國(guó)內(nèi)激光設(shè)備產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)增長(zhǎng)將至少持續(xù)到2025年

一、激光應(yīng)用場(chǎng)景較多，下游產(chǎn)業(yè)鏈龐大

激光（Laser, Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation）是指原子受激輻射產(chǎn)生的光，是一種能量密度高、方向性和單色性好的相干光輻射。激光產(chǎn)生的原理是原子中的電子吸收能量后從低能級(jí)躍遷到高能級(jí)，再?gòu)母吣芗?jí)回落到低能級(jí)的時(shí)候，所釋放的能量以光子的形式放出。

激光設(shè)備下游市場(chǎng)規(guī)模龐大且復(fù)雜，形成了完備的產(chǎn)業(yè)鏈。目前，與激光相關(guān)的產(chǎn)品和 服務(wù)已經(jīng)遍布全球，形成了豐富和龐大的激光產(chǎn)業(yè)。激光的應(yīng)用領(lǐng)域包括材料加工、信息通訊、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存、醫(yī)療美容、科研軍事、儀器傳感、顯示、增材制造等各個(gè)細(xì)分領(lǐng)域，形成了豐富龐大的產(chǎn)業(yè)以及完備的產(chǎn)業(yè)鏈。產(chǎn)業(yè)鏈上游主要包括光學(xué)材料及光學(xué)元器件，中游為各種激光器及配套設(shè)備，下游以激光應(yīng)用產(chǎn)品為主，下游應(yīng)用中滲透到消費(fèi)電子、高端材料、半導(dǎo)體加工、汽車、船舶、通訊、醫(yī)療美容、軍事等眾多領(lǐng)域。

由于下游涉及行業(yè)復(fù)雜，龍頭注重以并購(gòu)?fù)卣箻I(yè)務(wù)版圖。2018 年德國(guó)通快、美國(guó)相干、IPG、貳陸等激光龍頭企業(yè)營(yíng)業(yè)收入均實(shí)現(xiàn)較快增長(zhǎng)。由于激光設(shè)備涉及的下游較為復(fù)雜，為拓展業(yè)務(wù)藍(lán)圖，國(guó)外龍頭企業(yè)均采用了收并購(gòu)的方式來(lái)進(jìn)行擴(kuò)展——通快收購(gòu)了Amphos公司，強(qiáng)化在超快激光器領(lǐng)域的布局；相干收購(gòu)了Ondax公司，拓展元件、激光器以及激光系統(tǒng)的產(chǎn)品組合；IPG則收購(gòu)了 Genesis 公司，向機(jī)器人自動(dòng)化領(lǐng)域進(jìn)軍。

二、激光器是激光設(shè)備的核心部件，光纖激光器優(yōu)勢(shì)明顯

（一）激光器由泵浦源、增益介質(zhì)、諧振腔三部分構(gòu)成

激光器是激光設(shè)備的核心部件。激光器是激光設(shè)備的發(fā)光裝置，作為激光設(shè)備最關(guān)鍵的零部件，該環(huán)節(jié)技術(shù)壁壘較高。激光器主要由泵浦源、增益介質(zhì)（工作物質(zhì)）、諧振腔這三部分構(gòu)成。泵浦源作用是對(duì)激光工作物質(zhì)進(jìn)行激勵(lì)，將激活粒子從基態(tài)抽運(yùn)到高能級(jí)；增益介質(zhì)是指用來(lái)實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)并產(chǎn)生光的受激輻射放大作用的物質(zhì)體系。諧振腔通常由兩塊與激活介質(zhì)軸線垂直的平面或凹球面反射鏡構(gòu)成，是光波在其中來(lái)回反射從而提供光能反饋的空腔。

以光纖激光器為例，增益光纖固定在兩個(gè)光纖光柵之間構(gòu)成諧振腔，泵源通電產(chǎn)生的泵浦光穿過(guò)增益光纖時(shí)，增益光纖中的稀土離子會(huì)吸收泵浦光，其電子被激勵(lì)到較高的激發(fā)能級(jí)，反轉(zhuǎn)后的粒子以輻射形成從高能級(jí)轉(zhuǎn)移到基態(tài)后從纖芯中輸出激光。

