激光行業(yè)專題報告

激光行業(yè)專題報告1.國家政策規(guī)劃推動，助力行業(yè)加速發(fā)展1.1激光發(fā)展史激光是20世紀(jì)人類的重大發(fā)明之一（LightAmplificationbyStimulatedEmissionofRadiation，簡稱LASER），是通過人工方式，用光或放電等強能量激發(fā)特定的物質(zhì)而產(chǎn)生的光，原子中的電子吸收能量后從低能級躍遷到高能級，再從高能級回落低能級時，所釋放的能量以光子的形式放出，是一種純色、準(zhǔn)直、高亮、同向、能量密度高的光子隊列。激光相比普通光源單色性、方向性好，亮度更高。激光的理論基礎(chǔ)起源于物理學(xué)家愛因斯坦，1917年愛因斯坦提出了一套全新的技術(shù)理論“光與物質(zhì)相互作用”。1958年美國科學(xué)家肖洛和湯斯提出了"激光原理"，即物質(zhì)在受到與其分子固有振蕩頻率相同的能量激發(fā)時，會產(chǎn)生不發(fā)散的強光—激光。他們?yōu)榇税l(fā)表了重要論文，并獲得1964年的諾貝爾物理學(xué)獎。1960年美國科學(xué)家梅曼宣布獲得了波長為0.6943微米的激光，是人類有史以來獲得的第一束激光。同年，梅曼制造出世界上第一臺激光器，將激光帶入實用領(lǐng)域。1961年激光首次在醫(yī)療領(lǐng)域?qū)嵺`應(yīng)用，在外科手術(shù)中用于殺滅視網(wǎng)膜腫瘤。二十世紀(jì)七十至九十年代，隨著激光技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的探索，激光應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴展。七十年代，激光技術(shù)從最初的醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用拓展至軍用領(lǐng)域研究及應(yīng)用，大部分仍以實驗裝置和研發(fā)樣機為主。八十年代激光技術(shù)在軍用領(lǐng)域應(yīng)用中，激光制導(dǎo)炸彈和火炮激光測距機等實現(xiàn)重大突破。同時激光應(yīng)用領(lǐng)域逐漸在各行業(yè)滲透，在制造業(yè)得到廣泛應(yīng)用，在激光加工實用化上取得進展及突破。二十一世紀(jì)，激光技術(shù)應(yīng)用進入輝煌階段，激光行業(yè)形成了一定規(guī)模的產(chǎn)業(yè)鏈，下游應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴展，帶動各行業(yè)發(fā)展，提高各行業(yè)生產(chǎn)動力。激光下游應(yīng)用領(lǐng)域在廣度和深度方面均日益拓展，逐步滲透到國民經(jīng)濟的多個領(lǐng)域。激光與生物學(xué)、醫(yī)學(xué)治療及診斷、制藥科學(xué)相結(jié)合，在激光治療、激光手術(shù)、激光診斷等方面已逐步滲透到日常生活中。激光美容作為醫(yī)美的重要手段之一，逐漸被大眾接受甚至依賴，并成為各大醫(yī)院皮膚科治療方式之一。在裝備制造領(lǐng)域，高功率激光設(shè)備在航空、航天、汽車、高鐵、船舶等高端裝備制造領(lǐng)域的切割、焊接、測量、打標(biāo)等環(huán)節(jié)發(fā)揮著越來越重要的作用。在精細微加工方面，超短脈沖激光在光伏、液晶顯示、半導(dǎo)體、LED、OLED等領(lǐng)域的鉆孔、刻線、劃槽、表面紋理化、表面改性、修整、清洗等環(huán)節(jié)發(fā)揮了不可替代的作用。1.2激光行業(yè)環(huán)境分析隨著中國迅速應(yīng)對并有效控制新冠疫情，制造業(yè)迅速得以復(fù)蘇。中國制造業(yè)PMI連續(xù)18個月處于擴張區(qū)間后回落至榮枯線下，制造業(yè)PMI呈小幅度下滑趨勢。2022年3月為49.50%。受供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革等影響，機械設(shè)備永康五金交易景氣指數(shù)較為波動。而新冠疫情對機械設(shè)備永康五金指數(shù)影響的持續(xù)性有限，2021年3月起永康五金指數(shù)在榮枯線100附近呈小幅波動趨勢。從固定資產(chǎn)投資方面來看，2022年2月制造業(yè)固定資產(chǎn)投資累計同比為20.90%，同比下降16.4pct，環(huán)比提升7.4pct。制造業(yè)固定資產(chǎn)投資累計同比在2021年2月觸頂后呈緩慢下滑趨勢，2022年2月回升。通用設(shè)備制造業(yè)是指使用于1個以上行業(yè)的設(shè)備制造，通用設(shè)備制造業(yè)固定資產(chǎn)投資可用于體現(xiàn)1個以上設(shè)備制造行業(yè)的景氣度；專用設(shè)備制造業(yè)是指專用于1個行業(yè)的設(shè)備制造，專用設(shè)備制造業(yè)固定資產(chǎn)投資可用于體現(xiàn)單一設(shè)備制造行業(yè)景氣度。2022年2月，通用設(shè)備制造業(yè)、專用設(shè)備制造業(yè)固定資產(chǎn)投資分別累計同比為28.30%、30.20%，分別同比下降5.90pct、30.00pct，分別環(huán)比提升18.50pct、5.90pct。細分至汽車制造業(yè)和3C制造業(yè)，與制造業(yè)、通用設(shè)備制造業(yè)、專用設(shè)備制造業(yè)呈相同趨勢，2022年2月汽車制造業(yè)、3C制造業(yè)固定資產(chǎn)投資分別累計同比為11.30%、35.10%，分別同比下降4.80pct、6.50pct，分別環(huán)比提升15.00pct、12.80pct。自2006年起，激光行業(yè)被國家列為國家長期重點支持發(fā)展產(chǎn)業(yè)，隨后國家陸續(xù)出臺一系列相關(guān)政策規(guī)劃支持行業(yè)發(fā)展。