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1.达芬奇手术机器人的开创者—直觉外科
1.1深耕微创领域二十余年，完成全球化布局
直觉外科成立于年，是机器人辅助微创手术领域的全球技术 ，致力于通过科技创新帮助护理人员追求更好的治疗结果，同时降低病患的医疗总成本。公司深耕微创医疗领域二十余年，以达芬奇手术系统为核心产品，完成了美国市场为主导并逐步向欧洲、中国、韩国、印度等地区渗透的全球化布局。
公司股权结构分散，以机构投资者为主。截至年12月31日，普信集团、领航集团、贝莱德、FMRLLC分别持有股份8.9%、7.8%、7.3%、6.1%。
1.2持续加大研发投入，创新驱动公司业绩稳步发展
公司近年来经营表现整体呈现稳定增长态势，近5年营业收入和净利润的CAGR分别为13.44%和18.60%。直觉外科年的营业收入达到44.79亿美元，同比增长20.27%；净利润达到13.82亿美元，同比增长22.84%。
-年，公司的毛利率较为稳定。分别为66.2%、69.9%、70.1%、69.9%、69.4%；净利率分别为24.7%、27.2%、21.1%、30.2%、30.9%。
年净利率大幅下降的主要原因为年的有效税率达到39.8%。显著高于年与年的有效税率，分别为25.0%和22.4%。
作为创新驱动型企业，公司的研发费用随着营业收入的增长而稳定增长。-年，公司的研发费用分别为1.97、2.40、3.29、4.18、5.57亿美元，CAGR达到23.11%。同期，公司的研发费用率也呈现稳步上升态势，由年的8.26%上升至年的12.44%。截至年底，公司拥有或可 使用的专利数量超过个，专利申请超过个。
1.3各业务稳中有进，仪器和配件业务为业绩核心动力
公司的营业收入由系统、仪器及配件和服务三项业务构成，年的营业收入占比分别为30.1%、53.8%和16.2%。
仪器及配件是公司营收贡献 且占比较为稳定的业务。-年，该业务营业收入从16.4亿美元增长至24.0%，CAGR为13.7%，反应了公司的仪器和配件在众多手术中被广泛持续采用。仪器和耗材有一定使用寿命，在手术使用中由于过期、损坏等原因需要更换。根据具体手术类型、复杂度以及使用器材的种类和数量不同，公司通常能从一台手术中获取-美元的器材和附件收入。
关于系统业务，主要受各市场达芬奇手术系统的手术量增长驱动。-年，全球达芬奇手术系统的手术量由87.7万例上升至.9万例，CAGR为11.9%。其中，美国地区的手术量由64.4万例上升至88.3万例，CAGR为11.1%；其他地区的手术量由23.3万例上升至34.6万例，CAGR为14.1%，增速略高于美国地区。在美国地区，普通外科的手术量贡献 且增速 ，主要受益于腹股沟疝修补术的快速增长，体现了达芬奇手术系统临床效果的改善和相对替代治疗方案的总成本降低。
受益于手术量稳步上升，达芬奇手术系统的安装量在全球范围内实现同步稳定增长。全球范围内，达芬奇手术系统年、年和年的安装量分别为台、台和台。其中，美国、欧洲、亚洲及其他地区的安装量都呈现稳步上升，年的比重分别为63.3%、17.5%、14.0%和5.3%。
服务业务收入的增长是受达芬奇手术系统安装量的增长驱动的。在达芬奇手术系统的安装量全球性稳步增长的基础上，该项业务-年的营收由5.7亿美元增长至7.2亿美元，CAGR为8.1%。
1.4采取“本地直销+海外经销”模式进行全球化布局
公司的销售网络以美国市场为主导，逐步向欧洲（除西班牙、葡萄牙、意大利、希腊及大部分东欧国家外）、中国、日本、韩国、印度、台湾等地区渗透。-年，美国地区的营业收入分别占比为73%、71%、70%。
在美国本土地区，公司拥有自己的直销团队。由资本销售团队和临床销售团队构成，分别负责设备的销售和为系统的使用提供必要支持。
