【行业研究报告】机械设备-机械一周解一惑系列：光栅尺的测量地位及国产化进程

一周解一惑系列：
光栅尺的测量地位及国产化进程
光栅尺的测量地位及国产化进程
2023年05月28日
➢本周关注：精测电子、华中数控、曼恩斯特、华工科技、奥普光电
➢本周核心观点：关注半导体板块及工业母机板块投资机会
➢光栅编码器：高精度位移核心测量器件。光栅编码器是一种测量旋转角度和
线性位移的高精度传感器。其工作原理是利用光栅尺或码盘的特殊设计结构进行
测量，光栅尺由透明与不透明的区域相互交替，密密麻麻而组成。当传感器内部
的光信号打到光栅，照到透明区域时会显示“1”，照到不透明的区域时显示“0”，
“1”与“0”的相互交替就输出了脉冲信号，使得传感器内部的光信号转换成了
电信号。对于光栅编码器中的码盘，光源会通过透明的光栅线与不透明的间隔区
域相交，形成光栅模式。当光线照射到光栅模式时，会产生交替的亮暗条纹，这
些条纹的数量和间距与光栅线的密度和间距有关。当光线通过光栅模式照射到光
敏元件上时，会产生正弦波形的电信号，根据这些电信号可以确定码盘的位置和
速度。编码器按测量准确度可分为角度编码器（精度相对更高）和旋转编码器，
按照编码方式可分为增量式编码器和绝对式编码器，目前增量式光栅尺由于较低
的成本和技术要求，占有超过80%的份额，GlobalInfoResearch预计未来几
年，绝对式光栅尺将保持更快的增长速度。
➢光栅测量占据测量领域80%以上份额，2020年全球收入6.2亿美元，国内
10.3亿元。光栅测量系统具有综合技术性能更好、制造成本更低的优势。因此，
光栅技术的发展速度最快、技术性能最高、市场占有率最高、产业规模最大。据
《绝对式光栅传感器关键技术的研究》所述，目前光栅测量系统在整个测量领域
中市场份额占据了80%以上。光栅广泛应用于机床、机器人、自动化生产线、半
导体生产设备、医疗设备、航空航天、国防军工等领域，目前数控机床占有67%
的份额，预计未来几年依然是最大下游，尤其是中高端类型。参考GlobalInfo
Research的统计数据，2020年全球光栅尺收入大约6.2亿美元，GlobalInfo
Research预计2026年达到7.2亿美元，CAGR=3.7%；2020年，中国光栅尺
市场规模达到了10.3亿元，GlobalInfoResearch预计2027年将达到19.7亿
元，CAGR=7.0%。目前中国光栅尺市场，主要由德国的海德汉Heidenhain、西
班牙发格、英国雷尼绍、和三丰Mitutoyo等欧洲和日本品牌主导，尤其是在中
高端领域，这几个品牌占有接近90%份额。
➢禹衡为国内高端龙头，国产替代趋势已成。控股子公司禹衡光学是国内编码
器领域的龙头企业，是唯一被国家认定为编码器工程中试基地的公司。2021年
实现了2.08亿元的营收，同比增长了25.40%。2022年同比下降13.9%至1.79
亿元。2022年净利润1244.79万元，同比下降了8.5%。2022年的业绩下滑主
要受疫情影响。在高端角度编码器和绝对尺领域，公司的表现优异，这主要得益
于国家需求、市场需求以及国际局势等多种因素的叠加影响，这些因素导致国内
对高端传感器的需求大幅增加。据公司2023年2月和5月投关活动记录表显
示，禹衡光学是国内高端机床光栅编码器核心供货商，公司现在的产品基本可以
达到海德汉90%以上的性能，满足在中国高端机床上的使用要求，价格有20%-
30%的优势，在国产替代大趋势下发展潜力较大。
➢投资建议：建议关注光栅尺行业国产头部企业，禹衡光学。
➢风险提示：市场需求低于预期风险、行业偏小导致研发投入不足风险。
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