2011年將大部分激光相關(guān)器件設(shè)備與技術(shù)列為優(yōu)先發(fā)展重點領(lǐng)域；2014年再次將激光相關(guān)設(shè)備技術(shù)列入國家高基數(shù)研究發(fā)展計劃當(dāng)中。2016年多則“十三五”規(guī)劃涉及激光技術(shù)的提高與發(fā)展。2020年科技部、國家發(fā)改委等五部門發(fā)布加強“從0到1”基礎(chǔ)研究工作方案，意旨加強“從0到1”的基礎(chǔ)研究，開辟新領(lǐng)域、提出新理論、發(fā)展新方法，取得重大開創(chuàng)性的原始創(chuàng)新成果，同時也是國際科技競爭的制高點。方案圍繞基礎(chǔ)前沿領(lǐng)域和關(guān)鍵核心技術(shù)重大科學(xué)問題，堅持需求導(dǎo)向和前瞻引領(lǐng)。從國家戰(zhàn)略需求出發(fā)，強化重點領(lǐng)域部署，鼓勵跨領(lǐng)域、跨學(xué)科交叉研究，形成關(guān)鍵領(lǐng)域先發(fā)優(yōu)勢；面向國家重大需求，對關(guān)鍵核心技術(shù)中的重大科學(xué)問題給予長期支持。重點支持人工智能、網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造、3D打印和激光制造、重點基礎(chǔ)材料、先進電子材料、制造技術(shù)與關(guān)鍵部件、高端醫(yī)療器械、重大科學(xué)儀器設(shè)備等重大領(lǐng)域，推動關(guān)鍵核心技術(shù)突破。此外，國家持續(xù)大力推動智能制造行業(yè)的發(fā)展，不斷發(fā)布政策規(guī)劃和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)有效促進行業(yè)發(fā)展和技術(shù)提升。受益于行業(yè)的快速發(fā)展，細分工業(yè)自動化領(lǐng)域受關(guān)注度持續(xù)增加。疫情后，工業(yè)自動化生產(chǎn)優(yōu)勢明顯，加快制造業(yè)自動化轉(zhuǎn)型。疊加國內(nèi)人口老齡化問題深化、人工成本不斷提高，工業(yè)自動化生產(chǎn)相關(guān)產(chǎn)品需求不斷增加。2021年12月工業(yè)機器人產(chǎn)量為35175臺，同比增長18.41%，環(huán)比增長10.21%；2022年1-2月，工業(yè)機器人累計產(chǎn)量為76381臺，同比增長68.12%，同比維持較高增速；1-2月平均產(chǎn)量約為38190臺，下游制造業(yè)需求不斷增加。隨著機器替代人的進程不斷加速，工業(yè)機器人需求量持續(xù)增加，將推動工業(yè)激光行業(yè)的發(fā)展。工業(yè)機器人結(jié)合激光技術(shù)形成新的工業(yè)加工工藝，不僅提高良品率和減少誤差，而且能24小時無休止運作，縮短生產(chǎn)周期擴大產(chǎn)能，為企業(yè)起到降本提效作用。激光工業(yè)加工應(yīng)用領(lǐng)域包括金屬加工、船舶和農(nóng)機等機械產(chǎn)品制造等，技術(shù)不斷創(chuàng)新，助力拓展激光應(yīng)用領(lǐng)域，為激光行業(yè)提供新的發(fā)展動力。2.滲透率相對低，不斷拓展下游應(yīng)用領(lǐng)域激光產(chǎn)業(yè)鏈中，上游主要以光學(xué)材料、光學(xué)元件和器材為主，也包括設(shè)備相關(guān)的機械、數(shù)控、電源和其他輔助配件；中游是以激光器為主的核心部件；下游為激光切割、激光焊接、激光打標(biāo)等激光設(shè)備，這些設(shè)備的應(yīng)用領(lǐng)域主要以工業(yè)加工制造為主。下游應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，包括汽車、通信、醫(yī)療、軍事、3C、機械、科學(xué)研究等。激光設(shè)備成本中，人工及制造成本占總成本的約10%，原材料占總成本的約90%。其中，中游核心部件激光器成本占比約30%-50%。目前，中國激光行業(yè)形成以北京、江蘇、湖北、上海和廣東等經(jīng)濟發(fā)達省市為主體的華中地區(qū)、環(huán)渤海、長江三角洲和珠江三角洲四大激光產(chǎn)業(yè)群。在上游技術(shù)與設(shè)備領(lǐng)域，部分關(guān)鍵原材料如半導(dǎo)體激光芯片等依賴進口，產(chǎn)業(yè)鏈配套有待完善，國內(nèi)市場的進口替代需求較為旺盛。國內(nèi)自主研發(fā)生產(chǎn)高端激光器，特別是光纖激光器的企業(yè)數(shù)量依然較少，應(yīng)用于3C電子、精密機械制造等高端產(chǎn)品的工業(yè)激光器供不應(yīng)求。此外，在大功率激光器方面，國外進口產(chǎn)品在現(xiàn)階段仍占據(jù)大部分市場，隨著國產(chǎn)千瓦級大功率激光器加快進入市場、國產(chǎn)產(chǎn)品的性價比持續(xù)提升，激光器產(chǎn)品的本土化優(yōu)勢越發(fā)明顯。中國激光器企業(yè)約于2006年起步，近年中國激光器領(lǐng)域技術(shù)研發(fā)水平有較快的提升，商業(yè)化發(fā)展迅速。國內(nèi)激光器產(chǎn)品以中低端市場為主，雖然國內(nèi)已涌現(xiàn)一批具備與全球激光巨頭競爭的企業(yè)，但由于高端市場對技術(shù)要求較高，國內(nèi)企業(yè)仍有一段距離追趕。目前，中國激光產(chǎn)業(yè)下游制造業(yè)滲透率約為30%，相比其他制造大國仍然較低。美國（42%）、日本（44%）、德國（46%）激光在下游制造業(yè)的滲透率均高出中國10pct以上。中國作為世界制造第一大國，未來激光在制造業(yè)的應(yīng)用將不斷提升，激光產(chǎn)業(yè)前景廣闊。