機械設備行業(yè)：激光器專題光纖激光器的切割與焊接市場空間深度探討

2免責申明請務必閱讀正文之后的信息披露和摘要核心邏輯：2018年激光產(chǎn)業(yè)中工業(yè)加工占到下游總體的比例為45%，根據(jù)IPG2018年年報披露，激光切割、焊接是其中最重要的應用領域，2016-2018年切割占總體的比例分別為51%、54%、57%，逐年提升，而焊接三年分別為18%、20%、16%。切割、焊接占據(jù)了激光行業(yè)的主要市場空間。激光切割：激光切割主要優(yōu)勢在于單位使用成本低，隨著設備價格的大幅下降其經(jīng)濟性凸顯；激光切割從薄板往中厚板市場滲透趨勢明顯，還有至少翻倍以上的空間；就存量角度，根據(jù)中國激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告（2019）及我們的估算，到2019年底我國切割用激光設備存量為6.99-8.16萬臺，對于傳統(tǒng)切割方式的滲透度為26.26-30.65%

，且集中在低功率，1500W—4000W功率激光切割設備滲透率近年有望提高。激光焊接：激光焊接設備單價較高，主要應用于汽車、電池等高端制造；2018年規(guī)模以上金屬焊接切割廠商年收入合計達到449億，而激光焊接對焊接市場滲透度不足30%；作為實現(xiàn)汽車輕量化的重要手段，激光焊接應用率有望從20%提升至60%；受益于動力鋰電池廠商擴產(chǎn)，預計2020年該細分市場空間達35億元；國產(chǎn)替代將成為激光焊接業(yè)務的另一個增長點。投資建議：建議重點關注以切割、焊接為主要應用領域的激光器龍頭銳科激光，關注非上市公司創(chuàng)鑫激光、杰普特等。風險提示：工業(yè)激光下游需求不景氣；激光器價格競爭激烈；市場滲透提升不及預期。目

錄綜述：重點討論連續(xù)/QCW光纖激光器的切割及焊接市場空間光纖激光器研究框架激光特性及多應用場景綜述切割：設備單價下降趨勢中應用場景向中厚板材料開拓，市場空間有望翻倍適用領域：工業(yè)加工中增長最快的應用領域，占比在50%以上工作原理：屬于熱切割方法之一，一般使用激光熔化切割能力與效率：切割能力因材料而異，切割效率與板材厚度呈“反比”激光切割：主要優(yōu)勢在于單位使用成本低，設備單價下降經(jīng)濟性凸顯市場空間：設備單價下降促進中厚板市場開拓，空間有望翻倍市場滲透度：對于傳統(tǒng)切割方式的滲透度不足25.95%

，集中在低功率焊接：主要應用于汽車、電池等高端制造，市場滲透+國產(chǎn)替代雙輪驅(qū)動增長主要方式：主要有熱傳導焊、深熔焊、復合焊、釬焊等方式適用領域：多使用固體、半導體激光器，適用于精密加工、汽車工業(yè)等優(yōu)勢vs劣勢：加工范圍廣、過程簡單，但采購成本高市場滲透度：多應用于高端制造，對焊接市場滲透度不足30%應用場景一：作為實現(xiàn)汽車輕量化的重要手段，未來應用率將大幅提升應用場景二：動力電池廠商擴產(chǎn)，預計2020年細分市場空間達35億元將成為激光焊接業(yè)務的另一個增長點免責申明37.

國產(chǎn)替代：國產(chǎn)替代請務必閱讀正文之后的信息披露和1

綜述：重點討論連續(xù)/QCW光纖激光器的切割及焊接市場空間免責申明4請務必閱讀正文之后的信息披露和1.1.

光纖激光器研究框架光纖激光器行業(yè)特點：1）激光應用性價比日益提高，不斷開辟新應用場景；2）順周期屬性，量價彈性都很大；3）標準品，行業(yè)競爭激烈；4）成本端的下降幅度很大。以上行業(yè)特點在投資時帶來的困惑：1）如何看待激光器的市場空間；2）如何看待短期市場波動對股價的影響；3）如何看待競爭格局及國產(chǎn)化空間；4）如何判斷公司成本端的下降幅度，從而判斷行業(yè)毛利率。本次專題主要討論：連續(xù)/QCW光纖激光器的切割及焊接市場空間。圖：激光器公司市值影響因素拆解PEβ激光行業(yè)景氣度α

激光器公司利潤增速激光設備價格下降速度種類突破性能突破EPS市占率激光器公司市值成本控制規(guī)模效應元器件自制率下游行業(yè)景氣度高功率、高穩(wěn)定性超快、直接半導體等制造業(yè)利潤增速汽車銷量增速3C行業(yè)景氣度家電行業(yè)景氣度其他新興應用β激光行業(yè)市場空間焊接市場空間打標、熔覆、清洗、增材制造、軍工、顯示等的市場空間切割市場空間資料來源：Wind,

天風證券研究所請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明5按照波長來劃分，光纖激光器屬于近紅外光。1.2.

