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1、2022年中國激光設備行業研究報告版權所有2022深圳市億渡數據科技有限公司。本文件提供的任何內容(包括但不限于數據、文字、圖表、圖像等)均系億渡數據獨有的高度機密性文件(在報告中另行標明出處者除外)。未經億渡數據事先書面許可,任何人不得以任何方式擅自復制、再造、傳播、出版、引用、改編、匯編本報告內容,若有違反上述約定的行為發生,億渡數據公司保留采取法律措施,追究相關人員責任的權利。CONTENTSCONTENTS目錄第一章 中國激光設備行業概況激光設備行業定義分類激光設備技術原理激光設備行業發展歷程中國激光設備行業政策中國激光設備行業市場規模040506070809激光設備行業產業鏈結構激光
2、設備行業產業鏈上游1112中國激光設備行業地域分布中國激光設備行業驅動因素1617第二章 行業典型企業介紹大族激光科技產業集團股份有限公司華工科技產業股份有限公司武漢銳科光纖激光技術股份有限公司19202122中國激光設備行業競爭格局激光設備行業產業鏈1011激光設備行業產業鏈中游激光設備行業產業鏈下游1415激光設備行業發展趨勢18名詞解釋激光:是指原子受激輻射產生的光,是一種能量密度高、方向性和單色性好的相干光輻射。激光器:產生、輸出激光的器件,是激光加工設備的核心器件。激光設備:實現激光加工的工具,具有輸出能量集中、穩定的特點,能夠較好地處理傳統工藝方法較難處理的硬度大、熔點高的材料。激
3、光加工:利用高強度的激光束,經光學系統聚焦后,通過激光束與加工工件的相對運動來實現對材料(包括金屬與非金屬)進行加工的一門技術,廣泛應用于切割、刻蝕、焊接及精細微處理等諸多工業生產領域。泵浦源:對激光工作物質進行激勵,將粒子從基態抽運到高能級,以實現粒子數反轉。固體激光器:用固體材料作為增益介質的激光器。氣體激光器:用氣體作為增益介質的激光器。半導體激光器:用半導體材料作為增益介質的激光器。光纖激光器:用摻稀土元素玻璃光纖作為增益介質的激光器。光學諧振腔:由激光光學鏡片組成,用于為激光振蕩提供正反饋的結構。增益介質:用來實現粒子數反轉并產生光的受激輻射放大作用的物質體系,亦稱激光增益媒質,可以
4、為固體、氣體、液體、半導體等。激光打標、激光標記:利用高能激光束在產品表面進行標記的工藝。激光焊接:激光通過高功率密度激光束加熱待加工表面,表面熱量通過熱傳導向內部擴散,通過控制激光脈沖的寬度、能量、峰值功率和重復頻率等激光參數,使工件熔化,形成特定的熔池,熔化物在冷卻凝固形成焊接區域,完成對材料的焊接。激光切割:利用高功率密度激光束照射被切割材料,使材料很快被加熱至汽化溫度,同時隨著光束相對于材料的移動,形成實際需要的切縫,完成對材料的切割。激光清洗:激光通過其具有的高能量密度的光束與需要去除的材料表面相互作用,通過控制激光輸出參數,保證不損傷基底材料的同時去除涂覆層,完成對材料的清洗。行業
5、概述Industry overview第一章激光設備是實現激光加工的工具,按用途分為打標設備、焊接設備、切割設備等2021年激光設備市場規模已達到822億元,預計2026年將達到1877.65億元因激光切割、焊接、打標等設備的通用性較強,中國激光設備市場競爭格局分散激光設備是實現激光加工的工具,使用較多品種為打標設備、焊接設備、切割設備等定義與分類激光是指原子受激輻射產生的光,是一種能量密度高、方向性和單色性好的相干光輻射。激光的良好性能使其在工業、通信、醫學、軍事等領域具備較高的應用高價值。激光設備是實現激光加工的工具,具有輸出能量集中、穩定的特點,能夠較好地處理傳統工藝方法較難處理的硬度大
6、、熔點高的材料。常見的激光設備主要包括激光切割設備、激光打標設備、激光焊接設備、激光雕刻設備、激光快速成型設備,其它激光設備包括激光美容、激光醫療、激光顯示、激光照明、激光測量、激光熔覆、激光通信、激光微加工等。常見激光設備種類激光打標設備激光焊接設備激光切割設備激光雕刻設備激光快速成型設備圖片工作原理利用高能量密度的激光對工件進行局部照射,使表層材料汽化或發生顏色變化的化學反應,從而留下永久性標記。利用高能量密度的激光束照射材料,使材料在吸收激光后產生物態變化,從而實現焊接。利用經聚焦的高功率密度激光束照射工件,使被照射的材料迅速熔化、汽化、燒蝕或達到燃點,同時借助與光束同軸的高速氣流吹除熔
7、融物質,從而將工件割開。激光照射材料表面,材料吸收能量后瞬間熔化或者氣化,形成刻線。采用鋪粉輥將一層粉末平鋪在工件表面,激光束按照粉末層的輪廓截面掃描粉層,使粉末熔化后燒結,實現工件粘接。優勢為非接觸加工,可在任何異型表面標刻,工件不會變形和產生內應力,加工精度高,加工速度快,清潔環保,成本低廉。焊接性變小,不受磁場影響,空間限制小,無電極污染,適用于自動高速焊接,可焊接不同屬性的金屬,可在封閉空間工作。切割精度高、速度快,表面光滑美觀,一次性加工,工件變形小,無工具磨損,清潔污染小。自動跳號,熱影響區域小,線條精細,耐清洗耐磨損,環保節能,節省材料。加工工藝簡單,可加工材料廣泛,加工精度高,
