（报告出品方/作者：西部证券，单慧伟）
一、蔡司：全球光学光电子行业标杆
1.1 历史沿革：生产显微镜起家，逐步拓展产品矩阵
蔡司是全球光学行业标杆企业。蔡司成立于 1846 年，至今已有 177 年历史。蔡司以生产 显微镜起家，逐渐形成半导体制造技术、工业质量与研究、医疗技术和光学消费品市场四 大业务板块，业务遍及全球近 50 个国家和地区，拥有约 30 个生产工厂、60 家销售和服 务公司以及 27 个研发基地，是光学和光电子领域的全球标杆企业。 生产显微镜起家，逐步拓展产品矩阵。1847 年，公司开始生产显微镜；1890 年，发布第 一款相机光学镜头，切入光学消费品领域；1908 年，开始转向眼科测量仪器的研发，进 入医疗光学领域；1931 年，开始研制电子显微镜，丰富了工业领域的产品矩阵；1968 年， 为 Telefunken 生产用于光刻的新型光学器件，标志着公司进入半导体制造领域。
1.2 主营业务：立足光学光电子，布局四大业务板块
布局四大业务板块，产品矩阵丰富。公司业务可划分为四个部分，共九个战略业务单元： 半导体制造技术（Semiconductor Manufacturing Technology）：包括光刻光学、 光掩膜系统和过程控制解决方案，覆盖了微芯片生产的各种关键工艺。 工业质量与研究（Industrial Quality & Research）：1）工业质量检测：例如坐标测 量机、三维 X 射线检测设备等，被广泛用于汽车、工业、飞机建造、塑料工业等领域， 提供生产质量检测；2）科学研究显微镜：包含光学、电子、离子、X 射线显微镜， 被广泛用于生命科学、材料研究、以及制药等行业。 医疗技术（Medical Technology）：包含眼科手术器械和手术显微镜及可视化系统。 消费市场（Consumer Markets）：包含视觉护理、摄影、运动光学等。蔡司是世界 上最大的眼镜镜片制造商之一，除此之外，还为客户提供相机和电影镜头、望远镜等 高端产品。
1.3 财务分析：业绩稳定增长，半导体制造占比提升
业绩实现稳定增长，持续投入高研发。蔡司过去20年业绩稳步增长，2002-22年营收CAGR 7.0%、净利润 CAGR 15.8%。近几年随着半导体光刻需求快速增加，公司业绩加速增长。 22 财年收入突破 80 亿欧元，达到 87.54 亿欧元，同比 16.28%，归母净利润 11.55 亿欧 元，同比 10.34%。22 财年公司研发费用率达 13%，研发上保持高投入保证竞争优势。
半导体制造技术占比持续提升。22 财年，受益于下游旺盛需求，四大板块业务收入均实 现二位数增长，分别同比增长 20.0%、14.7%、15.4%、12.6%。其中，半导体制造技术 业务由于下游光刻需求快速增加，近两年增长加速，收入占比超过 30%。
二、全球光学行业标杆，开拓高端光学蓝海市场
2.1 半导体制造：蔡司为EUV光学镜片唯一供应商，地位显著
2.1.1 光刻机：半导体工业皇冠上的明珠
光刻机是半导体工业皇冠上的明珠。芯片前道工艺七大设备包括光刻机、刻蚀机、镀膜设 备、量测设备、清洗机、离子注入机和其他设备。光刻机主要作用就是将掩膜板上的芯片 电路转移到硅片，是 IC 制造中最为核心的环节。作为芯片制造过程中必不可少的精密设 备，光刻机性能决定了芯片的制程和性能，因此光刻机被誉为半导体工业皇冠的明珠。 工作原理：在 IC 制作过程中，激光器作为光源发射光束穿透掩膜板及镜片，经物镜补偿 光学误差，将线路图曝光在带有光感涂层的硅晶圆上，然后显影在硅片上，理论上相当于 与照相机加投影仪组合。