激光特性及多應用場景綜述資料來源：創(chuàng)鑫激光招股書,

天風證券研究所圖：不同類型激光器的主要性能對比對比項目指標說明CO2

激光器（氣體）YAG

激光器、（固體）薄盤激光器（固體）光纖激光器半導體激光器典型的波長μm數(shù)值越小，加工能力越強10.61.061.0~1.11.0~1.10.9~1.0典型電光效率%數(shù)值越大，效率越高，耗電越小105153045光束質(zhì)量BPP（4/5kw）數(shù)值越小，光束質(zhì)量越好6258<2.510輸出功率kW數(shù)值越大，加工能力越強1~200.5~50.5~40.5~200.5~10輸出光纖μm數(shù)值越小，使用越方便不可實現(xiàn)600~800600~80020~30050~800冷卻方式方式越多，使用越靈活水冷水冷水冷風冷/水冷水冷占地面積（4/5kw）數(shù)值越小，適應性越好3m26m2>4m2<1m2<1m2體積體積越小，適用場合越多大最大較大非常小非常小可加工材料類型范圍越廣，加工適應性越好高反材料如銅、鋁不可高反材料如銅、鋁不可高反材料亦可高反材料亦可高反材料亦可圖：不同類型激光器的波長范圍資料來源：IPG官網(wǎng),

天風證券研究所光纖激光器，按照光的波長來劃分，一般是從可見光到近紅外光（500nm到1.5μm之間），其特點是：金屬對

該波長范圍內(nèi)的光吸收能力較強，近

紅外光適用于金屬加工。按照IPG年報指引，激光器正在向低波免責申明6

長延伸，半導體激光器、可見光激光器（藍光、綠光等）及UV激光器等是其目前主要拓展的產(chǎn)品。光纖激光器的相較于氣體激光器、固體激光器而言，優(yōu)勢非常明顯，電光效率高、光束質(zhì)量好，輸出功率區(qū)間寬，占地面積更小，等等。半導體激光器在光束質(zhì)量上遜于光纖激光器，電光效率明顯更高。請務必閱讀正文之后的信息披露和1.2.

激光特性及多應用場景綜述資料來源：IPG官網(wǎng),

天風證券研究所圖：按照工作方式來劃分，激光又可分為脈沖/連續(xù)激光器按照工作方式來劃分，光纖激光器又可劃分為連續(xù)出光、脈沖出光。連續(xù)激光器：出光是連續(xù)的，峰值功率達到120KW，主要應用在切割、弧焊、釬焊、打孔等等半連續(xù)激光器（QCW）：本質(zhì)上還是脈沖出光，但是脈寬較長，峰值功率為23KW，主要應用在切割、弧焊、釬焊、打孔、金屬淬火（提高金屬延展性、降低直流電阻），尤其適合在點焊、縫焊以及鉆孔應用領域替代燈泵浦YAG激光器。

用途上跟連續(xù)激光器有一定重疊。免責申明7脈沖激光器又可以劃分為納秒、皮秒、飛秒脈沖激光器等納秒激光器（脈寬較長）：峰值功率為1MW，主要應用在薄板的劃線、刻蝕，鉆孔，表面處理，淬火，打標等。納秒激光器（脈寬較短，以下更適用于微觀精加

工）：主要用在薄板的淬火、硅片/玻璃的切割等；皮秒激光器（脈寬達到皮秒級別）：峰值功率大于10MW，主要用于打黑、藍寶石/玻璃切割，光伏/OLED切割飛秒激光器（脈寬達到飛秒級別）：峰值功率大于29MW,金屬薄板切割、鉆孔，高精度加工，眼科手術(shù)等。請務必閱讀正文之后的信息披露和請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明82

切割：設備單價下降趨勢中應用場景向中厚板材料開拓，市場空間有望翻倍2.1.

適用領域：工業(yè)加工中增長最快的應用領域，占比在50%以上51%80%18%

20%11%

9%83%57%54%16%9%82%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%切割 焊接資料來源：IPG年報,

天風證券研究所打標合計占比2016 2017 201830.0%免責申明934.0%8.0%8.0%9.0%11.0%41.3%35.2%7.4%45%28%9%7%6.2%7%6.3%0.0%10.0%20.0%40.0%50.0%工業(yè)加工通信醫(yī)療美容科研軍事儀器儀表與傳感其他4% 2018 2017 20163.6%30.0%究所工業(yè)加工是過去三年增長最快的應用領域，激光切割又是工業(yè)加工中增長最快的應用領域根據(jù)2019年中國激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告，工業(yè)加工占下游總體的比例不斷快速提升，意味著其為激光應用中增長最快的細分領域。2016-2018年，工業(yè)加工占到下游總體的比例分別為30%、41.3%、45%。在工業(yè)加工中，激光切割又是增速最快的應用。根據(jù)IPG2018年年報披露，激光切割、焊接、打標是最重要的應用領域，2016-2018年合計占比達到80%、83%、82%，其中切割占總體的比例分別為51%、54%、57%，逐年提升，而焊接三年分別為18%、20%、16%，打標分別為11%、9%、9%。圖：工業(yè)加工是過去三年激光應用領域的主要增長領域 圖：IPG切割、焊接、打標三種應用的占比資料來源：2019中國激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告,

天風證券研請務必閱讀正文之后的信息披露和2.2.

工作原理：屬于熱切割方法之一，一般使用激光熔化切割激光切割原理：利用經(jīng)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融物質(zhì)，從而實現(xiàn)將工件割開。激光切割屬于熱切割方法之一。一般使用激光熔化切割（相對于激光汽化切割）：激光熔化切割時，用激光加熱使金屬材料熔化，噴嘴噴吹輔助氣體（O2、He、N2等），依靠氣體的強大壓力使液態(tài)金屬排出，形成切口。所需能量只有汽化切割的1/10。圖：激光切割圖示免責申明10資料來源：鴻鐳激光，天風證券研究所圖：激光切割原理資料來源：海商網(wǎng)，天風證券研究所請務必閱讀正文之后的信息披露和2.3.