8、無需支撐結構,材料利用率高。激光的發光原理是受激輻射,通過激光器才能產生激光,激光器是激光設備的核心技術原理激光是原子受激輻射產生的光,發光原理是受激輻射激光產生的原理是原子中的電子吸收能量后從低能級躍遷到高能級,再從高能級回落到低能級的時候,所釋放的能量以光子的形式放出。產生激光的躍遷過程有自發輻射、受激輻射、受激吸收,它們是產生激光的必要過程。光子光子光子自發輻射共振吸收受激輻射諧振腔全反射鏡輸出反射鏡激光輸出工作介質激勵源升降調節軸振鏡場鏡激光器工作臺水箱顯示屏開關控制箱固定腳架鍵盤伸縮梯激光的發光原理激光器的結構組成激光設備結構圖(常見激光打標設備)激光器是產生激光的核心裝置,也是激光
9、設備的核心激光器是產生激光的核心裝置,主要由激勵源、工作介質、諧振腔三部分組成,工作時激勵源作用于工作介質之上,使多數粒子處于高能級的激發態,形成粒子數反轉,之后光子入射,高能級粒子躍遷到低能級,并發射大量與入射光子完全相同的光子。傳播方向與諧振腔橫軸線不同的光子將逃逸出腔體,方向相同的光子則在諧振腔內往返,使受激輻射過程持續下去,并形成激光光束。工作介質:也稱為增益介質,是指用來實現粒子數反轉并產生光的受激輻射放大作用的物質,工作介質決定了激光器能夠輻射的激光波長,根據形態的不同可分為固體(晶體、玻璃)、氣體(原子氣體、離子氣體、分子氣體)、半導體和液體等介質。泵浦源:對工作介質進行激勵,將
10、激活粒子從基態抽運到高能級,以實現粒子數反轉,從能量的角度看。泵浦過程就是外界提供能量(如光、電、化學、熱能等)給粒子體系的過程??煞譃楣鈱W激勵、氣體放電激勵、化學激勵、核能激勵等。諧振腔:最簡單的光學諧振腔是在激活介盾兩端恰當地放置兩個高反射率的反射鏡。其中一塊是全反射鏡,將光全部反射回介質中繼續放大;另一塊是部分反射、部分透射的反射鏡,作為輸出鏡。按照能否忽略側面邊界,諧振腔分為開腔、閉腔以及氣體波導腔。連續光纖激光器脈沖光纖激光器紫外納秒激光器諧振腔脈沖激光器泵浦源理論發展階段應用拓展階段快速發展階段 激光的發明可以追溯到20世紀早期,在激光相關產業的發展過程中,歐美地區作為激光技術、激
11、光設備的起源與發展的重要區域,在激光及激光產業領域具有領先地位,激光產品應用的技術先進程度、滲透優勢更為明顯,并涌現出一批知名的激光領域企業。中國激光產業起步較晚,但隨著中國裝備制造業的迅猛發展,需求的迅速提升對生產效能、生產工藝提出了更高的要求,中國激光產業因而迎來了持續和健康的成長。1917年愛因斯坦提出光的受激輻射概念1947年受激輻射被實驗驗證1950年Kastler提出光學泵浦的方法1958年紅外和光學激射器發表,標志激光時代開啟1960年第一臺紅寶石激光器研制成功激光與激光設備發展進程1960-1966年 1960第一臺氟氖激光器 1961年第一臺光纖激光器1968年激光用于遙感探
12、測1974年超市條形掃碼器出現1975年IBM商用激光打印機1978年飛利浦制造第一臺激光盤播放機法國神經外科學家使用廣導纖維激光和激光微創手術技術治療腦瘤2010年NASA表示,通過使用192束激光來束縛核聚變的反應原料,氫的同位素氘和氚,解決了核聚變的一個關鍵困難2008年發展歷程激光技術起源于歐美,經過多年發展已廣泛應用于多個領域第一臺氨分子Master建成,首次實現粒子數反轉1954年 1962年GaGs半導體激光器 1963年液體激光器 1964年CO2激光器,離子激光器,YAG固體激光器 1965年HCL化學激光器 1966年生物染料激光器1982年第一臺緊湊型碟片播放機出現198
13、3年里根“星球大戰”演講,描繪了基于太空的激光武器1990年激光用于制造業,包括集成電路和汽車制造1991年第一次用激光治療近視,海灣戰爭第一次用激光制造導彈1996年東芝推出數字多用途光盤(DVD播放機)激光設備的下游應用領域非常廣泛,涉及電子信息、裝備制造、通訊、交通設備、醫療設備、航空航天、石油管道、增材制造等諸多重要工業領域。激光技術是中國制造業轉型升級的關鍵支撐技術之一,因此中國政府歷來高度重視發展激光產業,已出臺多項政策支持激光設備及其核心部件激光器的發展。優先發展以下高技術產業化重點領域:光集成和光電集成器件,半導體激光器件,光纖激光器件,高性能全固態激光器件;新型多功能激光治療
14、設備;激光光譜儀等光譜分析儀器;性能穩定的大功率激光器及其晶體,大功率光纖激光器,大型軋輥激光表面強化設備,激光精密加工技術和設備,激光切割技術和設備,激光焊接技術和設備,激光熱處理和熔覆技術及設備,激光強化技術和裝備,激光復合加工技術和裝備,激光加工基礎裝置和系統,激光測量儀器和校準標準儀器。行業政策激光技術是中國制造業轉型升級的關鍵支撐之一,政府大力支持激光設備發展國務院關于加快培育和發展戰略性新興產業的決定現階段重點培育和發展節能環保、新一代信息技術、生物、高端裝備制造、新能源、新材料、新能源汽車等產業。當前優先發展的高技術產業化重點領域指南(2011年度)電子基礎材料和關鍵元器件“十二
