【热门】激光设备领域深度研究报告

资料来源:未来智囊团

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一、激光应用场景多，下游产业链庞大

激光( laser，lightamplificationbystimulatedemissionofradiation )是原子激发放射产生的光，是能量密度高、定向和单色性优良的相干光放射。 激光的产生原理是原子中的电子吸收能量从低能级转移到高能级，进而从高能级返回低能级时，释放的能量以光子的形式释放。

激光设备的下游市场形成了规模巨大、多而杂、完善的产业链。 现在激光相关的产品和服务遍布世界，形成了丰富而巨大的激光产业。 激光应用行业包括材料加工、新闻通信、数据存储、医疗美容、科研军事、仪器传感、显示、增材制造等各细分行业，形成了丰富而庞大的产业链。 产业链上游主要包括光学材料和光学部件，中游是各种激光和辅助设备，下游以激光应用产品为主，下游应用中渗透了电子、高端材料、半导体加工、汽车、船舶、通信、医疗美容、军事等多个行业，

由于下游有关领域多而杂，国际领先将重点放在通过合并扩大业务布局上。 德国通速、美国相干、ipg、贰陆等国际激光阅读器公司的营业收入都在迅速增加。 由于涉及激光设备的下游多且杂乱，为了拓展业务蓝图，海外大型公司使用收购的方法迅速收购了扩张的amphos企业，加强了在超高速激光行业的布局。 收购了ondax企业，扩大了元件、激光、激光系统的产品组合。 ipg收购了genesis企业，进入了机器人自动化行业。

二、激光是激光设备的核心部件，光纤激光的特点很明显

(1)激光器由激励源、增益介质、谐振器三部分构成

激光是激光设备的核心部件。 激光是激光设备的发光装置，作为激光设备最重要的部件，这个环节技术壁垒很高。 激光主要由激发源、增益介质(事业物质)、谐振器三部分组成。 泵浦源作用是激发激光事业物质，将活化粒子从基态引出到高能量水平的增益介质是指用于实现粒子数反转，产生光的感应放射放大作用的物质系统。 谐振器通常由垂直于激活介质轴线的两个平面或凹球面镜构成，光波在其中往返提供光能反馈空腔。

以光纤激光器为例，增益光纤固定在两个光纤光栅之间，构成谐振器，当从泵源通电产生的泵浦光通过增益光纤时，增益光纤中的稀土类离子吸收泵浦光，其电子被激励成高激励能级

(二)光纤激光具有能量密度高、加工范围广等优点，市场份额持续提高

激光器的种类多种多样，根据增益介质，激光器可分为光纤激光器、固体激光器、气体激光器、半导体激光器等。 根据激光的种类不同，输出激光的波长、光束质量、输出等参数不同，应用市场也不同。 目前市场上工业激光的主要性能参数如下表所示。

二氧化碳、固体、半导体激光器性能不同，各有优劣。 二氧化碳激光具有输出大、能量转换效率高、输出光束光学质量好、相干性好、事业稳定等优点，因此广泛应用于加工、通信、科学研究等行业。 但是，也有体积大、结构多、杂乱、难以维护、无法很好地吸收金属对10.6μm波长的激光、无法使用光纤传输激光等缺点。 固体激光器具有输出能量大、峰值功率高、结构简单、耐久性、价格合适的优点，在激光切割、定向武器等方面有广泛的用途，但热效应非常明显，输出效率低。 半导体激光器体积小、重量轻、运行可靠、功耗少、效率高，在光纤通信、光电测量、军事行业应用十分广泛，但在方向性、单色性和相干性方面较差。

比光纤激光更具有综合特征，被称为“第三代激光”。 由上述表可知，光纤激光器与固体、气体、半导体激光器相比，具有输出激光束的质量好、能量密度高、电光效率高、容易采用、可加工的材料范围广、综合运转价格低等多种特征。 它广泛应用于雕刻、标记、切割、钻头、熔敷、焊接、表面解决、快速成型等材料加工行业，因此被称为“第三代激光”。 近十年来，光纤激光的市场份额持续增加。 占全工业激光器的比例从2009年的13.7%增加到每年的51.5%，与其他激光器相比明显领先。