能力與效率：切割能力因材料而異，切割效率與板材厚度呈“反比”激光切割的能力及效率按照切割能力來分，激光切割在各個功率段上對于不同金屬材料存在能力極限。以3KW為例，其對于不銹鋼、碳鋼、黃銅、鋁板的切割極限分別為14mm、20mm、8mm、8mm；6KW針對以上四種材料的切割極限為30mm、25mm、20mm、20mm；按照切割效率來分，激光切割的效率隨著板材厚度的提高下降迅速。例如：對于1KW的激光器而言，其切割1mm碳鋼板材效率為8m/min，而切割6mm碳鋼板材效率僅為1.6m/min，切割10mm碳鋼板效率僅為0.65m/min。

圖：激光切割針對不同材料的切割能力（上限）

功率不銹鋼（切割厚度）碳鋼（切割厚度）黃銅（切割厚度）鋁板（切割厚度）750W8mm10mm2mm2mm1000W10mm14mm4mm4mm1500W10mm16mm5mm5mm2000W10mm18mm6mm6mm3000W14mm20mm8mm8mm4000W16mm25mm20mm20mm6000W30mm25mm20mm20mm8000W30mm25mm22mm22mm10000W40mm30mm25mm25mm102181.60.65024681010mm2KW 1KW資料來源：IPG,

天風證券研究所免責申明11圖：2KW/1KW處理6mm以上碳鋼速度迅速降低（單位：米/min）12IPG高功率的切割能力（以YLS機型為例）材料厚度（mm）輔助氣體切割速度（m/min）2000不銹鋼1氮氣242000不銹鋼6氮氣1.52000碳鋼1氧氣332000碳鋼16氧氣0.423000不銹鋼1氮氣553000不銹鋼10氮氣13000碳鋼1氧氣453000碳鋼20氧氣0.74000不銹鋼1氮氣654000不銹鋼14氮氣0.84000碳鋼1氧氣504000碳鋼22氧氣0.81mm 6mm資料來源：奧凌智能官網(wǎng),

天風證券研究所圖：IPG高功率的激光切割效率資料來源：百超迪能官網(wǎng),

天風證券研究所請務必閱讀正文之后的信息披露和12以碳鋼為例，不同厚度下的切割方式經(jīng)濟性探討：2.4.

激光切割：主要優(yōu)勢在于單位使用成本低，設備單價下降經(jīng)濟性凸顯激光切割的特性：在板材厚度提高的情況下，切割速度大幅下降。

如果是使用單個激光器與等離子切割對比，速度并不占優(yōu)。以IPG

3KW激光器為例，其處理6mm不銹鋼速度為2.2m/min，而等離

子切割為3m/min；其處理10mm不銹鋼速度為1m/min，等離子

切割為1.8m/min。激光切割的優(yōu)勢：單位使用成本極低。盡管在中厚板材上，單個激光切割速度不占優(yōu)勢，但是其使用成本低（耗材少、輔助氣體成本低、省電），當產(chǎn)品價格降低到一定程度時，全壽命成本低的優(yōu)勢將發(fā)揮出來。資料來源：奧凌智能官網(wǎng),

天風證券研究所10501520圖：激光切割針對不同材料的切割能力（上限）302510mm3mm2000瓦6mm3000瓦4000瓦6000瓦16mm8000瓦20mm12000瓦（美元）二氧化碳激光高精細等離子單一氣體等離子火焰光纖激光耗材0.796.60.060.35電力0.52.5300.1部件和維護210000氣體0.703.901.506.20.30運營成本/小時22.915.411.16.260.8資料來源：百超迪能官網(wǎng),

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圖：不同切割方式的運營成本對比

材料厚度（mm）3000W激光切割速度（m/min）等離子切割速度不銹鋼62.23不銹鋼1011.8激光類型材料厚度（mm）激光切割速度（m/min）等離子切割速度3000碳鋼200.71.34000不銹鋼140.81.24000碳鋼220.81圖：不同切割方式的速度對比資料來源：百超迪能官網(wǎng),

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圖：不同切割方式的速度對比

免責申明資料來源：百超迪能官網(wǎng),

天風證券研究所請務必閱讀正文之后的信息披露和13以不銹鋼/碳鋼為例，不同厚度下的切割方式經(jīng)濟性探討：2.4.

激光切割：主要優(yōu)勢在于單位使用成本低，設備單價下降經(jīng)濟性凸顯

表-1：6mm不銹鋼等離子切割vs3000W激光器比較

4mm及以下（薄板）：激光更勝一籌，用1000W-2000W即可，效率高，單位成本低。4-20mm（中板）：如表-1/2/3，2018年及之前設備單價太貴，經(jīng)濟性較差，本年度經(jīng)濟性逐漸凸顯（使用2年激光切割成本將低于等離子切割機），3000W激光器降到15萬元左右\

4000W如降到25萬元左右，需求將進一步擴張。20mm-60mm（厚板）：如表-4，目前4000W能夠處理的厚板極限是碳板25mm，25mm以上的厚板只能依靠6000W及以上功率的產(chǎn)品，經(jīng)濟性偏弱。60mm以上（特厚板）：10KW以下激光切割機不具備加工該類厚度鋼材的能力。激光切割在碳鋼中的普及程度估計高于不銹鋼，因為超過2mm之后，激光加工碳鋼效率高于不銹鋼。6mm不銹鋼等離子切割機3000W激光器（2019）3000W激光器（2018）數(shù)量（個）11.51.5單價（萬元）204580單位成本（元/小時）77.788使用5000小時成本（1年）58.8573.5126使用1萬小時成本（2年）97.779.513210mm不銹鋼等離子切割機3000W激光器（2019）3000W激光器（2018）數(shù)量（個）11.81.8單價（萬元）204580單位成本（元/小時）77.788151.2158.4

