2023年骄成超声研究报告 深耕超声波设备十五载-前瞻性布局新能源业务

2023年骄成超声研究报告深耕超声波设备十五载_前瞻性布局新能源业务1.国内超声波设备细分龙头，高景气下游开启成长新曲线1.1.1.公司历程：深耕超声波设备十五载，前瞻性布局新能源业务国内超声波细分领域龙头，以自研为主横向扩张。骄成超声公司成立于2007年，成立之初即切入超声波轮胎裁切领域，主要从事超声波焊接、裁切设备和配件的研发、设计、生产与销售。公司于2015年前瞻性布局新能源行业，主要提供新能源动力电池制造领域的自动化解决方案，下游涉猎新能源动力电池、橡胶轮胎、汽车线束、功率半导体、无纺布等多个高景气领域，是国内领先的专业提供超声波设备以及自动化解决方案的供应商。骄成于2022年上市，是国内超声波领域上市第一股。目前公司主营业务获得下游的高度认可，与宁德时代、比亚迪等第一梯队的电池厂商建立了稳定合作关系。公司科研创新能力强大，是国家专精特新小巨人企业，先后获评上海市高新技术企业等荣誉，公司重视研发，截至2022年9月，公司有各项知识产权240多项，其中发明专利45项。1.1.2.顶层设计：管理层技术背景深厚，子公司定位清晰公司成长迅速，股权结构集中且稳定。公司实际控制人为周宏建，直接持股比例为14.13%。同时，周宏建通过阳泰企管间接持有公司股份19.02%。综上，周宏建直接及间接合计持有公司股权比例为33.15%。创始人话语权大有助于把舵战略发展方向，助力公司持续、稳健地发展。设立员工持股平台，建立长效激励机制。公司共设有2个员工持股平台，上海鉴霖企业管理持有公司8.46%股权，能如企管持有鉴霖企管20.35%的股权。通过设立员工持股平台，以间接持有公司股权的方式对其进行股权激励，为调动员工的积极性和创造性建立了长效激励机制。背靠优质高校，技术人才资源禀赋丰厚。创始团队合作关系稳固，技术外溢风险小。公司位于上海，优秀高校以及科研机构密集、基础设施全面、区位优势明显，公司多名核心研发人员毕业于上海交通大学，并与上海交通大学开展合作研发项目，不仅能够提升公司的科研实力和技术水平，还有利于为公司引进更多优秀的人才。管理层专业资质优越，深耕行业多年。周建宏，石新华、殷万武均为核心管理层兼核心技术人员，参与多项授权专利和多个研发项目，对公司的技术发展有着突出贡献。其专业领域覆盖当前超声波研发前沿的焊接技术、检测技术。虚拟制造、超声特种加工。其中，公司副总经理石新华为研发总负责人，公司内部设立了专门的技术中心，全面负责新技术的研发、生产工艺的改进及产品性能的提升。技术中心结合市场发展前景与客户个性化需求进行技术创新和产品研发，形成完善的研发体系。子公司定位清晰，形成高效有序的产业布局。骄成有6家全资或控股公司，为公司的关键业务拓展形成了研发+产能的双重赋能。2016年，公司开始为新能源动力电池行业客户提供新能源汽车动力电池超声波焊接设备。同年，公司设立子公司青岛奥博，开始为客户提供动力电池各类自动化系统，实现了由单个产品到自动化集成业务的升级。同年成立子公司无锡骄成，主要承担公司的生产加工职能，2022年上半年，公司通过无锡骄成构建智能制造生产基地，购进先进生产设备用于生产超声波设备，顺利扩大公司业务规模和生产能力。公司通过与子公司专业化的分工和合作，形成了高效、有序的产业布局。1.1.3.产品架构：超声波领域横向延展性强，公司聚焦多下游应用领域底层核心技术自主可控，主营业务发展路径清晰。多年的研发和技术积累，公司掌握了包括超声波电源、压电换能器、声学工具、控制器、在线监控系统和自动化系统在内的全套超声波设备核心部件的设计、开发和应用能力。通过自身的超声波技术平台，依靠以超声波技术为核心的基础研发技术和创新技术，拥有向不同行业应用拓展的能力，可根据下游不同行业的需求开发出满足应用要求的各类超声波设备和配件。按照应用领域划分，公司产品主要包括:1）动力电池超声波焊接设备。超声波焊接设备是动力电池电芯生产装配流程中的必要设备，适用于锂电极耳焊接、PACK焊接、复合集流体高速滚焊以及镍氢电池正极极片焊接等多种应用场景。公司动力电池超声波焊接设备主要包括各类超声波焊机2）汽车轮胎超声波裁切设备。公司的超声波裁切设备主要应用于汽车轮胎橡胶裁切领域，适合轮胎内衬、胎侧、胎面、三角胶等裁切，具有切割温度低、切割面光洁度好、绿色无污染等点。3）其他领域超声波焊接设备。超声波焊接设备还可以广泛地应用于口罩等医疗防护用品无纺布焊接、塑料焊接、线束端子焊接、半导体IGBT焊接等领域深度绑定优质客户，三大领域产品均得到下游第一梯队公司认可。凭借较强的技术研发实力、优质的产品品质、优秀的终端应用开发能力以及快速的反馈服务速度，公司积累了丰富的专利技术和客户资源。①在国内动力电池领域，公司的技术实力和产品性能受到宁德时代和比亚迪等龙头企业的认可，长期作为其生产线中超声波焊接环节的设备供应商；②超声裁切领域，公司与诸国内外轮胎行业的头部客户建立了多年合作关系。1.1.4.