发展历程：由于光刻机直接决定了晶体管尺寸，而晶体管尺寸对于芯片的性能起决定性作 用。因此在半导体产业不断追求芯片尺寸更小、性能更强的背景之下，光刻机也不断创新 迭代。从最早的普通光源到使用 193nm 波长的 DUV 激光，再到 13.5nm 的 EUV 激光， 制程节点已提升到 7-3nm。据 ASML，下一代 EUV 0.55NA 光刻系统（将数值孔径从 0.33 提升至 0.55）预计 2025 年投产，进一步提高芯片生产效率。
市场格局：全球光刻机市场三足鼎立，AMSL 龙头地位凸显。全球前道设备光刻机市场已 基本被 ASML、尼康、佳能所垄断，2022 年三家光刻机厂商合计出货量达 551 台。按平 均售价测算，2022 年全球市场规模达 189 亿美元。其中，ASML 独占鳌头，22 年实现光 刻机出货 345 台，其中 EUV 光刻机出货 40 台，系 EUV 唯一供应商。据 ASML，公司未 来将大幅提升产能，预计 2025-26 年将实现年产90台 EUV光刻机和 600台DUV 光刻机， 并且在 2027-28 年增产 20 台 High NA EUV 光刻机，未来市场潜力巨大。
光刻机主要包含五大核心基础硬件模组： 1）光学系统：包含光源模组(Source)、照明模组(illumination module)和物镜模组(Optics)。 紫外光从光源模组生成之后，被导入到照明模组，该系统要对光的能量、均匀度、形状进 行检测和控制)，光穿过光罩后，物镜模组将影像聚焦成像在晶圆表面的光阻层上； 2）光罩模组：分为光罩传送模组(Reticle Handler)及光罩平台模组(Reticle Stage)。光罩 传送模组负责将光罩由光罩盒一路传送到光罩平台模组，而光罩平台模组负责承载及快速 来回移动光罩。 3）晶圆模组：分为晶圆传送模组(Wafer Handler)及晶圆平台模组(Wafer Stage)。晶圆传 送模组负责将晶圆由光阻涂布机一路传送到晶圆平台模组，而晶圆平台模组（一般是双平 台）负责承载晶圆及精准定位晶圆来曝光。
光学系统是光刻机最核心的模块，决定光刻机的工艺能力： 1）光源：光刻机的工艺能力首先取决于光源的波长。在摩尔定律驱动下，光刻设备由从 最早的普通光源到使用 193nm 波长的 DUV 激光，再到 13.5nm 的 EUV 激光，制程节点 已提升到 7-3nm。 2）照明系统：照明系统位于光源和物镜系统之间，通过调制，为掩膜提供成像曝光所需 的照明模式和照明光场。照明系统主要包括扩束单元、光束整形单元、匀光单元以及照明 物镜四个关键部分，其主要作用是提供高均匀性照明、控制曝光剂量和实现离轴照明,以提 高光刻分辨率和增大焦深。 3）物镜系统：物镜系统作为“光刻机之眼”，决定了光刻机分辨率以及套值误差能力。通 过大直径物镜可提升数值孔径从而提高光刻机分辨率，通过多镜片组合可修正图像的形变 从而提高成像质量。目前 ASML DUV 光刻机中先进机种投影物镜的高度超过 1 米，直径 大于 40 厘米，物镜内各种镜片的数量超过 15 片。
2.1.2 蔡司：光刻镜头全球龙头，EUV光刻镜头唯一供应商