表-3：10mm不銹鋼等離子切割vs3000W激光器比較

14mm不銹鋼等離子切割機4000W激光器（2019）4000W激光器（2018）數(shù)量（個）11.51.5單價（萬元）3060100單位成本（元/小時）77.788使用5000小時成本（1年）68.8596187.2使用1萬小時成本（2年）107.7102194.422mm碳鋼等離子切割機4000W激光器（2019）4000W激光器（2018）數(shù)量（個）11.251.25單價（萬元）3060100單位成本（元/小時）77.788使用5000小時成本（1年）68.8580130使用1萬小時成本（2年）107.785135資料來源：上海滬工招股書，百超迪能官網(wǎng),

天風證券研究所注：假設激光器一天工作20h，一年工作250天表-2：14mm不銹鋼等離子切割vs4000W激光器比較

表-4：22mm碳鋼等離子切割vs4000W激光器比較

400020000600080001000012000140001600018000015切割工藝參數(shù)（mm/min)5 10厚度Thickness（mm）1000W碳鋼500W碳鋼1000W不銹鋼500W不銹鋼圖：超過2mm之后，激光加工碳鋼的效率高于不銹鋼500W與1000W光纖切割工藝對比參數(shù)（mm/min）免責申明使用5000小時成本（1年） 58.85 88.2使用1萬小時成本（2年） 97.7 95.4請務必閱讀正文之后的信息披露和142.5.

市場空間：設備單價下降促進中厚板市場開拓，空間有望翻倍激光切割空間：從薄板向中厚板市場滲透根據(jù)上述分析，我們可以基本判斷出激光切割在處理鋼材上目前所處的位置：薄板市場（0.2-4mm）激光加工優(yōu)勢非常明顯，以激

光為主導；中板市場激光加工經(jīng)濟性從本年度開始逐步凸顯，當3000W、4000W激光器價格進一步降低后，中板市場將持續(xù)被打開；

厚板市場在20-25mm這一范圍內(nèi)激光器的優(yōu)勢伴隨著單價的下降有望顯現(xiàn)；25mm及以上的厚板、特厚板由于激光加工的局限性短

期較難被打開。根據(jù)國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)，我國工業(yè)用鋼板產(chǎn)量按照比例劃分；薄板（熱軋/冷軋）、中板、厚板、特厚板比例分別在2017年分別為38.19%、31.95%、23.34%、6.53%，激光從薄板往中厚板市場滲透還有

至少翻倍以上的空間。圖：激光切割針對不同材料的切割能力（上限）類型產(chǎn)量:特厚板:累計值（萬噸，下同）產(chǎn)量:厚鋼板:累計值產(chǎn)量:中板:累計值產(chǎn)量:熱軋薄板:累計值產(chǎn)量:冷軋薄板:累計值合計特厚板占比厚板占比中板占比熱軋薄板占比冷軋薄板占比厚度60mm20mm-60mm4mm-20mm0.2mm-4mm0.2mm-4mm60mm20mm-60mm4mm-20mm0.2mm-4mm0.2mm-4mm2005/12/31242.531080.201862.43328.64817.814331.625.60%24.94%43.00%7.59%18.88%2006/12/31324.731310.972387.12557.201314.565894.585.51%22.24%40.50%9.45%22.30%2007/12/31431.301772.603037.10900.501563.807705.305.60%23.00%39.42%11.69%20.30%2008/12/31422.802021.003526.90559.101599.008128.805.20%24.86%43.39%6.88%19.67%2009/12/31474.601874.903487.60576.901641.108055.105.89%23.28%43.30%7.16%20.37%2010/12/31481.702223.604241.70619.702244.209810.904.91%22.66%43.23%6.32%22.87%2011/12/31617.902603.604123.70967.002592.3010904.505.67%23.88%37.82%8.87%23.77%2012/12/31537.052340.973802.99792.412561.9310035.365.35%23.33%37.90%7.90%25.53%2013/12/31663.722398.853812.46730.813031.6810637.526.24%22.55%35.84%6.87%28.50%2014/12/31727.022638.454000.91815.733709.7711891.886.11%22.19%33.64%6.86%31.20%2015/12/31770.502542.504019.90777.603820.8011931.306.46%21.31%33.69%6.52%32.02%2016/12/31766.502553.923598.661140.623858.9011918.606.43%21.43%30.19%9.57%32.38%990.893277.3011177.056.53%23.34%31.95%8.87%29.32%免責申明2017/12/31 729.67 2608.59 3570.60資料來源：國家統(tǒng)計局,

天風證券研究所請務必閱讀正文之后的信息披露和152.6.市場滲透度：對于傳統(tǒng)切割方式的滲透度不足25.95%，集中在低功率資料來源：2019中國激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告,