在海外地区，公司主要通过经销商来销售产品。此外，公司有一个工程师现场服务网络，遍布美国、欧洲、亚洲等地区，与全球各地的经销商保持着密切的联系，可为消费者提供7天24小时的专业安装、维修及维护服务。公司的培训中心则可为外科医生、外科助理、手术室的护士提供专业的手术系统使用培训。
1.5达芬奇手术系统已迭代至第四代
达芬奇手术系统的理念为通过微创的方法来实施高复杂外科手术。公司于年推出 达芬奇手术系统，并于年通过FDA批准，可用于普通腹腔镜手术。历经二十余年持续的研发创新，达芬奇手术系统已经迭代至第四代，包括达芬奇X、Xi、以及SP三种型号。达芬奇手术系统主要由以下三部分构成：
外科医生控制台：主刀医生坐在控制台中，位于手术室无菌区之外，使用双手(通过操作两个主控制器)及脚(通过一组脚踏板)来控制器械和一个三维高清内窥镜的所有动作。其中：最主要的控制部件为手动控制器，用以捕捉外科医生的手部或者手臂动作，例如手动控制器平移6cm，终端器械移动的距离为2cm，该比例可根据实际手术情况进行调节。
患者手术平台：患者手术平台位于手术床旁，包含四个机械臂。内窥镜可连接到任一机械臂上，用于提供患者解剖结构的3D视图。手术精细操作则由医生通过医生控制台进行控制。
成像系统：成像系统(VideoCart)主要由三维内窥镜、摄像机及处理器、观察系统组成，分别位于持镜臂、成像系统和控制台上。内装有外科手术机器人的核心处理器以及图象处理设备，外科手术机器人的内窥镜为高分辨率三维(3D)镜头，对手术视野具有10倍以上的放大倍数，能为主刀医生带来患者体腔内三维立体高清影像。
1.6达芬奇手术系统的主要应用领域
达芬奇手术系统主要应用于前列腺切除手术、癌症、心脏瓣膜修复和妇科手术等需要精密操作的外科手术领域。如今，达芬奇机器人手术系统已被用于几乎所有的腹部手术领域。根据直觉外科（Intuitive）的公开数据，自年以来，达芬奇外科手术系统已用于超过万例的微创手术，其中包括：
泌尿科（前列腺癌，膀胱癌和肾癌）
妇科（良性和癌性子宫切除术，子宫肌瘤切除术）
普外科（结直肠，腹股沟和腹股沟疝的修复）
胸外科手术（肺叶切除，纵隔肿块）
心脏手术（二尖瓣修复，肺切除）
由于泌尿系统解剖学上的特殊性，限制了腹腔镜技术的普及和推广，一些复杂的手术往往难以掌握，而且手术并发症发生率较高。根据公开资料，在北欧国家超过一半以上的前列腺癌根治手术由手术机器人完成，而在美国，这一比例更是高达80%以上。
考虑到达芬奇手术系统的更新迭代，以及目前的应用趋势，我们认为未来会有越来越多的手术会应用该套系统。主要原因如下：
达芬奇手术辅助系统除了可以滤除传统外科手术中由人类医生因无法克服手臂的生理性震颤而导致的意外风险。在达芬奇的帮助下，手术追求的 目标正逐步达成：切口变小、创伤减少、出血降低、血管损伤减轻。以前列腺为例，位于尿道口和膀胱接口处，部位很深，传统的开放手术需要很大的切口，但达芬奇只需要开几个1cm左右的小孔，出血量也更少，大大减少了患者的失血量及术后疼痛，住院时间也明显缩短，有利于术后的康复。
更重要的是，机器人在传染病患者的手术过程中可以更好地保护医患双方。如艾滋病患者全身免疫功能低下，难以耐受大创口手术治疗，达芬奇完全克服了这一点。机器人手术过程完全处于患者腹腔内，基本能够防范病*以血液和体液方式传播，也保障了医生安全。
此外，达芬奇手术系统的“手”也不只一种形态。为了满足不同的手术操作需求，达芬奇之“手”可以变成超声刀、电凝刀、剪刀、镊子、钩子等，用以开胸、缝合、止血。
1.7公司股价回溯
近10年，直觉外科公司股价可分为三个阶段，分别为震荡上行、快速上涨和区间震荡。从年以来的.35美元上涨年末的美元附近，而后快速上涨至年的美元左右，最近两年一直在-美元区间徘徊。相比较而言，标普的医疗保健版块指数自年以来亦呈现出整体上涨趋势，且上涨速度较为均匀。
对公司股价以及行业指数进行对比，公司股价表现阶段性明显，主要可分为3个阶段。 阶段涨幅整体略胜于行业均值，第二阶段跑输行业均值，而第三阶段大幅跑赢行业均值，18年以后与行业指数涨跌整体相若。