财务分析：收入利润双增，业务呈现高盈利+高成长态势公司整体业务发展情况良好，呈现快速增长态势。2018-2021年，公司三年营收CAGR高达50.53%，2022Q3年营收达3.88亿元，同比增33.82%；归母净利润由2018年的0.24亿元提升至2021年的0.69亿元，CAGR为43.64%，2022Q3归母净利润为0.86，同比增80.31%。由于核心设备实现下游市场突破，叠加公司横向拓展领域强，收入与利润都保持在较高的水平。成本管控有效，核心业务毛利保持稳定。2021年公司主营业务毛利率为公司49.08%，较上年度下降公司15.11%，主要原因是其他领域焊接设备毛利率下滑，毛利率相对较低的动力电池自动化系统公司业务在收入中占比提高所致。公司同类产品的毛利率相对稳定，且处于较高水平；综合毛利率存在较大波动，主要系各期产品结构变动所致。2019-2021年，动力电池超声波焊接设备毛利率分别为公司54.81%、50.57%及公司50.55%，核心设备毛利保持稳定。整体来看，净利率呈现与毛利率相同的变化趋势，2022H1公司净利率略有提升，为21.67%。2018-2021年，公司期间费用率为35.93%/36.53%/25.51%/26.62%，公司期间费用的金额逐年增长，期间费用率整体呈下降趋势，其中。2020公司年公司销售费用率快速下降并低于可比公司平均水平，主要系营收规模快速增长所致。2019-2021年管理费用率的持续下降，同样系部分管理费用具有固定费用的特征，费用增速低于收入增速所致。主营业务实现下游突破，横向拓展新兴领域保障收入稳定。在主营领域动力电池超声波焊接设备领域，随着产品陆续通过知名动力电池厂商认证，客户认可度逐步提高。在公司2019公司年补贴退坡导致的新能源行业调整以及公司2020公司年下半年以来新能源行业高速发展的背景下，公司动力电池焊接领域收入呈现先降后增的趋势，该部分2021年营收占比52.93%，2022H1进一步上升至65.09%，对应毛利率均维持在50%以上。而2020公司年背景下，公司顺应市场需求而大力开拓超声波无纺布焊接设备，导致该业务营业收入当期出现大幅增长。对应其他领域超声波焊接设备领域2020年收入占比71.29%，毛利率67.65%。资产负债处于健康水平，长期偿债能力良好。公司2019-2021年资产负债率分别为28.67%、60.67%及45.47%，呈现先升后降的趋势。2020年末公司资产负债率大幅变动，由28.67%提高至60.67%，变动原因如下：①公司于2020年12月对累计未分配利润中的13,220.00万元进行了现金股利分配，股利于当月发放完毕后，公司净资产金额下降，进而影响期末资产负债率。②即便剔除发放现金股利的影响，公司资产负债率仍较上年末有所提高，这主要是因为2020年末公司在执行订单金额较高，客户验收周期较长导致合同负债增加，为推进生产而进行的材料采购导致应付票据及应付账款有所增长。随着投资者投入增加及经营积累的增长，2021年末公司所有者权益总额快速增长，由上年末的10,371.28万元增加至34,438.15万元，负债总额的增长速度低于资产总额的增长速度，因而2021年末公司资产负债率下降至45.47%。公司资产负债率整体处于较低水平，主要是受到公司战略规划及资产结构的影响。从公司整体的资产回报能力角度分析，公司的ROA和ROE水平在近年来有所下滑，公司的ROA、ROE在2020年出现较大幅度的增加，主要系2020年疫情波动，口罩业务的快速发展带来了盈利增加。整体而言，公司资产负债率与公司的资产规模、经营模式相适应，资产负债率处于合理范围以内，长期偿债能力良好。2.超声波多领域场景应用广泛，突破高端市场2.1.1.超声波广泛应用与工业、食品、医疗领域超声波方向性好，反射能力强，能量集中，广泛应用与工业、食品、医疗领域。超声波是一种频率高于20kHz的声波。超声波方向性好，反射能力强，易于获得较集中的声能。超声波技术一般包括功率超声和检测超声。①其中功率超声技术是以物理、机械振动、电子材料等学科为基础，通过超声波能量使物体或物体性质某些状态发生变化的应用技术。工业领域的超声波焊接、裁切、清洗、喷涂均属于功率超声领域；②检测超声则是利用超声波技术来进行检测工作。医疗B超、超声探伤则属于检测超声领域，功率超声与检测超声之间存在明显技术差异，可比性较弱。骄成超声是功率超声领域的超声波工业设备制造商。功率超声的应用广泛：①在金属焊接领域，超声波技术可应用于动力电池极耳的焊接、IGBT功率模块引脚和镀铜基板之间的焊接、汽车线束焊接等；②在无纺布焊接领域，超声波焊接设备可用于口罩、一次性卫生用品等无纺布的焊接；③在塑料焊接领域，超声波技术可以实现热塑性塑料的熔合焊接；④在橡胶裁切领域，超声波技术可用于轮胎生产过程中的胶料裁切；⑤在工业清洗领域，超声波可用于机械零件、电子元件，光学部件等精密零部件的清洗；⑥在喷涂领域，超声波喷涂可用于精密喷涂、纳米材料制备、太阳能应用、LED、燃料电池、半导体器件、喷雾干燥、纳米涂层、PCB制造等领域；⑦在医疗领域，超声波可用于制造超声波手术刀和实现超声波医疗美容；在食品领域，超声波用于食品切割、辅助提取、杀菌、乳化等。