天風證券研究所光纖激光切割剪切機床/沖床等離子切割機高壓水切割火焰切割機氣體/固體激光切割薄板中板薄板中板厚板薄板中板厚板薄板中板厚板薄板中板替代激光加工滲透度：從激光器數(shù)量角度來看從激光切割加工材料的厚度來看，我們認為激光切割正處在從薄板往中厚板過渡的階段，仍有翻倍以上的空間。第二個角度：從光纖激光器本身對于傳統(tǒng)切割設備的替代角度來看，空間有多大呢？光纖激光切割可替代的范圍很寬：1）替代冷切割：金屬成形機床中的剪切機床、剪板機、沖床等；2）替代熱切割：對等離子切割機、高壓水切割、火焰切割、氣體/固體激光切割等均能實現(xiàn)不同程度的替代。我們估算了國內(nèi)光纖激光器用于切割用途的存量：根據(jù)2019年中國激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告，2013-2019E國內(nèi)光纖激光器銷量合計為11.65萬個，其中高功率（1500W以上）占比僅為20.8%，國產(chǎn)高功率僅占到5.83%。參考IPG收入結(jié)構(gòu)（切割占比57%），假設切割用激光器占比為60~70%，則切割激光器到2019年底市場存量為6.99~8.16萬個，且以1500W以下為主。圖：光纖激光切割機不同程度上代替剪切床/等離子切割機/高壓水切割等 圖：國內(nèi)光纖激光器用于切割用途的存量（2013-2019E）單位：個2013201420152016201720182019E合計占比中功率（100-1500W）國產(chǎn)200800180076001000012500155004840041.54%進口1000220025005400850011500128004390037.67%高功率（1500W以上）國產(chǎn)515602105002000400067905.83%進口6201185144029904200380032001743514.96%合計116525假設切割用激光器比例為60%~70%69915~81568免責申明資料來源：

垂直機械網(wǎng)，天風證券研究所請務必閱讀正文之后的信息披露和162.6.

市場滲透度：對于傳統(tǒng)切割方式的滲透度不足25.95%

，集中在低功率激光加工滲透度：從激光設備與切割焊接設備市場空間來看冷切割設備存量估算激光切割主要可以替代金屬成形機床中的沖床、剪板機、剪切機床等傳統(tǒng)產(chǎn)品目前開始逐步替代金屬切削機床（功能復雜）的粗加工功能，例如鉆床、鏜床、刨床等的前道加工工藝；激光切割相對沖床/剪板機/剪切機床優(yōu)勢在于無需開模（柔性化程度高）、切面精細無需再加工、可用于曲面加工、較為復雜的切割加工根據(jù)中國機床行業(yè)統(tǒng)計年鑒，沖床、剪板機、剪切機床這三類機床占全部金屬成形機床的比例約為6.2%假設沖床等的使用壽命為10年，則以最近10年的金屬成形機床市場產(chǎn)量合計作為市場存量，以6.2%作為占比，得到激光切割理論可替

代市場空間為16.62萬臺。2188672614882385262246002334383464783040003180003060002300000100000500001500002000002500003000003500004000002009-01

2010-01

2011-01

2012-01

2013-01

2014-01

2015-01

2016-01

2017-01

2018-01資料來源：Wind,

天風證券研究所產(chǎn)量:金屬成形機床（臺）機床金屬切削機床車床鏜床刨床鉆床……金屬成形機床沖壓機沖床剪板機剪切機床……圖：激光切割可替代沖床、剪板機、剪切機床的功能圖：激光切割可替代沖床、剪板機、剪切機床的功能所免責申明資料來源：

中國機床工具工業(yè)年鑒，天風證券研究請務必閱讀正文之后的信息披露和172.6.

市場滲透度：對于傳統(tǒng)切割方式的滲透度不足25.95%

，集中在低功率資料來源：中國焊接協(xié)會焊割專業(yè)委員會,

天風證券研究所熱切割（非激光）設備存量估算傳統(tǒng)熱切割設備主要包括火焰切割機（手動/自動/半自動）、等離子切割（手動/自動/半自動）、氫氧切割機（類似于火焰）、水刀、CO2激光切割機等；

測算未考慮手動設備，雖然年產(chǎn)量達到數(shù)十萬、但單價低廉、較難被激光替代等離子切割機是從2010年開始進口數(shù)量大幅增長，成為重要切割方式；根據(jù)中國焊接協(xié)會數(shù)據(jù)，2006年各類傳統(tǒng)熱切割設備產(chǎn)量合計約為2萬臺，我們在此基礎上進行估算：假設單位碳鋼需要的熱切割加工量不變，到2016年碳鋼產(chǎn)量翻倍，則熱切割設備數(shù)量翻倍，約為4萬臺；在所有傳統(tǒng)熱加工切割設備中，等離子效率最高，CO2次之，火焰、水刀再次之，按照效率折算系數(shù)計算，2016年切割設備數(shù)量折合為1.02萬臺左右的數(shù)控等離子切割機。假設折舊期為10年，則市場熱切割設備存量約為10萬臺激光加工滲透度：從激光設備與切割焊接設備市場空間來看583.00169.00342.00629.00824.00933.001,507.001,890.002,515.002,015.003,835.003,457.004,109.000.001,000.002,000.003,000.004,000.005,000.00進口數(shù)量:等離子切割機、水射流切割機（臺）