高精密光学镜头作为“光刻机之眼”，是光刻机最核心部件。高数值孔径的镜头决定光刻 机分辨率以及套值误差能力。蔡司凭借着自身在光学设计、加工、检测环节的深厚技术积 累，是 ASML EUV 极紫外光刻机镜头唯一供应商。目前，由蔡司生产的最新一代 EUV 光 刻机反射镜最大直径 1.2 米，面形精度峰谷值 0.12 纳米，表面粗糙度 20 皮米（=0.02 纳 米=0.2 埃），比很多原子的直径都要小，也就是说达到了原子级别的平坦。凭借自身的先 发优势和技术优势，蔡司在光刻机镜头市场地位显著，市占率达到 80%。
2.2 医疗：医疗市场需求稳步提升，蔡司布局眼科器械和术用显微镜
2.2.1 眼科手术器械：全球眼科器械市场高度集中，蔡司排名第二
眼科赛道患者基数庞大，呈现需求蓝海。眼科领域拥有庞大的患者群体，且患病率在逐渐 提升，需求刚性且强烈，是具有发展潜力的黄金赛道。随着人口老龄化加剧，以及手机等 电子产品普及，年龄相关性眼病、代谢相关性眼病、以及高度近视引发的眼底病变凸显。 据 WTO 数据显示，全球至少有 22 亿人视力受损或失明，其中至少 10 亿人的视力损伤问 题本可预防或尚待解决。随着经济条件的改善，居民健康意识逐渐增强，医疗保健支出的 占比逐渐提升，带来巨大的需求蓝海。 全球市场竞争格局高度集中，蔡司排名第二。眼科手术器械包括用于诊断和治疗眼科疾病 的眼科设备及相关仪器、辅助器械和植入耗材等。据蔡司数据，21 年全球眼科手术器械 市场规模为 132 亿美元，同比增长 19%。其中，蔡司 21 年市占率约 11%，仅次于爱尔康。
国内眼科器械市场需求大，市场呈现进口垄断。伴随着青少年屈光不正患病率提高，中老 年白内障手术量增加，我国眼科器械市场增长迅速，据贝壳研究院，2021 年市场规模达 375 亿元，2017-21 年 CAGR 为 18.5%。而眼科医疗设备行业技术壁垒高，呈现极高的 进口垄断率，蔡司、爱尔康、拓普康等海外公司占据绝大部分市场份额。
2.2.2 手术显微镜：术用显微镜市场空间广阔，蔡司为第一大供应商
术用显微镜市场加速发展，潜力巨大。手术显微镜是专门设计用于手术环境的光学显微镜， 通常用于执行显微手术，广泛应用于神经外科，眼科，牙科，肿瘤学和泌尿科等领域。由 于手术对于精度更高、更清晰、更准确的影像需求逐步增长，而手术显微镜能够调节放大 率、照明卓越且能够提供清晰的术野，因而在手术室内实现加速渗透，推动全球手术显微 镜市场增长。据 QYResearch，2019 年全球手术显微镜市场规模为 13.64 亿美元，预计 2026 年将达到 28.86 亿美元，2020-26 年 CAGR 为 11.18％。从数量上看，2019 年全球 手术显微镜销售量为 2.2 万台台，预计 2026 年将达到 5.2 万台。 蔡司手术显微镜产品丰富，市场份额排名第一。蔡司目前不仅具备神经外科、眼科、耳鼻 喉科、脊柱外科、整形、牙科、妇科手术显微镜，还推出机器人视觉系统，产品矩阵丰富。 其中蔡司机器人手术显微系统的推出，可以帮助神经外科医生更好获得同步的 4K 3D 手术 视野，灵活应对颅脑及脊柱脊髓手术过程中的不确定性和复杂性，实现效率与精准性并存， 帮助更多患者。
2.3 工业量测：高精度测量仪器发展迅速，蔡司产品技术先进
2.3.1 工业X射线检测：市场增速稳定，蔡司产品种类繁多
