1、华西军工团队华西军工团队2022年10月19日奥普光电：国内光栅编码器龙头，布局高端数控迎业绩拐点请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明仅供机构投资者使用证券研究报告|公司深度研究报告首席分析师：陆洲SAC NO：S01邮箱：核心逻辑:光栅编码器是数控机床的重要测量元件，对加工精度起决定性作用。光栅编码器主要用于直线位移或者角位移的检测，如果将机床控制系统比作高端装备的“大脑”，那么光栅尺相当于“眼睛”，它在控制系统中起着举足轻重的作用，直接关系到机床加工的精度。绝对式光栅编码器效率更高、可靠性更强，将逐步取代增量式光栅编码器，成为主流发

2、展趋势。近两年国内外高端数控机床，基本全部采用绝对式光栅尺，应用前景非常广阔。以五轴数控机床为例，三个直线轴和两个旋转轴需对应配套三个光栅尺和两个角度编码器。受机床需求结构升级+国产替代双重逻辑驱动，十四五期间绝对式光栅编码器市场规模有望超百亿元。我国是全球最大的机床产销国，但国内机床结构严重失衡：一方面，产业结构优化升级使得机床市场向自动化成套、客户定制化和普遍的换档升级方向发展，导致中高端数控机床市场需求旺盛；另一方面，我国数控机床供应主要定位于中低端市场，高端产品渗透率虽在提升但仍处于较低水平。据前瞻研究院整理，我国高档数控机床国产化率仅约6%。同时，高端数控机床长期面临技术封锁，当前国

3、际形势快速变化，自主可控势在必行。在机床需求结构升级叠加国产替代的背景下，国内高端编码器市场迅速扩大，我们预计“十四五”期间，仅在高端机床领域，绝对式光栅编码器市场容量即能超过百亿元。奥普光电子公司禹衡光学（持股65%）为国内光栅编码器龙头，在该领域拥有国内唯一的高端数控配套产品。国内绝对式编码器长期依赖进口，德国海德汉、日本多摩川、西班牙发格、英国雷尼绍占据主要市场。禹衡光学基于国家重大项目的技术积淀，于2019年推出JFT系列绝对式光栅尺和JKN-2、JKN-8系列绝对式角度编码器，产品性能达到国际先进、国内领先水平，填补了国内该领域空白。公司竞争优势明显，与国外厂商相比，公司有望利用价格

4、优势及快速响应能力，与其共享国内外高端编码器广阔市场；与国内厂商相比，公司产品性能独一档，有望充分受益国产替代需求爆发。我们预计公司2023/2024年年均增速有望超50%。投资建议:奥普光电背靠中科院长春光机所，近年通过“长光所体外孵化+上市公司外延并购”的模式实现快速发展。公司近1-2年受益于国产替代，高精度光栅尺和编码器、工业级超高全局快门CMOS图像传感器等需求迅速增长，进入业绩拐点。综合考虑长光宇航并表影响、上半年长春疫情造成短期影响，我们将公司2022-2024年营收预测由6.53/10.90/13.13亿元调整至6.45/11.08/14.76亿元，归母净利润由1.81/2.27

5、/2.76调整至1.81/2.20/3.02亿元，EPS由0.75/0.95/1.15元调整至0.75/0.92/1.26元。对应2022年10月18日24.59元/股收盘价，PE分别为33/27/20倍。维持“买入”评级。风险提示:下游制造业景气度不及预期、国产替代进度不及预期、疫情反复影响公司生产及出口等风险。2VYkY9YlXzWaXoVsZ8OaO8OsQoOoMoMiNrQqQkPoMrQ8OnNuNvPmPmPMYoPqQ目录301 光栅编码器：高精度位移测量器件，下游应用广阔02 机床需求结构升级+国产替代，双重逻辑驱动高端编码器市场扩容03 禹衡光学：国内光栅编码器龙头企业，新

6、品蓄势迎业绩拐点04 投资建议05 风险提示01光栅编码器：高精度位移测量器件，下游应用广阔41.1 光栅编码器：高精度位移测量器件光栅测量技术在精密测量领域占据重要地位：从上个世纪50年代至70年代，栅式测量系统从感应同步器发展到光栅、磁栅、容栅和球栅。由于光栅测量系统的综合技术性能优于其他4种，而且制造费用又比感应同步器、磁栅、球栅低，因此光栅发展得最快，技术性能最高，市场占有率最高，产业最大。据绝对式光栅传感器关键技术的研究，目前光栅测量系统在整个测量领域里市场份额可以占到80%80%以上。相比激光测量，光栅常数受环境影响小，具有较强的抗干扰能力，在实际生产中更加实用。光栅尺是利用光栅的

7、光学原理工作的测量反馈装置，主要用于测量直线位移。光栅尺以高精度长光栅为位移基准，以光栅莫尔条纹为技术基础，使用光电传感器将光学信号转化为电学信号，通过对电学信号进行处理，最终得到位置信息。由光栅读数头和尺身两大主要部分组成：光栅读数头装在活动的机床部件上，内含光栅掩模也就是指示光栅，标尺光栅连同尺身安装在机床的固定部分。光栅读数头主要由光源、透镜、掩模、光电接收元件等组成。当标尺光栅与指示光栅相互运动时，光栅通过聚光镜照射到光栅副上，光栅副的相互运动产生明暗相间的条纹，经过光线的照射重叠的光栅能透过光线的形成亮条纹，而被遮挡的则形成暗条纹，亮条纹被光电接收元件接收，光敏元件根据接收到的光的明

8、暗变化转换为不同幅值的电信号，通过差分放大电路输出。5 光栅尺工作原理图光栅尺实物图1.1 光栅编码器：高精度位移测量器件光栅编码器以原型码盘为核心，主要用于测量角度位移。以光栅测量技术为核心，通过将计量圆光栅所检测到的空间角位置信息转换成相应的数字代码输出，用于测量角度位移。光栅编码器基本上是由机械部件、发光接收部件、电路部件组成。机械部件由主轴、主体、轴承等零件组成，发光接收部分由发光、接收、光栅等零件组成。当编码器轴带动光栅盘旋转时，经发光元件发出的光被光栅盘、狭缝切割成断续光纤并被接收元件接受，产生初始信号，该信号经后续电路处理后，输出脉冲（或代码）信号。通过与计算机相连可以实现角位移