（二）光纖激光器具備能量密度高、加工范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，市場(chǎng)份額持續(xù)提升

激光器種類繁多，按照增益介質(zhì)的不同，激光器可分為光纖激光器、固體激光器、氣體激光器、半導(dǎo)體激光器等。不同種類的激光器由于輸出激光的波長(zhǎng)、光束質(zhì)量、輸出功率等參數(shù)不同，應(yīng)用市場(chǎng)也有所差異。目前市場(chǎng)上的工業(yè)激光器的主要性能參數(shù)對(duì)比如下表所示：

二氧化碳、固體、半導(dǎo)體激光器性能各異，各有優(yōu)劣。二氧化碳激光器由于具有功率大，能量轉(zhuǎn)換效率高，輸出光束光學(xué)質(zhì)量好，相干性好，工作穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于加工、通訊、科學(xué)研究等領(lǐng)域。但是也存在體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維護(hù)困難，金屬對(duì)10.6μm波長(zhǎng)的激光不能夠很好的吸收，不能采用光纖傳輸激光等缺點(diǎn)。固體激光器具有輸出能量大、峰值功率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單耐用，價(jià)格適宜的優(yōu)點(diǎn)，在激光切割、定向武器等方面有廣泛的用途，但是熱效應(yīng)非常明顯，且輸出效率低。半導(dǎo)體激光器體積小、重量輕、運(yùn)轉(zhuǎn)可靠、耗電少、效率高，在光纖通信、光電測(cè)量、軍事領(lǐng)域得到十分廣泛的應(yīng)用，但在方向性、單色性和相干性方面較差。

相比之下光纖激光器更具有綜合優(yōu)勢(shì)，被譽(yù)為“第三代激光器”。對(duì)比上表可以看到，相較于固體、氣體、半導(dǎo)體激光器，光纖激光器具有輸出激光光束質(zhì)量好、能量密度高、電光效率高、使用方便、可加工材料范圍廣、綜合運(yùn)行成本低等諸多優(yōu)勢(shì)。因此廣泛應(yīng)用于雕刻、打標(biāo)、切割、鉆孔、熔覆、焊接、表面處理、快速成形等材料加工領(lǐng)域，被譽(yù)為“第三代激光器”。近十年來(lái)，光纖激光器市場(chǎng)份額持續(xù)增長(zhǎng)。其在全部工業(yè)激光器中的占比，從2009年的13.7%增長(zhǎng)至2018年的 51.5%，相較于其他激光器處于明顯的地位。

三、高功率激光加工將驅(qū)動(dòng)工業(yè)激光器市場(chǎng)繼續(xù)增長(zhǎng)

全球激光器市場(chǎng)規(guī)模較大，且呈現(xiàn)穩(wěn)步上升趨勢(shì)。Strategies Unlimited 發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2018年全球激光器市場(chǎng)規(guī)模達(dá)約為137.5億美元，同比增長(zhǎng)5.8%，近十年復(fù)合增速達(dá)11.1%。而隨著飛機(jī)、汽車工業(yè)向復(fù)合材料的轉(zhuǎn)變，高功率激光器滲透率的持續(xù)提升，我們預(yù)計(jì)2019年全球激光器市場(chǎng)銷售額繼續(xù)以6.2%的速度增長(zhǎng)，市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到146 億美元。

從激光器銷售占比看，材料加工占據(jù)激光應(yīng)用市場(chǎng)的主要地位。根據(jù)Laser Focus World 的數(shù)據(jù)顯示，2018年材料加工等繼續(xù)保持全球激光器應(yīng)用市場(chǎng)收入占比的細(xì)分項(xiàng)，收入規(guī)模達(dá)61.6億美元，占比為44.5%，較2017年同期增長(zhǎng)3.2個(gè)百分點(diǎn)。通信與光儲(chǔ)存是第二大市場(chǎng)，規(guī)模為38.2億美元，占比為27.8%；科研與軍事、醫(yī)療與美容、儀表與傳感器、娛樂(lè)與打印市場(chǎng)占有率分別為9.3%、7.5%、7.4%以及 3.2%。