工业 X 射线检测市场保持平稳增长。如果零部件利用传统测量机测量，隐藏性的结构信息 只有将零件通过费时的层层破坏才能获得。而无损检测能在对检测物体无损伤条件下，以 二维断层图像或三维立体图像的形式，清晰、准确、直观地展示被检测物体的内部结构、 组成、材质及缺损状况。在无损检测领域，五大常规的检测方法有：射线检测、超声检测、 磁粉检测、涡流检测、渗透检测及一些非常规如激光、电磁波、红外线等的检测方法，其 中 X 射线可视性最好，可见可测，精度最高，可达纳米级，是最重要的一种检测手段，被 广泛应用于汽车制造、航空航天等领域。据 QYResearch，2021 年全球工业 X 射线检测 系统市场规模为 12.32亿美元，预计 2028年达 16.58 亿美元，2022-28年 CAGR为 4.86%。
蔡司 X射线扫描检测设备产品品类众多，技术先进。蔡司旗下拥有BOSELLO 2D、VoluMax 3D 以及 METROTOM 3D 系列 X 射线测量设备。其中第三代计算机断层扫描 METROTOM 1500 不仅采用新的 3k 检测器可生成更高分辨率的 3D 体数据集，即更多体素可以检测到 更小的缺陷；同时还可以一次扫描海量的零部件特征，扫描速度更快，时间可减少 75%。
2.3.2 三坐标检测：市场空间广阔，蔡司是全球领先的三坐标测量生产商
三坐标测量机是先进精密仪器测量机，市场空间广阔。其可以代替多种表面测量工具及昂 贵的组合量规，并把复杂的测量任务所需时间从小时减到分钟。其功能是快速准确地评价 尺寸数据，为操作者提供关于生产过程状况的有用信息，主要用于机床、机械、航空航天、 汽车、五金、模具等行业的轮廓和表面形状、尺寸、角度位置及一些部位进行测量，也可 以对零件的尺寸和形位公差进行精密测量，能完成精确的零件检测，过程控制等任务，市 场空间广阔。据 Market growth report 数据显示，2022 年全球三坐标测量机市场规模为 57.15 亿美元，预计 2029 年可达到 72.09 亿美元。 蔡司是全球领先的三坐标测量生产商。其产品包含了通用的桥式测量机、悬臂式测量机、 在线测量机，以及引领测量前沿技术的复合式测量中心和纳米级测量机等。蔡司不仅在测 量技术的科研上取得了世界瞩目的成就，其所有的主要部件，如控制柜、软件、传感器、 探针等均为蔡司独立研发生产，确保了产品高品质和高性能的传承。
蔡司的新一代接触式扫描测量机 SPECTRUM 具备高精度、高品质的特点，为模具测量提 供高效率的解决方案。该产品特有的扫描测量技术能够在单位时间内获取更多的测量点数 据，而且仅需一次扫描路径规划，就能全面地反映工件尺寸及偏差信息，不仅大大地提高 了测量效率，更能保证测量的精确度和稳定性。新一代 SPECTRUM 自发布以来就受到业 界关注，它让接触式扫描测量技术成为蔡司全系列测量设备的标准配置，引领三坐标测量 真正跨入了“全扫描”时代，同时也将触脚延伸至更多的中小用户。
2.3.3 三维测量设备：收购GOM集团，巩固自身技术领先地位
蔡司收购 GOM，进一步拓展工业测量产品组合。2019 年 4 月 11 日，蔡司宣布完成对自 动化三维坐标测量技术及三维测试软件、设备和系统供应商 GOM 的收购。2023 年 1 月 GOM 正式加入蔡司中国，并成立了新的业务部门光学解决方案业务单元。此次收购，旨 在进一步巩固双方在行业内的技术领先地位，尤其是在光学数字化系统领域。展望未来， 蔡司将不断探索更先进完整的光学解决方案，提高企业生产的智能化水平，满足制造产品 的转型升级需求。 从技术层面，整合后的蔡司工业测量丰富了原有的产品线，可以覆盖不同客户的光学需求， 提供更完整的光学解决方案。蔡司的产品组合与光学 3D 测量技术相结合，将进一步开拓 工业质量与研究市场，创造新的机会，尤其表面测量和数字化解决方案都将成为额外的增 长动力。例如 ZEISSGOM 三维光学扫描系统，借助 3D 传感器，可实现高精度检测注塑 模具，其逆向工程允许制造 3D 模型，配合简单易用的高性能软件平台 colin3D，可以生 成精准度高的测量报告。此外，利用不同的镜头，可按不同的部件尺寸在瞬间完成测量范 围的调整，进而实现对塑料和金属打印增材制造应用的高精度光学三维测量。