9、、角速度和角加速度以及其他物理量的测量。6 编码器拆分示意图编码器内部结构编码器实物图编码器工作原理示意图1.2 绝对式编码器效率更优，将成为未来主流发展方向根据获取位置的方式不同，光栅编码器可以分为增量式和绝对式两类。增量式：通过计算自参考点的增量脉冲信号的数量而获得位置值的旋转编码器。增量式编码器轴旋转时，有相应的脉冲输出，其旋转方向的判别和脉冲数量的增减需借助后续的判向电路和计数器来实现。其计数起点可任意设定，并可以实现多圈的无限累加和测量。也可以每圈设置一个原点，作为参考机械零位。当脉冲数已固定，而需要提高分辨力时，可利用90相位差的AB两路信号，对原脉冲数进行倍频。增量式编码器在断电

10、后恢复上电时，必须重新确定原点。绝对式：全量程范围内任意位置编码器输出的每个角度信息与所对应角度为单值函数关系的旋转编码器。绝对式编码器轴旋转时，有与位置一一对应的代码(二进制、BCD码等)输出。从代码大、小的变更，即可判别正反方向和位移所处的位置，而无需判向电路。旋转位移量作为并行的2输出，输出编码的位数越多，分辨力越高。它有一个绝对零位代码，当断电后恢复上电时，仍可准确地读出断电位置的代码，并准确地找到零位代码。一般情况下，绝对式编码器的测量范围为0360，但特殊的型号也可实现多圈测量。绝对式编码器成为未来发展趋势：绝对式编码器无需回零，能有效提高工作效率，并且可以随时监控光栅尺所处的位置

11、，使得机床或仪器有一永远不变的参考坐标，使机床或仪器的误差修正等工作变得非常容易和可靠。绝对式光栅尺是未来光栅尺发展的一个趋势，将逐步取代增量式光栅尺。7 增量式与绝对式光栅尺对比增量式绝对式增量式与绝对式光栅编码器码盘对比增量式绝对式增量式与绝对式光栅编码器的优缺点对比1.3 光栅编码器性能优越，在自动化控制、测量领域广泛应用光栅编码器性能优越，下游应用日益丰富：编码器具有体积小、分辨能力高、承载能力高、力矩小、耗能低、性能稳定可靠等特点，作为一种高精度角位置测量器件，在自动化控制、计量检定等领域的应用越来越广泛。数控机床：光栅编码器主要起到辅佐数控机床走刀精度的作用，是数控机床的闭环伺服系

12、统的重要功能单元。在数控机床中常用于对刀具和工件的坐标进行检测，来观察和跟踪走刀误差，以起到一个补偿刀具的运动误差的作用。光栅编码器在机床上除 X、Y 轴进给电机控制应用外，还有主轴用编码器、刀架用编码器、对刀用手持编码器等。工业机器人：工业领域常见的机器人有协作机器人和机械手臂两类，协作机器人用编码器的特点为厚度薄、中空且孔径大，外径反而要求越小越好，一般情况下，此类编码器都使用单圈绝对式编码器，同时配一台增量编码器。工业机械手臂，通常采用整体的伺服电机+编码器的方式来构建机械手臂，由于伺服电机小型化的需求越来越旺盛，对应编码器的小型化和超薄化的要求也越来越强烈。据工业和信息化部，2021年

13、工业机器人产量达36.6万台，比2015年增长了10倍，稳居全球第一大工业机器人市场。8 协作机器人及其关节构造机械手臂及伺服电机1.3 光栅编码器性能优越，在自动化控制、测量领域广泛应用国防军工：随国防科技高度发展，地面快速定向瞄准技术已逐步成为导弹武器系统激动快速发射的技术保障，也是导弹瞄准技术的主要发展方向。编码器可以应用于各种军用武器随动系统中，也作为光电经纬仪的重要功能元件，用于实现导弹初始方位角的定向和瞄准。可以说，需要实现定位测量功能的部位均有使用编码器的需求和空间。航天航空：望远镜系统只有具备精确的测角系统才能实现精确定位，迅速捕捉跟踪被观察对象。使用高精度编码器是提高天文望远

14、镜分辨率和探测能力的重要手段之一。如美国国家航天航空局在测量Cartesian左边的仪器中便应用了他们研发制造的超高精度光电轴角编码器；意大利国家伽利略望远镜的控制系统使用了德国海德汉公司设计制造的编码器。9 经纬仪转角测量系统结构德国海德汉公司研制的27位光电轴角编码器美国研制的27位光电轴角编码器码道图02机床需求结构升级+国产替代，双重逻辑驱动高端编码器市场扩容102.1.1 2.1.1 机床数控化势在必行，五轴机床为当前最稀缺品种机床是现代工业的重要基石，高端数控化势在必行。机床是制造机器的机器，亦被称为工业母机、工作母机或者工具机。数控机床是一种装有程序控制系统的自动化机床。数控机床

15、较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题，是一种柔性的、高效能的自动化机床，代表了现代机床控制技术的发展方向，是一种典型的机电一体化产品。五轴数控机床为最高端品种，技术壁垒最高，稀缺性最强。据华经情报网，我国机床按档次可分为高档机床（10%）、中档机床（30%）和低档机床（60%）。五轴联动数控技术难度大、应用广，集计算机控制、高性能伺服驱动和精密加工技术于一体，是衡量一个国家生产设备自动化技术水平的重要标准之一。机床轴的绝对数量并非衡量数控机床先进程度的标准，重点在于联动轴数量。五轴联动是指机床基本的直线轴三轴X、Y、Z及附加的旋转轴A、B、C中的两轴，五个轴同时运动，任意调整刀