15、五”規劃重點發展大功率半導體激光器、高功率氣體激光器、光纖激光器、紫外激光器產業結構調整指導目錄(2013年修訂)明確重點鼓勵發展:“20、集成電路裝備制造;21、新型電子元器件(片式元器件、頻率元器件、混合集成電路、電力電子器件、光電子器件、敏感元器件及傳感器、新型機電元件、高密度印刷電路板和柔性電路板等)制造;30、智能焊接設備,激光焊接和切割、電子束焊接等高能束流焊割設備“。戰略性新興產業重點產品和服務指導目錄2016版戰略性新興產業重點產品:高性能激光器,準分子激光退火設備,半導體激光器件,高性能全固態激光器件,光纖激光器件,固體激光材料、稀土激光晶體,超小型片式元件生產設備,高端電子
16、專用測量儀器,具有一些特殊性能的新型光纖。2017年1月“十三五”國家戰略性新興產業發展規劃打造增材制造產業鏈。研制推廣使用激光、電子束、離子束及其他能源驅動的主流增材制造工藝裝備。加快研制高功率光纖激光器、掃描振鏡、動態聚焦鏡及高性能電子槍等配套核心器件和嵌入式軟件系統。2016年12月國家增材制造產業發展推進計劃(2015-2016年)加快發展增材制造裝備及核心器件:金屬材料增材制造裝備:激光/電子束高效選區熔化、大型整體構件激光及電子束送粉/送絲熔化沉積等增材制造裝備。非金屬材料增材制造裝備:光固化成形、熔融沉積成形、激光選區燒結成形、無模鑄型以及材料噴射成形等增材制造裝備。增材制造裝備
17、核心器件:高光束質量激光器及光束整形系統、高品質電子槍及高速掃描系統、大功率激光掃描振鏡、動態聚焦鏡等精密光學器件、陣列式高精度噴嘴/噴頭等。2015年2月2010年10月2011年6月2012年2月2013年2月市場規模2021年激光設備市場規模已達到822億元,預計2026年將達到1877.65億元預計2026年中國激光設備市場規模將達到1877.65億元激光技術的應用比許多傳統制造技術更具成本效益,使得激光設備應用得以迅速普及,中國激光設備市場收入保持較快增長。2021年中國激光設備市場銷售收入822億元,較2020年增長17.43%。隨著疫情防控政策的調整和制造業的發展,預計2026年
18、中國激光設備市場規模將達到1877.65億元。長期來看,隨著中國經濟結構向先進制造業的升級轉變,工業用的大功率激光設備需求將長期保持較高景氣度。切割和焊接是激光設備的主流,2021年占比達到57%激光在工業上的應用主要體現在利用激光束與物質相互作用的特性對材料進行加工處理,激光加工按激光束對材料的作用效果可劃分為激光切割、激光焊接、激光打標、激光熔覆等。2021年激光切割設備和激光焊接設備的市場占比分別為38.1%和18.9%,合計占比57%,是激光的主流應用方式。2016年至2026年中國激光設備市場規模及預測397.00500.00610.00660.00700.00822.00920.0
19、0 1104.00 1313.76 1569.94 1877.6525.94%22.00%8.20%6.06%17.43%11.92%20.00%19.00%19.50%19.60%2016年2017年2018年2019年2020年2021年2022E2023E2024E2025E2026E市場規模(億元)增速(%)2021年中國激光設備細分市場占比情況(按銷售額)激光切割設備,38.10%激光焊接設備,18.90%激光熔覆設備,3.20%其它,39.80%數據來源:億渡數據競爭格局因激光切割、焊接、打標等設備的通用性較強,中國激光設備市場競爭格局分散中國激光設備市場競爭格局較分散,集中度較低
20、中國激光加工設備制造行業近年來得到了迅速發展,但與國際同行相比,還存在很大差距,目前行業集中度較低,整體競爭格局極為分散。若以國內激光設備銷售額為基準,2021年大族激光的激光加工設備實現收入111.78億元,在中國激光設備市場的占有率約為13.6%;華工科技2021年激光設備銷售額26.07億元,在中國激光設備市場的占有率約為3.17%。其它企業市場占有率均較低,未超過3%。產生這種情況主要是因為中國激光設備以工業加工切割、焊接、打標等為主,而這些設備的通用性較強,門檻較低,本土中小企業眾多,從而導致行業競爭較為激烈。行業壁壘包括技術壁壘、人才壁壘、品牌與客戶資源壁壘2020年至2021年中
21、國激光設備市場競爭格局數據來源:億渡數據13.60%3.17%2.41%1.53%1.13%1.70%0.84%0.49%0.23%大族激光華工科技海目星帝爾激光光韻達聯贏激光亞威股份德龍激光金運激光第一梯隊第二梯隊第三梯隊大族激光,華工科技海目星,光韻達,聯贏激光,帝爾激光亞威股份,金運激光,德龍激光激光設備制造業屬于技術密集型行業,涵蓋光學、電子技術、機械設計與制造、自動化控制、計算機軟件開發與數字圖像處理、精密光學設計、視覺圖像處理、運動控制、光和材料作用機理等多學科領域,技術壁壘較高。此外,激光設備應用領域廣泛,且受經濟、行業等因素變化波動較大,只有掌握多種激光設備生產技術和加工工藝的