2.1下游應(yīng)用行業(yè)不斷擴展，國內(nèi)激光加工競爭格局分散中國激光加工設(shè)備行業(yè)起步較晚，但近年來發(fā)展迅猛。激光設(shè)備行業(yè)屬于高端技術(shù)制造業(yè)，長期受到國家產(chǎn)業(yè)政策的重點鼓勵和大力支持。國家各政策規(guī)劃均強調(diào)重點支持激光產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展提供了廣闊的空間和良好的機遇。2021年中國激光設(shè)備產(chǎn)量約為20.19萬臺，同比增長32.92%。中國市場規(guī)模方面，2013-2020年激光設(shè)備市場規(guī)模呈上升趨勢，年復(fù)合增長率為19.83%。2020年市場規(guī)模約為692億元，同比增長5.17%。預(yù)計2021年市場規(guī)模約為740億元，同比增長6.94%。隨著激光行業(yè)的技術(shù)不斷提升，激光設(shè)備下游應(yīng)用行業(yè)使用率逐漸提升。全球能源危機和環(huán)境污染問題日益突出，節(jié)能、環(huán)保有關(guān)行業(yè)的發(fā)展被高度重視，發(fā)展新能源汽車已經(jīng)在全球范圍內(nèi)形成共識，各大國際整車企業(yè)也陸續(xù)發(fā)布新能源汽車戰(zhàn)略。其中鋰離子動力電池憑借其高能量密度、輸出功率大、工作溫度范圍寬、環(huán)境友好等優(yōu)點，成為動力電池的主流技術(shù)路線。隨著鋰離子電池生產(chǎn)技術(shù)的進步和成本降低，鋰離子電池的應(yīng)用將進一步加深。自2011年以來，中國新能源汽車產(chǎn)值呈現(xiàn)快速增長趨勢。在國家政策大力支持及新能源汽車推廣應(yīng)用進程加快的帶動下，中國車用動力電池需求大幅增長。動力電池應(yīng)用市場的蓬勃發(fā)展將拉動激光裝備市場的增長。根據(jù)中國2021-2035年新能源車產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，到2025年中國新能源汽車新車銷量占比將達到約25%。目前，新能源車滲透率約為19%，未來新能源汽車滲透率將逐步上升，從而推動動力電池需求增長。同時，以激光技術(shù)為代表的先進制造技術(shù)在不斷推動汽車制造業(yè)的更新?lián)Q代，先進激光加工技術(shù)與汽車生產(chǎn)的結(jié)合已是大勢所趨。激光技術(shù)的應(yīng)用將有效降低汽車的生產(chǎn)成本，提高汽車生產(chǎn)效率，為現(xiàn)代汽車制造業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟效益。此外，隨著滲透率的提升，客戶對新能源汽車及動力電池的安全性能要求將提高，對激光設(shè)備的效率、技術(shù)水平要求也將提高。在消費電子方面，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，消費電子范圍逐漸擴大。近十年，中國逐漸成為世界消費電子制造中心，全球大約70%以上的電子產(chǎn)品均由中國進行制造和裝配，國內(nèi)消費電子制造業(yè)實現(xiàn)了跨越式發(fā)展。OLED材料行業(yè)在國內(nèi)受到了政府的大力支持，政府出臺多個政策文件中涉及對OLED材料行業(yè)的扶持。隨著國內(nèi)技術(shù)水平提升，產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展進程加速，國內(nèi)廠商開始積極布局OLED領(lǐng)域。國內(nèi)OLED生產(chǎn)線、OLED面板供給端的壟斷市場格局將被打破。2020年OLED國產(chǎn)化率的市場占有率有望提升至20%。國內(nèi)面板市場仍處于增長期，OLED面板企業(yè)崛起將為上游國產(chǎn)激光加工設(shè)備帶來持續(xù)增量。激光加工設(shè)備機械設(shè)備制造行業(yè)使用率仍在不斷提高，主要是高技術(shù)產(chǎn)業(yè)及高端制造業(yè)是中國工業(yè)轉(zhuǎn)型的發(fā)展方向。伴隨著中國科技投入不斷增加，中國高端技術(shù)產(chǎn)業(yè)進入快速發(fā)展時期。目前，激光加工設(shè)備廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)設(shè)備和高端裝備制造的切割、焊接和標(biāo)記的工序上，對于保證設(shè)備生產(chǎn)質(zhì)量、提高生產(chǎn)精度和降低生產(chǎn)風(fēng)險具有重要作用。未來隨著下游應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴展，下游需求增加，激光設(shè)備產(chǎn)量將不斷增長。2020年，全球激光設(shè)備使用率最高的領(lǐng)域為工業(yè)加工，占比39.28%，通信與信息、科研與軍事分別占比24.35%、14.04%，分別排名第二、第三位，前三應(yīng)用領(lǐng)域占比77.67%。儀器儀表與傳感器、醫(yī)療美容、娛樂、顯示與打印共占比22.33%。與全球市場相似，2020年工業(yè)市場是國內(nèi)激光設(shè)備最大下游應(yīng)用領(lǐng)域，占比62.40%；信息市場占比22.00%排名第二，科研、醫(yī)學(xué)和其他市場共占比15.60%。激光裝備主要由光學(xué)系統(tǒng)、機械系統(tǒng)和數(shù)控系統(tǒng)組成，按功能劃分主要包括焊接機、打標(biāo)機、切割機和用于各類特殊材料加工的行業(yè)專用設(shè)備。激光裝備用于激光切割、激光焊接、激光打標(biāo)增材制造、半導(dǎo)體顯示、激光檢測等領(lǐng)域的激光器設(shè)備統(tǒng)稱為工業(yè)激光器設(shè)備。