16、具或工件的姿态，实现对空间复杂型面的加工。11 五轴联动示意图五轴联动机床概述图2.1.2 2.1.2 精密测量是数显装备重要的组成成分，光栅测量占据主要地位精密测量是数显装备重要的组成成分，机床加工精度很大程度由测量系统精度及分辨率决定。数控机床中工件的装夹定位及加工精度是评价机床性能的一个重要指标，高精度、高分辨率的位移检测是保证加工产品质量的重要手段。随着现代化机械制造业对测量设备在精度、分辨率和工作效率等各方面的要求越来越高。机床测量系统不断演变和发展，光栅测量已经占据主要地位。机床测量系统经历从刻度盘、同步感应器、光栅、磁栅、球栅等编码器为主导的过程，近年来光栅测量系统在数控机床上的

17、使用占据主要的地位。光栅测量系统的分辨率高达纳米级，测量长度高达百米以上。由于这些无可比拟的优点，高精度、高切削速度的数控机床无疑要采用光栅测量系统。光栅编码器主要起到辅佐数控机床走刀精度的作用，是数控机床的重要功能部件。在数控机床中常用于对刀具和工件的坐标进行检测，来观察和跟踪走刀误差，以起到一个补偿刀具的运动误差的作用。数控机床安装了光栅尺，可以保障机床的走刀精度，对于数控机床的加工精度有着良好的辅助效果。12 机床测量系统的演变和发展过程几种测量方式的分辨率2.1.3 最新高端机床基本全部采用绝对式光栅尺，应用前景广阔绝对式光栅尺是所有进给轴为闭环控制的机器和设备的最佳选择。绝对式光栅尺

18、的动态性能优越，沿测量方向可靠的运动速度及加速度性能使其既满足常规轴动态性能要求，也能满足直线电机的高动态性能要求。近两年国内外高端数控机床，基本全部采用绝对式光栅尺，应用前景非常广阔。而以五轴数控机床为例，三个直线轴和两个旋转轴需对应配套三个光栅尺和两个角度编码器。目前，数控机床伺服控制系统分为半闭环与全闭环控制系统两种。数控机床运动控制链为：数控装置伺服编码器伺服驱动器电机丝杠移动部件。半闭环控制进给伺服系统将位置检查装置（如角度编码器）安装在驱动电机的端部或丝杆的端部，用来检测丝杠或回转马达的回转角，间接测出机床运动部件的实际位置，经反馈送回控制系统。其缺点是:由于测量方式是间接测量，会

19、带来一系列测量误差:如滚轴丝杠的节距误差、反向误差，加速力、切屑力、摩擦力引起的驱动系统变形，滚轴丝打热膨胀带来的定位误差等。全闭环控制进给伺服系统将位置测量装置（如光栅尺）安装在机床运动部件上，并对移动部件进行实时的反馈，通过数控系统处理后将机床状态告知伺服电机伺服电机，通过系统指令自动进行运动误差的补偿。其优点是:由于实现了运动部件的直接的终端位移测量，克服了半闭环系统的间接测量误差，系统精度更高。这种情况下，机床精度几乎只取决于光栅尺精度和安装位置。13 半闭环控位置反馈控制（上）和全闭环位置反馈装置（下）2.1.4 加工精度是衡量机床性能的重要指标，高端编码器作用关键生产效率和加工精度

20、是机床行业的重要竞争因素，难点主要在于：机床加工条件快速变化。如在航空航天领域，粗加工时需要强大材料切除能力，而精加工时必须达到高精度。在高质量模具加工过程中，粗加工需要切除大量材料，精加工时需要高的表面质量。同时，如果要求一定时间的加工内实现加工路径间距最小，机床需要足够大的轮廓加工进给速率。机床热稳定性要求高。特别是小批量生产必须面对不断变化的加工任务，无法达到热稳定条件。钻孔、粗加工和精加工操作的不断变换也使机床温度条件不断发生变化。相加时，铁削率增加到80%以上，而精加时低于10%。加速度和进给速率的不断提高造成直线驱动的滚珠丝打发热。因此，进给驱动的位置检测技术对机床热稳定性具有非常

21、关键的作用。全闭环控制系统的直线光栅尺是实现高精度小批量零件加工的重要因素。如航空航天工业所需的整体构件，由于高速给进和高速切削会使滚珠丝杠产生大量摩擦热。如果进给驱动采用半闭环控制模式(不用直线光栅尺)，小批量和短交货期生产时，加工零件的尺寸就会不同。由于热膨胀原因，可能无法满足公差要求。如果使用直线光栅尺，就可以避免这些误差，滚珠丝杠的热膨胀在全闭环内可以完全被补偿。14 10m/min进给速度，多次往复运动时的滚珠丝杠发热情况。温度分布图的温度显示位25（蓝色）至40（黄色）驱动精度对小批量零件加工的影响（半闭环模式下偏差为135m，只能满足IT13公差等级要求，不能满足IT8)2.2

22、绝对式编码器长期依赖进口，禹衡光学推出国内首款对标产品国内应用仍以增量式光栅尺为主，绝对式光栅尺曾长期依赖进口：作为数控机床重要功能部件的光栅尺，目前国内应用最多的是增量式光栅尺，在工作效率上增量式光栅尺相比于绝对式光栅尺还是有一定差距的，但绝对式光栅尺在国内目前成熟的产品很少，大部分都需要进口，使得我们在该领域长期处于被动状态。供应商主要包括德国海德汉（HEIDENHAINHEIDENHAIN）公司、西班牙发格（FAGORFAGOR）、英国雷尼绍（RENISHAWRENISHAW）公司，其中在金属切削类全闭环数控机床中，封闭式玻璃载体绝对式光栅尺80%80%以上由海德汉公司占据，而且超高精的