22、生產商才具有市場競爭力,這也進一步抬高了行業進入門檻。技術壁壘激光設備制造業屬學科交叉、知識密集型行業,對專業人才要求較高。雖然近年來中國已經逐步培養出了一批優秀的激光專業人才,但相較于歐美發達國家,中國激光產業化時間較短,具有產業經驗的技術及管理人員,尤其是高端人才仍較為緊缺。將一名初級從業人員培養成為一名資深的技術骨干需要較長的時間,這一較高的人才培養成本也提高了本行業的進入門檻。人才壁壘激光加工設備的質量和效率直接影響到下游客戶的生產質量與效率,因此客戶對供應商所能提供的激光設備的性能指標、設備的穩定性以及維修保養服務有著嚴格的要求。下游客戶對供應商品牌的認可是建立在雙方長時間合作的基礎
23、之上的,下游的客戶更傾向于選擇在行業內具有良好的口碑、長期開展激光設備制造業務、設備售后服務完善的供應商。因此,行業激光設備行業形成了較高的品牌和客戶資源壁壘。品牌與客戶資源壁壘汽車、電子、光伏、鋰電、航空航天、造船、通信、科研、醫療激光晶體特種光纖芯片材料激光二極管光學鏡片光纖合束器數控系統伺服電機主控制板I/O設備加工臺機械臂機柜機器人產業鏈結構中游激光設備環節市場分散,上游環節核心零部件以進口為主激光設備產業鏈光學材料光學元件和器件數控機械激光器光纖激光器 CO2激光器 YAG激光器半導體激光器 超快激光器 碟片激光器激光設備電源連續電源脈沖電源散熱器輔助分析儀能量計防護鏡終端應用光纖切
24、割激光焊接激光打標激光鉆孔激光雕刻激光醫療激光美容激光顯示激光照明激光測量激光熔覆激光通信增材制造激光微加工上游中游下游應用產業鏈主要企業企業領域上游光庫科技激光器件炬光科技激光器件貳陸光學激光器件銳科激光光纖激光器杰普特激光器創鑫激光光纖激光器英諾激光固體激光器IPG激光器柏楚電子運控系統中游大族激光激光設備華工科技激光設備帝爾激光激光設備海目星激光設備聯贏激光激光設備亞威股份激光設備通快激光設備下游比亞迪造車企業隆基綠能光伏企業 產業鏈上游主要包括激光器、數控、機械、電源、輔助等。上游激光器環節是利用激光芯片及光電器件、模組、光學元件等進行各類激光器的制造與銷售。上游激光器環節,國內生廠商
25、主要是銳科激光、創鑫激光以及杰普特;運控系統中,柏楚電子、維宏股份、奧森迪科占據中低功率激光切割控制系統的90%,高功率激光控制系統市場國際廠商仍占據絕對優勢。中游為激光設備集成,國內廠商除大族激光、華工科技兩大行業龍頭外,各細分板塊有較多的參與者,而由于細分板塊的整體市場規模相對較小,大部分的激光企業均在科創板以及新三板掛牌上市。激光設備產品最終應用于先進制造、醫療健康、科學研究、汽車應用、信息技術、光通信、光存儲等眾多領域,是推動中國制造業升級的關鍵。2021年中國激光器市場規模達到126.8億美元,在全球市場占比超過60%產業鏈上游(1)2021年中國激光器市場規模達到126.8億美元現
26、階段,得益于激光器產品性能的突出優勢以及廣泛的應用領域,全球激光器市場處于穩步增長的趨勢,市場容量逐步擴大。2014-2020年間,全球激光器市場銷售收入已由93.6億美元增長至165億美元,年化復合增長率達9.36%.。2021年全球激光器銷售總額繼續取得15%左右的增長,達到約186億美元。中國激光器行業發展迅速、競爭優勢明顯。在全球激光器市場中所占的比重也持續提升。2020年中國激光器市場規模達到109.1億美元,占全球激光器市場66.12%的份額。2021年中國激光器市場規模增長至126.8億美元,同比增長16.22%。預計2022年市場規模將進一步增長,達到150億美元。光纖激光器性
27、能優越,將成為未來激光器的主流2017年至2022年中國激光器市場規模及預測(單位:億美元)數據來源:億渡數據激光器根據增益介質的不同,主要分為固體激光器、液體激光器、氣體激光器。隨著技術的不斷進步與革新,固體激光器又進一步細分為YAG激光器、半導體激光器、光纖激光器等。常見激光器的具體屬性及應用特點如下表,通過比較可發現,光纖激光器更具有綜合優勢,將成為未來激光器的主流。69.594.5101.81109.1126.81502017年2018年2019年2020年2021年2022E數據來源:Laser Focus World,億渡數據激光器按增益介質分類及特點激光器類型常見類別 激光波長輸
28、出功率能量轉換效率特點應用固體激光器YAG/紅寶石激光器可見光到近紅外波段約為20KW0.5%-1%輸出功率高,能量轉換率低,單色性差測距,材料加工,軍事等方面半導體激光器GaAs二級管激光器920nm-1.65m(近紅外)可到350KW20%-40%能量轉換功率高,結構簡單,壽命長,單色性差光纖通信,光信息儲存,光信息處理,軍事等光纖激光器脈沖/連續光纖激光器1.46m-1.65m達到上萬瓦8%-10%小型集約化,高轉換效率,高能量輸出高光束質量,無需光學準直,維護少切割/焊接/雕刻等機械加工,遠距離光纖通信,軍事等氣體激光器CO2紅外線達到上萬瓦8%-10%單色性好,轉換效率高美容,工業制