2.4 显微镜：高端显微镜下游需求旺盛，蔡司具备深厚的技术积累
2.4.1 电子显微镜：市场保持稳步增长，竞争格局相对稳定
市场规模：近年来随着全球对生命科学、材料研究的探索和研究持续深入，以及对半导体 需求不断扩大等，推动了高校、科研院所、半导体工业等领域对电子显微镜的需求，全球 电子显微镜行业市场规模呈不断增长趋势。据日本电子数据，2020 年全球电子显微镜市 场规模为 27.64 亿美元，预计 2026 年将达到 38.87%，2021-26 年 CAGR 为 5.8%。其中， 扫描电子显微镜为主要细分市场，占比 74%。而透射电镜则由于技术水平和价格高、操作 难度大，分辨率可达原子级别，主要对样品晶体结构进行分析等，应用市场还尚未完全打 开和释放，故总体规模还较小，占全球电镜的 26%左右。 竞争格局：从行业参与者情况来看，由于技术水平较高、资金/人才投入大等因素影响， 全球电子显微镜参与企业较少。目前，全球电镜市场竞争格局基本稳定，形成了赛默飞(含 FEI)、日本电子、日立高新、蔡司、TESCAN、COXEM 等几大电镜巨头。
国产替代：近年来，中国扫描电子显微镜市场规模呈现逐年增长的态势且增速较快，均在 10%左右。2020 年，中国扫描电子显微镜市场规模实现 16.72 亿元，受疫情影响，各单 位对于扫描电子显微镜等科学仪器的采购预算增幅有所下调，故其同比增长率较 2018-19 年略有下滑，仅为 9.21%。但由于国内扫描电子显微镜的技术水平与国际先进水平有一定 差距，中国的扫描电子显微镜行业市场主要被海外知名扫描电子显微镜生产企业所占据， 市场集中度较高，CR4 在 75%以上，其中蔡司市占率为 22%，排名第一。
蔡司：蔡司扫描电子显微镜历经 30 多年的创新发展，目前包括 EVO 系列、Sigma 系列、 GeminiSEM 系列以及 MultiSEM 系列，能够提供高分辨率的表面信息及出色的材料对比 度，被广泛运用于电镜科学及应用领域，如纳米技术、材料分析、半导体失效分析、生命 科学和质量控制。
2.4.2 光学显微镜：发展历史悠久，蔡司布局高端光学显微镜
市场规模：光学显微镜发展历史较久，成本优势明显，是全球显微镜市场的重要组成部分。 根据 Grand View Research 数据显示，2015 年全球光学显微镜约占全球整个显微镜市场 规模(65.9 亿美元)的 37%，即 24 亿美元左右。虽然低分辨率、放大倍数和表面视野限制了光学显微镜的使用，但是光学显微镜历史悠久，技术较成熟，成本整体平均水平也较电 子显微镜低。同时，生产厂商也逐渐将光学显微镜与 CCD 的结合，并逐渐将软件信息甚 至于人工智能技术应用于光学显微镜中，使得光学显微镜操作更加简单和高效。因此，光 学显微镜在全球显微镜中将会继续保持重要的地位，未来五年全球光学显微镜市场将以约 6%的 CAGR 增长，2026 年有望达到 61 亿美元。