23、产品被西方国家列入限制出口的产品目录，对我国的购买进行严格控制。光栅编码器方面，竞争对手还有日本多摩川等厂家。奥普光电控股子公司禹衡光学是国内唯一一家拥有高端数控配套传感器产品的厂家。禹衡光学JFT系列于2019年正式在国内产业化应用推广，打破国外产品多年在中国市场的垄断地位，性能指标达到了国际同类产品先进水平和国内领先水平；JZN/JKN系列光栅角度编码器也于2020年通过行业鉴定。与国外厂商相比，公司有望利用价格优势及快速响应能力，与其共享国内外高端编码器广阔市场；与国内厂商相比，公司产品性能独一档，有望充分受益国产替代需求爆发。15 禹衡光学JFT系列光栅尺与海德汉LC100系列光栅尺对

24、比禹衡光学禹衡光学JFTJFT系列标准款系列标准款海德汉海德汉 LC100LC100系列标准款系列标准款截面尺寸截面尺寸85.037.0mm85.037.0mm测量长度测量长度1404240mm1404240mm准确度等级准确度等级3m，5m3m，5m分辨力分辨力0.01m，0.005m，0.0025m0.010 m、0.005 m、0.001 m工作温度工作温度050-1050运动速度运动速度Max 180 m/minMax 180 m/min防护等级防护等级IP53，IP64（通压缩空气）IP53、IP642.3.1 中国为全球最大机床产销国，国内机床行业“大而不强”中国已经成为世界第一大

25、机床产销国，市场广阔。据德国机床制造商协会，从供给市场来看，2020年全球机床行业产值为578亿欧元，其中中国机床行业产值为169.5亿欧元，在全球市场中占据份额为29%；从需求市场来看，2020年全球机床行业消费额为573亿欧元，其中中国消费额为186.1亿欧元，在全球需求市场中占据份额为32%。中国机床行业目前大而不强。全球范围内的主要机床制造大国包括德国、日本、美国、中国等。德国、日本、美国等先进国家企业起步较早，目前在技术水平、品牌价值等方面仍居明显优势地位。其中，德国重视数控机床和配套件的高、精、尖和实用性，各种功能部件研发生产高度专业化，在质量、性能上位居世界前列；日本重点发展数控

26、系统，机床企业注重向上游材料、部件布局，一体化开发核心产品；美国在数控机床设计、制造和基础科研方面具有较强的竞争力。中国机床行业起步晚，处于跟跑状态，但在政策加持下整体发展迅速。16 2020年世界机床行业生产情况中国，196.5亿欧元29%德国，86.6亿欧元15%日本，82.2亿欧元14%意大利，46.8亿欧元8%美国，40亿欧元7%其它，153.5亿欧元27%中国，186.1亿欧元32%美国，66.7亿欧元12%德国，45.1亿欧元8%日本，36.5亿欧元6%意大利，28.7亿欧元5%其它，209.7亿欧元37%2020年世界机床行业消费统计情况2.3.2 政策持续加码，工业母机迎发展良

27、机国家战略和产业政策持续落地，助力机床行业发展。从04数控专项实施以来十余年，国家持续鼓励并支持数控机床领域发展，2015年国务院发布中国制造2025，将“高档数控机床”列为未来十年制造业重点发展领域之一。首个中国主导国际标准发布，机床数控系统实现巨大突破。由我国主导制定的数控系统系列国际标准ISO23218-2正式发布。ISO23218系列国际标准是04国家科技重大专项的标志性成果之一。它的成功发布表明我国在04专项支持下建立的“高档数控系统关键技术标准体系”成果得到了国际认可，标志着我国在机床数控系统国际标准领域实现“零”的突破。17 高端数控相关政策时间发文 单位文件名高端数控相关的主要

28、内容2015.5国务院关于印发中国制造2025的通知 国发201528号2.高档数控机床和机器人。高档数控机床。开发一批精密、高速、高效、柔性数控机床与基础制造装备及集成制造系统。加快高档数控机床、增材制造等前沿技术和装备的研发。以提升可靠性、精度保持性为重点，开发高档数控系统、伺服电机、轴承、光栅等主要功能部件及关键应用软件，加快实现产业化。加强用户工艺验证能力建设。2016.5中共中央 国务院中共中央国务院印发 国家创新驱动发展战略纲要面向2020年，继续加快实施已部署的国家科技重大专项，聚焦目标、突出重点，攻克高端通用芯片、高档数控机床、集成电路装备、宽带移动通信、油气田、核电站、水污染

29、治理、转基因生物新品种、新药创制、传染病防治等方面的关键核心技术，形成若干战略性技术和战略性产品，培育新兴产业。面向2030年，坚持有所为有所不为，尽快启动航空发动机及燃气轮机重大项目，在量子通信、信息网络、智能制造和机器人、深空深海探测、重点新材料和新能源、脑科学、健康医疗等领域，充分论证，把准方向，明确重点，再部署一批体现国家战略意图的重大科技项目和工程。2016.11国务院关于印发“十三五”国家战略性新兴产业发展规划的通知国发201667号推动智能制造关键技术装备迈上新台阶。加快高档数控机床与智能加工中心研发与产业化，突破多轴、多通道、高精度高档数控系统、伺服电机等主要功能部件及关键应用

30、软件，开发和推广应用精密、高速、高效、柔性并具有网络通信等功能的高档数控机床、基础制造装备及集成制造系统。2016.12工信部 财政部关于印发智能制造发展规划（2016-2020年）的通知 工信部联规2016349号专栏1 智能制造装备创新发展重点 创新产学研用合作模式，研发高档数控机床与工业机器人、增材制造装备、智能传感与控制装备、智能检测与装配装备、智能物流与仓储装备五类关键技术装备。2017.1发改委战略性新兴产业重点产品和服务指导目录（2016版）2.1.1智能测控装置 智能控制系统，指用于数控机床、基础制造装备、流程工业装备及其他制造装备中，实现控制功能的工业控制系统。2.1.2智能