整体看，公司股价波动较大，极端涨跌的发生频率也与三阶段相匹配。
行业角度：从整个市场的大环境来看，15年以后是ai和机器人极速发展的一段时间，所以科技公司都呈上升趋势，而像ISRG这种龙头+医药企业，会出现高速增长是大势所趋。公司业务角度：1.该公司于年、年推出了新的器械型号X和XP，对平台硬件进行了升级更新。2.同时因为手术器械使用了一定的时间后，需要定期更换配件，公司收入占比中，器械本身的占比逐渐减少，而配件更换的收入逐渐增加。
资本市场角度：根据财报显示，17年CFI中出现了大笔回购股份的支出，可能推动了股价的上涨。17年的财报显示该年的财务数据与16，18年都有着极大的不同。
回溯公司股价，科技热点+龙头效应+股票回购是过去10年ISRG上涨的三个主要原因。展望未来，我们认为以下几点原因或将推动公司股价上涨：
随着机械臂在医疗行业的普遍运用，对配件的稳定需求，推动该公司的收入趋于稳定增长，从而推动该公司股价的上涨。
相较于竞争对手，直觉外科的达芬奇手术平台已经迭代若干次，在竞争中性能表现将优于竞争对手开发的初代机。随时间增长，因为技术、专利及更换适用平台所带来的学习成本将为公司带来更深的护城河。
受近期疫情影响，医疗行业公司或将在股价上有所受益。
2.手术机器人行业门槛高，且竞争者众多
2.1以西方国家为代表的手术机器人发展史
从年开始，以美国为首的西方国家积极发展外科手术机器人，并进行临床应用。直到直觉外科推出的达芬奇手术机器人在年通过FDA批准，可用于普通腹腔镜手术，市场开始逐渐被垄断。美英法等国医院在15年间不断进行机器人迭代，推陈出新，机器人的功能也从一开始的辅助定位到直接参与手术。2.2术业有专攻，手术机器人细分领域较多
外科手术机器人提供的强大功能克服了传统外科手术中精确度差、手术时间过长、医生疲劳、和缺乏三维精度视野等问题。手术机器人现在主流的应用有三大类：达芬奇机器人：可以在微创领域完成许多复杂的手术，在医生控制的基础上可以更好的提高精细化和手术的结果。
放射机器人：可以更好的去指向病灶区域，减少这个过程中因为手抖或者瞄得不准加大放射剂量或者把健康的机理或者健康组织放射过多。
辅助手术系统：通过导航设备帮助手术更 和手术效果更好。
2.3手术机器人的优劣势明显
以达芬奇手术机器人为例，无论是从患者还是医生的角度看，其优缺点都非常明显。其缺点主要集中医院少这两个方面；但优点同样明显，其对于患者的术后恢复非常友好，尤其是对于患有如艾滋病的患者，这类患者往往无法承受创口较大的手术，同时医生手术时也存在感染风险，而达芬奇手术机器人完成的小创口手术可以很好地满足这类需求。
2.4单孔手术机器人有望驶入快车道
从技术上看，目前成熟应用的主要是多孔手术机器人。此外，单孔机器人及柔性机器人也成为了产业界研究的方向。相比多孔机器人，单孔机器人的以下差异化优势让其成为行业下一阶段更切实可行的发展方向：
减少手术感染和其他并发症
减少病人住院时间和术后恢复时间
病人的麻醉时间更短
手术操作更
手术出错概率小，安全性更高
作为行业领*者，直觉外科（Intuitive）也在年5月31日获批了首台单孔手术机器人。需要注意的是，具有单孔操作手术经验的PI极少，使得整体研发难度大大增加。
2.5外科手术机器人产业链涉及高精尖技术较多手术机器人的产业链主要分为原材料，核心零部件，机身组装和系统集成等环节。所有环节中壁垒 的三大核心零部件分别是伺服电机、减速器和控制器。2.5.1伺服系统
伺服系统主要为机器人的运动提供动力，包括伺服电机、伺服驱动和编码器。伺服电机主要布置于机器人运动关节之中，手术机器人中主要以直流电机为主，其优点是功率更大；编码器安装于电机输出轴，与电机同步旋转，转动的同时将信号传达至驱动器，驱动器根据信号判断伺服电机的转向、转速、位置是否正确，然后进行修正调整，根据指令发出相应控制电流。
2.5.2减速器