激光加工是利用高強度的激光束，經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)聚焦后，通過激光束與加工工件的相對運動來實現(xiàn)對工件的加工，實現(xiàn)對材料進行打孔、切割、焊接、熔覆等的一門加工技術(shù)。相對于傳統(tǒng)加工工藝，激光加工具有適用對象廣、材料變形小、加工精度高、低能耗、污染小、非接觸式加工、自動化加工等優(yōu)點，目前已成為一種新型制造技術(shù)和手段。激光加工因激光束能量集中、穩(wěn)定，適用于硬度大、熔點高等傳統(tǒng)工藝方法較難加工的材料。按照不同的用途，激光加工可分為激光切割、激光打標(biāo)、激光雕刻和激光焊接等不同工藝。激光加工已被廣泛應(yīng)用于材料加工、通訊、研發(fā)、軍事、醫(yī)療等領(lǐng)域，激光加工能力一定程度上體現(xiàn)了國家上述領(lǐng)域的生產(chǎn)加工能力、裝備水平和核心競爭力。歐美等發(fā)達國家最先開始將激光器用于加工制造，并在較長時間內(nèi)占據(jù)了較大的市場份額。受益于全球經(jīng)濟的持續(xù)復(fù)蘇和國家戰(zhàn)略的深入，全球制造業(yè)向發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移，亞太地區(qū)激光行業(yè)市場份額迅速增長。發(fā)展中國家在制造業(yè)升級過程中，逐步使用激光設(shè)備代替?zhèn)鹘y(tǒng)設(shè)備，是全球激光加工行業(yè)市場增長最主要的驅(qū)動力之一。2015-2019年中國激光加工設(shè)備市場規(guī)模年復(fù)合增長率為17.51%，2019年市場規(guī)模約為658億元，同比增長8.76%；預(yù)計2020年市場規(guī)模有小幅度下降，約為645億元，同比下降1.98%。2020年國內(nèi)激光加工行業(yè)競爭格局比較分散，CR5為20.30%。大族激光占據(jù)市場份額13.00%，排名第一；華工科技、海目星、帝爾激光、亞威股份分別占據(jù)市場份額3.30%、1.80%、1.50%、0.70%。2020年，激光切割為全球激光加工最主要的工業(yè)加工應(yīng)用領(lǐng)域，占比40.62%。激光焊接、打標(biāo)、精密金屬加工分別占比13.52%、12.60%、8.76%；同樣，中國激光加工以切割、焊接、打標(biāo)為主要應(yīng)用分布，分別占比約為41%、13%、13%。激光切割激光切割是利用經(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。在汽車制造領(lǐng)域，激光切割的空間曲線切割技術(shù)已獲得廣泛應(yīng)用。此外，激光切割技術(shù)在航天航空領(lǐng)域主要用于特種航空材料的切割，加工的航空航天零部件有發(fā)動機火焰筒、鈦合金薄壁機匣、飛機框架等。激光切割成形技術(shù)在非金屬材料領(lǐng)域也有著廣泛的應(yīng)用。激光切割不僅可以切割硬度高、脆性大的材料，也能切割加工柔性材料，如布料、紙張、塑料板、橡膠等。使用激光進行服裝剪裁，可節(jié)約衣料10%-12%，提高3倍以上效率。激光切割可分為激光汽化切割、激光熔化切割、激光氧氣切割和激光劃片與控制斷裂四類。激光汽化切割是利用高能量密度的激光束加熱工件，使溫度迅速上升，在非常短的時間內(nèi)達到材料的沸點，材料開始汽化形成蒸氣，在蒸氣噴出的同時在材料上形成切口。材料的汽化熱一般很大，所以激光汽化切割時需要很大的功率和功率密度。激光汽化切割多用于極薄金屬材料和非金屬材料（如紙、布、木材、塑料和橡皮等）的切割。激光熔化切割是用激光加熱使金屬材料熔化，然后通過與光束同軸的噴嘴噴吹非氧化性氣體，依靠氣體的強大壓力使液態(tài)金屬排出形成切口。激光熔化切割不需令金屬完全汽化，所需能量僅為汽化切割的十分之一。激光熔化切割主要用于不易氧化的材料或活性金屬的切割。激光氧氣切割原理類似于氧乙炔切割，是用激光作為預(yù)熱熱源，用氧氣等活性氣體作為切割氣體。噴吹出的氣體一方面與切割金屬作用，發(fā)生氧化反應(yīng)，放出大量的氧化熱；另一方面把熔融的氧化物和熔化物從反應(yīng)區(qū)吹出，在金屬中形成切口。由于切割過程中的氧化反應(yīng)產(chǎn)生了大量的熱，所以激光氧氣切割所需要的能量為熔化切割的二分之一，切割速度遠遠大于激光汽化切割和熔化切割。激光氧氣切割主要用于碳鋼、鈦鋼以及熱處理鋼等易氧化的金屬材料。激光劃片是利用高能量密度激光在脆性材料的表面進行掃描，使材料受熱蒸發(fā)出一條小槽，在施加一定的壓力，脆性材料會沿小槽處裂開。激光劃片用的激光器一般為Q開關(guān)激光器和CO2激光器?？刂茢嗔咽抢眉す饪滩蹠r所產(chǎn)生的陡峭溫度分布，在脆性材料中產(chǎn)生局部熱應(yīng)力，使材料沿小槽斷開。相比于其他工業(yè)加工切割方式，激光切割的特點是由于激光光斑小、能量密度高、切割速度快與質(zhì)量高。大部分激光切割機由數(shù)控程序進行控制操作或結(jié)合機器人作為切割機器人使用。激光切割作為一種精密的加工方法，幾乎可以切割所有的材料，包括薄金屬板的二維切割或三維切割。國內(nèi)激光切割機銷量呈上升趨勢，中低功率激光切割機銷量占比較高。2020年中國中低功率激光切割機銷量約為4.2萬臺，同比增長19.05%，占總銷量的76.36%。2021年中低功率激光切割機銷量有望突破5萬臺。2020年中國高功率激光切割機銷量約為1.3萬臺，同比增長23.64%，占總銷量的30.56%。2021年高功率激光切割機銷量約為2.2萬臺。2013-2020年中低功率和高功率激光切割機分別復(fù)合增長68.25%、44.25%。激光切割機滲透仍然較低，但保持每年提升趨勢。2020年金屬切削機床銷量約為44.6萬臺，激光切割機銷量占金屬切削機床銷量的12.33%，較去年同期提升2.4pct。