31、装备关键基础零部件 伺服控制机构，指使输出的机械位移（或转角）准确地跟踪输入的位移，用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统。2.1.4智能加工装备数控机床，指数值控制的金属加工机床。包括数控金属切削机床、数控金属成形机床、数控特种加工机床等。2018.8工信部 国标委关于印发国家智能制造标准体系建设指南（2018年版）的通知 工信部联科2018154号（三）行业应用标准 依据基础共性标准和关键技术标准，围绕新一代信息技术、高档数控机床和机器人、航空航天装备、海洋工程装备及高技术船舶、先进轨道交通装备、节能与新能源汽车、电力装备、农业机械装备、新材料、生物医药及高性能医疗器械等十大重点领域，

32、同时兼顾传统制造业转型升级的需求，优先在重点领域实现突破，并逐步覆盖智能制造全应用领域。2018.11统计局战略性新兴产业分类（2018）2.1.3智能测控装备制造 3421 金属切削机床制造 3425*机床功能部件及附件制造 电主轴、机械主轴 数控动力刀架 数控铣头 数控转台 3429*其他金属加工机械制造 机床现场总线控制系统 机床可编程控制系统 机床数位伺服控制系统2019.9工信部关于促进制造业产品和服务质量提升的实施意见 工信部科2019188号（十四）增强装备制造业质量竞争力。实施工业强基工程，着力解决基础零部件、电子元器件、工业软件等领域的薄弱环节，弥补质量短板。加快推进智能制造

33、、绿色制造，提高生产过程的自动化、智能化水平，降低能耗、物耗和水耗。2019.10工信部 发改委 等十三部十三部门关于印发制造业设计能力提升专项行动计划（2019-2022年）的通知 工信部联产业2019218号（三）总体目标在高档数控机床、工业机器人、汽车、电力装备、石化装备、重型机械等行业，以及节能环保、人工智能等领域实现原创设计突破。2.3.3 需求端：下游需求呈高端化发展态势，机床市场面临结构升级制造业转型升级，带动机床需求结构升级：当前我国处于产业结构的调整升级阶段，先进制造业将逐步替代传统制造业，随着下游产业的不断升级发展，对作为工业母机的机床的加工精度、效率、稳定性等精细化指标要

34、求逐渐提升，中高端产品的需求日益增加。在此大背景下，中国机床市场的结构升级将向自动化成套、客户定制化和普遍的换档升级方向发展，产品由普通机床向数控机床、由低档数控机床向中高档数控机床升级。新兴产业崛起，打造数控机床行业新增长点：精密模具、新能源、航空航天、轨道交通、3D打印、医疗器械等新兴产业迅速崛起，其生产制造过程高度依赖数控机床等智能制造装备，故而将成为数控机床行业新的增长点，有力推动适用于上述领域的高速、高精、高效、高稳定性、智能化、多轴化、复合化等金属切削数控机床的发展。18 普通机床国产化低端机床国产化中高端机床国产化出口拉动型产业机床行业将长期处于前中高端国产化阶段我国制造业规模持

35、续增长2.3.4 供给端：国内市场以低端产品为主，高端市场渗透率亟需提高目前，我国数控机床企业主要定位于中低端市场，高端产品渗透率虽在提升但仍处于较低水平。我国数控机床行业已经形成了以中、低档机床为主的生产体系，且这些厂家多采用外购核心零部件+自主生产加工模式；在高端领域的研发和设计能力依旧严重不足，80%的数控系统仍高度依赖于进口，核心零部件自主生产能力低下。根据前瞻研究院整理的资料，2018年我国低档数控机床国产化率约82%，中档数控机床国产化率约65%，高档数控机床国产化率仅约6%，高端数控机床国产化空间广阔。据光栅测量技术在数控机床上的应用，目前在西方发达国家的数控机床市场，采用全闭环

36、控制的数控机床已经占领半闭环控制的半壁江山，而在国内机床生产市场，半闭环控制的金切数控机床占95%95%左右，而全闭环控制的数控机床仅占5%5%左右。随国产高端机床品牌崛起，全闭环控制机床占比将随之提升，直接带动绝对式光栅尺市场需求。19 65%70%75%80%82%45%50%55%60%65%2%3%5%6%6%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%200172018低档数控机床中档数控机床高档数控机床数控机床国产化率情况2.3.5 局部摩擦加剧，高端机床国产替代提速势在必行数控机床对高端装备影响重大，西方国家实施严格管制。由于数控机床在技术上的

37、复杂性，以及对航空航天、军事工业、科研、精密器械、高精医疗设备等行业的重要影响，达到一定技术先进程度的数控机床始终被西方发达国家以军民两用战略物资为理由，予以贸易限制。从过去的“巴统清单”到现在的“瓦森纳协定”，发达国家一直把五轴数控系统及五轴联动数控机床作为战略物资实行出口许可证制度，对包括中国在内的诸多国家实行了严格的技术封锁，而中美贸易摩擦进一步加大了我国高端机床的进口限制。随着国际局势持续演变，高端机床自主可控迫在眉睫。进口数量呈波动下滑趋势，国产替代进程提速。从进口数量来看，据海关总署数据，2019年我国进口机床1.03亿台，以中高档的加工中心等为主，较2018年同比下降28.5%；

38、同时，据中国机床工具工业协会的报告分析，2019年我国首次实现机床行业贸易顺差。一方面或由于高端机床进口限制加强，另一方面也说明国内部分产品已经实现进口替代，国内厂家对国际机床厂商形成一定的挤压替代作用。进口单价仍远高于国内均价，高端数控刚性需求持续。从进口单价来看，2019年我国机床进口总额为28.98亿美元，单台均价为28.14万美元元，显著高于国内金属切削机床的平均单价，且均价呈上升趋势，可以看出我国对高端数控机床有持续增长的刚性需求。20 项目2019年2018年度2017年度进口金额（亿美元）28.9833.7929.08进口数量（万台）1.031.441.37平均单价（万美元/台）

39、28.1423.4721.23我国进口数控机床的金额与数量2011-2020中国机床市场进口总量变化2.4“十四五”期间，国内高端机床所需绝对式编码器市场达百亿元关键假设：数控机床市场规模：据华经产业研究院，2021年我国数控机床市场规模为2687亿元，同比增长8.7%，假设2022、2023、2024、2025年增速分别为10%、8%、5%、5%，则对应市场规模分别为2956、3192、3352、3519亿元。高端市场占比：据华经产业研究院，高档机床占比约为10%，预计后续逐年上升。绝对式光栅尺价值量占机床比重：1、五轴数控单价：1）据科德数控招股书，该公司2017、2018、2019机床销