超声波焊接根据焊接对象的不同，主要可分为金属焊接、塑料焊接。1）超声波金属焊接：是将焊件置于焊座上，焊头在压力作用下在焊件表面来回高频振动摩擦，焊件界面间氧化物或污染被破坏挤走，从而形成纯净金属之间的接触，在高频超声摩擦的作用下，接触的金属发生塑性变形及流动，形成局部连接区域；随着超声能量的持续增加，金属塑性流动进一步增强，局部连接区域不断扩展融合，进而形成焊接接头。2）超声波塑料焊接：当超声波作用于热塑性材料的接触面时，会产生每秒几万次的高频振动，通过焊件把超声能量传送到焊接区。焊接区由于声阻大会产生局部高温，塑料由于导热性差，热量散发慢，聚集在焊区的热量致使两工件的接触面迅速熔化，在施压一定压力后，即可使其融合成一体。继续施加压力能够使其凝固定型，形成坚固的分子链，实现的焊接强度能接近于原材料的强度。一套典型的超声波金属焊接系统包括：发生器（将工频交流电转换为超声频电信号）、换能器（将超声频电信号转换为机械振动）、调幅器（将换能器端输出的振幅进行调整）、焊头（将调幅器端的振幅进一步放大，传递到焊件表面）、底模（即焊座，支撑焊件）。超声波金属焊接时，焊接温度远低于材料的熔点，是一种固相连接的方法，其既可以焊接同种材料，也可以焊接异种材料，特别适合焊接一些较软的和高导热性的材料，如铝、铜、镍等。2.1.2.超声波焊接/裁切技术优势显著，能为各自领域提供最佳解决方案超声波焊接同其他焊接技术的对比超声波焊接相比其他焊接技术有其独特的技术优势。在金属焊接方面，具有以下几点优势：①焊接材料不熔融，近冷态焊接；②焊接后导电性好，电阻系数极低；③对焊接金属表面要求低，氧化或电镀均可焊接；④焊接时间短，不需任何助焊剂、气体、焊料；⑤焊接无火花，环保安全等优点；在塑料焊接方面，具有以下几点优势：①焊接速度快，焊接强度高、密封性好；②取代传统的焊接、粘接工艺，成本低廉，清洁无污染且不会损伤。③焊接过程稳定，所有焊接参数均可通过软件系统进行跟踪监控，一旦发现故障很容易进行排除和维护等优点。超声波裁切对比其他裁切工艺有显著优势，暂时不会被非接触式能量切割替代。近年来，超声波裁切在轮胎工业中经过多年对传统裁切方式的替代，已成为轮胎制造行业的主流工艺。由于橡胶材料遇高温易硫化的特性，温度低、阻力小、一次接触式入刀是轮胎切割的必要条件。目前就轮胎切割的技术发展趋势而言，暂时无法用类似激光的、非接触式能量切割的方式来替代超声波切割。2.1.3.大时代先发者，高端外资主导历史有望打破公司是国内少数能在高端超声波工业设备端具备国际竞争力的企业。过去，超声波焊接设备、超声波轮胎裁切设备等相关市场长期被以必能信为代表的外资品牌占有。行业内主要外资企业有必能信、泰索迡克、Sonics，国内企业有新栋力、科普等。在动力电池金属焊接、轮胎裁切领域，国外实力较强、历史悠久的企业必能信与公司构成直接的竞争关系。其中，泰索迡克和Sonics为外资超声波设备厂商，在国内动力电池金属焊接和裁切设备领域拥有一定的市场份额；国内方面，新栋力和科普为国内超声波设备企业，业务涵盖动力电池金属焊接、消费类锂电池的焊接等领域，产品尚未在宁德时代和比亚迪的产线中大批量应用。公司产品打入头部电池厂商，打破高端外资垄断。锂电池极耳焊接环节作为锂电池生产过程中直接影响电池性能的关键环节之一，下游动力电池厂商对其供应商及技术路线的选用有严格的要求，只有最符合锂电池生产要求的设备和工艺才会被采用。传统的外资企业产品偏标准化，由于动力电池技术革新极快，设备商需要不断地根据行业内新技术、新趋势进行配套的产品开发。公司基于核心技术体系开发出的相关产品，成功打入了下游行业头部客户的供应商体系，宁德时代和比亚迪均证明其使用公司的产品替代了其原有进口品牌的设备。国内方面，新栋力和科普为国内超声波设备企业，业务涵盖动力电池金属焊接、消费类锂电池的焊接等领域。目前，除公司外，国内其它超声波设备企业的产品主要用于动力电池极耳常规预焊工序中，极耳终焊设备则在主要锂电池客户量产线上应用极少。公司的主要竞争对手为终焊领域的必能信和美国Sonics，而在预焊领域也与国内超声波设备厂商如新栋力和科普形成竞争，但动力电池超声波焊接设备的市场需求以终焊设备为主。3.动力电池集中扩产，助力公司核心产品快速放量3.1.1.新能源汽车高速发展，上游锂电龙头集中扩产汽车电动化趋势不断深入，为动力电池市场广阔。近年来我国新能源汽车市场高速发展，全国销量由2010年的0.5万辆增长至2021年350万辆，连续7年位居全球第一。2020年我国新能源汽车渗透率仅为5.40%，2021年达13.4%。据工信部等起草的《新能源汽车产业发展规划（2021-2035年）》，我国规划到2025年新能源汽车竞争力将明显提高，销量占当年汽车总销量的20%，并在2030年销量占比达到40%，2035年纯电动汽车成为新销售车辆的主流，公共领域用车全面电动化。