营状况有望持续向好。3.4.积极开拓临床应用，促进业务多元发展基于科研市场优势，积极开拓临床应用。公司业务重心在于科研服务，但临床级基因测序服务市场受资本青睐，也具有较大的发展潜力。公司在生命科学和医药生物的基础、转化和临床研究形成了跨领域的协同优势，并基于该优势积极向下游临床应用领域开拓。诺禾致源为国内第一批获批上市的高通量肿瘤基因检测试剂盒生产商之一，除华大基因和艾德生物在临床诊断领域开展业务的时间较长，医疗器械注册证数量较多外，公司及其他同业者持有的产品注册证数量相当。公司肿瘤六基因检测试剂盒领先行业。2018年8月公司第三类医疗器械“人EGFR、KRAS、BRAF、PIK3CA、ALK、ROS1基因突变检测试剂盒（半导体测序法）”通过CFDA创新医疗器械特别审评通道审批上市，是国内第一批获批的高通量肿瘤基因检测试剂盒之一，且为国内唯一基于ThermoFisher测序技术平台的肿瘤基因检测试剂盒。通过多个环节创新，达到在样本质量受限、微量DNA水平下的高灵敏度突变丰度的稳定产出，降低检测结果的假阳性和假阴性，灵敏度高于竞品，样