29、造和軍事液體激光器工作物質:若丹明6G染料紫外到紅外5%-20%輸出波長連續可調,能量轉換功率較高,易制備,便宜科學研究,醫學等光纖激光器性能優越,市場規模持續增長,國內廠商市場占有率穩定提升產業鏈上游(2)光纖激光器性能優越市場規??焖僭鲩L已突破百億相較于固體、氣體、半導體激光器,光纖激光器具有輸出激光光束質量好、能量密度高、電光效率高、使用方便、可加工材料范圍廣、綜合運行成本低等諸多優勢。廣泛應用于雕刻、打標、切割、鉆孔、熔覆、焊接、表面處理、快速成形等材料加工領域,被譽為“第三代激光器”。近十年來,中國光纖激光器市場規模持續增長,2021年中國已突破百億,達到125億元,較2020年增長
30、31.58%,預計2026年整個市場將會繼續保持增長達到394.73億元。中國國內光纖激光器廠商市場份額持續增長國產化率提高2016年至2026年中國光纖激光器市場規模及預測數據來源:各公司財報,億渡數據歐美等發達國家作為傳統的激光技術強國,最先在工業生產領域大規模使用激光設備和激光器,培育出了美國相干、IPG等長期占據全球激光器市場絕大部分份額的國際巨頭;但近年來,隨著中國制造業的轉型升級,中國本土的激光器企業得到了迅速發展和壯大。隨著中國本土光纖激光器企業綜合實力的增強,銳科激光、創鑫激光、杰普特等國內廠商繼續搶占國外廠商的市場,國外廠商IPG光子、恩耐、相干在中國光纖激光器市場的份額由2
31、020年的43%縮減至2021年的33.5%。中國光纖激光器市場本土廠商市占率不斷提高54.0072.0078.0083.0095.00 125.00 142.00 184.60 238.13 308.38 394.7331.71%33.33%8.33%6.41%14.46%31.58%13.60%30.00%29.00%29.50%28.00%2016年2017年2018年2019年2020年2021年 2022E 2023E 2024E 2025E 2026E市場規模(億元)增速34.60%24.40%16.60%4.60%3.90%3.80%12.10%28.10%27.30%18.30
32、%2.60%5.60%2.80%15.30%IPG光子銳科激光創鑫激光恩耐杰普特相干其它2020年2021年激光設備應用廣泛,工業應用占比最大,激光加工使制造技術實現了飛躍產業鏈中游目前,激光加工設備應用十分廣泛,主要包括:材料加工與光刻、通信與光儲存、科研與軍事、儀器與傳感器、醫療與美容等多個領域。舉例而言:在宏觀加工領域,汽車、火車、飛機、航空航天器等大型設備的焊接,幾乎都由激光加工來實現;在微觀加工中,激光加工設備更是廣泛地應用于半導體、液晶顯示、LED、OLED等領域的精細微處理;在醫療美容中,激光技術的推廣使用催生了激光手術、激光生物診斷、激光抗癌、激光美容等眾多新型的醫療手段和商業
33、業態。2021年預計激光設備在工業、信息、商業、科研、醫學等領域的應用占比與2020年基本持平,預計比例將分別達到63%、23%、6%、4.6%和3.4%。未來工業激光設備將依然是推動激光設備市場規模增長的主要動力。激光設備在工業上的應用十分廣泛,包括工業制造、通訊、信息處理、節能環保、航空航天、文化教育以及科研等多個領域。激光加工技術的出現和推廣,改變了汽車、機械、消費電子、半導體、玻璃、陶瓷、珠寶首飾等傳統行業的生產加工模式,為光伏電池、鋰電池等新能源技術的實現提供了支撐。激光加工設備在相關行業應用情況工業,63.00%信息,23.00%商業,6.00%科研,4.60%醫學,3.40%20
34、21年中國激光設備下游應用占比統計數據來源:億渡數據應用領域行業子行業應用范圍非金屬材料加工塑料、橡膠行業PVC/PE/PET等塑料、橡膠材料的切割及打孔玻璃加工玻璃表面裝飾雕刻、玻璃內雕、玻璃切割金屬材料加工電子行業電子芯片制造行業電子芯片的標記及焊接金屬精密加工行業五金工具行業五金工具產品的切割、打標及焊接醫療器械電氣制造金屬配件的精密標記、切割及焊接航天航空行業航空工件的焊接、三維航空零件切割、覆層和表面清潔船舶行業船舶制造輕鋼龍骨甲板焊接、船舶傳動軸的修復及表面處理汽車行業汽車制造整車及汽車零部件的焊接、覆層和表面清理金屬加工行業鈑金加工碳鋼板、不銹鋼板、鋁板、銅板等板金材料的切割激光
35、設備是中國制造業升級的關鍵,廣泛應用于汽車、3C、鋰電池、光伏等領域產業鏈下游激光加工相對于傳統加工具備明顯優勢。激光加工是將激光聚焦于被加工物體上,使物體加熱、融化或氣化,從而達到加工目的。激光加工具備無接觸加工、效率高、材料損耗低、加工范圍廣與易自動化集成等特征,也就造就了激光加工相對于傳統加工具備明顯優勢。激光加工的優勢使其在眾多領域替代傳統加工方式,下游應用層出不窮。除了傳統鈑金中的切割和焊接應用,激光設備已經在汽車、3C、鋰電池、光伏、航空和醫療領域得到廣泛應用。激光設備下游應用層出不窮從地域分布來看,廣東、江蘇、湖北激光產業鏈最完善,企業集中地域分布激光元器件:奧普光電激光器:仕佳