4,637.00碳鋼產(chǎn)量火焰切割機（自動）火焰切割機（半自動）數(shù)控等離子半自動等離子氫氧切割機水刀CO2切割機熱切割設備合計2006年產(chǎn)量（臺）5894.6200050001500100001000600100202002016年產(chǎn)量（臺）11918.640001000030002000020001200200404002016相較于2006年的倍數(shù)2.002.002.002.002.002.002.002.002.00碳鋼板厚火焰切割速度(單位：m/min，下同）等離子切割速度水刀切割速度CO2切割速度12mm0.52.70.20.8折算系數(shù)0.191.000.070.30火焰切割機（自動）火焰切割機（半自動）數(shù)控等離子半自動等離子氫氧切割機水刀CO2切割機熱切割設備合計2016年產(chǎn)量（臺）4000100003000200002000120020040400折算系數(shù)0.190.191.000.200.190.070.30折合成數(shù)控等離子760.001900.003000.004000.00380.0084.0060.0010184.00圖：激光切割可替代沖床、剪板機、剪切機床的功能表：火焰/水刀/CO2的效率折算系數(shù)表：如均折算為數(shù)控等離子切割，對于熱切割設備數(shù)量的估算表：各類傳統(tǒng)熱切割設備的數(shù)量估算值（2006年為歷史數(shù)據(jù)，2016年為估算值）2009201020112012

2013究所免責申明2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008資料來源：2019中國激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告,

天風證券研請務必閱讀正文之后的信息披露和2.6.市場滲透度：對于傳統(tǒng)切割方式的滲透度較低，集中在低功率激光加工滲透度：從激光設備與切割焊接設備市場空間來看根據(jù)我們的估算，我國冷切割設備存量約為16.62萬臺，熱切割設備存量約為10萬臺而根據(jù)中國激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告（2019）及我們的估算，到2019年底我國切割用激光設備存量為7~8.16萬臺不考慮效率差異，激光對于傳統(tǒng)切割方式的滲透度約26.26%~30.65%；

而激光切割在中厚板場景下效率遜于等離子切割設備，因此實際滲透度可能低于上述估算值；

由于在激光切割設備中，

高功率（1500W以上）占比僅為20.8%，

高功率對于傳統(tǒng)中厚板切割方式的滲透度更低。圖：冷切割、熱切割、激光切割設備存量對比（單位：萬臺）資料來源：2019中國激請務必閱讀正文之后的信息披露和181614121086420冷切割設備存量（估算） 熱切割設備存量（估算） 切割用激光設備存量(上限）

切割用激光設備存量(下限）光產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告,中國機床行業(yè)統(tǒng)計年鑒，中國焊接協(xié)會焊割專業(yè)委員會，天風證券研究所免責申明18請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明193

焊接：主要應用于汽車、電池等高端制造，市場滲透+國產(chǎn)替代雙輪驅(qū)動增長3.1.

主要方式：主要有熱傳導焊、深熔焊、復合焊、釬焊等方式激光焊接主要方式及原理：熱傳導焊和深熔焊：前者的熱量通過熱傳遞向工件內(nèi)部擴散，只在焊縫表面產(chǎn)生熔化現(xiàn)象，工件內(nèi)部沒有完全熔透，基本不產(chǎn)生汽化現(xiàn)象，多用于低速薄壁材料的焊接;

后者不但完全熔透材料，還使材料汽化，形成大量等離子體，由于熱量較大，熔池前端會出現(xiàn)匙孔現(xiàn)象。深熔焊能夠徹底焊透工件，且輸入能量大、焊接速度快，是目前使用廣泛的激光焊接模式。新型方式：復合焊，例如激光與電弧焊復合焊（包括激光MIG復合焊、激光TIG復合焊等）、雙光束焊接等：速度快，熱變形小，熱影響區(qū)域小，并且確保了焊縫的金屬結(jié)構(gòu)與機械屬性。釬焊：指低于焊件熔點的釬料和焊件同時加熱到釬料熔化溫度后，利用液態(tài)釬料填充固態(tài)工件的縫隙點焊：采用焊接中的熔融焊接,通過激光光束的能量聚集,輻照在要焊接的區(qū)域,使相連的接觸面牢固的焊連圖：熱傳導焊接圖示圖：深熔焊圖示源：賢集網(wǎng)，天風證券研究所圖：點焊vs填絲焊示意圖免責申明20資料來源：銳科激光，天風證券研究所資料來源：賢集網(wǎng)，天風證券研究所 資料來請務必閱讀正文之后的信息披露和3.2.

適用領域：多使用固體、半導體激光器，適用于精密加工、汽車工業(yè)等激光焊接的適用場景及行業(yè)熱傳導焊接主要用于精密加工，例如金屬薄片可見邊緣加工、醫(yī)療技術(shù)等；深熔焊、釬焊主要用于汽車工業(yè)，其中深熔焊用于車身、變速器、外殼等；釬焊主要用于車身焊接；激光傳導焊接可以處理非金屬，適用范圍寬闊，可用于消費品、汽車工業(yè)、電子外殼、醫(yī)療技術(shù)等；復合焊接主要適用于特種鋼構(gòu)造，例如船甲板

激光焊接使用的激光器一般為固體激光器（包含光纖激光器，連續(xù)/脈沖/QCW）以及半導體激光器，CO2激光器也有所使用表：激光工藝介紹項目熱傳導焊接深熔焊復合焊接釬焊激光傳導焊接工作原理激光束在表面熔化相配零件熔融材料混合并凝固極高的強度導致了延伸到材料深處的鎖眼的形成，產(chǎn)生又深又窄的焊縫激光焊接和MAG焊接，