手术机器人中主要需要以RV减速器和谐波减速器为代表的精密减速器。该类减速器具有结构紧凑、传递功率大、噪声低、传动平稳等特征，在制造上有着很高的壁垒。根据日本Nabtesco公司官方数据显示，世界75%的精密减速器市场被日系品牌Nabtesco和HarmonicaDrive占领，因此手术机器人对减速器环节议价能力很弱。2.5.3控制器
控制器作为手术机器人最为核心的零部件，相当于机器人的“大脑”，用来接收各组元信号，发布和传递动作指令。一般来说，自由度越高，对控制器的性能要求就越高。手术机器人厂商一般自行开发控制器，以保证机器人的稳定性和技术体系。除核心零部件外，手术机器人对于原材料也有一定的要求。为了减少负载，通常都会采用重量较轻的材料，例如机械手臂多是采用铝镁 、碳纤维等，同时也要考虑高温和化学消*的需求，因此手腕机构材料多选用不锈钢，钛 等。
系统集成商通过客户具体要求，完成机器人的组装和调试，相比于核心零部件的设计制造，该环节技术难度较低，手术机器人厂商对其议价能力较强。
2.6手术机器人成本主要被上游攫取
作为手术机器人中技术壁垒 的核心零部件，减速器、伺服电机和控制器的成本占比分别达35%、20%、和15%，合计达到70%。
达芬奇手术机器人的耗材智能锁死策略为公司制造了大量持续性收入。达芬奇手术机器人的机械臂是一种高值耗材，使用时临时安装到机器人上面。每条机械臂使用10次后便不能继续使用，机器人就会自动锁死，必须更换新的机械臂后才能重新开机。
年报显示，年，耗材收入首次超过设备收入；年，耗材与设备的营收占比分别为54%和30%。考虑到公司在行业内的垄断地位，我们相信未来这种趋势还会延续。根据统计，美国的机械臂价格从美元-3美元不等，国内则是大概每条10万人民币，而每台手术平均至少要使用4条臂。按照每台达芬奇手术机器人年手术量台计算，每台机器人的工具配件收入可以达到14万-64万美金，而每台达芬奇机器人的年协议服务费通常为10-17万美金，总测算每台机器人为直觉外科贡献的经常性收入可达24万-81万美金。
对于采购方来说，医院的年手术量达到台就能维持盈亏平衡。根据高特佳投资测算，由于使用达芬奇手术机器人会比传统手术贵2-3万，按每台达芬奇手术5万元计算，当单台达芬奇年手术量超过台，医院就不会因为采购该设备亏损。根据美中互利调查显示，年单台达芬奇年手术量达到台，医院产生盈利。
2.7手术机器人技术壁垒较高
据直觉医疗公司官方数据显示，其一套系统涉及超过35,个零部件，专利2,余项。由于较高的技术壁垒，导致手术机器人的研发周期较长，涉及多个环节，累计时长可达十余年之久。3.外科手术机器人市场竞争格局
3.1国家层面上，美国占据主导地位
美国是全球外科术机器人市场的 霸主。目前全球范围内外科手术机器人市场以美国企业为 主导，中国次之，总体呈现中美两强争霸，行业集中度高且参与者较少的市场竞争格局。国内手术机器人市场规模有限，美国才是全球 的市场，也是使用手术机器人执行手术比例 的地方。目前，以美国为主的北美地区占据全球手术机器人市场的近七成，其次是欧洲、亚洲。
3.2公司层面上，直觉外科一骑绝尘
从公司维度看，现阶段直觉外科一家独大，其他公司大多处于临床试验或推广阶段。根据相关数据统计，达芬奇机器人占据了全球外科辅助机器人销售的半壁江山。
3.3行业竞争者加速布局
手术机器人系统开发者除了美国的直觉外科外，还有老牌医疗公司Stryker、RIVERFIELD公司的EMARO内窥镜手术辅助机器人。另外，国际上一些公司已经开始把注意力集中在眼科、神经外科、骨科这些达芬奇系统还未占领的领域，例如CUREXOTechnology的ROBODOC外科手术系统、英国Acrobot公司的外科医疗手术系统、MedtechSA的手术辅助机器人系统ROSA等。
同时，国外传统医疗巨头美敦力（Medtronic）、强生（JohnsonJohnson）、史赛克（Stryker）、捷迈（ZimmerBiomet）等也纷纷投入巨资进行研发或收购，以期抢夺手术机器人市场。对于直觉外科而言，其主要竞争对手或可重点