未来新能源汽车渗透率预计将逐步上升，从而推动动力电池需求增长。锂电设备市场空间广阔，驱动超声波焊接设备市场快速发展。锂电设备市场规模持续增长，中国已经占据全球市场的半壁江山。根据起点研究院（SPIR）统计，2021年全球锂电池设备市场规模为792亿元，增长48.87%；高工锂电数据显示，2021年中国锂电设备市场规模超过500亿元，预计2022年将进一步增长超过750亿元。未来随着政府支持政策的继续推行、新能源技术的深入发展以及市场认可度的逐步提高，下游动力电池需求不断增长，电池厂商扩产速度加快，进而带动整个锂电制造设备市场规模的快速扩大，也将为超声波焊接设备市场的快速发展带来强大发展动力。3.1.2.超声波焊接在极耳焊接环节具有不可替代性超声波焊接主要应用在锂电池极耳焊接环节。在锂电池行业近年在飞速发展过程中，随着头部企业产能越来越大，产线速度越来越快，其电池层数越来越多，对超声波极耳焊接设备提出了更高的需求。由于动力电池生产过程的工序复杂性、材料特殊性与多元性、工艺参数敏感性与高标准，生产制造设备的技术先进性成为动力电池设备的关键因素。以锂电池为例，其生产工艺流程分为电芯制造→电芯装配→电芯检测→电池组装4个环节。①其中电芯制造属于前段工艺，包括制作电池正负极片；②中段工艺为电芯装配，包括电芯卷绕/叠片、极耳焊接，入壳封装和电芯注液；③电芯检测和组装后段工艺，包括化成分容、检测、成组、PACK工序。公司深耕锂电中段设备领域，其自主研发的超声波金属焊接设备，主要应用在电芯中段的极耳焊接环节。动力电池焊接最常见的技术路线为激光焊接和超声波焊接，两者的焊接原理、技术特点、优劣势有所不同，分别应用在电池生产的不同环节。其中激光焊接主要用于电池软连接焊接、顶盖焊接、密封钉焊接、模组及PACK焊接。超声波焊接则主要用于极耳焊接环节，在部分PACK焊接工序中也存在应用。总体而言，在动力电池生产工序中，超声波焊接的应用场景与激光焊接存在较大差异，例如在中段工序中，超声波焊接用于多层极耳焊接，而激光焊接用于软连接焊接和顶盖焊接。在多层极耳焊接环节中，超声波焊接发热量小，焊后内阻小，拥有激光焊接难以替代的优势。在动力电池装配制造过程中有大量的焊接接头，当焊接接头强度不足时，将造成电池组内部电阻增大，不能有效供电；当焊接过度时，焊接热量过大，电池芯和电极盖将被焊穿，容易造成电解液泄漏和电池组电路短路，造成电池报废。因此，接头焊接质量对电池组的性能可靠性起着决定性的作用。超声波金属焊接是固相连接，焊接过程中发热量小，焊后内阻小，是动力电池电芯生产装配流程中的必要设备，尤其适用于多层极耳焊接。在多层极耳焊接工艺上，如果采用激光焊接，其在对电芯的潜在风险和焊后内阻等电池性能参数上，以及对极耳状态要求、焊接成本、焊接效率上，相较超声焊接均存在劣势。成本和效率随着激光技术的发展可能会得以改善，但是其他方面的劣势难以解决，因此，超声波焊接在多层极耳焊接的环节中具有难以被取代的地位。3.1.3.明星产品冲破外资垄断，获得头部电池厂入场券公司凭借全面的超声波基础研发技术，开发出两大具独创性的明星产品。在锂电池极耳焊接领域，公司具有行业领先的设备整机性能，结合创新性的超声波金属焊接监控系统技术和一体式楔杆焊接技术，开发了1）超声波焊接监控一体机和2）超声波楔杆焊机。1）超声波楔杆焊接机设备：公司自主研发设计的超声波楔杆焊接机设备采用独有的一体式楔杆焊头设计，可满足随着动力电池技术的持续发展所带来的不断增大的压力和层数要求。一体式楔杆焊接技术以一体式楔杆焊头为基础，结合自动化系统技术、声学工具设计技术、换能器仿真设计技术综合开发而来，可以实现不同技术要求的超声波焊接工艺。目前行业内通常采用悬臂式的超声波焊头，这种焊头的缺点是焊接时力臂长、容易上翘，尤其在层数比较厚、焊接压力大的焊接场景有着明显的缺陷，采用楔杆式焊头能够有效克服这一缺点。骄成基于一体式楔杆结构开发的超声波楔杆焊机性能明显优于传统卧式焊机。在搭载相同发生器和换能器的情况下，极耳可焊层数可由80层提升到150层（采用双超声系统可达200层），焊接参数输出更加稳定，功率波动由±10%降低到±5%，设备稼动率可达99%以上，焊接效果更好。2）超声波焊接监控一体：设备率先于行业推出，破除极耳焊接实时全检难题，在头部客户得到大规模应用。极耳虚焊会导致锂电池电芯在使用过程中发生断路、内阻大等问题，超声波焊接质量的好坏直接关系到锂电池的整体性能、良品率及电池使用寿命。公司创新性地开发了适用于超声波金属焊接工艺过程的焊接质量监控技术，通过设计合适的传感器、抗干扰性强的信号采集系统和调理系统，从而获得准确、特征丰富的检测信号，是进行焊接过程在线检测的必要条件。同时，公司设计合理优化的软件框架能够保证系统运行的执行速度和稳定性，使得系统可以适应快节拍的生产过程，智能检测算法可以从检测信号中提取出与焊接过程稳定性相关的特征量，结合建立的数学模型，准确实现焊接质量在线实时检测。