36、光子激光器:德龍激光激光元器件:長華光芯激光加工設備:亞威股份激光切割控制系統:柏楚電子激光加工設備:京華激光激光元器件:福晶科技激光器:杰普特,英諾激光激光元器件:光庫科技,奧普特激光加工設備:大族激光,海目星,光韻達,聯贏激光激光器:炬光科技激光器:銳科激光激光元器件:久之洋激光加工設備:華工科技,金運激光,帝爾激光吉林江蘇河南湖北陜西福建浙江廣東激光產業代表性企業區域分布圖廣東、江蘇、湖北產業鏈最完善從區域來看,華南、華東、華中的企業數量集中度較高,與此同時產業鏈相對完善,產值在全國相對較高。從代表性企業分布情況來看,廣東、江蘇、湖北等地代表性企業較多,企業競爭力強,覆蓋激光全產業鏈。同
37、時部分區域在激光產業鏈中有代表性企業,如吉林激光元器件中奧普光電、陜西元器件中的炬光科技、上海激光切割控制系統的柏楚電子、河南激光器的仕佳光子等。目前,中國規模以上的激光產業產業園區共有54個,主要分布在山東、廣東、湖北、遼寧、浙江、江蘇。中國規模以上激光產業園區分布情況(單位:個)121194432222111山東廣東湖北遼寧浙江江蘇北京河北安徽陜西天津 黑龍江 貴州數據來源:公開資料,億渡數據整理激光加工優勢明顯,容易與工業機器人等進行自動化集成激光加工具備較強經濟優勢,將加速替代傳統加工以齒輪加工為例,傳統加工的成本為8.47元,而12KW激光加工的成本僅1.62元,激光加工經濟優勢明顯
38、。激光加工的優勢(以齒輪加工為例)終端應用市場發展帶動激光設備發展行業技術進步為激光設備在制造業大范圍應用提供條件2015-2021年中國激光設備相關專利公開及申請數量激光加工優勢明顯,容易與工業機器人進行自動化集成,符合智能制造發展趨勢驅動因素激光加工的優勢優勢詳情無接觸加工,質量好材料變形小,加工后表面光滑無需二次加工效率高加工速度遠高于傳統加工降低材料損耗減少母材和涂層損耗加工范圍廣可加工金屬材料,非金屬材料,復合材料,木材,高硬度或脆度,熔點高的材料易自動化集成激光光束易于導向聚集和發散,易于控制其工作方向,容易自動化集成激光加工是將激光聚焦于被加工物體上,使物體加熱、融化或氣化,從而
39、達到加工目的。具有無接觸加工、效率高、降低材料損耗、加工范圍廣、易自動化集成等優勢。2021年,中國激光設備相關專利公開數量達到1269件,專利申請數量為761件。隨著激光技術在科學研究領域的不斷深入和在實踐中的應用,中國激光設備產業技術越來越成熟,這為激光設備推廣打下良好基礎。3243264197026841034126932841062072488911477612015年2016年2017年2018年2019年2020年2021年公開數量(件)申請數量(件)加工方式所需設備所需人員所需加工位是否需要二次加工切割速度加工時間加工成本傳統加工300A等離子切割設備,去毛機,銑床2人3種第二次
40、打磨,精加工3.9m/min27分5秒 8.47元12KW激光萬瓦激光設備1人1種直接成型5.5m/min1分30秒 1.62元各類制造企業采用激光加工設備后,不僅可以提高產品質量及勞動生產率,降低生產成本,而且能夠增加產品技術含量,改善產品外觀形象,增強產品的市場競爭能力。近年來,全球電子、微電子、光電子、通訊、光機電一體化系統等行業的發展,帶動了全球激光加工設備制造行業的迅速發展,同時中國新能源汽車、半導體和電子制造產業的發展,將使國內激光加工設備市場更具發展潛力。激光設備應用終端光伏半導體消費電子新能源汽車半導體激光加工優勢明顯,容易與工業機器人等進行自動化集成向高功率、窄脈寬、短波長方
41、向發展產品應用領域不斷擴寬,推動先進制造也發展核心部件逐步實現國產化,降低對進口產品依賴度行業將提高技術水平,并不斷提高核心部件國產化比率最終擴寬產品應用領域發展趨勢與歐美發達國家相比,中國激光技術起步并不晚,但是在激光先進技術應用及高端核心技術方面卻仍存在著不小的差距。作為產業轉型升級的核心技術,激光技術的應用領域將繼續作為國家重點支持領域。從目前發展情況來看,中國激光行業發展呈現以下幾個發展趨勢:隨著激光技術的不斷提高,激光器和激光加工設備的應用領域不斷擴展。激光加工技術是一種應用定向能量進行非接觸加工的新型加工技術,與傳統接觸式加工方式有本質區別,可與其他眾多技術融合、孕育出新興技術和產
