（报告出品方：华创证券）

一、平板探测器概览

（一）平板探测器是数字化X线影像系统核心部件之一

X射线影像系统利用X射线对物体的穿透、差别吸收、感光及荧光作用，将物体各部分密度分布信息投射到X射线采集和成像装置并形成影像，从而观察物体内部构造，其组成包括X射线发生装置、探测装置和机架及电子料等。探测装置承担X射线检测、记录和成像功能，对系统成像质量和工作效率起着决定性作用。X射线影像系统从模拟图像阶段逐渐向数字化成像阶段转变，体现了在更高的空间/密度分辨率、更高的能量转化效率、更快的成像速度、更便利的图像处理方式、更小的放射剂量等方面的追求。而转变过程中更多的革新体现为探测装置和成像分析过程的变化。数字化X线探测器是数字化X线影像系统核心部件之一，推动X射线影像系统数字化升级。数字化X线探测器将X线转换为数字信号，避免光学散射造成的影像失真，使得数字化X线影像系统具有量子效率高、图像质量好、成像速度快等优点，正逐步取代CR、CCD-DR成为X射线影像系统的主流技术方案。

按照传感器阵列形状不同，数字化X线探测器可分为平板探测器和线阵探测器。平板为面阵结构，主要用于医疗、工业无损检测和安检等领域。线阵与平板相似，不过只有一行像素，因此要形成二维图像，需要使用如传送装置增加时间维度，线阵主要用于安检、工业检测、食品检测等领域。数字化X线探测器以平板探测器为主。年全球X线探测器市场中，平板市场份额约57%，市场规模约11.5亿美元，线阵市场份额约8%，市场规模约1.6亿美元，上一代准数字化技术产品占据余下35%市场，年平板市场份额提升至60%左右。细分至数字化X线探测器市场，平板更是占据绝大多数市场份额。平板探测器在数字化X线影像系统成本结构中占据主要部分。数字化X线影像系统成本结构中核心部件约占80%，其中平板探测器占比最高，达30-40%。

平板探测器性能的技术评价主要包括像素间距、动态范围、DQE、MTF、最大线性剂量、空间分辨率等，各指标的表现共同决定平板探测器最终的成像质量。

（二）平板探测器的分类与发展趋势

按工作模式的不同，平板探测器可分为静态和动态

静态平板探测器指单次X线或由单次X线组合的序列拍片下成像的平板探测器，成像时主要凸显被检测物体大小与形状，无时间维度变化。静态平板探测器侧重分辨率和感光效率，在图像性能上强调单帧大动态范围，设计思路为牺牲采集速度换取更大的像素内感光面积从而提高图像信噪比，并致力于在剂量可接受前提下提高分辨率。目前主流产品像素尺寸在um以下，领先厂商可达到um左右。动态平板探测器指脉冲式或连续X射线曝光拍片下成像的平板探测器，增加连续观察摄影功能，能在透视情况下动态观察被检测物体情况。动态平板探测器侧重采集速度和感光效率。动态产品需要适应高速连续工作，强调稳定性和可靠性，图像性能上强调高通量、低延时的实时图像处理以及低剂量下达到极高信噪比，设计思路为牺牲一定的分辨率来换取更快的采集速度和更高的感光效率，并致力于实现极小的残影消除时间、分辨率可接受情况下降低剂量。目前主流产品像素尺寸在um以上。

年全球平板探测器市场中，静态约占65%，动态约占35%。静态、动态底层技术原理及架构差异不大，只是针对不同终端使用场景，在工作模式、设计思路和参数设置上有所不同。平板探测器分辨率、采集速度和感光效率三者在物理原理上相互制衡，但随着技术进步如基础半导体材料的突破，制衡关系逐渐被弱化，可一定程度兼顾静态模式下分辨率、动态模式下采集速度的要求，静态和动态产品的界限正逐渐模糊。

按能量转换方式的不同，平板探测器可分为间接转换和直接转换

目前，间接转换是绝对的市场主流，占据全球平板探测器90%以上市场份额。

间接转换探测器内部结构主要包括闪烁体、传感器及读出电路、外围控制电路等。X线投射到探测器上先照射到闪烁体，闪烁体吸收X线后以可见光形式释放能量。传感器将采集到的光信号转换为电信号，并传输到读出电路进行模拟和数字转换，再传输到计算机进行图像重建。闪烁体、传感器及读出电路是核心，决定平板探测器的主要性能指标。在闪烁体方面，主流材料包括碘化铯（CsI）和硫氧化钆（GOS），成本及性能上有所不同：1）成本端：GOS不需要长时间蒸镀沉积，生产工艺简单，产品稳定可靠，成本较CsI低20-30%。2）性能端：CsI的X线转换效率比GOS高30-40%，横向光扩散更小，空间分辨率更高。凭借优异性能，CsI有望进一步挤占GOS市场份额。