從銷量來看，金屬切削機床2014-2020年銷量呈下降趨勢，而激光切割機呈相反趨勢，預(yù)計未來激光切割機占金屬切削機床比例將提高，滲透率逐漸提升。2020年激光切割設(shè)備市場規(guī)模約為318億元，同比增長19.55%。2016-2020年復(fù)合增長率為22.98%。預(yù)計2021年激光切割設(shè)備市場規(guī)模有望突破350億元。隨著行業(yè)的快速發(fā)展，國產(chǎn)激光切割機技術(shù)的突破性提升，預(yù)計激光切割發(fā)展將朝著高功率、更高精度以及大幅面的方向前進。此外，國家大力推進智能制造的發(fā)展，傳統(tǒng)制造逐漸向智能高端制造轉(zhuǎn)型，激光切割與智能制造更深入的結(jié)合也將是未來發(fā)展趨勢，也將是推動激光切割行業(yè)發(fā)展的動力。激光焊接激光焊接是利用高能量密度的激光束作為熱源的一種高效精密焊接方法。激光焊接是激光材料加工技術(shù)應(yīng)用的重要方面之一。激光輻射加熱工件表面，表面熱量通過熱傳導(dǎo)向內(nèi)部擴散，通過控制激光脈沖的寬度、能量、峰值功率和重復(fù)頻率等參數(shù)，使工件熔化，形成特定的熔池。由于其獨特的優(yōu)點，已成功應(yīng)用于微、小型零件的精密焊接中。激光焊接可分為熱傳導(dǎo)焊接、深熔焊、復(fù)合焊接、釬焊、激光傳導(dǎo)焊接，根據(jù)不同的原理應(yīng)用在不同的加工場景。用于焊接的激光器主要有兩種,分別為CO2激光器和Nd.YAG激光器，兩種激光器中的激光都為肉眼不可見紅外光。Nd.YAG激光產(chǎn)生的光束主要是近紅外光（波長為1.06Lm），熱導(dǎo)體對此種波長的光吸收率較高。使用標(biāo)準(zhǔn)的光鏡就能使近紅外波段的光束聚焦為直徑0.25mm。CO2激光的光束為遠紅外光（波長為10.6Lm），需把光鏡的光束聚焦成直徑為0.75mm—0.1mm。Nd.YAG激光功率一般能達到4000-6000W，最大功率能達到10000W；CO2激光功率能達到20000W或以上。大功率的CO2激光通過小孔效應(yīng)來解決高反射率的問題，當(dāng)光斑照射的材料表面熔化時形成小孔，在幾微秒的時間內(nèi)反射率迅速下降。當(dāng)CO2激光以10kW以上大功率焊接時，使用氬氣作為保護氣體將經(jīng)常誘發(fā)很強的等離子體，使熔深變淺。使用氦氣作為保護氣體時則無誘發(fā)等離子體，因此氦氣成為了CO2激光進行大功率焊接時使用的保護氣體。目前，CO2激光器的發(fā)展重點仍集中于設(shè)備開發(fā)研制，主要方向是如何提高光束質(zhì)量及其聚焦性能。而用于激發(fā)高功率Nd.YAG晶體的二極管激光組合的應(yīng)用是另一項重要的技術(shù)發(fā)展課題，需提高激光束的質(zhì)量令激光加工更有效。采用直接二極管陣列激發(fā)輸出波長在近紅外區(qū)域的激光，平均功率可達到1kW，光電轉(zhuǎn)換效率接近50%。二極管具有更長的使用壽命，有利于降低激光設(shè)備的維護成本。中國的激光焊接處于世界較為領(lǐng)先水平，具備較高技術(shù)和能力，投入多個國產(chǎn)航空科研項目的原型和產(chǎn)品制造中。中國焊接專家獲得了焊接領(lǐng)域最高學(xué)術(shù)獎布魯克獎，中國激光焊接水平得到了世界的肯定。激光焊接具有精確度高、效率高、加工材質(zhì)類型多樣等優(yōu)勢，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。相比傳統(tǒng)焊接技術(shù)，激光焊接在工業(yè)加工滲透率仍然較低，但在動力電池、汽車、消費電子等領(lǐng)域使用率較高。2014-2020年國內(nèi)激光焊接市場規(guī)模復(fù)合增長率為31.57%。2020年中國激光焊接市場規(guī)模為110.50%，同比增長9.08%。2.2光纖激光器為主流，國產(chǎn)替代不斷提高激光器是激光的發(fā)生裝置，由增益介質(zhì)、泵浦源、光學(xué)諧振腔組成。激光器增益介質(zhì)是光子產(chǎn)生的源泉，通過吸收泵浦源產(chǎn)生的能量，使得增益介質(zhì)從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)。由于激發(fā)態(tài)為不穩(wěn)定狀態(tài)，此時，增益介質(zhì)將釋放能量回歸到的基態(tài)的穩(wěn)態(tài)。在這個釋能的過程中，增益介質(zhì)產(chǎn)生出光子，且這些光子在能量、波長、方向上具有高度一致性，它們在光學(xué)諧振腔不斷反射，往復(fù)運動，最終通過半反射鏡射出激光器，形成激光束。激光器種類較多，較為常見的分類有四種，根據(jù)增益介質(zhì)、輸出功率、輸出波長、工作方式和脈沖寬度不同可有多種分類方式。1、按照增益介質(zhì)：

激光器的增益介質(zhì)包括氣體、液體和固體，特定增益介質(zhì)決定了激光波長、輸出功率和應(yīng)用領(lǐng)域。氣體中具有代表性的是CO2氣體激光器，固體中具有代表性的包括紅寶石激光器、半導(dǎo)體激光器和光纖激光器等。2、按照輸出功率：

分為低功率（0-100W）、中功率（100-1,000W）、高功率（1,000W以上）；不同功率的激光器適應(yīng)的應(yīng)用場景不同。3、按輸出波長：

可分為紅外激光器、可見光激光器、紫外激光器等。不同結(jié)構(gòu)的物質(zhì)可吸收的光波長范圍不同。4、按工作方式：

可分為連續(xù)激光器和脈沖激光器。連續(xù)激光器可以在較長一段時間內(nèi)連續(xù)輸出，工作穩(wěn)定、熱效應(yīng)高。脈沖激光器以脈沖形式輸出，主要特點是峰值功率高、熱效應(yīng)?。?/p>