42、業,這將能夠在更多領域替代傳統機械加工。近年來,激光器及激光加工設備在半導體、顯示、消費電子等精細微加工領域和航空發動機、火箭飛行器、汽車發動機等零部件結構高度復雜的尖端科技領域的應用逐漸增多,客觀上也給激光器及激光加工設備帶來了新的發展機遇。向高功率、窄脈寬、短波長方向發展,優化加工效率,提升加工質量和加工精度。核心部件逐步實現國產化,不斷突破技術封鎖,實現國產替代。產品應用領域不斷擴展,在更多領域實現激光加工對傳統加工的替代,推動中國制造業升級。激光器是激光設備的核心器件。受限于核心器件,中國中高功率激光器國產化尚有待提升。激光器核心器件包括泵浦源、激光脈沖調制器件等,由于泵浦源、激光脈沖
43、調制器件等核心器件技術難度高,較長時間以來,中國激光器核心器件均依賴進口,制約著激光器國產化進程。為了降低對進口產品、技術的依賴程度,降低高端原材料的價格,中游廠商加大自主研發力度,未來國產元器件、工藝替代進口產品、技術趨勢明顯。在國家產業政策扶持和企業加大研發力度共同推動下,中國激光器行業發展迅速,以銳科激光、英諾激光、德龍激光為代表的國產激光器企業不斷突破技術封鎖,在紫外激光、超快激光和高功率激光等方面逐漸實現國產替代,市場占有率有望不斷提升。在中國制造業轉型升級不斷深化的背景下,產品和零件加工逐漸趨向微型化、精密化,在精細微加工方面,超快激光在光伏、顯示、半導體、LED、5G電子等領域的
44、鉆孔、刻線、劃槽、表面紋理化、表面改性、修整、清洗等環節發揮了不可替代的作用。激光技術也不斷向高功率、窄脈寬、短波長方向發展。提高加工速度,優化加工效率降低加工損傷,提升加工質量提高加工精度高功率窄脈寬短波長行業企業Industrial enterprise第二章大族激光科技產業集團股份有限公司:國內產品矩陣最全的工業激光加工設備及自動化整體解決方案服務商。華工科技產業股份有限公司:業務覆蓋激光設備、光通信、傳感器等,并在各個業務板塊均取得領先地位。武漢銳科光纖激光技術股份有限公司:國內光纖激光器龍頭企業,光纖激光器國產化的引領者,2021年市占率追平國外競品。激光加工設備與自動化等配套設備研
45、發、生產和銷售收入主要來自于激光及自動化配套設備憑借人才和技術積累,公司已形成最齊全的激光設備產品矩陣大族激光收入受消費電子周期性影響較大大族激光是國內產品矩陣最全的工業激光加工設備及自動化整體解決方案服務商大族激光大族激光是一家專業從事工業激光加工設備與自動化等配套設備及其關鍵器件的研發、生產和銷售的高新技術企業,具備從基礎器件、整機設備到工藝解決方案的垂直一體化優勢,是全球領先的工業激光加工及自動化整體解決方案服務商。公司主要業務包括通用元件及行業普及產品、行業專機、極限制造,業務范圍從工業激光加工設備與自動化等配套設備拓展到上游的關鍵器件。2019年由于消費電子行業大客戶設備需求周期性下
46、滑及中美貿易摩擦引起的部分行業客戶資本開支趨于謹慎的影響,公司有所下降,營業收入較2018年年度下降13.30%。2022年上半年收入同比下滑7.33%,主要是因為消費電子行業專用設備收入下降,這與消費電子的周期性有關。大族激光主營業務收入主要來自于激光及自動化配套設備,PCB及 自 動 化 配 套 設 備,2021年這兩項業務的營業收入分別為40.81億元和111.78億元,占營業收入比例分別為24.98%和68.44%。激光設備激光器泵浦特種光纖數控系統大族激光2018年至2022H1收入與凈利潤(億元)110.2995.63119.42163.3269.3717.196.429.7919
47、.946.312018年2019年2020年2021年2022H1營業收入(億元)歸屬于母公司股東的凈利潤(億元)數據來源:公司年報,億渡數據整理公司擁有一支涵蓋激光光源、自動化系統集成、直線電機、視覺識別、計算機軟件和機械控制等多方面復合研發隊伍約5,200人,具備人才優勢。人才梯隊齊備憑借龐大的人才隊伍,截至2021年12月31日,公司擁有的有效知識產權6,962項,其中各類專利共5,043項,著作權1,484項,商標權435項。技術優勢憑借人才與技術積累,大族激光目前已經形成產品的激光設備及自動化產品型號已達600多種,也是國內激光設備最齊全、最豐富的公司。產品矩陣齊全16.8212.7
48、821.8440.8186.1676.4090.29111.787.316.447.3010.742018年2019年2020年2021年PCB及自動化配套設備激光及自動化配套設備其他大族激光2018年至2021年收入構成(億元)數據來源:公司年報,億渡數據整理主營業務包括智能制造、聯接業務和感知業務光電器件產品,激光系列產品和敏感元器件驅動收人增長在各個業務板塊均取得競爭優勢,行業地位穩固華工科技三大業務板塊驅動公司業績持續增長業務覆蓋激光設備、光通信、傳感器等,并在各個業務板塊均取得領先地位華工科技華工科技是集“研發、生產、銷售、服務”為一體的高科技企業集團,2015年評定為國家級創新型企