在传感器方面，间接转换使用的传感器材料主要包括非晶硅、IGZO、CMOS和柔性基板。非晶硅是目前主流，具有大面积、工艺成熟稳定、普通放射能谱范围响应好、材料稳定可靠、环境适应性好等特点，可同时满足静态和动态需求。IGZO采用更先进的传感器阵列，继承非晶硅易于大面积制造的同时有更低噪声、更快采集速度，电子迁移率为非晶硅的20-50倍，是理想大尺寸高速动态探测器技术。CMOS源于单晶硅技术，单晶硅电子迁移率是非晶硅的千倍数量级，分辨率高、采集速度快、噪声极低、迟滞也低，可同时满足动态和静态需求，但在尺寸大小、辐射寿命、成本等方面存在劣势，目前主要应用于小尺寸动态X线影像系统。柔性基板通过薄而软的材料（如聚亚酰胺）代替传统玻璃元件，轻便、抗冲撞、不易破损，可适应条件复杂、恶劣的应用场景。

直接转换探测器不需要闪烁体，内部结构主要包括传感器及读出电路、外围控制电路等，基本原理是X线投射到探测器上，传感器（光导半导体）采集X线后直接将X线强度分布转换为电信号。因不产生可见光，没有光横向扩散影响，具有更高的空间分辨率，是平板探测器行业未来发展方向。目前，直接转换主要有两种：以非晶硒为代表的积分式探测器和以碲化镉（CdTe）、碲锌镉（CZT）为代表的光子计数探测器。非晶硒探测器主要用于乳腺领域。非晶硒探测器图像质量高，更能满足乳腺机空间、密度分辨率的高要求，但对工作环境的温度及湿度有严格要求，加之价格昂贵，因此只主要应用于乳腺。年，非晶硒产品出货量约占乳腺探测器总出货数量的55%，非晶硅占比约37%。非晶硒技术为Hologic独有，其乳腺机采用乳腺专用非晶硒直接数字化平板探测器，在发达国家占有率超70%。

短中期来看，间接、直接转换探测器中的非晶硅、IGZO、CMOS、柔性基板、非晶硒五大传感器技术均有其特点和发展阶段的终端应用场景，技术间存在一定替代，但任一技术无法覆盖大部分应用场景，将在各自更适用的应用场景下构成功能和性价比的最优解。非晶硅平板具备性价比优势，预计短中期内仍是静态平板和大尺寸动态平板主流选择；IGZO探测器信噪比高且采集速度快于非晶硅，动态领域一定程度替代非晶硅是大势所趋；CMOS探测器短中期有望成为牙科、乳腺、外科及介入等领域的主流技术平台，同时随着晶圆生产工艺以及辐射加固技术成熟，有望在高端静态、大尺寸动态以及工业中有着更广泛的应用；柔性基板目前成本较高，随着工艺改善有望在特殊应用场景中取代非晶硅；非晶硒有望在一段时间内继续统治中高端乳腺机市场。

长期来看，直接转换是平板探测器行业发展方向。光子计数探测器综合性能优异，无附加电子噪声，有效降低辐射剂量，还能实现射线多能谱采样点的多色成像，从而具备物质分辨能力，有望助力X射线成像逐步从2D、3D发展到4D，从黑白发展到彩色。光子计数探测器被公认为是下一代X线成像技术，具备非常大的应用潜力，目前国内外都在积极探索。国外光子计数器厂商主要有瑞典DirectConversion（已被万睿视收购）、英国Kromek、瑞典PrismaticSensorAB（已被GE收购）；对于CZT/CdTe晶体，国外厂商主要有加拿大Redlen（已被佳能收购）、日本Acrorad（主要股东为西门子），国内厂商主要有陕西迪泰克。年，西门子推出全球首台光子计数CT系统；GE光子计数CT系统已经进入临床阶段。