国产替代：早在 20 世纪 70、80 年代，全球的光学显微镜生产便从日本逐渐转移至我国， 我国目前已能够生产 95%的教育类和普及类显微镜，成为全球光学显微镜加工制造中心。 据前瞻研究院，2020 年中国光学显微镜市场规模约在 24 亿元，预计 2026 年有望达到 46 亿元。而我国光学显微镜制造企业偏重于生产低端教育用显微镜，绝大部分实验室和科研 用高端光学显微镜如系统显微镜、共焦显微镜和超分辨显微镜等主要被徕卡、蔡司、尼康、 奥林巴斯垄断。以共聚焦显微镜为例，徕卡、蔡司、奥林巴斯、尼康在国内市场份额超过 85%。近几年，国产高端光学显微镜在生命科学、材料学等领域都取得了长足进步，出现 了高端光学显微镜国产替代速度加快的趋势。2021 年，永新光学完成共聚焦显微镜首单 销售，正式进军“百万级”高端光学显微镜领域。
蔡司在光学显微镜领域积淀深厚。公司 1857 年生产出世界上第一台复合式显微镜，并发 明了显微镜无限远光路系统、科勒照明技术、相差观察技术、微分观测技术以及复消色差 物镜等，推动了显微镜与检验技术的历史进程。至今世界显微镜制造标准中 80%都以蔡司 厂的生产标准为主。目前蔡司已经在高端显微镜领域实现广泛布局，其产品的高性能、高 质量、高可靠性和稳定性已得到全世界广大用户的信赖与认可。
三、重点公司分析
3.1 永新光学：显微镜业务起家，横向拓展车载光学、医疗光学 及半导体设备光学等领域
国内光学显微镜单向制造冠军，业务持续向车载光学、医疗光学、设备类光学等领域拓展。 永新光学是中国光学精密仪器及核心光学部件供应商，涵盖光学显微镜和光学元组件两大 业务体系，2021 年业务占比分别为 60.7%和 37.2%。公司主要产品包括光学显微镜、条 码扫描仪镜头、液态镜头、车载镜头前片、激光雷达光学元件及部件等，拥有“江南”、 “NEXCOPE”、“NOVEL”等自主品牌，产品主要出口欧美、日本、新加坡等国家和地区。 光学显微镜：永新作为国内光学显微镜龙头，持续突破卡脖子领域。21-23 年陆续发布了 工业级检测显微镜、激光扫描共聚焦显微镜、科研级双层光路倒置显微镜 NIB1000、超分 辨率显微镜等高端产品，并持续向导航手术显微镜等其他产品突破。
视觉领域： 1）条码扫描仪：公司是全球条码扫描仪行业前四大巨头 Zebra、NCR、得利 捷、霍尼韦尔的核心供应商，在商超、金融、政府、物流、工业、服务机构等对扫描设备 识别速度、准确率、耐用性要求更高的中高端市场占据主要份额；2）机器视觉：公司是 全球首批实现液态镜头批量生产企业，主要供应全球机器视觉龙头康耐视。 车载光学：公司是国内最早布局激光雷达光学业务厂商之一，开发出多款应用于机械旋转 式、半固态式、固态式车载激光雷达光学镜头与光学元件，与禾赛、Innoviz、图达通、北 醒光子等国内外多家激光雷达方案商建立合作，并已进入麦格纳制定产品供应商名单。此 外，公司还将激光雷达客户群体扩展至轨道交通和工业领域，将产品从以光学部件为主扩 展至激光雷达整机代工。 医疗光学：公司持续拓展医疗光学设备领域，数字切片扫描仪、病理诊断电动显微镜、NCM 细胞成像仪等产品已批量销售；同时加快新品研发，23 年有望实现内窥镜核心镜头量产 销售，供应国内头部厂商。
3.2 茂莱光学：国内领先的工业级精密光学厂商，下游涵盖半导 体设备、生命医疗、AR/VR、航空航天、激光雷达等高成长领域
国内领先的工业级精密光学供应商，多领域业务齐头并进。茂莱光学作为精密光学综合解 决方案提供商，专注于精密光学器件、光学镜头和光学系统的研发、设计、制造及销售。 2021 年各项业务占比分别为 57.0%、20.5%、20.0%。公司凭借垂直整合能