具體來(lái)看，高功率激光加工（切割、焊接）是目前的主要應(yīng)用場(chǎng)景。從細(xì)分角度來(lái)看，材料加工的用途包括切割、金屬焊接、打標(biāo)、半導(dǎo)體、金屬精加工等多種領(lǐng)域。2017年，切割、焊接應(yīng)用分別占全球工業(yè)激光器材料加工用途的35%與 15%，是目前的主要應(yīng)用場(chǎng)景，打標(biāo)應(yīng)用占15%，半導(dǎo)體占14%，金屬精加工占 8%。

高功率激光加工驅(qū)動(dòng)材料加工市場(chǎng)穩(wěn)步增長(zhǎng)。根據(jù)Optech Consulting 的咨詢數(shù)據(jù)看，2018年全球激光材料加工市場(chǎng)收入為145億美元，2012-2018年的復(fù)合增速達(dá) 6%。由于高功率激 光材料加工滲透率繼續(xù)提升，我們預(yù)計(jì)2019年全球激光材料加工市場(chǎng)將繼續(xù)保持增長(zhǎng)趨勢(shì)， 收入規(guī)模有望達(dá)156億美元。

材料加工用的激光器主要為工業(yè)激光器，或?qū)⒗^續(xù)受益。2018年全球工業(yè)激光器銷售收入為50.6億美元，同比增長(zhǎng)4.2%，近十年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到17%，增速超過(guò)激光器整體平均。在下游激光材料加工市場(chǎng)繼續(xù)增長(zhǎng)的背景下，我們預(yù)計(jì)工業(yè)激光器仍將保持較快增速。

四、中國(guó)激光產(chǎn)業(yè)保持快速增長(zhǎng)，看好具備核心技術(shù)的龍頭

（一）國(guó)內(nèi)激光設(shè)備市場(chǎng)收入維持高增速

國(guó)內(nèi)激光設(shè)備市場(chǎng)收入保持較快增速。2018年工業(yè)、信息、醫(yī)學(xué)、科研等領(lǐng)域的激光設(shè)備總收入達(dá)到605億元，同比增長(zhǎng)22%；2019年我們預(yù)計(jì)增速將維持在16%-25%之間，市場(chǎng)規(guī)模有望超過(guò)750億元。作為后發(fā)參與者，中國(guó)激光產(chǎn)業(yè)整體增速高于全球平均。長(zhǎng)期來(lái)看，隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)向先進(jìn)制造業(yè)的升級(jí)轉(zhuǎn)變，我們認(rèn)為工業(yè)用的大功率激光設(shè)備需求將長(zhǎng)期保持較高景氣度。

國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)格局呈金字塔分布。從產(chǎn)業(yè)分布來(lái)看，國(guó)內(nèi)的激光企業(yè)主要集中在下游的應(yīng)用， 整體格局較為分散。

下游應(yīng)用環(huán)節(jié)，除大族激光、華工科技兩大行業(yè)龍頭外（營(yíng)收規(guī)模分別超過(guò) 100、50億元），各細(xì)分板塊有較多的參與者。而由于細(xì)分板塊的整體市場(chǎng)規(guī)模相對(duì)較小，大部分的激光企業(yè)均在科創(chuàng)板以及新三板掛牌上市。

中游激光器環(huán)節(jié)，國(guó)內(nèi)生廠商主要是銳科激光、創(chuàng)鑫激光以及杰普特；運(yùn)控系統(tǒng)中，柏楚電子、維宏股份、奧森迪科占據(jù)中低功率激光切割控制系統(tǒng)的90%，高功率激光控制系統(tǒng)市場(chǎng)廠商仍占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。上游元件環(huán)節(jié)，部分光纖已基本達(dá)到廠商水平，泵浦與芯片等核心零部件仍然以進(jìn)口元件為主。