公司将开发的超声波金属焊接质量在线监控系统技术集成在超声波金属焊机上，形成超声波焊接监控一体机。该技术在完成焊接的同时实时通过特征提取和智能算法对焊接状态进行实时判别，实现在线识别焊接异常，进而防止批量不良品的出现，该技术已在锂电池头部客户得到了大规模应用。3.1.4.2025年超声波接焊设备+耗材市场空间有望达到83亿元随着动力电池市场规模的不断扩大，以宁德时代为首的动力电池企业产能将持续扩张。宁德时代、LG化学、比亚迪、松下、三星SDI、韩国SKI、国轩高科、亿纬锂能、孚能科技等头部企业均宣布了未来几年加速扩产的计划。除此以外，欣旺达、瑞浦能源、力神、远景AESC、韩国SKI、LG新能源等国内外动力电池厂商均在我国有扩产计划，将进一步增大对公司设备的市场需求。我们从下游动力电池厂扩产角度，对超声波焊接设备、耗材（底模+焊材）进行相应市场空间测算：1)超声波焊接设备：据统计，2025底，全球主要电池厂商合计规划产能约为4743GWh,以每GWh电池产能对应150万元的超声波设备投资额计算，2021-2025年全球动力电池超声波焊接设备的总市场空间将达71亿元（包括直接销售及通过设备集成商销售给动力电池厂商的设备需求）。2)耗材：焊头、底模等配件属于耗材，其每年的市场需求是随着设备市场容量的增大而不断扩大的。对应2025年全球动力电池行业内总产能达到4743GWh，单GWh对应20-30万配件价值量计算，则2025年动力电池超声波焊头、底模的市场规模为12亿元左右。4.锂电池新工艺：复合集流体驱动设备+耗材增量市场4.1.1.复合集流体是传统集流体的良好替代材料，下游产业化进展迅速复合铜箔是在厚度3~8微米的PET或者PP等塑料薄膜表面先采用真空沉积铜的方式，制作一层约30-70纳米的金属层，将薄膜金属化，然后采用水介质电镀的方式，将铜层加厚到1微米，复合铜箔整体的厚度在5～8微米之间，来代替传统的电解铜箔。复合集流体是传统锂电池集流体的良好替代材料，在提升锂电能量密度、减少工艺环节污染、强兼容、防火失控、降本方面极具优势。中游加快研发验证，下游电池商积极布局。电池企业纷纷加码复合集流体，国内除了原本的集流体供应商如诺德股份在关注复合集流体之外，原LED背光源制造商宝明科技跨界宣布拟总投资60亿元建设锂电池复合铜箔生产基地，项目一期拟投资11.5亿元，建设周期12个月。2022年8月至今，东威科技累计披露复合铜箔水电镀设备获下游客户17.13亿元批量订单，对于电池装机量约57GWh.标志复合集流体产业趋势已经得到广泛认可。龙头公司入局，有利行业迅速铺开。下游的电池龙头宁德时代公司通过间接持股的长江晨道投资了复合集流体生产金美新材料，开展复合集流体相关研究，并且开始签订了生产交付。重庆金美项目一期总投资15亿元，一期全部产线满产后可达到年产能3.5亿平米，年产值17.5亿元。下游龙头公司入局，提升行业关注度，拔高产品良率标准，有利行业迅速铺开。4.1.2.极耳转印焊工序催生超声波滚焊需求，头部厂商公司一家独供复合集流体替代传统的铜箔和铝箔，锂电池在前段工序将多出一道采用超声波高速滚焊技术的极耳转印焊焊工序，同时中段工序的多层极耳超声波焊接工序依旧保持不变，这将进一步拓宽超声波技术在锂电行业的应用范围。由于复合集流体中间采用的是高分子薄膜，其形成的绝缘层使得两侧金属镀层无法导通，使得传统的焊接方式不再适用。将多层复合集流体的极耳直接焊接，或者将多层相互交替叠在一起的复合集流体极耳和金属极耳进行焊接，均无法焊接成功。目前常采用的方法是使用两层金属极耳夹住一层复合集流体的极耳部分进行焊接，再将多层金属极耳分别与锂电池的正极极耳或负极极耳焊接在一起。公司基于超声波高速滚动焊接系统技术开发的超声波滚动焊接设备，有效解决了锂电池复合集流体和箔材之间焊接难度大、焊接效率低下的难题。锂电行业新型的复合集流体电池焊接难度大，焊接效率低，同时因材料和结构颠覆难以大规模量产，公司针对性地开发了超声波高速滚动焊接技术，可以有效实现复合集流体的高速滚动焊接。超声波滚动焊接是焊头在工件表面滚动，从而在工件表面形成连续焊缝，焊头工作面通常为圆柱形。公司自主研发的超声波滚动焊接技术主要研发集成了高精度声学主轴系统设计技术、可高速旋转的换能器技术以及高速数据采集技术。可以实现锂电池复合集流体高速滚动焊接，40kHz滚焊主轴系统能够稳定承受2500N的压力。经过5年定制化技术磨合，宁德时代应用骄成滚焊设备替换外资产品，头部厂商的认可减少了公司市场开拓阻力。骄成的超声波滚焊机已经为宁德时代供货，签订3年排他协议。若未来该项技术在行业内得到大规模应用，公司的超声波滚焊机将拥有庞大的市场空间。公司基于超声波高速滚焊系统技术开发的超声波滚焊机，同行业未见其他运用于复合集流体电池量产线应用。4.1.3.动力电池领域核心竞争力：产品实力超越高端外资，本土化优势助力加速动力电池三大核心设备超越高端外资。1）超声波焊接监控一体机整体性能已经优于高端外资企业必能信。