MIG焊接，WIG焊接或者等離子焊接的組合激光束加熱相配零件，從而熔化焊料。熔融的焊料流入到接縫，連接相配零件激光束通過透射的相配零件熔化另外一份吸收激光的零件。當焊接形成時相配零件是夾緊的使用激光器主要是固體激光器（連續(xù)和脈沖），半導體激光器主要是CO2激光器，連續(xù)的固體激光器CO2激光器，連續(xù)固體激光器連續(xù)固體激光器，半導體激光器半導體激光器，連續(xù)固體激光器焊接材料鋼、不銹鋼、還有鈦、銅、銅合金、貴重金屬鋼、不銹鋼、鋁、鈦主要是鋼和鋁鋼和鋁塑料：熱塑性塑料、熱塑性彈性體重要工藝參數(shù)激光功率、功率密度、焊接速度或者脈沖持續(xù)時間、工件上光束直徑、保護氣體激光功率、功率密度、焊接速度、聚焦直徑、活躍氣體和保護氣體、填充劑（如需填充劑、激光功率、功率密度、焊接速度、活躍氣體和保護氣體、輔助裝置參數(shù)釬焊材料、激光功率、進給功率、工件上的光束直徑材料性能：吸附度、傳輸率散射；激光功率、光束形狀和直徑、進給功率、沿著焊縫的熱量輸入聚焦直徑0.3-1mm0.1-0.6mm0.3-0.6mm0.5-3mm1-2mm重要質(zhì)量標準冶金性能、無缺陷、可見邊緣上的光滑表面、一致性冶金性能、無缺陷、所需的寬度和深度、低熱量輸入和畸變冶金性能、無缺陷、一致性光滑和無孔的焊接表面、強度、熔合、一致性強度、一致性、不滲透性機械和系統(tǒng)手動工作站、基于坐標的激光設備、機器人基于坐標的激光設備、機器人、遠程激光焊接單元基于坐標的激光設備、機器人主要是機器人掃描光學系統(tǒng)、基于坐標的激光設備、機器人應用金屬薄片可見的邊緣加工；電子學和精密工程中的焊點汽車車身和變速器制造、外殼、管和輪廓特種鋼構(gòu)造，例如，船甲板主要是汽車車身日用消費品、汽車工業(yè)、電子外殼、醫(yī)療技術(shù)醫(yī)療技術(shù)資料來源：聯(lián)贏激光招股說明書，天風證券研請務必閱讀正文之后的信息披露和究所免責申明213.3.

優(yōu)勢vs劣勢：加工范圍廣、過程簡單，但采購成本高激光焊接優(yōu)劣勢激光焊接、電子束焊接是比較先進的焊接方式，而電阻焊、電弧焊是比較傳統(tǒng)的焊接方式；激光焊接相對于傳統(tǒng)焊接的優(yōu)勢在于：1）可加工金屬、非金屬，2）焊接深寬比更大、功率密度更高，熱形極??；3）單面焊接利于降低材料使用量、減輕重量；激光焊接相對于電子束焊接的優(yōu)勢在于：過程簡單，不需要真空環(huán)境、不需要消磁；激光焊接的主要缺點在于：1）目前設備一次采購成本高；2）目前不適合加工20mm以上厚度的材料；3）目前不適合加工大焊縫的情況。表：激光焊接與其他焊接方式對比焊接方法材料深寬比功率密度（W/cm2)熱形變焊接質(zhì)量激光焊接金屬、非金屬<1010K-100M極小質(zhì)量高；單面焊降低重量，焊接強度高電阻焊接金屬<2100-1M顯著雙面焊增加重量，焊接強度低電弧焊金屬<21K-100K顯著焊接點/縫大，增加重量，焊接強度低電子束焊接金屬、非金屬<301M-100M極小質(zhì)量高，但是過程復雜，需要真空和消磁究所免責申明22資料來源：聯(lián)贏激光招股說明書，天風證券研請務必閱讀正文之后的信息披露和233.4.

市場滲透度：多應用于高端制造，對焊接市場滲透度不足30%激光焊接最大的問題是相較于傳統(tǒng)焊接方式，成本比較高激光焊接代表企業(yè)聯(lián)贏激光的設備單價：如果是成套設備（集成機器人、自動上下料等），設備單價是數(shù)十萬到上百萬不等；如果是激光焊接機，單價為20萬以上；而傳統(tǒng)焊機代表企業(yè)佳士科技、上海滬工設備單價：根據(jù)滬工招股說明書，其手動焊機單價為1300-1400元左右，氣體保護焊機（更先進的產(chǎn)品）單價在3500-4000元左右；激光焊接成本較高，決定了其自上而下滲透

因而，激光焊接目前更多地應用于汽車/電池/精密金屬加工/光通訊

等。表：聯(lián)贏激光焊接設備單價

項目201820172016激光焊接成套設備（萬元）79507.9852502.1631339.09其中：數(shù)量（套）544664541單價（萬元/套）146.1579.0757.93激光器及激光焊接機（萬元）6305.198543.176494.91其中：數(shù)量（套）227317274單價（萬元/套）27.7826.9523.7工作臺（萬元）5922.836278.55900.1其中：數(shù)量（套）11812052單價（萬元/套）50.1952.3217.311468.271368.561338.774,146.243,646.933,494.651000500025002000150040003500300045002013 2014資料來源：上海滬工招股說明書，天風證券研究所2015圖：上海滬工焊機設備單價上海滬工手動焊機單價（元）上海滬工氣體保護焊機單價（元）1,054.121,129.091,184.480200400600800100012002018-12-312016-12-31 2017-12-31資料來源：佳士科技年報，天風證券研究所圖：佳士科技焊接設備單價佳士科技焊機單價（元）1400免責申明資料來源：聯(lián)贏激光招股說明書，天風證券研究所請務必閱讀正文之后的信息披露和3.4.市場滲透度：多應用于高端制造，對焊接市場滲透度不足30%

