资源描述
主要观点激光行业短期随宏观波动，长期持续成长可期。（1）行业短期跟随宏观周期和下游行业进行波动，长期受益于渗透率提升和新领域持续拓展；（2）行业处于成长期，增长空间巨大，建议关注产业链各环节具备竞争优势的企业；（3）激光替代传统加工、清洗熔覆等新应用持续拓展、下游光伏锂电等行业高速增长，三大因素推动激光行业发展。激光器：光纤激光器目前为主流，半导体/超快激光器具备较大潜力。（1）光纤激光器：高功率国产化推动国内企业发展，价格竞争趋缓叠加进一步垂直整合，国内企业盈利能力趋稳；（2）超快激光器：特点是“冷加工”，用于追求高质量的加工领域，发展十分迅速，国内多个企业进行布局；（3）半导体激光器：优缺点明显，技术不断进步，发展潜力巨大。运控系统：竞争格局佳，工业软件可拓展性强。（1）激光切割运动控制系统低功率已基本国产化，高功率国产化正在推进；（2）产品价格稳定，行业降价情况下受益于销量的快速提升；（3）工业软件具备极强可拓展性；行业龙头柏楚电子的产业拓展路径：以软件带硬件拓展切割头，拓展超快运控系统 ，拓展智能焊接机器人。激光设备：下游多点开花加速行业发展。（1）渗透率提升是行业持续发展的根本动力，近年来激光器价格下降带动设备价格下降，激光设备经济性提高，行业渗透率加速提升；（2）切割焊接仍具备极大增长空间，此外新应用拓展持续拓宽赛道；（3）下游光伏、锂电等高景气领域需求旺盛，相关激光设备企业具备综合优势（即懂激光技术，又具备相关领域的工艺积累）；（4）建议关注高景气细分领域，相关受益标的有：帝尔激光（光伏激光设备龙头）、联赢激光（激光焊接设备龙头）、海目星（优质锂电激光设备企业）。受益标的：锐科激光、柏楚电子、帝尔激光、联赢激光等。风险提示：制造业景气度下降导致下游需求不及预期；竞争激烈导致企业盈利能力下降；国产化进度不及预期。2 研究框架图：激光行业研究框架激光元器件激光器光学材料光学器件核心零部件光纤：中高功率国产化向上垂直整合降低成本光纤激光器占比约50%超快激光：精密加工方向 直接半导体激光器：优缺点明显，前景好占比约30-50%激光器降价提高激光设备经济性，加快替代传统加工替代传统加工设备替代速度取决于激光设备加工效率、质量、经济性激光设备下游应用下游快速发展推动激光设备和激光器上量激光器降价加快新应用的发展锂电、光伏等、OLED、5G等新兴产业快速发展 激光清洗、激光熔覆等新应用快速发展资料来源：研究所整理3 目录激光产业梳理激光产业链1发展历程激光技术三大发展驱动力详解激光器234 56激光运控系统激光设备受益标的风险提示4 1.1 激光产业链-概览产业链情况：激光产业链上游为光学材料、元器件等，中游为激光器，下游为激光设备，终端面向汽车、电子、钣金加工等领域。上游成本分布：以光纤激光器为例，上游成本中芯片、光纤占比较高；下游应用分布：材料加工与光刻是第一大应用，占比40.6%，其次为通信存储、科研军事。图：激光产业链图：光纤激光器上游材料成本分布（2019H1 创鑫） 10.98%光学材料光学元器件数控机械芯片组件有源光纤无源光纤光学基础材料光纤光栅调Q开关透镜激光晶体特种光纤芯片材料激光二极管光学镜片光纤合束器 9.01%.80%数控系统伺服电机主控制板I/O设备加工台机械臂机柜机器人 17.55%2 9.37% 8.81% 3.42%.70%.42% 4.99%.58%.28% 73.93% 25激光器电源辅助0.87% 4.44%0 1.46% 3.53%2.83%光纤激光器半导体激光器CO2激光器超快激光器 连续电源YAG激光器 脉冲电源碟片激光器 散热器分析仪能量计防护镜资料来源：创鑫激光招股说明书（注册稿），研究所整理图：2019年全球激光器应用市场情况（%） 3.40% .60%8材料加工与光刻通信与存储8.20%激光设备40.60%科研与军事激光切割设备 激光焊接设备 激光打标设备 12.00%医疗与美容仪表与传感器娱乐、显示及打印27.10%终端行业应用汽车、电子、光伏、锂电、航空、通信、科研、医疗资料来源：中国激光产业发展报告，研究所整理资料来源：中国激光产业发展报告，研究所5 1.1 激光产业链-上市公司表：激光行业主要上市公司代码公司名称激光相关产品激光晶体应用002222.SZ 福晶科技固体激光器、光纤激光器上游 300620.SZ 光库科技 隔离器、合束器、光纤光栅、激光输出头、调制器光纤激光器、激光雷达、5G、通信等601869.SH 