对于超声波焊接设备而言，可焊层数、焊接效果和焊接稳定性为关键因素，而拥有足够大功率的超声系统是设备运行的必要条件。对于动力电池极耳焊接的传统卧式焊机而言，公司在功率方面与美国一流企业必能信相当，常见机型均为5,500W，焊接稳定性方面必能信略胜于公司。2）公司基于超声波金属焊接监控系统技术自主研发的焊接监控系统，可有效保证焊接良品通过率，检测准确率可达95%以上，从而使超声波焊接监控一体机的产品使用效果和用户体验优于必能信。3）公司基于超声波高速滚焊系统技术开发的超声波滚焊机，同行业未见其他运用于复合集流体电池量产线应用的超声波滚焊设备，且焊接速度可达80m/min以上，远远超过国内外同行。立足本土化服务优势，高效相应大客户定制化需求。新能源电池制造商的电池规格形状不同，对于机架结构、焊头、底模和辅助夹具等结构会有定制化的要求，并且应用的具体环境对设备设计影响较大。为满足客户需求，公司配置了专门的非标设计团队，对各种非标设计、焊接站和自动化应用更有优势，可快速响应、衔接、及时配合客户现场特殊要求和各种研发定制。其次公司售后服务响应速度、成本远优于外资同行。公司构建了覆盖全国大部分地区的营销服务网络，成立了专业的售后技术服务团队及时配合客户的工艺改进。而外资普遍相对存在售后服务成本高、响应速度慢的服务问题。大客户定制化技术磨合蓄力先发优势。骄成的滚焊设备工艺与宁德时代磨合5年，通过高标准的测试验证，替代原有的高端外资产品，工艺技术积累具备先发优势。而大客户高度认可，技术绑定，市场开拓阻力小。目前全市场71%市占的电池厂商为其直接客户，头部厂商采购产品占其新增产线采购产品比重均超过50%。头部客户背书减少后续市场开拓阻力。5.汽车线束+IGBT+自动化多点突破，“超声波+”平台型公司轮廓初现5.1.1.汽车线束：高压线需求庞大推动超声波焊接设备发展，公司焊接设备比肩外资企业超声波焊接技术在线束领域应用广泛。线束是指电路中连接各电器设备的接线部件，多用在各种精密电子设备，如汽车电路，电脑主板电路，家用电器电路等，其中汽车线束是线束的重要应用领域。超声波焊接利用高频振动波传递到两个需焊接的线束工件表面，在加压的情况下，使两个线束工件表面相互摩擦固相连接在一起，具有快速、节能、熔合强度高、导电性好、无火花、接近冷态加工等特点。超声波焊接取代传统压接工艺，满足汽车电子传输高精度的要求。汽车线束焊接目前生产工艺主要有压接和超声波焊接两类。其中压接技术利用端子将多股电线压在一起形成接头，由于压接工艺存在金属冲压反弹风险且易在线束内部形成空洞，恶劣工况下还存在氧化和生锈风险，导致压接位置的电阻系数提升、导电性降低，使线路中信号与电流的传输受到影响，从而使电子设备以及汽车中其他电器无法正常运行。超声波焊接是利用超声波振动所产生的物理效应将线头结合起来，提升了焊接位置的密实度，有利于防止截面空洞问题，保证线束的导电性，使整个电器系统的运行更顺畅、更稳定。其次，超声波焊接电阻系数接近于零，具有非常强的导电性的同时还能减少与电阻接触过程中导致的热量堆积，从而防止线束局部位置温度过高引起线束烧毁。高压线束迎合汽车电动化趋势，公司是国内少有在此领域可以和外资企业竞争的本土企业。汽车线束分为低压和高压线束。低压线束焊接功率较小，国内外均有企业参与竞争。从电动化角度来看，传统燃油汽车主要采用低压线束，而新能源汽车中线束作为重要的能量传输通道，主要使用高压线束。随着科技的不断进步发展，未来自动驾驶和娱乐等功能的丰富将会是汽车线束需求增长的重要驱动力。高压线束随着汽车电动化和充电桩的发展要求，线束的线径越来越大，传统的超声系统的功率难以满足其焊接要求。公司基于其基础研发技术中的控制器设计与开发技术开发出线束端子超声波焊接设备，可以实现两套超声系统在同相位下精确工作，配合一体式楔杆焊接技术，从而实现更大的焊接能力。在应用于95平方毫米以上面积的铜线束焊接方面，公司是国内少有的可以和外资企业竞争的本土企业。公司高压线束产品技术指标领先，下游已实现订单突破。高压线束由于线径很大，对功率的需求甚至超过锂电池极耳焊接的需求，超声波发生器和换能器的开发难度也因此更大，公司采用的双通道超声系统能够有效解决大线径线束焊接下焊接功率不足的问题，双通道系统综合功率最大接近11,000W，可对95平方毫米以上的铜线进行焊接。同时由于焊接压力大，产生的瞬间冲击大，从而需要焊机的机械结构强度更大，因此公司通常在大压力下的高压线束焊接中采用一体式楔杆结构。在高压线束焊接领域，公司的竞争对手主要是德国雄克等国外企业，公司的系统功率、焊接线径等技术指标与国外竞争对手相当，但公司的线束焊接设备未实现大批量销售，其长期连续工作的稳定性正逐步在客户产线中验证。目前公司已经完成了不同系列的超声波线束焊接设备的研发，分别适用于不同线径的线束焊接，截至2022年一季度末，公司汽车线束焊接设备的在手订单约800万元。2025年汽车线束焊接设备的每年新增市场需求可达2亿元-3亿元。