三、高功率激光加工继续增长工业激光市场

全球激光市场规模大，有稳步上升的趋势。 根据strategies unlimited公布的数据，世界激光市场规模约为137.5亿美元，比上年同期增加5.8%，近十年来复合增长率达到11.1%。 随着飞机、汽车工业向复合材料的转变，高功率激光的渗透率将继续提高，预计2019年世界激光市场的销售额将继续以6.2%的速度增长，市场规模将达到146亿美元。

从激光销售的占有率来看，材料加工占激光应用市场的第一位。 根据laser focus world的数据，年材料加工等继续保持全球激光应用市场收入所占比例最大的细分项目，收入规模达到61.6亿美元，所占比例为44.5%，比去年同期增加3.2个百分点。 通信和光存储是第二大市场，规模为38.2亿美元，占27.8%； 科研和军事、医疗和美容、仪器和传感器、娱乐和印刷市场的占有率分别为9.3%、7.5%、7.4%和3.2%。

具体来说，高功率激光加工(切断、焊接)是现在的第一应用场景。 从细分的角度来看，材料加工的用途有切割、金属焊接、印字、半导体、金属精加工等多个行业。 年，切割、焊接应用分别占世界工业激光材料加工用途的35%和15%，在现在的主要应用场景中，印字应用占15%，半导体占14%，金属精加工占8%。

高功率激光加工驱动材料加工市场稳步增长。 根据optech consulting的咨询数据，全球激光材料加工市场的收入为145亿美元，-年复合增长率达到6%。 由于高功率激光材料的加工渗透率继续提高，2019年世界激光材料加工市场将继续保持增长趋势，预计收入规模将达到156亿美元。

材料加工用的激光第一是工业激光，继续受益。 年世界工业激光的销售额比去年同期增加4.2%，为50.6亿美元，近10年的复合增长率达到了17%，增长率超过了激光整体的平均水平。 在下游激光材料加工市场继续增长的背景下，工业激光预计仍将保持快速增长。

四、中国激光产业保持快速增长，走在具备核心技术的前列

(一)国内激光设备市场收入保持高增速；

国内激光设备市场的收入保持着快速增长。 年全国工业、新闻、医学、科研等行业激光设备总收入达到605亿元，比去年同期增加22%。 预计2019年增长率将维持在16%到25%之间，市场规模预计将超过750亿元。 作为后发参加者，中国激光产业整体的增长率超过了世界平均水平。 长期以来，随着中国经济结构向先进制造业的升级，工业用高功率激光设备的诉求长期保持高景气度。

国内产业结构呈金字塔状分布。 从产业分布来看，国内激光企业广告主要集中在下游的应用，整体结构分散。

在下游环节，除了大族激光、华工科学技术两个领域的前列(收入规模分别超过100、50亿元)，各细分板都有很多参加者。 由于细分板块的整体市场规模相对较小，大部分激光公司在科创板和新三板上市。

中游激光环节，国内制造商主要是锐科激光、创鑫激光和埃及。 在运控系统中，柏楚电子、维宏股份有限公司、奥森迪科占中低功率激光切割控制系统的90%，高功率激光控制系统市场的国际制造商依然占有绝对的特征。 在上游部件的环节中，一些光纤基本达到了国际制造商水平，泵和芯片等核心部件依然以进口部件为中心。

(二)中低功率激光国产化基本完成，高功率激光竞争加剧

在中游，海外光纤激光制造商依然占大部分份额，但国产替代势头良好。 年全国管道激光市场销售总额超过82亿元，其中ipg光子市场占50.3%，锐科激光、创鑫激光作为国内龙头，比ipg还有很大差距。