二、平板探测器应用场景广泛，成长空间广阔

随着数字化X线影像系统及相关技术发展与改进，平板探测器应用领域不断拓展，目前广泛应用于医疗和非医疗领域。

（一）医疗领域：传统应用领域增速放缓，口腔领域增速快且空间较大

DR、乳腺用平板探测器

静态平板探测器主流应用场景为静态拍片诊断，主要用于数字化X线摄影系统（DR）和数字化乳腺X射线摄影系统（FFDM）。DR是目前全球主流X线影像设备，医院内科、外科、骨科、创伤科、急诊科、体检科等科室。在欧美发达国家，DR应用相对成熟，需求主要体现在CR、CCD-DR等老旧设备数字化升级和存量DR换修。在我国和其他发展中国家，DR配置与发达国家存在较大差距，我国目前人均DR不及发达国家1/10，从而形成巨大采购需求。乳腺用平板探测器市场前景稳定。FFDM具有优质图像、更低的辐射剂量、高效的工作流程及支持断层成像、3D定位活检等优点，为发展新的临床检查技术提供了可能性。随着女性对乳腺保护意识增强，FFDM在全球范围内逐渐应用，同时受欧美文化的影响，FFDM开始在国内和其他发展中国家普及。

全球DR、乳腺用平板探测器市场稳健增长，预计DR用平板探测器市场容量从年4.72万台提升至年9.44万台（CAGR为8.0%），市场规模从年7.2亿美元增长至年10.2亿美元（CAGR为4.0%）。乳腺用平板探测器市场容量从年0.64万台提升至年0.92万台（CAGR为4.1%），市场规模从年1.2亿美元增长至年1.5亿美元（CAGR为2.6%）。中国DR、乳腺用平板探测器市场增速略高于全球，预计DR用平板探测器市场容量从年1.2万台提升至年3.1万台（CAGR为11.2%），市场规模从年8.8亿元增长至年16.1亿元（CAGR为7.0%）。乳腺用平板探测器市场容量从年台提升至年台（CAGR为6.0%），市场规模从年0.91亿元增长至年1.35亿元（CAGR为4.5%）。

数字胃肠机、外科介入及放疗设备用平板探测器

动态平板探测器主流应用场景为术中透视成像、动态影像诊断及治疗辅助定位，主要用于C型臂X射线机、数字减影血管造影系统（DSA）、数字胃肠机（DRF）及放射设备。C型臂正逐渐由影像增强器升级为平板探测器，使辐射剂量更低、有效成像面积更大、成像质量更高，能更好地满足临床使用需求。DSA具有对比度分辨率高、检查时间短、造影剂用量少、患者X射线吸收量明显降低的优点，运用普及度逐渐提升。DRF主要用于胃肠造影、食道造影、消化道检查等，胃肠造影检查与消化道内镜检查技术相配合可以对大部分消化道疾病进行普查和确诊，具有技术难度低、检查效率高、受检者痛苦少、费用较低等优点，因此配置平板探测器的数字胃肠机成为该类设备的主流。放疗设备主要包括医用直线加速器、模拟定位机等，医用直线加速器是目前最主流的放疗技术，拥有较大增量空间，据瓦里安预计，未来20年全球总需求量或将达到2.17万台。

整体来看，全球数字胃肠机、外科介入及放疗设备需求因数字化升级和普及度提升而稳步提升，对应平板探测器市场也稳健增长，预计市场规模从年3.0亿美元增长至年4.7亿美元（CAGR为5.3%）。我国相关设备存在较大缺口，如年我国人均DSA拥有量不及美国的1/10，年我国每百万人放疗设备数量仅1.5台，远低于发达国家和地区每百万人口6-12台的水平。我国数字胃肠机、外科介入及放疗设备普及度提升带来增量需求背景下，预计对应平板探测器行业也将随之同步发展。

宠物医疗领域：平板探测器受益于下游行业高景气

与人类医学一样，宠物医学也需要使用放射影像技术对动物体内结构进行拍摄从而达到诊断疾病的目的，使用的放射影像设备主要包括DR、C型臂、CT和MRI等，其中DR是最常用的设备，贡献了大部分市场。全球宠物医疗领域平板探测器市场规模高个位数增长。据Yole，年宠物医疗领域平板探测器市场容量为台，市场规模约0.41亿美元，预计年市场容量为台（CAGR为7.2%），市场规模为0.92亿美元（CAGR为9.3%）。我国宠物医疗领域平板探测器受益于下游行业高景气。我国老龄化现象不容乐观，少子化现象严峻，宠物情感需求空前提升，养宠人数持续增加，宠物数量也在快速增长。而随着消费升级和消费观念改变，宠物行业高景气发展，根据《年中国宠物行业白皮书》，-年，我国宠物行业市场规模年复合增速为16.75%，年达亿元，较年增长20.60%。宠物医疗需求也同步高速增长，而我国宠物数字化X线影像系统市场还远未饱和，平板探测器在此领域的应用将加速，预计年市场规模增至2.3亿元，-年复合增速为21%。

齿科领域需重点

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