由于新能源车对于高压线束的需求较大，新能源车的线束市场空间将从42亿元增长至405亿元，且高压线束超声波焊机单价远大于低压线束焊机，预计2025年汽车线束超声波焊接机的存量市场规模大约在10亿元以上。假设下游行业以匀速扩产且设备寿命按3-5年计算，汽车线束超声波焊接设备至2025年的每年新增市场需求可达2亿元-3亿元，若考虑焊头、底模等耗材配件的市场需求，2025年10亿元以上的存量市场规模将带来1亿元-2亿元的配件需求，2025年当年线束焊接设备及主要配件的新增市场需求可达3亿元-5亿元。5.1.2.IGBT：端子焊接设备国内领先，实现下游应用实现突破在新能源汽车市场，IGBT是新能源汽车电控系统中最核心的电子器件之一。随着国家政策大力支持及新能源汽车推广应用进程加快，渗透率不断提升，未来IGBT市场拥有广阔的发展空间。公开资料显示，2018年全球IGBT市场规模达到62.1亿美元，全球IGBT市场规模在未来几年时间仍将继续保持稳定增长的势头。集邦咨询的研究报告显示，2018年，中国IGBT市场规模预计为153亿元，受益于新能源汽车和工业领域的需求大幅增加，中国IGBT市场规模将持续增长，到2025年，中国IGBT市场规模将达到522亿元，复合增长率达19.11%，市场前景广阔。IGBT超声波焊接设备至2025年每年的新增设备需求在3.5亿元-7.5亿元。IGBT封装工艺中涉及超声波金属焊接技术，对于车规级的IGBT模块，单块IGBT模块上的端子一般几个到几十个不等，IGBT焊接设备焊接单块IGBT模块一般在90秒左右，单台设备每年满产产能可达9.6万套。根据集邦咨询预测，2025年中国IGBT市场规模将达到522亿元。目前，在封装工艺中采用超声波焊接技术的比例在逐步增大，假设到2025年在封装工艺中采用超声波金属焊接技术的比例分别为30%、50%和70%三种情形，2025年IGBT超声波焊接设备（不考虑配件）的存量市场规模分别为7-10亿元、12亿元-16亿元和17亿元-23亿元左右。同时假设下游行业以匀速扩产且设备寿命按3-5年计算，IGBT超声波焊接设备至2025年每年的新增设备需求（不考虑配件）分别大约为1.5亿元-3亿元、2.5亿元-5亿元、3.5亿元-7.5亿元。中国IGBT国产率有望进一步提升。国内新能源汽车IGBT市场一直以来由国外厂商占据主导地位，但随中国已逐渐成为全球最大的IGBT市场，IGBT国产化需求逐渐提升，国内优秀的IGBT企业不断增加其研发投入和产能规模，随着IGBT模块的自主可控、国产化进程的不断加速，国内IGBT生产企业扩张需求持续增强，将带动我国IGBT产线设备需求量大幅增长。超声波焊接能更好满足更好的满足了IGBT导电端子对低电阻、高强度的要求。IGBT即绝缘栅双极型晶体管，是能源变换与传输的核心器件，在轨道交通、智能电网、航空航天、电动汽车与新能源装备等领域应用极广。IGBT模块的功率导电端子需要承载数百安培的大电流，对电导率和热导率有较高的要求，而汽车中的IGBT还要承受一定的振动和冲击力，对机械强度要求高，故IGBT导电端子的焊接技术工艺要求十分高。一个IGBT模块通常需要经过贴片、焊接、等离子清洗、X光检测、键合、灌胶固化、成型、测试、打标共9道工艺后才能投放到市场。其中焊接工艺中焊接质量直接影响功率模块的可靠性及使用寿命。传统的锡焊工艺虽然工艺简单，操作简便，但存在易氧化，且焊接过程中释放有毒气体，环保性差等缺点。超声波焊接是一种很适合IGBT导电端子焊接的工艺，由于超声波焊接采用高频超声能量使金属原子在两种材料界面间相互扩散，最终形成一种高强度键合界，工简单快捷、接触电阻低、键合强度较高，更好的满足了IGBT导电端子对低电阻、高强度的要求。半导体领域对焊机设备综合性能提出更高要求。超声波焊接运用在功率半导体领域时，主要用于多个铜端子和DBC基板覆铜层之间的焊接，对焊接模式的控制和自动化系统设计都有很高要求，属于多技术融合的焊接站。由于功率半导体焊接端子小、基板易碎，其对焊接要求更加精细，焊接需严格控制焊接力、振幅、变形量、能量等参数以保证焊接的一致性，精确控制力和位移，需要集成有较多的传感器用于检测和模式控制。此外，焊接设备上还需要运动控制，通过视觉定位、伺服控制等模块来完成同一块功率半导体上多个点位的焊接需求，因此对自动化设计能力也存在较高要求。高端外资占据行业主导地位，公司端子焊接领域优于同行水平。IGBT焊接设备尚未形成完全成熟的竞争格局，德国雄克拥有行业内最先进的技术水平，公司在IGBT焊接设备领域的技术水平优于国内同行业公司，但相较于德国雄克尚存在一定差距。IGBT端子焊接设备技术难度高，IGBT端子体积极小，需要极为精确的参数控制，否则难以保证焊接一致性，且易损耗陶瓷或碳化硅镀铜基板。公司设备的先进性体现在基于控制器设计技术可以实现复杂焊接模式的精确控制，焊接变形量控制在±0.01mm，焊接压力波动控制在5%以内，保证焊接一致性；基于一体式楔杆焊接技术保证声学结构的稳定性；添加视觉自动定位引导保证焊接位置，自动化程度高；在线监测系统实时监控焊接状态。