文|每日財(cái)報(bào) 蘇鋒
人工智能的應(yīng)用技術(shù)主要包括語(yǔ)音類技術(shù)、視覺(jué)類技術(shù)、自然語(yǔ)言處理類技術(shù)和基礎(chǔ)硬件等，其中，機(jī)器視覺(jué)技術(shù)是機(jī)器人自主行動(dòng)的前提，能夠?qū)崿F(xiàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)于外界環(huán)境的觀察、識(shí)別和判斷等功能，是人工智能范疇最重要的前沿分支之一。
機(jī)器視覺(jué)技術(shù)涉及機(jī)械、電子、光學(xué)、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)科學(xué)、圖像處理和模式識(shí)別等諸多領(lǐng)域，在國(guó)內(nèi)外人工智能企業(yè)應(yīng)用技術(shù)中占比超過(guò)40%，應(yīng)用范圍十分廣泛。
成長(zhǎng)，爆發(fā)
機(jī)器視覺(jué)全球市場(chǎng)規(guī)模從2010年的31.7億美元增長(zhǎng)至2020年的107億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率為14.47%。從地區(qū)分布來(lái)看，機(jī)器視覺(jué)市場(chǎng)規(guī)模最大的為歐洲地區(qū)，占全球的36.4%；北美和亞太地區(qū)分別占比為29.3%、25.3%，南美、中東、非洲地區(qū)的占比為9.1%。
受益于全球制造中心向中國(guó)轉(zhuǎn)移，中國(guó)機(jī)器視覺(jué)市場(chǎng)發(fā)展迅速，成為歐洲、北美和日本外另一個(gè)國(guó)際機(jī)器視覺(jué)廠商的重要目標(biāo)市場(chǎng)。
1990-2000年我國(guó)機(jī)器視覺(jué)行業(yè)處于萌芽期，90年代國(guó)內(nèi)開(kāi)始出現(xiàn)機(jī)器視覺(jué)代理企業(yè)，主要從事機(jī)器視覺(jué)器件及技術(shù)的代理服務(wù)。2001-2010 年，國(guó)內(nèi)機(jī)器視覺(jué)行業(yè)處于起步期，在人民幣印鈔質(zhì)量檢測(cè)，煙草和原棉異物剔除、郵政分揀等代表性下游應(yīng)用需求拉動(dòng)下，國(guó)內(nèi)開(kāi)始出現(xiàn)一批專業(yè)的機(jī)器，越來(lái)越多企業(yè)開(kāi)始探索與研發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的機(jī)器視覺(jué)軟硬件設(shè)備，隨著 USB2.0接口的相機(jī)和采集卡等器件方面逐漸占據(jù)入門(mén)級(jí)市場(chǎng)，產(chǎn)品性能不斷提升。
2013年起，國(guó)家陸續(xù)發(fā)布相關(guān)政策與規(guī)劃為機(jī)器視覺(jué)行業(yè)提供支持。2016年發(fā) 布的《智能制造“十三五”發(fā)展規(guī)劃》，提出十大重點(diǎn)任務(wù)，加快智能制造裝備發(fā)展并推動(dòng)重點(diǎn)領(lǐng)域智能轉(zhuǎn)型。發(fā)展規(guī)劃為高端裝備制造和自動(dòng)化生產(chǎn)的發(fā)展提供大力支持，而作為配套設(shè)備的機(jī)器視覺(jué)產(chǎn)品需求也逐漸增加。
2019年發(fā)布的《加快培育共享制造新模式新業(yè)態(tài)，促進(jìn)制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》，提出要求支持平臺(tái)企業(yè)積極應(yīng)用人工智能技術(shù)，發(fā)展智能檢測(cè)功能，不斷提升制造全流程的智能化水平。
機(jī)器視覺(jué)技術(shù)為智能檢測(cè)提供便利，提高效率及降低人工成本。隨著行業(yè)的發(fā)展，客戶了解到機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的應(yīng)用廣泛、增效降本等有利因素后，機(jī)器視覺(jué)在各行業(yè)的滲透率逐漸提升。
2015-2018年，中國(guó)機(jī)器視覺(jué)行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模增速較快，維持在40%以上。根據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)測(cè)，2020年中國(guó)機(jī)器視覺(jué)市場(chǎng)規(guī)模為115億元，同比增速 11.65%。2015-2020 年復(fù)合增長(zhǎng)率為 37.97%，較全球機(jī)器視覺(jué)行業(yè)2015-2020 年復(fù)合增長(zhǎng)率高24.31pct。
根據(jù)CB Insigh數(shù)據(jù)，2020年，中國(guó)已成為繼美、日之后的全球第三大市場(chǎng)。
產(chǎn)業(yè)鏈掘金
《每日財(cái)報(bào)》認(rèn)為，機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的成功取決于所用的關(guān)鍵組件。