根據(jù)脈沖時間長度，脈沖激光器可進一步分為毫秒、微秒、納秒、皮秒和飛秒，一般而言，脈沖時間越短，單一脈沖能量越高、脈沖寬度越窄、加工精度越高。因高效率、低維護運營成本等優(yōu)勢，激光器逐漸受到激光系統(tǒng)集成商的青睞，在不同的下游應(yīng)用領(lǐng)域中進行對傳統(tǒng)加工方式的替代，為制造業(yè)帶來轉(zhuǎn)變，并推動行業(yè)升級換代。隨著激光器在工業(yè)加工領(lǐng)域的應(yīng)用范圍不斷擴展，預(yù)計未來激光器行業(yè)發(fā)展趨勢將為以下五種方向：1）脈沖光纖激光器向高平均功率、高峰值功率方向發(fā)展；2）連續(xù)光纖激光器向超高功率方向發(fā)展；3）固體激光器向高功率、超快方向發(fā)展；4）向更高亮度方向發(fā)展；5）向模塊化、智能化方向發(fā)展。020年，全球激光器市場規(guī)模約為165億美元，同比增長12.24%；中國激光器市場規(guī)模約為109.1億美元，同比增長7.16%，占全球市場規(guī)模的66.12%，中國為近年全球激光器最大規(guī)模市場。全球激光器種類銷售結(jié)構(gòu)方面，2015-2020年光纖激光器銷售占比呈上升趨勢，從2015年的40.80%提升至2020年的52.68%，是占據(jù)最大市場份額的激光器；氣體激光器和固態(tài)激光器銷售占比均呈上升趨勢，而半導(dǎo)體/準(zhǔn)分子激光器銷售占比有所下降。中國激光器市場中，光纖激光器占據(jù)約51%市場份額，半導(dǎo)體、固體、氣體激光器分別市場占比為17%、16%、16%。光纖激光器是指用摻稀土元素玻璃光纖作為增益介質(zhì)的激光器，屬于固體激光器的一種，但因增益介質(zhì)形狀特殊且具有典型的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，行業(yè)中一般將其與其他固體激光器分開進行研究。光纖激光器具有較高的光電轉(zhuǎn)換效率、結(jié)構(gòu)簡單、光束質(zhì)量好等特點，目前已成為激光技術(shù)發(fā)展主流方向和激光產(chǎn)業(yè)應(yīng)用主力軍。典型的光纖激光器主要由光學(xué)系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和機械結(jié)構(gòu)四個部分組成，其中，光學(xué)系統(tǒng)由泵浦源、增益光纖、光纖光柵、信號/泵浦合束器及激光傳輸光纜等光學(xué)器件材料通過熔接形成全光纖激光器，并在電源系統(tǒng)、控制系統(tǒng)的驅(qū)動和監(jiān)控下實現(xiàn)激光輸出。同時，光纖激光器根據(jù)功率大小的不同采用不同的冷卻方式，通常情況下，功率低于200W時采用風(fēng)冷結(jié)構(gòu)，功率大于200W時采用循環(huán)水制冷，以保證激光器在工業(yè)環(huán)境條件下可靠穩(wěn)定運行。光纖激光器在下游制造加工領(lǐng)域使用率較高，主要由于光纖體積、占地面積小，可使用場合廣泛，是光纖激光器的市場占比逐漸增大的主要原因之一。光纖激光器可用光纖直接導(dǎo)出，其加工適應(yīng)性高，能適應(yīng)任意空間加工應(yīng)用；此外，光纖激光器的光束質(zhì)量較優(yōu)，能最大化的為制造業(yè)企業(yè)起到降本提效作用。光纖激光器全球市場規(guī)模從2013年的8.4億美元提升至2019年的27.4億美元，年復(fù)合增長率為21.78%。2020年中國光纖激光器市場規(guī)模為94.2億元，同比增長12.41%，國內(nèi)市場規(guī)模增速較全球市場快2倍。市場格局方面，2019年全球光纖激光器市場格局相對集中，CR5占69.85%，前五企業(yè)分別為美國IPG、中國銳科激光、美國Nlight、中國創(chuàng)鑫激光、中國杰普特，分別占比為46.79%、10.26%、6.29%、3.61%、2.90%。國內(nèi)企業(yè)光纖激光器技術(shù)及產(chǎn)品已達國際化水平，CR5三家企業(yè)共占全球市場份額為16.77%。國內(nèi)方面，美國IPG以約38%市場份額排名第一，銳科激光、創(chuàng)鑫激光、美國Nlight分別市占率約為25%、17%、6%，分別排名第二至四名。相比全球市場，國內(nèi)CR4占約86%，市場格局更加集中。按功率方面來看，低功率光纖激光器國產(chǎn)替代基本已完成，中功率光纖激光器國產(chǎn)化率正加速提升，中低功率市場競爭情況越發(fā)激烈，更多企業(yè)向高功率市場進軍。高功率市場主要是技術(shù)壁壘因素，高功率光纖激光器市場份額仍由國外企業(yè)占據(jù)。隨著企業(yè)研發(fā)技術(shù)的提高，對高功率光纖激光器的技術(shù)突破，國產(chǎn)化率進程將加快。3.龍頭企業(yè)領(lǐng)跑，國內(nèi)企業(yè)加速追趕3.1激光設(shè)備企業(yè)對比激光設(shè)備企業(yè)業(yè)務(wù)對比大族激光大族激光是專業(yè)從事工業(yè)激光加工設(shè)備與自動化等配套設(shè)備及關(guān)鍵器件研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的高新技術(shù)企業(yè)；具備從基礎(chǔ)器件、整機設(shè)備到工藝解決方案的垂直一體化優(yōu)勢，是全球領(lǐng)先的工業(yè)激光加工及自動化整體解決方案服務(wù)商。公司主要業(yè)務(wù)為通用元件及行業(yè)普及產(chǎn)品、行業(yè)專機、極限制造，業(yè)務(wù)范圍從工業(yè)激光加工設(shè)備與自動化等配套設(shè)備拓展到上游的關(guān)鍵器件。通用元件及行業(yè)普及產(chǎn)品主要為紫外及超快激光器、高功率光纖激光器、中低功率CO2激光器、脈沖光纖激光器、伺服電機等工業(yè)激光加工設(shè)備及自動化等配套設(shè)備的關(guān)鍵器件。行業(yè)專機主要產(chǎn)品為各類行業(yè)專用設(shè)備，包括消費電子、動力電池、光伏等行業(yè)專用設(shè)備。