长飞光纤300747.SZ 锐科激光01021.SZ 英诺激光光纤激光器固体激光器、定制激光模组 激光器、激光装备激光设备（切割、焊接、打标、清洗等）消费电子、新能源、3D 打印、芯片制造、生物医疗等集成电路、半导体光电相关器件的精密检测及微加工光纤和固体激光器泵浦源、直接半导体激光器固体激光器、光纤激光器、激光雷达整机等半导体、显示（LCDOLED）、消费电子、科研激光切割机3688025.SH 杰普特待上市待上市待上市长光华芯炬光科技德龙激光半导体激光器中游高功率半导体激光元器件、激光光学元器件精密激光加工设备、激光器激光切割控制系统688188.SH 柏楚电子300300508.SZ 维宏股份02008.SZ 大族激光00988.SZ 华工科技00776.SZ 帝尔激光控制卡、一体机、驱动器激光加工设备、激光器等激光加工设备等雕刻雕铣、切割3C、汽车、动力电池、光伏等汽车等激光设备太阳能电池下游 688518.SH 联赢激光02559.SZ 亚威股份88559.SH 海目星激光焊接机动力电池、汽车制造、五金家电、消费电子、光通讯等金属材料加工、显示面板、半导体、新能源动力电池、3C、钣金切割0激光加工设备6激光加工设备资料来源：各公司公告，研究所6 1.1 激光产业链行业需求跟踪行业景气度随宏观波动：激光设备是典型的通用设备，下游广泛分布于汽车、3C、钣金、造船等多个行业，行业景气度与宏观经济相关度较高。激光设备的需求来自于下游企业的资本开支，受工业企业资本开支能力和意愿影响，具体影响因素包括企业利润、产能利用率、企业外部融资环境、对行业未来前景的预期等。表：激光行业需求跟踪类别指标名称时间本月49.2上月49.6PMI 2021年10月PMI PMI：生产 PMI：新订单永康五金市场景气度指标制造业增速汽车行业增速48.448.899.6914.8-6.5 49.549.399.9815.7-4.42021年10月2021年10月021年9月2021年9月021年9月金属加工市场景气度固定资产投资完成额223PPI永康五金市场价格指数汽车销量增速汽车产量增速新能源车销量增速新能源车产量增速智能手机产量增速 工业企业资产负债率工业企业营业收入利润率工业企业产能利用率工业产成品存货C增速2021年9月2021年10月2021.10.312021年10月2021年10月24.410.7 24.99.5价格103.31-19.64-13.7123.16141.32.356.36.9677.113.7 103.2-17.85-19.1132.69151.9-0.256.47.0178.414.2终端产销2021年10月2021年10月2021年10月2021年10月2021年10月2021Q3工业企业资本开支意愿2021年10月资料来源：Wind，研究所7 1.2 发展历程激光行业发展史图：全球激光加工设备销售额全球激光加工设备销售额（亿美元）同比增长（%）250005000 60%211 40%20% 0%500 -20%2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 资料来源：公开资料整理，激光产业发展报告，研究所8 1.2 发展历程激光行业于周期波动中持续成长行业经历两轮大的向上周期：09H3-11H1、17H1-17H4，主要是制造业宏观周期向上，叠加终端产品创新等因素；激光行业于周期波动中持续成长，长期看，大族激光、华工科技、IPG等企业的收入规模持续增长。图：行业短期随宏观周期波动150.0% 00.0%150.0%0.0%-50.0%大族激光单季度营收同比华工科技单季度营收同比福晶科技单季度营收同比IPG单季度营收同比图：企业收入规模持续增长 50.0040.0030.0020.0010.000.00大族激光单季度营收（亿元）华工科技单季度营收（亿元）IPG单季度营收（元） 资料来源：Wind，研究所9 1.3 激光技术激光器结构激光器结构：主要由泵浦源、工作介质、谐振腔三部分组成。工作介质：也称为增益介质，是指用来实现粒子数反转并产生光的受激辐射放大作用的物质，工作介质决定了激光器能够辐射的激光波长，激光波长由物质中形成激光辐射的两个能级间的跃迁决定；泵浦源：对工作介质进行激励，将激活粒子从基态抽运到高能级，以实现粒子数反转，从能量的角度看，泵浦过程就是外界提供能量（如光、电、化学、热能等）给粒子体系的过程；谐振腔：最简单的光学谐振腔是在激活介质两端恰当地放置两个高反射率的反射镜，其中一块是全反射镜，将光全部反射回介质中继续放大；另一块是部分反射、部分透射的反射镜，作为输出镜。