（二）中低功率激光器國(guó)產(chǎn)化基本完成，高功率激光器競(jìng)爭(zhēng)加劇

中游環(huán)節(jié)，國(guó)外光纖激光器廠商仍占大部分份額，但國(guó)產(chǎn)替代是大勢(shì)所趨。2018 年管線激光器市場(chǎng)銷售總額超過(guò)82億元，其中IPG光子市場(chǎng)占比為50.3%，銳科激光、創(chuàng)鑫激光作為國(guó)內(nèi)龍頭，相較IPG仍有較大差距。

但從趨勢(shì)來(lái)看，2018年IPG中國(guó)區(qū)實(shí)現(xiàn)收入6.29億美元（約人民幣41.6億元），同比僅增長(zhǎng)1.6%；而同期銳科激光、創(chuàng)鑫激光中國(guó)大陸地區(qū)分別實(shí)現(xiàn)收入13.9 億元、6.6億元，增速達(dá) 55.8%、20.4%。在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)快速增長(zhǎng)的背景下，2018 年銳科激光、創(chuàng)鑫激光國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額分別達(dá)到17.8%、12.3%，較2017年均有明顯提升。

中、低功率激光器市場(chǎng)景氣度較高，國(guó)產(chǎn)替代基本完成。根據(jù)光纖激光器的功率不同，可分為低功率（＜100W）、中功率（≤1.5kW）以及高功率（＞1.5kW）激光器。近年以來(lái)，低功率光纖激光器出貨量保持快速增長(zhǎng)，從2013年的1.3萬(wàn)臺(tái)增長(zhǎng)至2018年的11萬(wàn)臺(tái)，國(guó)產(chǎn)份額超過(guò)98%，預(yù)計(jì)2019年國(guó)產(chǎn)品牌出貨量有望突破12.5萬(wàn)臺(tái)，繼續(xù)占據(jù)優(yōu)勢(shì)。中功率激光器方面，預(yù)計(jì)2019年國(guó)產(chǎn)出貨量將達(dá)到15500 臺(tái)以上，增速維持在 25%，將繼續(xù)擠壓進(jìn)口廠商份額。

差異主要在于高功率激光器，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)或?qū)⒓觿　８吖β剩ǎ?.5kW）激光器的國(guó)產(chǎn)品牌于2018年實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)突破，出貨量達(dá)到2000臺(tái)，占比接近40%，其中超過(guò)300臺(tái)6kW光纖激光器投放市場(chǎng)。在國(guó)內(nèi)廠商已取得技術(shù)突破的背景下，我們預(yù)計(jì) 2019 年市場(chǎng)空間將進(jìn)一步打 開(kāi)，國(guó)產(chǎn)化率有望超過(guò) 50%。

國(guó)產(chǎn)化率的提升將伴隨激光器價(jià)格的下移，短期內(nèi)廠商盈利承壓。以進(jìn)口的IPG 光纖激光器為例，2016年其光纖激光器國(guó)內(nèi)售價(jià)已明顯低于2012年時(shí)的售價(jià)，以一臺(tái)進(jìn)口的 20W 脈沖激光器為例，從 2012 年的每臺(tái)價(jià)格約為 9～12 萬(wàn)元跌至3萬(wàn)元左右，降幅超過(guò)50%。另一方面，當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)大功率激光器的技術(shù)尚未突破，進(jìn)口價(jià)格相對(duì)堅(jiān)挺，跌幅僅在 15%-20%左 右。

隨著國(guó)產(chǎn)廠商在高功率激光器領(lǐng)域的突破，2019 年產(chǎn)業(yè)價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)呈白熱化。以銳科激光為例，在產(chǎn)品價(jià)格方面采用被動(dòng)跟隨戰(zhàn)略，與海外廠商保持一定價(jià)差，因此在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中毛 利率出現(xiàn)了一定下滑。