40、售均价分别为174.04万元/台、121.39万元/台和133.91万元/台，同时公司五轴联动数控机床销售数量占比达 98%，可以认为公司均价能够代表国产五轴机床单价，均价约140万元/台。2）从进口数据来看，2017-2019年进口机床均价在23.92万美元/台，对应在170万元人民币/台左右。2、高精度绝对式光栅尺和角度编码器单价约23万元，考虑到国内外最新五轴数控均采用绝对式产品，即单台机床共需配置5个，则单台所需光栅编码器价值量在10万元左右，占五轴机床价值量约6%。结论：预计20222022年国内高端机床所需绝对式光栅编码器价值约15201520亿元，“十四五”期间市场空间超1001

41、00亿元。21 2017-2022年数控机床行业市场规模情况20212022E2023E2024E2025E高端数控机床市场预测（亿元）2687.02955.73192.23351.83519.4增速8.7%10%8%5%5%高端市场占比10%10%12%14%16%高端市场容量（亿元）268.7295.6383.1469.2563.1绝对式光栅尺市场容量（亿元）16.117.723.028.233.8“十四五”期间高端机床所需绝对式编码器市场空间预测03禹衡光学：国内光栅编码器龙头企业，新品蓄势迎业绩拐点223.1 核心优势一：光栅领域积累深厚，国家四项重大专项均落户禹衡深耕光电编码器领域五

42、十余年，技术经验沉淀深厚。奥普光电控股子公司禹衡光学（控股65%）前身是始建于1965年的长春第一光学仪器厂，作为中国最早的光电编码器及光学仪器专业制造商，禹衡光学的历史浓缩着中国光电编码器工业化的发展史。从1967年中国第一台工业编码器、1984年第一台国产机床编码器、1986年第一台国产电梯编码器到如今国内领先的高端传感器系列，禹衡光学已经实现包括金属光栅角度编码器、绝对式光栅尺、旋转变压器、角度编码器、齿轮编码器及常规编码器的多原理多系列产品，产品的应用领域包括航空航天、机床、电梯、伺服电机、机器人、军工、医疗等多行业。主导产品光栅编码器已通过欧盟RoHS检测、CE认证、防爆认证及军工产

43、品实验验证等多项权威认证，并大量出口至美国、德国、日本、俄罗斯等国家。国内光电编码器龙头，国家四项传感器相关重大专项均落后禹衡。公司拥有行业内唯一的国家编码器工程中试基地和博士后科研工作站，“高精度同步控制光电编码器产业化”、“高精度、高分辨力绝对式光栅旋转编码器研制”、“高集成化单码道绝对式光栅尺研发及产业化”、“高分辨率角位移传感器研制与产业化”等国家重大项目均落户禹衡。前两大项目已顺利完成验收，后者也于2019年顺利通过国家中期验收，已形成在架产品。针对高端品，公司芯片具有自主知识产权，在设计原理和编码实现上与其他厂家均不同。公司研发能力、技术水平、产业规模、市场占有率均居国内同行业之首

44、。23 19651965年年长春第一光学仪器厂长春第一光学仪器厂成立成立19861986年年引进日本编码器制造引进日本编码器制造技术，将发展编码器技术，将发展编码器产品作为重点，形成产品作为重点，形成自主知识产权和品牌自主知识产权和品牌19941994年年确立为国家编码器工确立为国家编码器工程中试基地，形成光程中试基地，形成光电编码器研发中试中电编码器研发中试中心心20092009年年高精度同步控制光高精度同步控制光电编码器产业化电编码器产业化项项目立项目立项;主持制定主持制定行行业标准业标准旋转编码器旋转编码器20132013年年承接国家“十二五”承接国家“十二五”科技重大专项科技重大专项高

45、集高集成化单码道绝对式光成化单码道绝对式光栅尺研发及产业化栅尺研发及产业化10671067年年第一台工业化的光电第一台工业化的光电编码器诞生编码器诞生19921992年年参与中国运载火箭和参与中国运载火箭和通信卫星发射通信卫星发射20052005年年光栅编码器光栅编码器项目项目获国家振兴东北老工获国家振兴东北老工业基地高技术产业发业基地高技术产业发展专项立项展专项立项20112011年年承担国家十二五重大承担国家十二五重大科技专项科技专项高精度、高精度、高分辨力绝对式光栅高分辨力绝对式光栅旋转编码器研制旋转编码器研制，后于后于20162016年顺利通过年顺利通过验收验收20172017年年承担

46、国家重大科学仪承担国家重大科学仪器设备开发重点专项器设备开发重点专项高分辨率角位移传高分辨率角位移传感器研制与产业化感器研制与产业化承担、参与的两项国承担、参与的两项国家“十二五”科技重家“十二五”科技重大专项均顺利完成最大专项均顺利完成最终验收。终验收。20182018年年推出推出JFTJFT系列绝对式光系列绝对式光栅尺、栅尺、JKNJKN-2/JKN2/JKN-8 8系系列绝对式光栅角度编列绝对式光栅角度编码器产品码器产品20192019年年3.2 核心优势二：绝对式产品实现国际先进、国内领先，高技术壁垒铸就护城河2019年推出JFT系列绝对式光栅尺，填补国内空白。该系列于2016年立项，

47、是禹衡光学在承担了国家科技专项中全部三项有关光栅位移传感器项目的基础上，总结客户及市场需求，通过“四个创新”创新采用具有自主知识产权的游标码加M序列编解码技术；创新采用全阵列扫描技术；创新采用大面积平行蓝光技术照明系统；创新采用实时效验技术进行数据传输，实现产品的高分辨率、高响应频率、高抗干扰性、高抗污染性及高可靠性。在测量精度上，已经达到准确度3m/m;重复性0.2m;分辨力0.01m，完全满足高档数控机床高精度加工的需要，主要性能指标达到了国际同类产品先进水平和国内领先水平。核心技术：编解码技术、全阵列扫描技术、准直光源及补偿技术、高精度光栅刻划及接长技术、先进的制造技术及精度保证2019