两个反射镜的中心位于激光器的光轴上，且镜面与光轴垂直。谐振腔主要有2个作用：1）产生与维持激光震荡；2）控制输出激光束的质量；通过调节光学谐振腔的几何参数，还可以直接控制光束的横向分布特性、光斑大小、振荡频率及光束发散角等。 图：典型YAG激光器的结构表：激励源、工作介质、谐振腔介绍原理分类实现粒子数反转并产生光的受激辐 固体、气体、液体、光纤、工作介质射放大作用的物质半导体等对工作介质进行激励，将激活粒子泵浦源 从基态抽运到高能级，以实现粒子数反转光泵浦、气体放电激励、化学激励、核能激励等按照能否忽略侧面边界，谐振腔分为开腔、闭腔、 气体波导腔等12.产生与维持激光震荡；.控制输出激光束的质量谐振腔资料来源：公开资料整理，研究所资料来源： 激光原理及应用 ，研究所10 1.3 激光技术激光发光机理激光发光机理：泵浦源作用于工作介质之上，使多数粒子处于高能级的激发态，形成粒子数反转；光子入射，高能级粒子跃迁到低能级，并发射大量与让入射光子完全相同的光子；传播方向与谐振腔横轴线不同的光子将逃逸出腔体，方向相同的光子则在谐振腔内往返，使受激辐射过程持续下去，并形成激光光束。图：激光发光原理图：激光发光原理 资料来源： 激光原理及应用电子工业出版社，研究所整理资料来源： 激光原理及应用，研究所11 1.3 激光技术激光特性和发展方向激光具备高方向性、单色性、相干性和高亮度四大特征，被誉为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”。激光技术发展方向：高功率、窄脉宽、短波长。在中国制造业转型升级不断深化的背景下，产品和零件加工逐渐趋向精密化、微型化，激光技术也不断向高功率、窄脉宽、短波长方向发展，更高的功率可以提高加工速度，优化加工效率；更窄的脉宽可以降低加工损伤，提升加工质量；更短波长可以使加工产生更小的光点，提供较高的分辨率，提高加工精度。图：激光具备四大特征图：激光技术发展方向 特征概述典型应用提高加工速度和效率高功率长距离传输，如1969年人们用激光测量地球与月球间距平面发散角小，接近于平行光束高方向性提高光学干涉测量的精度和测量长度、科研单色性相干性激光的光谱线极窄降低加工损伤，提高加工质量窄脉宽激光光子的频率、相位、偏振态、传播方向相同激光干涉仪、全息照相单位面积、单位频带宽度和单位立体角内发射的光功率大聚焦后产生高温，能加工几乎所有的材料，甚至能用来引发热核聚变光点更小，提高加工精度高亮度短波长 资料来源：激光原理及应用电子工业出版社，研究所资料来源：公开资料整理，研究所12 1.4 发展驱动力之一：替代传统加工激光加工：激光加工是将激光聚焦于被加工物体上，使物体加热、融化或气化，从而达到加工目的。激光加工的优势：无接触加工、材料变形小，加工后表面光滑无需二次加工；效率高，加工速度远高于传统加工；热反应区较小，能够减少母材和涂层损耗；加工范围广，激光聚焦后产生极高温度，可加工金属材料、非金属材料、复合材料等；激光容易与工业机器人等进行自动化集成，符合智能制造发展大方向。 图：激光加工的优势图：激光加工在切割焊接打标三大应用上优势明显 资料来源：光电资讯，研究所资料来源：旺财汽车轻量化公众号，研究所13 1.4 发展驱动力之一：替代传统加工表：主流光纤激光器个功率段平均价格（万元）功率国产平均价格 进口平均价格4 6激光设备对传统设备的取代速度取决于其经济性100W价格-激光器价格下降推动设备降价500W 5-8 6-10750W-800W 8-10 10-15效率-激光器向高功率发展提高激光设备加工效率制造业景气度-影响设备投资回收期加工质量-质量高容易在价格上获取附加值1124611 361-1.2kW.5kWkW 10-1518-2528-4050-7575-1203003-5 12-2020-3050-8080-110120-1804005-615-2255-65100-1302017 kW激光器降价背景下，激光设备经济型显著提升；kW0kWkWkWkW0kW目前激光加工已具备较强经济优势，行业渗透率加速提升：以齿轮加工为例，传统加工的成本为8.47元，而12kW激光加工的成本仅1.62元。