（二）激光元件仍以進(jìn)口為主，國(guó)產(chǎn)化正在路上

上游環(huán)節(jié)的芯片、光纖、高功率光纖光柵、熱沉等光學(xué)器件是生產(chǎn)激光器產(chǎn)品的重要原材料。國(guó)內(nèi)相關(guān)產(chǎn)業(yè)起步較晚，技術(shù)不夠成熟，質(zhì)量及穩(wěn)定性難以滿足市場(chǎng)需求，目前仍然主要以進(jìn)口產(chǎn)品為主（含向國(guó)內(nèi)代理商采購(gòu)）。根據(jù)我們梳理的情況，國(guó)內(nèi)三大激光器生產(chǎn)商的供應(yīng)商中，除了有凱普林、長(zhǎng)光華芯等少數(shù)國(guó)產(chǎn)企業(yè)外，其他基本都是境外公司或其代理商。

國(guó)產(chǎn)龍頭強(qiáng)化國(guó)內(nèi)采購(gòu)比重。但從進(jìn)口原材料的金額來(lái)看，2017年-2019年上半年創(chuàng)鑫激光的進(jìn)口采購(gòu)比重從41.6%降至23.7%，杰普特的進(jìn)口原材料比重從 48.2%降至 29.3%，反映了國(guó)產(chǎn)龍頭廠商正強(qiáng)化國(guó)內(nèi)采購(gòu)比重。

國(guó)內(nèi)光纖制造廠商已達(dá)到國(guó)外生產(chǎn)商相近的技術(shù)水平，光纖正逐步實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代。2019年上半年，創(chuàng)鑫激光脈沖、連續(xù)激光器的無(wú)源光纖國(guó)產(chǎn)化率分別為89.91%、52.54%，杰普特 無(wú)源光纖國(guó)產(chǎn)化率也達(dá)到90%。有源光纖作為增益介質(zhì)，其難度與作用大于無(wú)源光纖，國(guó)產(chǎn)化率也在同比提高。芯片（泵浦源）方面，國(guó)產(chǎn)芯片已達(dá)到可正常使用的水平，但在技術(shù)上仍與進(jìn)口芯片存在一定差距，目前國(guó)內(nèi)的激光器廠商均主要采購(gòu)Lumentum和貳陸激光的芯片及組件，芯片環(huán)節(jié)仍有待突破。

綜合來(lái)看，中國(guó)激光設(shè)備市場(chǎng)潛力巨大，國(guó)產(chǎn)替代將繼續(xù)深化，看好具備核心技術(shù)的行業(yè)龍頭。在中國(guó)制造2025的大戰(zhàn)略背景下，我國(guó)傳統(tǒng)工業(yè)制造業(yè)面臨深度轉(zhuǎn)型，國(guó)內(nèi)激光設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模將保持較快增速，市場(chǎng)潛力巨大。國(guó)內(nèi)廠商快速發(fā)展，激光產(chǎn)業(yè)鏈國(guó)產(chǎn)替代步伐持續(xù)，擠壓國(guó)外企業(yè)市場(chǎng)占比。下游應(yīng)用環(huán)節(jié)，已形成了以大族激光、華工科技行業(yè)兩大龍頭為首的市場(chǎng)格局；中游激光器銳科激光、創(chuàng)鑫激光、杰普特三大國(guó)內(nèi)廠商已具備核心競(jìng)爭(zhēng)力，國(guó)產(chǎn)替代正在加速，市場(chǎng)占比持續(xù)提升。上游元件環(huán)節(jié)，在部分環(huán)節(jié)取得突破性發(fā)展，未來(lái)需持續(xù)關(guān)注芯片端的自主可控實(shí)現(xiàn)。綜上所述，我們看好下游設(shè)備龍頭企業(yè)受益于市場(chǎng)景氣度向上， 以及具備核心技術(shù)的國(guó)產(chǎn)激光器廠商在國(guó)產(chǎn)替代趨勢(shì)下的業(yè)績(jī)?cè)鲩L(zhǎng)。