X射线智能检测装备行业:揭秘现状,把握机遇!预计未来2年市场规模增长40%

2024-03-12 17:19 影关

X射线是伦琴在1895年发现的,因能量高、穿透力强,常用于医疗和工业检测。

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X射线源概述

X射线源,也叫X射线发生器,是检测设备的核心部件。研发它得研究电子透镜材料、电磁场模型、电真空物理、高压控制、电磁干扰控制以及热管理。
X射线检测精度取决于X射线源的焦点尺寸,焦点越小,精度越高。在精密制造域,如集成电路、电子制造和新能源电池,需要微米、纳米的微焦点X射线源。
微焦点X射线管分开放式和封闭式。封闭式的是阴和阳都在真空管内,使用时不用抽真空,常用于集成电路和新能源电池检测。开放式则带有真空泵和阀,部件可更换,精度高但初期成本高,多用于科研或集成电路域。
 
上表显示,开管式微焦点射线源焦点更小、电压更高,放大倍率和穿透力都更强。但它在性价比、维护成本、寿命和启动时间方面不如闭管式。目前,闭管式微焦点射线源还是集成电路、电子制造、新能源电池等精密检测域的主要选择。
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我国X射线源面临的困境

受国内技术和制造水平限制,我国工业影像检测几乎全靠进口微焦点X射线源,尤其是闭管式的,主要由日本滨松光子和美国赛默飞世尔控制。随着精密检测设备需求增长,核心部件供给不足问题愈发严重。尤其是集成电路、电子制造和新能源电池产业,常常面临“源难求”的困境,这严重影响了产品质量检测。
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X射线智能检测装备行业概况

 

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X射线智能检测设备主要应用域

 

X射线智能检测装备是融合了多学科的高新技术,应用域广泛。从初的医疗和工业探伤,如今已扩展到医疗健康、集成电路、电子制造、新能源电池、传统工业无损检测、公共安全检测和食品异物检测等多个域。未来,随着产业升,X射线检测的应用范围还将更广。
在我国,X射线智能检测主要用于医疗和工业无损检测。工业无损检测又涉及集成电路、新能源电池、铸件焊件、公共安全及食品检测等。具体来说,集成电路检测包括芯片和PCB制造;新能源电池检测涵盖动力电池等;铸件焊件检测涉及汽车和航空部件;食品检测主要是罐装和袋装食品;还有公共场所和车辆安全等检测。不同域对X射线检测设备的技术参数和特点要求不同,焦点越小,检测越。
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这些应用中,集成电路和电子制造主要检测芯片、集成电路、PCB印刷和装联等;新能源电池域检测动力电池、消费电池和储能电池等;铸件焊件检测则关注汽车部件、车架、航空压铸件和压力容器等;食品异物检测主要查罐装和袋装食品。不同域对X射线设备的要求不同,焦点越小,检测越准。下面是工业X射线检测设备在各域的应用和技术特点:
 
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X射线检测设备下游市场前景

整体市场规模情况

 

X射线检测设备能用于集成电路、新能源电池、铸件焊件、医疗健康和公共安全等域。据统计,除了医疗健康,2021年我国X射线检测设备市场规模约为119亿元。受益于集成电路和新能源电池等行业需求增长,预计X射线检测设备未来五年将高速增长,到2026年,除医疗健康外,市场规模有望达到241.4亿元,复合增长率约15.2%。

 

集成电路及电子制造

市场规模情况

 

集成电路及电子制造域涉及电子件制造、PCB印刷等。随着电子产品智能化发展,对集成电路封装密度要求提高,检测精度需达纳米或微米别。工业X射线或微焦点X射线设备可满足复杂制造工艺的检测需求。集成电路是电子信息产业的基础,近年来我国集成电路产业增长迅速,封装测试是重要板块之。这些发展驱动了集成电路X射线检测设备的需求增长。
(1) 集成电路检测 
晶圆制造和封装过程中,X射线检测可用于检测晶圆表面缺陷和芯片封装情况,确保产品质量。目前,集成电路X射线检测设备市场以国外厂商为主,但国内已有厂如日联科技等打破垄断,自主研发出相关设备。
根据中国半导体行业协会披露数据,2010年封装测试行业销售额为629.2亿元,到2020年增长至2509.5亿元,占集成电路行业销售总额比例为28.4%。
 
(2) 电子制造检测域
随着产业升和制造业转型,中国电子制造业吸收了国外先进技术,推动了SMT表面贴装技术的发展。SMT组装密度高、体积小、重量轻、可靠性高,易于自动化。
目前,我国SMT生产线众多,自动贴片机市场占全球四成,是全球大的SMT市场。全球PCB产值稳步增长,而中国PCB产值增速高于全球,市场占比也逐年上升。