48、年开始，在数十家国内、国外数控机床厂家进行了产品测试及批量应用，客户反映产品性能稳定，后续将持续优化，提高产品准确度和稳定性，目标研发出准确度等级1m/m等指标、可靠性更高的光栅位移传感器，实现打破国外产品垄断的现状，发展并壮大更多的产品系列。24 JFT系列产品核心指标一览禹衡光栅尺在数控机床上的应用示例3.2 核心优势二：绝对式产品实现国际先进、国内领先，高技术壁垒铸就护城河2019年推出HND-2绝对式编码器产品，打破国际壁垒。在编码器方面，公司申请了“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项课题，并联合华中科技大学、哈尔滨理工大学、沈阳第一车床厂、武汉华大电机、上海开通数控、广州凯恩帝

49、数控、海诚跃电气、珠海市怡信测量等公司共同开展高精度、高分辨力绝对式光栅旋转编码器的研制。与多摩川同类产品相比，该款产品具有以下优势：1）温度系数稳定：金属本体；适用范围宽：板簧的形状、尺寸可选。2）输出位数可选，可同时输出正余弦信号。3）准确度高，且温度特性好。4）同步串行协议，传输效率高。5）功耗低。6）防护等级高。7）抗污染能力强。8）发光管抗老化性强，采用发光补偿技术。9）使用温度范围宽。已经达到了国际前沿产品的技术水平。2019年又推出JKN-2、JKN-8系列绝对式光栅角度编码器两款产品，该产品主要技术参数：准确度：0.52.5;分辨力2129bit;封装尺寸：100 x25mm、

50、90 x55mm、200 x40mm。该产品的制造工艺、装调与检测设备完善，建立了生产线，具备了产业化能力，于2020年底成为继JFT光栅尺外第二个通过高端传感器行业鉴定的产品，公司在国产光栅传感器领域具有绝对优势。而根据“高分辨率角位移传感器研制与产业化”项目信息，项目验收后3年内，达到年产整机30000台套生产能力，为智能制造、数控加工、军工制导、量具检测提供测试技术支撑。25 JKN-2、JKN-8系列产品基本参数3.3 核心优势三：对比优势明显，有望迅速抢占国内高端市场扎根机床领域多年，核心客户资源优势明显。公司与下游机床及机床数控系统领域客户长期保持深度合作，客户包括华中数控、广州数

51、控、沈阳机床、大连机床、科德数控、上海机床等。据奥普光电投资者关系活动披露，公司与华中数控合作多维且深入，是国内第一个打通国内高端数控五轴机床的公司；与广州数控的合作不止限于机床类，还有电机和机器人等；与沈阳机床合作达几十年，客户粘性强。打通多款主流系列连接，产品通用性强。通信协议方面，公司产品不仅支持BISS-C、SSI和禹衡光学自主协议FreDat协议，同时也支持西门子DRIVE-CLiQ协议，良好的互换性在多家机床及数控系统厂得到了印证。接口方面，除了海德汉EnDat2.2以外，已经可以和其他数控系统实现互换连接的状态。公司全面的产品协议推进计划有效提升产品的通用性和竞争力，加速抢占市场

52、。对比优势明显：与国外厂商相比，公司有望利用价格优势及快速响应能力，与其共享国内外高端编码器广阔市场；与国内厂商相比，公司产品性能独一档，有望充分受益国产替代需求爆发。业绩迎来拐点：受益于下游需求释放，叠加自主可控需求提升，禹衡光学2021年实现营收2.08亿元，同比增长25.40%；实现归母净利润1360.89万元，同比增长38.0%，三年复合增速超过50%50%。26 1.451.621.481.662.08-20%0%20%40%60%0201920202021营业收入（亿元）同比1080.9931.25595.54986.111,360.89-50%0%50%10

53、0%0500720021净利润（万元）同比禹衡光学近五年营收变动情况禹衡光学近五年净利润变动情况04投资建议27投资建议从禹衡光学层面来看，其绝对式光栅尺和角度编码器技术领先、产能就位，将受益于高端机床需求旺盛叠加国产替代提速双重逻辑，后续随公司持续深入在高端数控及军工领域的拓展，进一步加强产品通用性，有望持续提升高端市场占有率。我们预计公司2023/2024年年均增速有望超50%。从奥普光电层面来看，其背靠中科院长春光机所，近年通过“长光所体外孵化+上市公司外延并购”的模式实现快速发展。公司近1-2年受益于国产替代，高精度光栅尺和编码器、工业级超高

54、全局快门CMOS图像传感器等需求迅速增长，进入业绩拐点。综合考虑长光宇航并表影响、上半年长春疫情造成短期影响，我们将公司2022-2024年营收预测由6.53/10.90/13.13亿元调整至6.45/11.08/14.76亿元，归母净利润由1.81/2.27/2.76调整至1.81/2.20/3.02亿元，EPS由0.75/0.95/1.15元调整至0.75/0.92/1.26元。对应2022年10月18日24.59元/股收盘价，PE分别为33/27/20倍。维持“买入”评级。28资料来源：华西证券研究所盈利预测财务摘要财务摘要2020A2020A2021A2021A2022E2022E20

55、23E2023E2024E2024E营业收入（百万元）营业收入（百万元）441 547 645 1,107 1,476 YoYYoY（%）9.6%24.1%17.9%71.7%33.3%归母净利润（百万元）归母净利润（百万元）49 53 181 220 302 YoYYoY（%）1.6%8.6%239.6%21.7%37.3%毛利率（毛利率（%）31.7%29.5%32.2%35.8%36.8%每股收益（元）每股收益（元）0.20 0.22 0.75 0.92 1.26 ROEROE5.5%5.5%15.7%15.9%17.8%市盈率市盈率122.95 111.77 32.63 26.82 1