但从趋势来看，年ipg中国区实现收入6.29亿美元(约人民币41.6亿元)，仅同比增长1.6%。 同期锐科激光、创鑫激光中国大陆地区分别实现收入13.9亿元、6.6亿元，增长速度达到55.8%、20.4%。 在国内市场快速增长的背景下，年锐科激光、创鑫激光的国内市场份额分别达到17.8%和12.3%，比年平均水平明显提高。

中，低功率激光市场景气度高，国产替代基本完成。 根据光纤激光的功率，可以分为低功率( 1.5kw )激光。 近年来，低功率光纤激光的出货量迅速增加，从每年的1.3万台增加到每年的11万台，国产份额超过98%，预计2019年国产企业品牌的出货量将突破12.5万台，继续占据领先特征。 中功率激光预计2019年国产出货量将达到15500台以上，增速维持在25%，继续挤压进口制造商份额。

区别主要是高功率激光，市场竞争加剧。 大功率(> 1.5kw )激光器国产企业品牌年实现市场突破，出货量达到2000台，占近40%，其中300台以上的6kw光纤激光器投入市场。 在国内制造商实现技术革新的背景下，预计2019年的市场空之间将进一步打开，预计国产化率将超过50%。

国产化率的上升随着激光价格的下降，短期内制造商的利益将受到压迫。 以进口的ipg光纤激光器为例，年光纤激光器的国内售价明显低于年销售价格，以进口的20w脉冲激光器为例，年人均价格从约9~12万元下降到3万元左右，超过50%。 另一方面，国内大功率激光技术尚未突破，进口价格相对稳定，下跌幅度在15%-20%左右。

随着国产制造商在高功率激光行业的突破，2019年的产业价格竞争白热化。 以锐科激光为例，在产品价格方面使用被动跟踪战术，与海外厂商保持着一定的价格差距。 这是因为在激烈的竞争中毛利率出现了一定的下跌。

(二)激光元件依然以进口为主，国产化正在进行中

上游环节的芯片、光纤、高功率光纤光栅、散热器等光学器件是生产激光产品的重要原材料。 国内相关产业起步晚，技术不成熟，质量和稳定性难以满足市场诉求，至今仍以进口产品为主(包括从国内代理商购买)。 。 根据我们整理的情况，国内三家激光制造商的供应商中除了凯普林、长光华芯等少数国产公司以外，其他基本上都有海外企业或其代理商。

国产水龙头将加强国内采购的比重。 但是，从进口原材料的金额来看，年-2019年上半年创鑫激光的进口采购比重从41.6%下降到23.7%，埃及的进口原材料比重从48.2%下降到29.3%，反映了国产大制造商加强国内采购比重，

国内光纤制造商已经达到接近海外制造商的技术水平，光纤正在实现进口替代。 2019年上半年，创鑫激光脉冲、连续激光的无源光纤国产化率分别达到89.91%、52.54%，埃及无源光纤国产化率也达到90%。 有源光纤作为增益介质，难度和作用比无源光纤大，国产化率也比上年提高。 在芯片(泵浦源)方面国产芯片达到了正常采用的水平，但技术上与进口芯片有一定的差异，目前国内大型激光制造商主要购买lumentum和贰陆激光芯片和部件，芯片环节依然没有突破

综合来看，中国激光设备市场潜力巨大，国产替代继续深化，看好具备核心技术的行业领袖。 在中国制造2025大战术背景下，中国历来面对工业制造业深度变革，国内激光设备市场规模增长较快，市场潜力巨大。 国内制造商高速发展，激光产业链国产替代步伐持续，压迫海外公司的市场占有率。 下游的应用环节形成了以大族激光、华工科学技术领域两个主要领导者为首的市场结构。 中游激光锐科激光、创鑫激光、埃及三家国内制造商已经具有核心竞争力，国产替代正在加速，市场占有率持续提高。 上游要素环节在一些环节取得了突破性的迅速发展，将来需要继续关注芯片端的自主控制实现。 如上所述，我们认为下游设备的龙头公司从市场景气度的提高和具备核心技术的国产激光制造商在国产替代趋势下的业绩的增加中受益。

(报告来源:银河证券)

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