49、業。經過多年的技術、產品積淀,形成了以激光加工技術為重要支撐的智能制造裝備業務、以信息通信技術為重要支撐的光聯接、無線聯接業務,以敏感電子技術為重要支撐的傳感器以及激光防偽包裝業務三大業務格局,聚焦新基建、新能源、新材料,汽車新四化、工業數智化等賽道,開展多層次開放式創新,參與構建全聯接、全感知、全智能世界。2021年公司三大業務板塊持續驅動業績增長。在智能制造領域,具備自研核心技術的智能激光切割平臺、應用自研智能制造信息系統的產線項目的訂單和交付實現較快增長;在聯接業務領域,業界首批發布800G光模塊,并預告發布了800G硅光模塊;在感知業務領域,公司自主研發的壓力傳感器已進入小規模量產階段
50、。華工科技收入主要來自于光電器件系列產品,激光加工及系列成套設備產品和敏感元器件產品,2021年占比分別為53%,25%和14%。2021年這3個系列產品收入均實現增長,是驅動公司收入增長的主要因素。華工科技2018年至2022H1收入與凈利潤數據來源:公司年報,億渡數據整理首次借助5G網絡將智能制造信息系統應用與橋梁智能生產設備相結合,打造制造數據實時采集、人機協調控制的首個橋梁行業智能生產車間。智能制造業務在光通信領域,公司夯實無線網絡市場,50G系列傳輸類產品在國內頂級系統設備商處順利導入并批量交付,5G光模塊鞏固前、中、回傳市場優勢地位聯接業務公司傳感器核心技術能力進一步提升,產品矩陣
51、進一步豐富。技術水平整體達到國際領先水平,實現國內知名車企和造車新勢力全覆蓋。感知業務華工科技2021年收入構成(億元)數據來源:公司年報,億渡數據整理激光智能裝備傳感產品激光全息防偽光通信52.3354.6061.38101.6762.182.845.035.507.615.632018年2019年2020年2021年2022年H1營業收入(億元)歸屬于母公司股東的凈利潤(億元)同比增長34.04%光電器件系列產品,53.8,53%激光加工及系列成套設備,26.07,25%激光全息防偽系列產品,4.89,5%敏感元器件,14.15,14%其它,2.76,3%光纖激光器及其關鍵器件與材料的研發
52、、生產和銷售收入主要來自于連續光纖激光器,占比超70%持續加大研發投入,形成齊全的產品線,構筑深厚技術能力連續光纖激光器和脈沖光纖激光器貢獻公司主要利潤光纖激光器國產化的引領者,2021年市占率追平國外競品激光器企業的市場份額銳科激光公司是一家專業從事光纖激光器及其關鍵器件與材料的研發、生產和銷售的國家火炬計劃重點高新技術企業,擁有高功率光纖激光器國家重點領域創新團隊和光纖激光器技術國家地方聯合工程研究中心,是全球有影響力的具有從材料、器件到整機垂直集成能力的光纖激光器研發、生產和服務供應商。公司主營業務包括為激光制造裝備集成商提供各類光纖激光器產品和應用解決方案,并為客戶提供技術研發服務和定
53、制化產品。分產品來看,2021年銳科激光主營業務收入主要來自于連續光纖激光器、脈沖光纖激光器、超快激光器、技術開發服務,其營業收入分別為25.87億元,3.37億元、1.12億元和2.13億元,占主營業務收入比例分別為76%、10%、3%和6.25%。銳科激光2018年至2022H1收入與凈利潤(億元)數據來源:公司年報,億渡數據整理公司產品研發工作圍繞產業需求、市場需求、客戶需求,帶動產品與解決方案的升級迭代,保持大力度的研發投入,構筑公司深厚的技術能力。產品研發成果顯著公司已攻克多項技術難題,逐步完善了公司在光纖激光器行業的產業鏈,進一步擴大公司在激光行業的產品線,鞏固行業龍頭地位。產品線
54、齊全公司全面加大研發投入及品質把控,使公司激光器產品可靠性、穩定性、功能性進一步提升,銳科品牌得到市場的高度認可并不斷提升市場占有率。品牌優勢銳科激光2021年收入構成(億元)數據來源:公司年報,億渡數據整理光纖激光器清洗激光器3D打印專用激光器藍光激光器14.6220.1023.1734.1015.474.333.252.964.740.222018年2019年2020年2021年2022年H1營業收入(億元)歸屬于母公司股東的凈利潤(億元)超快激光器,1.12,3%技術開發服務,2.13,6%連續光纖激光器,25.87,76%脈沖光纖激光器,3.37,10%其他,1.60,5%法律聲明版權
55、聲明 本報告為億渡數據制作,報告中所有的文字、圖片、表格均受有關商標和著作權的法律保護,部分文字和數據采集于公開信息,所有權為原著者所有。沒有經過本公司書面許可,任何組織和個人不得以任何形式復制或傳遞。任何未經授權使用本報告的相關商業行為都將違反中華人民共和國著作權法和其他法律法規以及有關國際公約的規定。免責聲明本報告中行業數據及相關市場預測主要為行業研究員采用桌面研究、行業訪談、市場調查及其他研究方法,建立統計預測模型估算獲得,只提供給用戶作為市場參考資料。在任何情況下,本報告中的信息或所表述的意見均不構成對任何人的投資建議。在不同時期,億渡數據可能撰寫并發布與本報告所載資料、看法及推測不一致的報告。本公司不保證本報告所含信息及資料保持在最新狀態,本公司將隨時補充、更新和修訂有關信息及資料,但不保證及時通知或發布。在任何情況下,本公司亦不對任何人因使用本報告中的任何內容所引致的任何損失負任何責任。專業服務、技術領先