随着PCB产业的发展,SMT贴装行业同步壮大,对X射线影像检测设备的需求增加。微焦点X射线设备能检测器件内部缺陷,为SMT行业提供了站式检验方式,提高了质量判定。

在X射线检测设备中,国外厂商在高端市场占据势,但国内已有少数厂研发出在线式和高端离线式设备。

新能源电池市场规模情况

 

X射线检测设备与新能源电池行业紧密相连,主要用于新能源汽车动力电池、消费电池和储能电池的检测。
(1) 新能源汽车动力电池检测域
随着新能源汽车的普及,动力电池装机量快速增长。预计到2026年,动力电池装机量将达到762 GWh。但动力电池产品质量参差不齐,安全事故频发,主要因为制造瑕疵和电池老化。为提升电池安全性能,高端检测设备在电池制造过程中的质量监控至关重要。
 
多项利好政策推动新能源汽车市场大幅增长,作为核心部件的锂电池也迎来发展机遇。X射线检测是锂电池检测的必要手段,随着行业规范完善,越来越多的新能源整车厂采用在线式检测,推进100%X射线影像检测,这将大幅提升X射线检测设备的需求。
(2) 消费类电池检测域
消费类电池发展已成熟,智能手机行业的崛起推动了其发展,未来新型消费电子产品如智能手表、TWS耳机等将为其带来增长空间。电池安全问题在消费电子产品中同样重要,如2016年三星手机爆炸事件,因此产品制造过程中的安全检测至关重要。
(3) 储能电池市场规模及预测
在国能源转型和碳中和目标推动下,储能行业迎来爆发式发展,电化学储能成为有前景的新型储能方式。国政策也为其制定了发展规划,预计储能电池装机量将持续高速增长。储能电池具有长寿命、高安全性等特点,但生产致性要求高,安全事故频发,因此X射线检测需求日益重要。
新能源电池X射线检测设备市场主要由国内企业主导,如正业科技、日联科技等,国外企业如赢多美立也参与其中。由于设备非标定制化需求强,竞争格局较为集中。

铸件、焊件及材料检测

 

 
随着我国科技力量的增强,汽车、铸造、航天航空等域的企业正扩大生产规模,以满足市场需求。在铸件、焊件检测中,X射线影像检测技术因其直观、灵敏、便于定量分析的势,被广泛应用于各类缺陷检测。

如今,铸件、焊件检测域的供应商主要关注X射线智能检测设备,其高效、精准的特点受到汽车、航天航空等域的青睐。尤其是汽车工业,随着新能源汽车的发展,X射线检测设备的应用场景不断扩大。虽然近年来我国汽车产销量有所波动,但未来新能源汽车将逐渐成为主流,带动X射线检测设备需求的增长。

新能源汽车的发展也促进了汽车部件与整车的轻量化趋势,其中体式压铸工艺的发展尤为显著。特斯拉的成功应用将推动更多车企对体式压铸技术的投资。X射线检测技术作为重要的质量检测手段,将在不损伤件的情况下检测材料内部异常,受益于体式压铸工艺的发展,其应用将更加广泛。
目前,铸件、焊件检测域的X射线设备市场主要由国外企业主导,但国内企业正凭借技术进步和本土势提升市场占有率。未来,X射线检测技术与汽车生产的结合将更加紧密,确保汽车生产效率与安全性,为现代汽车制造业带来经济效益。

其他X射线智能检测域

 

X射线智能检测同样可应用于公共安全,食品、纺织、医药等异物检测。其中,公共安全域包括公共场所(如地铁、铁路、航空运输、酒店、学校、 会场、楼宇等)各种安检设备、大型车辆检查(高速公路道口、监狱、物流通道等)。

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X射线检测装备未来发展趋势

(1) X射线智能检测装备将向在线型发展
随着各行业对产品质量和生产效率的要求提高,离线型设备已无法满足需求。在线型设备因高效检测而迅速普及,尤其在新能源电池检测域。未来,在线型设备将替代离线型,推动市场发展。
(2) 数字化X射线检测装备将替代传统设备
数字化趋势将改变产品形态,结合智能图像识别和大数据,实现检测自动化、智能化。AI算法提高识别精度,为下游客户提供智能设备。随着技术完善,增值业务将成为新利润点。
(3) 高端X射线智能检测设备将实现国产替代
作为关键设备,我国目前主要依赖国外供应商。未来,随着国内厂商技术提升,特别是在核心部件和软件方面,将利用本地化服务和成本势,逐步打破国外垄断,实现国产替代。