10-1830-4070-1002019资料来源： 中国激光产业发展报告 ，研究所图：激光加工与传统加工成本对比（以齿轮为例）图：渗透率提升推动行业市场规模增长100.00 14.00%12.00%0.00%.00% .00%.00%.00%80.0060.0040.0020.00 186420.00 0.00%2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020金属切削机床产量（万台）激光切割机总销量（万台）占比(%)资料来源：创鑫激光，研究所资料来源：国家统计局，中国激光产业发展报告，研究所14 1.4 发展驱动力之二：应用持续拓展图：激光清洗潜在的市场空间激光技术易与其他技术结合孕育新产业。激光技术最显著的特征是对其他技术具有广泛的渗透性，可与其他众多技术融合、孕育出新兴技术和产业；激光器价格下降加快激光应用拓展：近年来，随着技术发展以及激光器价格下降，激光清洗、激光熔覆等市场在商用道路上快速发展，此外激光增材制造等领域也蕴含巨大增长空间；激光清洗、激光熔覆等新应用市场前景广阔，其中激光清洗的潜在市场空间约600亿元。 资料来源：激光行业观察微信公众号，研究所表：激光清洗和激光熔覆概述应用介绍优点市场规模加工效果激光清洗通过激光束照射从固体与化学清洗、机械研磨相比， 2019年激光清洗产值约6.14亿美元，激光清洗绿色环保、无损伤和 国内潜在市场空间600亿元（前瞻网，激光行业观察援引华中科技大学教授数据）（或有时为液体）表面去除材料的过程二次污染、效率高激光熔覆通过同步或预置材料的方式，将外部材料添加至基体经激光辐照后形成的熔池中，并使二者共同快速 凝固形成包覆层与电镀等传统表面处理技术相 2021年激光熔覆市场估值达到4.83亿比，激光熔覆具有熔覆层强度 美元。预计2026年达到8.23亿美元，高、可选择性局部修复、粉末 在2021-2026年，复合年增长率为材料体系适应性高等9.6%（Research and Markets数据）资料来源：百度百科，研究所整理15 1.4 发展驱动力之三：下游新产业快速发展锂电新能源车快速发展，锂电设备需求旺盛：2020年11月2日，国务院办公厅印发新能源汽车产业发展规划（2021-2035），明确2025年新能源车渗透率约20%，我国新能源汽车步入快速发展阶段。与此同时，世界各国纷纷出台政策推动新能源车发展，2020年1月欧盟开始执行全球最严碳排放法规，美国白宫也于近日表示，拜登将签署一项行政令，设定了到2030年零排放汽车销量占新车总销量50%的目标。锂电池供需将出现缺口，锂电池企业纷纷扩产：根据SNE Research预测，到2023年，全球电动汽车对动力电池的需求达406 GWh，而动力电池供应预计为335 GWh，供需缺口约18，到2025年，供需缺口将扩大到约40。在此背景下，锂电池厂商纷纷扩产，锂电设备需求旺盛。 图：全球新能源车销量及渗透率变化情况图：我国新能源车销量及渗透率变化情况120000000 4.50% 250.00 14.00%4.00%.50% 12.00%10.00%8.00%1 200.00150.00100.003864 20000000000000 3.00%2.50%.00% 6.00%2 4.00%.00%1.50% 50.00 21.00%.50% 0.00 0.00%00.00%2015年2016年2017年2018年 2019年 2020年全球新能源汽车销量（万辆）全球汽车销量（万辆）渗透率国内新能源汽车销量（万辆）渗透率资料来源：CPIA，研究所整理资料来源：CPIA，研究所整理16 1.4 发展驱动力之三：下游新产业快速发展锂电激光在锂电池生产中应用广泛：锂离子电池在安全性、一致性、密度等方面要求较高，对生产设备和加工工艺要求严格。激光加工在加工效果和效率上优势明显，目前已广泛应用于锂电池生产的前段、中段、后段，具体包括焊接、切割、清洗等。激光在锂电池生产中的应用包括极耳切割、极片切割、防爆阀焊接、翻转片焊接、极柱焊接、软连接焊接、顶盖焊接、密封盯焊接等。根据联赢激光招股书，激光焊接设备在动力电池厂商投入中的占比约5-15%。考虑到激光切割、清洗、标记等在锂电池制造中均有广泛应用，假设激光加工设备在锂电池制造中的占比为15-20%。 