光焊接在國外汽車產(chǎn)業(yè)應用更為普遍，因而這一估算可能偏高）；

激光焊接對傳統(tǒng)焊接的滲透度不足30%。表：金屬焊接切割設備廠商歷年收入（億元，收入2000萬元規(guī)模以上企業(yè)）307.47344.61411.78470.68466.68473.81513.27448.95-5%0.00100.00200.00300.00400.00500.00600.0020182011 2012 2013 2014 2015 2016 2017金屬切割及焊接設備制造:主營業(yè)務收入:累計值（億元）YOY2603453854956057560%5%10%15%20%25%30%35%-10% 100-15% 020010% 5005% 4000% 300201420152016201720182019E市場規(guī)模（億元） 增速資料來源：中國激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告2019，天風證券研究所資料來源：strategies

unlimited，天風證券研究所表：我國激光加工設備市場規(guī)模（億元）25% 80020% 70015% 6009%18%12%11%14%36%35%16%15%14%8%12%焊接市場空間大，激光焊接占比較小焊接市場空間廣闊，根據(jù)國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)，規(guī)模以上金屬焊接切40%割廠商年收入合計達到449億（2018年）； 35%30%而我國激光焊接市場目前的體量較小。參考中國激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展報 25%20%告2019，激光加工設備市場在2018年達到605億；參考 15%strategies

unlimited，2017年激光焊接占整體工業(yè)激光器應用 10%5%的比例為16%。則估算激光焊接設備的體量約為97億元(由于激 0%切割焊接打標半導體/顯示器

精密金屬加工其他圖：按用途分全球工業(yè)激光器應用情況2016年全球工業(yè)激光器應用情況2017年全球工業(yè)激光器應用情況免責申明24資料來源：國家統(tǒng)計局，天風證券研究所請務必閱讀正文之后的信息披露和3.5.應用場景一：作為實現(xiàn)汽車輕量化的重要手段，未來應用率將大幅提升圖：激光自熔焊在汽車工業(yè)的應用激光焊接主要應用場景之一：汽車在汽車工業(yè)，激光焊接通常被應用于車身焊接的關鍵工位以及對工藝有特殊要求的部位，如：用于車頂與側(cè)圍外板焊接能解資料來源：幾種典型的激光焊接工藝介紹，天風證券研究請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明25

決焊接強度、效率、外觀及密封性的問題；用于后蓋焊接可解

決直角搭接問題；用于車門總成的激光拼焊可有效提高焊接質(zhì)

量及效率。激光釬焊：用于頂蓋及側(cè)圍的連接、行李箱蓋等，大眾、奧迪、標致、福特、菲亞特、卡迪拉克等均在使用；激光自熔焊：用于頂蓋及側(cè)圍、車門燈等，大眾、福特、通用、沃爾沃等應用較多；激光遠程焊接：其使用機器人+振鏡、進行遠程光束定位+焊接，其優(yōu)勢在于相對于傳統(tǒng)激光加工定位時間大大縮短、效率更高。目前已逐步在歐美實現(xiàn)推廣。圖：激光釬焊在汽車工業(yè)的應用圖：激光遠程焊相較于傳統(tǒng)激光焊接效率更高所3.5.應用場景一：作為實現(xiàn)汽車輕量化的重要手段，未來應用率將大幅提升激光焊接是實現(xiàn)汽車輕量化的重要手段汽車輕量化技術(shù)主要通過以下幾種途徑來實現(xiàn)：輕質(zhì)材料比重提升，鋁合金、鎂合金、鈦合金、高強度鋼、塑料、粉末冶金、生態(tài)復合材料及陶瓷等的應用；結(jié)構(gòu)優(yōu)化和零部件模塊化設計水平不斷提高，如采用前輪驅(qū)動、高剛性結(jié)構(gòu)和超輕懸架結(jié)構(gòu)等來達到輕量化的目的，計算機輔助集成技術(shù)（包括CAD/CAE/CAO）和結(jié)構(gòu)分析等技術(shù)的發(fā)展；汽車制造業(yè)在成形方法和聯(lián)接技術(shù)上不斷創(chuàng)新。在以上三種實現(xiàn)汽車輕量化途徑中，激光切割和激光焊接就以獨特的優(yōu)勢，成為了實現(xiàn)汽車輕量化的重要手段。激光焊接是無接觸性的，在加工過程中，可以不觸碰產(chǎn)品就能實現(xiàn)精密焊接，而傳統(tǒng)的連接方式，有的是靠螺絲緊固，有的是靠膠粘連接，并不能滿足現(xiàn)代汽車制造中對精密性和堅固性的要求，并且傳統(tǒng)的方式也不適用于連接新材料。相比之下，激光焊接在連接的堅固性、無縫性、精密性和清潔性上都實現(xiàn)了工藝的跨越式進步，將成為未來重要的成型方式。免責申明26資料來源：本頁來源為《汽車輕量化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)請務必閱讀正文之后的信息披露和狀及其實施途徑分析》及Ofweek激光網(wǎng)《激光焊接是助推汽車輕量化的關鍵技術(shù)》，天風證券研究所3.6.

應用場景二：動力電池廠商擴產(chǎn)，預計2020年細分市場空間達35億元圖：激光焊接運用于多個鋰電池部位資料來源：聯(lián)贏激光，天風證券研究所圖：激光焊接運用于多個鋰電池部位免責申明27激