機(jī)器視覺(jué)行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈中，上游硬件部分包括光源、鏡頭、工業(yè)相機(jī)、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(shè)備制造商與系統(tǒng)集成商。
下游應(yīng)用廣泛，包括半導(dǎo)體、汽車、包裝、醫(yī)藥、工業(yè)機(jī)器人等行業(yè)。
在機(jī)器視覺(jué)產(chǎn)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(hù)分別占總成本的15%、5%。因此，產(chǎn)業(yè)鏈上游是整個(gè)行業(yè)附加值最高的環(huán)節(jié)。
光源照明是影響機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)輸入的重要因素之一，它直接影響輸入數(shù)據(jù)的質(zhì)量和應(yīng)用效果。機(jī)器視覺(jué)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(zhǎng)、 響應(yīng)速度快、單色性好、顏色多樣、綜合性價(jià)比高等特點(diǎn)在行業(yè)內(nèi)廣泛應(yīng)用。
2020年，中國(guó)LED照明市場(chǎng)規(guī)模為8627億元，同比增長(zhǎng)14.30%，2017-2020 年復(fù)合增長(zhǎng)率為10.71%。從LED照明行業(yè)來(lái)看，年銷售收入20億元以上為第一梯隊(duì)，分別有飛利浦、歐普照明、雷士照明、佛山照明、陽(yáng)光照明等國(guó)內(nèi)外企業(yè)；第二梯隊(duì)為5-20億元年銷售收入，包括雪萊特、勤上光電等企業(yè)。
鏡頭的主要作用是將目標(biāo)成像在圖像傳感器的感光面上，是機(jī)器視覺(jué)圖像采集的重要成像部件。
海外品牌經(jīng)過(guò)多年在鏡頭領(lǐng)域布局、業(yè)務(wù)累積和技術(shù)升級(jí)，徠卡、施耐德、尼康、富士等領(lǐng)頭企業(yè)已經(jīng)在全球范圍內(nèi)形成領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。國(guó)內(nèi)企業(yè)起步晚，2008 年之前國(guó)內(nèi)光學(xué)鏡頭市場(chǎng)被德、日系品牌壟斷。
隨著產(chǎn)業(yè)的崛起，中國(guó)工業(yè)鏡頭行業(yè)的國(guó)內(nèi)企業(yè)迅速發(fā)展，主要以低端市場(chǎng)為主，以高性價(jià)比與海外品牌競(jìng)爭(zhēng)。高端市場(chǎng)方面，國(guó)內(nèi)仍依賴進(jìn)口高端產(chǎn)品，主要以日本、德國(guó)等老牌制造商的產(chǎn)品為主。
工業(yè)相機(jī)是機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，而圖像傳感器是相機(jī)的核心，按芯片類型可分為CCD（電荷耦合器件）和CMOS（互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體）圖像傳感器。
目前，全球工業(yè)相機(jī)行業(yè)以歐美品牌為主，2018 年北美品牌占全球工業(yè)相機(jī)市場(chǎng)的 62%，歐洲品牌占15%。
中國(guó)在CMOS領(lǐng)域占據(jù)明顯優(yōu)勢(shì)，到2014年，格科微已經(jīng)成長(zhǎng)為國(guó)內(nèi)第一的CMOS圖像傳感器供應(yīng)商，并將這一榮譽(yù)保持至今。2014年，格科微CMOS圖像傳感器出貨量超過(guò)9.4億顆，顯示驅(qū)動(dòng)芯片的出貨量超過(guò)1億顆，全年銷售總額突破3.5億美元。
按出貨量口徑統(tǒng)計(jì)，2020年，格科微實(shí)現(xiàn)了20.4億顆CMOS圖像傳感器出貨，占據(jù)了全球29.7%的市場(chǎng)份額，位居行業(yè)第一，把三星、索尼等老牌知名廠商甩在身后。
2020 年，中國(guó)工業(yè)機(jī)器人密度為 246 臺(tái)/ 萬(wàn)人，較 2019 年增加 59 臺(tái)/萬(wàn)人，從全球第 15 名提升至第 9 名。中國(guó)工業(yè)機(jī)器人密度已高于全球水平，但仍低于發(fā)達(dá)水平國(guó)家，其中韓國(guó)、新加坡、日本長(zhǎng)期霸占全球各國(guó)工業(yè)機(jī)器人密度榜首，分別為 932 臺(tái)/萬(wàn)人、605 臺(tái)/萬(wàn)人、390 臺(tái)/萬(wàn)人；德國(guó)和美國(guó)工業(yè)機(jī)器人密度分別為 371 臺(tái)/萬(wàn)人、255 臺(tái)/萬(wàn)人。
對(duì)比發(fā)達(dá)國(guó)家，中國(guó)的工業(yè)機(jī)器人密度仍有較大的上升空間，將拉動(dòng)自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備需求，細(xì)分領(lǐng)域機(jī)器視覺(jué)需求也將增加。此外，產(chǎn)業(yè)鏈上游零部件成本占總成本的 80%，主要以低端市場(chǎng)為主，仍未能打破海外企業(yè)在高端市場(chǎng)的壟斷局面，這將是未來(lái)一個(gè)重要的掘金方向。