行業(yè)專機產(chǎn)品行業(yè)特性強，產(chǎn)品之間差異較大，需根據(jù)客戶特定需求進行個性化設(shè)計、定制，受下游客戶所處行業(yè)影響較大。極限制造業(yè)務(wù)主要產(chǎn)品為標(biāo)準(zhǔn)激光切割、焊接、打標(biāo)設(shè)備等通用激光加工設(shè)備。目前，行業(yè)專機和極限制造仍是公司主要的收入與利潤來源。公司研發(fā)生產(chǎn)的通用元件及行業(yè)普及產(chǎn)品正逐步推向市場，有望成為公司新的業(yè)績驅(qū)動因素。公司主要采用“以銷定產(chǎn)”的生產(chǎn)模式，同時制定多項制度實行對產(chǎn)品進行質(zhì)量檢測及品質(zhì)把控。公司主要采用“以產(chǎn)定采”輔以“安全庫存”的方式開展生產(chǎn)性物料的采購。公司在國內(nèi)市場主要采取直銷模式，與主要客戶建立了長期穩(wěn)定的合作關(guān)系。境外銷售采用直銷模式和代理銷售模式。公司根據(jù)產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域和市場特點，借助產(chǎn)品和技術(shù)優(yōu)勢不斷拓展國內(nèi)外行業(yè)知名客戶資源，深入挖掘客戶需求，獲取市場業(yè)務(wù)機會。公司擁有一支涵蓋激光光源、自動化系統(tǒng)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(fù)合研發(fā)團隊，具備快速切入機器人及自動化領(lǐng)域的先天優(yōu)勢。目前，激光設(shè)備及自動化產(chǎn)品型號已達600多種，是國內(nèi)激光設(shè)備最齊全、細分行業(yè)經(jīng)驗最豐富的公司。截至2021年，公司擁有有效知識產(chǎn)權(quán)6962項，其中各類專利共5043項，著作權(quán)1484項，商標(biāo)權(quán)435項。公司在國內(nèi)外設(shè)有100多個辦事處、聯(lián)絡(luò)點以及代理商，形成了較為完整的銷售和服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，保證了公司與客戶建立緊密合作關(guān)系及提供高水平的產(chǎn)品服務(wù)，確立公司主導(dǎo)產(chǎn)品的市場優(yōu)勢地位。帝爾激光帝爾激光主營業(yè)務(wù)為精密激光加工解決方案的設(shè)計及其配套設(shè)備的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售；主要產(chǎn)品為應(yīng)用于光伏產(chǎn)業(yè)的精密激光加工設(shè)備。在光伏領(lǐng)域，公司可針對國內(nèi)外客戶需求提供定制化、綜合化的高效太陽能電池激光加工解決方案及相關(guān)配套設(shè)備和服務(wù)。同時公司正在積極研發(fā)高端消費電子、新型顯示和集成電路等領(lǐng)域的激光加工設(shè)備。公司主要采用自主研發(fā)的模式，研發(fā)方向主要包括激光加工設(shè)備的光學(xué)、軟件、機械等系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)和工藝。公司采取“基本庫存＋訂單采購”的采購模式，根據(jù)客戶對不同產(chǎn)品的定制需求、結(jié)合現(xiàn)有庫存、以及各供應(yīng)商交貨周期等情況制定采購計劃，進行相應(yīng)原材料采購。公司采取“以銷定產(chǎn)”的生產(chǎn)模式，根據(jù)客戶訂單的情況制訂生產(chǎn)計劃并及時調(diào)整。此外，公司也根據(jù)市場預(yù)測情況，對部分通用機型進行生產(chǎn)備貨，以加快通用機型的發(fā)貨速度，更快地響應(yīng)客戶需求。公司通過派出銷售及技術(shù)專員定期或不定期拜訪、溝通等方式跟蹤了解客戶新建生產(chǎn)線、生產(chǎn)設(shè)備升級換代帶來的精密激光加工設(shè)備需求，及時提出技術(shù)方案進行響應(yīng)。與此同時，公司也積極參加國內(nèi)外光電技術(shù)展會，在維系客戶關(guān)系的同時擴大公司在行業(yè)內(nèi)的知名度，推廣公司產(chǎn)品并吸引潛在客戶。公司擁有較強的科研能力和完善的人才體系，在武漢、無錫、以色列特拉維夫設(shè)有研發(fā)中心。公司多次承擔(dān)國家級科研項目，并入選“國家工信部智能光伏試點示范企業(yè)”，2021年1月，公司憑借激光摻雜和激光消融設(shè)備入選第五批制造業(yè)“單項冠軍示范企業(yè)”。公司已進入光伏多家知名企業(yè)供應(yīng)商名單，該類企業(yè)供應(yīng)商不會隨意更換，對于新入競爭者，公司更具有先發(fā)優(yōu)勢。公司通過對供應(yīng)商的評估、嚴(yán)控生產(chǎn)工序等方面對公司產(chǎn)品的嚴(yán)格把關(guān)，為客戶提供高質(zhì)量的產(chǎn)品。此外，公司管理層具有豐富的管理經(jīng)驗，并能準(zhǔn)確的捕捉市場變化，為公司做出有效的決策。海目星海目星是激光及自動化綜合解決方案提供商，主要從事消費電子、動力電池、鈑金加工等行業(yè)激光及自動化設(shè)備的研發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)及銷售，在激光、自動化和智能化綜合運用領(lǐng)域已形成較強的優(yōu)勢。公司專注于激光光學(xué)及控制技術(shù)、與激光系統(tǒng)相配套的自動化技術(shù)，并持續(xù)強化該兩大核心能力。