56、9.53 05风险提示29风险提示下游制造业景气度不及预期的风险:机床产销与下游制造业景气度息息相关，若制造业景气不及预期，则会对机床及机床配件需求产生影响。高端数控机床国产替代进度不及预期：目前大型外资企业仍占据高端细分领域主要市场份额，其在架构设计、加工工艺、产业规模、人才梯队等方面上百年的积累，高端工业产品的可靠性和精度保持性较我国新兴科技企业尚有明显优势。国产机床厂家竞争压力较大，存在高端机床国产替代不及预期的风险。疫情反复影响公司生产及出口的风险:上半年长春疫情对公司生产经营造成一定影响；同时公司产品出口美国、德国、日本、俄罗斯等多国，疫情长期持续或对公司外贸业务造成负面影响。30资

57、料来源：华西证券研究所财务报表和主要财务比率31资料来源：华西证券研究所利润表利润表（百万元百万元）2021A2021A2022E2022E2023E2023E2024E2024E营业总收入547 645 1,107 1,476 YoY(%)24.1%17.9%71.7%33.3%营业成本385 437 711 933 营业税金及附加5 5 9 13 销售费用17 18 28 34 管理费用72 83 137 177 财务费用-1-4-1 7 研发费用55 66 113 151 资产减值损失-4-18-25-30 投资收益5 142 122 155 营业利润60 199 280 385 营业外

58、收支0-1-1-1 利润总额60 198 280 384 所得税2 8 11 15 净利润58 190 268 368 归属于母公司净利润53 181 220 302 YoY(%)8.6%239.6%21.7%37.3%每股收益0.22 0.75 0.92 1.26 资产负债表资产负债表（百万元百万元）2021A2021A2022E2022E2023E2023E2024E2024E货币资金136 306 331 539 预付款项94 109 178 233 存货333 349 570 749 其他流动资产244 251 425 563 流动资产合计806 1,015 1,503 2,085 长

59、期股权投资154 184 214 244 固定资产177 176 174 171 无形资产17 19 21 23 非流动资产合计390 422 454 484 资产合计1,196 1,438 1,957 2,568 短期借款0 8 161 316 应付账款及票据54 61 99 130 其他流动负债49 57 87 111 流动负债合计103 126 347 558 长期借款0 20 40 60 其他长期负债44 44 44 44 非流动负债合计44 64 84 104 负债合计146 190 430 661 股本240 240 240 240 少数股东权益87 97 145 212 股东权益

60、合计1,050 1,248 1,527 1,907 负债和股东权益合计1,196 1,438 1,957 2,568 现金流量表现金流量表（百万元百万元）2021A2021A2022E2022E2023E2023E2024E2024E净利润58 190 268 368 折旧和摊销30 28 29 30 营运资金变动-41-45-425-356 经营活动现金流44 61-203-47 资本开支-24-31-31-31 投资-18-30-30-30 投资活动现金流-32 81 61 94 股权募资0 0 0 0 债务募资-4 28 172 175 筹资活动现金流-25 27 166 161 现金净

61、流量-12 170 25 208 主要财务指标主要财务指标2021A2021A2022E2022E2023E2023E2024E2024E成长能力（%）营业收入增长率24.1%17.9%71.7%33.3%净利润增长率8.6%239.6%21.7%37.3%盈利能力（%）毛利率29.5%32.2%35.8%36.8%净利润率10.6%29.5%24.2%25.0%总资产收益率ROA4.5%12.6%11.2%11.8%净资产收益率ROE5.5%15.7%15.9%17.8%偿债能力（%）流动比率7.85 8.06 4.33 3.74 速动比率3.70 4.42 2.18 1.98 现金比率1.

62、33 2.43 0.95 0.97 资产负债率12.2%13.2%22.0%25.7%经营效率（%）总资产周转率0.46 0.45 0.57 0.57 每股指标（元）每股收益0.22 0.75 0.92 1.26 每股净资产4.01 4.80 5.76 7.06 每股经营现金流0.18 0.26-0.84-0.19 每股股利0.00 0.00 0.00 0.00 估值分析PE111.77 32.63 26.82 19.53 PB5.89 5.13 4.27 3.48 免责声明32分析师分析师与研究助理简介与研究助理简介陆洲：华西证券研究所军工行业首席分析师，北京大学硕士，11年军工行业研究经验

63、。曾任光大证券、平安证券、国金证券研究所军工行业首席分析师，华商基金研究部工业品研究组组长，东兴证券研究所所长助理兼军工行业首席分析师。曾获2019年中国证券业分析师金牛奖军工行业第一名。林熹：华西证券研究所军工行业研究助理，伦敦国王学院会计硕士，2022年加入华西证券。分析师承诺分析师承诺作者具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格或相当的专业胜任能力，保证报告所采用的数据均来自合规渠道，分析逻辑基于作者的职业理解，通过合理判断并得出结论，力求客观、公正，结论不受任何第三方的授意、影响，特此声明。评级说明评级说明公司评级标准公司评级标准投资评级投资评级说明说明以报告发布日后的6个月内公司

64、股价相对上证指数的涨跌幅为基准。买入分析师预测在此期间股价相对强于上证指数达到或超过15%增持分析师预测在此期间股价相对强于上证指数在5%15%之间中性分析师预测在此期间股价相对上证指数在-5%5%之间减持分析师预测在此期间股价相对弱于上证指数5%15%之间卖出分析师预测在此期间股价相对弱于上证指数达到或超过15%行业评级标准行业评级标准以报告发布日后的6个月内行业指数的涨跌幅为基准。推荐分析师预测在此期间行业指数相对强于上证指数达到或超过10%中性分析师预测在此期间行业指数相对上证指数在-10%10%之间回避分析师预测在此期间行业指数相对弱于上证指数达到或超过10%华西证券研究所：华西证券研究所：地址：北京市西城区太平桥大街丰汇园11号丰汇时代大厦南座5层网址：http:/