公司在IGBT焊接设备领域的技术水平优于国内同行业公司，但尚未达到国际领先水平。初期，公司下游取得少量订单。目前公司已经完成了半自动IGBT端子超声波焊接设备的开发，超声波焊接设备正处于样机研发过程中，半自动IGBT端子超声波焊接设备截至2022年一季度末已取得振华科技和元山电子的在手订单188.86万元。5.1.3.自动化：镍氢领域实现，技术延伸进军锂电池自动化设备镍氢电池随混合动力电池广泛应用快速增长。由于汽车纯电动化的实现周期较长，混合动力汽车已经迎来快速增长时期，渗透率加快提升。在混合动力车型中，相比于锂电池，镍氢电池具有环保、安全性更佳，充放电倍率高的优势。尽管镍氢电池能量密度略低，但由于混合动力汽车电池包对电池容量要求不高，镍氢电池在混合动力车型上仍能得到较好应用，现阶段镍氢电池在混合动力车型中仍占有重要的地位。高工锂电发布的数据显示，2021年国内HEV节能乘用车销量合计约为58.6万辆，同比增长43%；2021年HEV电池装机量约0.79GWh，同比增长46%，保持着快速增长的态势，其中，镍氢电池装机量约0.50GWh，同比增长61%；根据预测，2025年HEV电池需求有望达到95GWh。镍氢电池延伸至轨交领域有较好的发展潜力。除混动汽车外，镍氢电池领域在轨道交通领域也具有应用优势，圆柱形密封式镍氢电池具有“高安全、宽温域、长寿命”的产品特点，不仅可以免维护，还可在-40℃至60℃范围内正常充放，符合轨道交通对电池性能的要求。镍氢电池在铁路交通的领域拥有良好的发展前景，将进一步提升镍氢电池设备的市场需求。公司能为客户提供镍氢电池多重生产环节的解决方案。随着公司为新能源动力电池行业的客户提供新能源汽车动力电池超声波焊接设备，下游客户逐步体现出越来越多的自动化设备需求。而对于动力电池设备行业的公司来说，行业内常见的发展模式是以核心部件和设备为基础，实现生产线的自动化集成。公司子公司青岛奥博系一家为新能源动力电池制造厂商提供自动化解决方案的供应商，专业从事自动化设备及成套系统的设计、研发、生产和销售。公司为国内最大的镍氢电池生产厂商科远力供应镍氢电池生产中重要工序的关键设备。在国内混动汽车市场中，使用镍氢电池作为其动力电池的汽车公司主要是日本丰田公司，而科力远作为丰田公司国产HEV车型动力电池及关键材料的国内唯一供应商，是全球镍氢动力电池的核心生产商之一。公司为科力远提供镍氢电池生产线上的自动化设备系镍氢电池前段工序中的关键设备，充分体现出在动力电池自动化设备领域的竞争力。镍氢电池的生产工艺流程与锂电池的生产存在一定的相似性，生产工艺流程主要包括原材料、配料、涂布、制片、卷绕、入壳、滚槽、注液、封口、化成、分容、包装，公司提供的镍氢电池制造自动化设备主要涵盖镍氢电池制造的涂布和制片环节，是镍氢电池生产过程中必不可少的重要工序。产品超越国内同行并替代原日本品牌，目前占国内最大镍氢电池生厂商的产线同类采购中的40-60%。骄成的动力电池制造自动化系统主要竞争对手为同样从事动力电池领域自动化设备的业务的日本智头电机和赢合科技。科力远除骄成外曾采购日本智头电机和赢合科技的自动化设备。日本智头电机拥有行业领先的技术水平，由于日本设备商在镍氢电池领域的整体实力较强，国内镍氢电池设备行业前段工序以外的生产设备仍以日本供应商为主，所以尽管骄成涂布、制片环节的设备性能已在部分指标上超过日本智头电机为科力远提供的设备，但就整个镍氢电池自动化设备的技术水平而言，国内市场上日本供应商的综合实力更强、涉及生产环节更广。但另一方面，日本厂商其根据客户需要及时提升性能进行配套研发的响应速度较慢，且价格高昂。国内方面，赢合科技作为国内锂电池领域自动化设备的头部厂商，具有较强的自动化设备集成能力，为科力远供应部分镍氢电池正负极涂布设备。在超声波焊接及大板裁断机领域，骄成自主研发和探索了超声波滚焊系统在镍氢电池自动化产线上的自动化集成技术，并研究开发出特制砧座，替代客户原需进口的砧座备件，经过不断的技术改进，骄成的产品达到了日本智头电机产品的技术性能，在部分指标上甚至有所超越，且具有一定的价格优势。在正负极涂布设备领域，骄成经过自主研发攻克了技术难题，提供的设备相较于赢合科技涂层均匀度更好、效率更高、装配精度更高、防铜防异物体系更全面，因此成为了科力远正负极涂布设备的供应商。科力远的镍氢电池自动化设备最初以使用日本品牌为主，采购骄成的设备后，骄成相关产品占其同类设备的比例情况大约在40%至60%之间。通过不断突破技术难题，提高综合性能，未来镍氢电池继续延续扩产的态势，将对骄成的动力电池自动化设备业务提供持续的需求。客户集中度高，近年收入波动较大。骄成的动力电池制造自动化系统业务主要为国内镍氢电池生产商科力远提供前段工序的生产设备。动力电池制造自动化系统订单金额通常较高，客制化程度较高，订单执行、交付及验收周期较长，且骄成客户较为集中。受客户订单及产品执行进度的影响，骄成该