公司激光及自動化設(shè)備根據(jù)市場和客戶的應(yīng)用需求，將光學(xué)、機械、電氣自動化、軟件等學(xué)科技術(shù)相結(jié)合，針對市場和客戶需求開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)化和定制化的包含激光表面處理、切割、焊接等一項或多項功能的自動化成套解決方案，使激光加工工作完全整合至自動化設(shè)備或流水線中，實現(xiàn)設(shè)備或生產(chǎn)線的自動化、智能化作業(yè)，從而達到精準(zhǔn)、高效、可控的工藝目標(biāo)。公司核心產(chǎn)品的研發(fā)，采用集成產(chǎn)品開發(fā)模式，進行跨部門組建研發(fā)項目團隊，開展包括市場需求調(diào)研、產(chǎn)品定位及競品分析、概念設(shè)計、方案及計劃制定、開發(fā)驗證、小批量試產(chǎn)、結(jié)項發(fā)布等階段性工作。公司采用“以銷定產(chǎn)，以產(chǎn)定采”與“戰(zhàn)略儲備”相結(jié)合的模式進行采購與生產(chǎn)。公司產(chǎn)品包括標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品及非標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品；非標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品將按照客戶確定的產(chǎn)品規(guī)格、供貨時間、應(yīng)用要求和數(shù)量組織生產(chǎn)，為客戶量身定制產(chǎn)品。對于部分需求較大的標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品，公司適度進行戰(zhàn)略儲備，以縮短交貨周期，增強市場競爭力。公司標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備主要是激光打標(biāo)機、鈑金切割機，公司按照銷售計劃儲備一定數(shù)量的庫存。此外，公司存在外協(xié)加工的情況，主要涉及零部件處理及設(shè)備組裝服務(wù)。公司銷售產(chǎn)品全部為直銷模式。公司在激光、自動化和智能化所涵蓋的光、機、電、軟領(lǐng)域擁有突出的綜合技術(shù)優(yōu)勢，致力于成為激光及自動化綜合解決方案提供商。在激光器研發(fā)領(lǐng)域，公司致力于研發(fā)生產(chǎn)中小功率固體激光器中的紫外、綠光激光器，向著功率更高、脈寬更窄、性能更穩(wěn)定的研制方向邁進，在國內(nèi)市場處于先進水平，為滿足客戶高端化、個性化需求提供支撐。在激光智能自動化設(shè)備研發(fā)領(lǐng)域，公司將激光技術(shù)與機、電、軟技術(shù)緊密融合，根據(jù)對下游行業(yè)技術(shù)發(fā)展和加工需求的深刻理解，經(jīng)過多年的行業(yè)研發(fā)積累，公司形成了激光智能自動化設(shè)備在性能及穩(wěn)定性方面的突出比較優(yōu)勢。在激光、自動化技術(shù)緊密融合的基礎(chǔ)上，公司技術(shù)研發(fā)進一步向智能化延伸，緊抓新興行業(yè)的發(fā)展方向。激光應(yīng)用與智能化的深入融合，有利于公司產(chǎn)品在市場競爭中建立更強的技術(shù)壁壘，在鞏固現(xiàn)有客戶合作的基礎(chǔ)上，為進一步獲得同龍頭企業(yè)合作關(guān)系提供了有力的技術(shù)支撐，加強了行業(yè)頭部客戶粘性?；谪S富的基礎(chǔ)技術(shù)積累，公司具備在多個新興行業(yè)的市場開發(fā)能力，增強公司對個別行業(yè)出現(xiàn)波動時的抗風(fēng)險能力。公司擁有多項同激光光學(xué)及自動化相關(guān)的核心技術(shù)，并擁有專利技術(shù)及軟件著作權(quán)390項，包括39項發(fā)明專利、268項實用新型專利、2項外觀設(shè)計專利以及軟件著作權(quán)81項。公司高度重視聚集和培養(yǎng)專業(yè)人才，在對未來市場發(fā)展方向謹(jǐn)慎判斷的基礎(chǔ)上，針對性地引入專業(yè)人才。公司集聚來自海內(nèi)外人員組成團結(jié)、協(xié)作的人才隊伍，大部分高級管理人員擁有多年激光、機械自動化設(shè)備開發(fā)經(jīng)驗。另外，公司與大學(xué)院校和職業(yè)機構(gòu)開展戰(zhàn)略合作，將專業(yè)人才聯(lián)合培養(yǎng)作為推動公司業(yè)務(wù)可持續(xù)發(fā)展的重要策略。公司依靠戰(zhàn)略管理優(yōu)勢搶占市場發(fā)展先機。依托核心技術(shù)和人才團隊優(yōu)勢，公司成為行業(yè)龍頭企業(yè)普遍認(rèn)可的合格供應(yīng)商。通過緊密服務(wù)行業(yè)龍頭企業(yè)，積極保持與行業(yè)領(lǐng)軍人才的信息交流，公司能夠及時掌握全球研發(fā)的前沿動態(tài)和市場發(fā)展態(tài)勢，敏銳捕捉市場信息、行業(yè)動向、政策導(dǎo)向所帶來的風(fēng)口機遇，并制定細分市場戰(zhàn)略，整合資源提前布局，獲取市場先發(fā)優(yōu)勢，并支撐多領(lǐng)域布局，強化公司的綜合發(fā)展優(yōu)勢。激光設(shè)備企業(yè)財務(wù)分析大族激光

2017-2020年復(fù)合增長率為1.09%。2019年營收觸底后回升，2020年營收為119.42億元，同比增長24.89%。2021年營收為163.32億元，同比增長36.76%，主要系下游消費電子、高功率激光加工等領(lǐng)域設(shè)備需求旺盛，產(chǎn)品訂單保持穩(wěn)定增長。帝爾激光營收規(guī)模增速較快，2017-2020年復(fù)合增長率為86.46%。2020年營收為10.72億元，同比增長53.19%。海目星

2007-2020年復(fù)合增長率為27.46%，2020年營收為13.21億元，同比增長28.10%。公司預(yù)計2021年實現(xiàn)營收19.70