表：锐科激光光纤激光器在锂电池领域的应用电池类型方形加工部件极耳极片焊接应用切割应用标记应用清洗应用激光功率MOPA200w/1000wMOPA200w20w1000w1000w1000w6000w2000w1000w/MOPA200w6000w盖板防爆阀翻转片极柱软连接顶盖密封盯极耳封口 圆柱2000w1000w1000w6000w盖帽采集线侧板21700PACK汇流排 4000w/6000w/MOPA2000w资料来源：锐科激光微信公众号，研究所17 1.4 发展驱动力之三：下游新产业快速发展锂电表：国内激光锂电主要企业情况激光锂电设备市场空间测算：2020年相关假设锂电激光设备占锂电设备的比例为20%；假设汽车销量稳定增长，2025年新能源车渗透率达到25%；假设单车电池装机量和锂电池企业产能利用率稳步提升；假设动力锂电设备单GW投资额维持稳定；根据测算，激光锂电设备年均市场规模约为60亿元。公司名称主要产品客户业务收入2020年新能源业务营收2.71亿元电芯设备、模组及PACK设备宁德时代、国轩高科、中航锂电等大族激光高速激光制片机、电池装配线、电芯干燥线宁德时代、特斯拉、力神、蜂巢能源、中航锂电、比亚迪、欣旺达等2020年动力电海目星池激光业务营收4.86亿元宁德时代、国轩高 科、比亚迪、亿纬锂能、松下、三星、中航动力等2020年动力电联赢激光锂电焊接设备池业务营收6.15亿元主要企业包括联赢激光、海目星、大族激光等资料来源：各公司公告，研究所整理表：动力锂电池激光设备市场空间测算2020年2021E 2022E 2023E 2024E 2025E中国新能源汽车销量（万辆）同比增长中国汽车销量（万辆)同比增长136.7313.38%2531.1-1.78%5.40% 232.3551.05%2581.722% 355.546.63%2633.362% 456.6224.17%2686.022% 602.7431.14%2739.742% 698.6413.33%2794.542%渗透率9.00% 13.50% 17.00% 22.00% 25.00%我国新能源汽车动力锂电池装机量（GWh）63.6 120.8 195.5 260.3 355.6 426.2 单车电池装机容量（中国）KWh产能利用率（中国）46.5145% 5245% 55 5750% 59 6150% 55% 55%动力电池产能空间（中国）GWh动力电池扩产（中国）GWh动力锂电设备投资单价（亿元/GWh）141.32 268.5127.182.4 391.05122.562.3 520.55129.52.3 646.58126.032.3 774.85128.272.32.4动力锂电设备市场空间（亿元）锂电领域激光设备市场空间（亿元）资料来源：Wind，研究所305.2361.05 281.8856.38 297.8459.57 289.8657.97 295.0259.00 18 1.4 发展驱动力之三：下游新产业快速发展光伏全球新增光伏装机创新高，中国光伏装机保持上升态势。2020年，全球光伏新增装机市场达到130GW，创历史新高。在光伏发电成本持续下降和新兴市场拉动等有利因素的推动下，全球光伏市场仍将保持增长，预计2021年全球光伏新增装机量将超过150GW，乐观情形下达到170GW。在光伏发电成本下降驱动以及标杆电价政策正式推出等因素推动下，我国也逐步成为全球重要的光伏市场之一。2013年我国新增装机容量10.95GW，首次超越德国成为全球第一大光伏应用市场，此后持续保持高基数下的稳定增长趋势，2021年乐观情况下新增装机有望突破65GW。图：全球光伏年度新增装机规模逐年上升图：中国光伏年度新增装机规模保持上升趋势 120 11090332211500050005000 330270 100320040 9700270 10080 80750212580210 655548 6117050 5344.26642000002 106 120 13010 34.510.910.615.13 30.17530.2 32 38.4 433 2.7 4.5500 全球光伏年度新增装机规模（GW，保守情况）全球光伏年度新增装机规模（GW，乐观情况）中国光伏年度新增装机规模（GW，保守情况）中国光伏年度新增装机规模（GW，乐观情况）资料来源：CPIA，研究所整理资料来源：CPIA，研究所整理19 1.4 发展驱动力之三：下游新产业快速发展光伏表：激光加工技术能提升光伏电池效率激光在光伏上的应用：激光加工应用于太阳能电池生产的消融、切割、刻边、掺杂、打孔等工艺；技术工艺效率提升效果单晶电池光电转换效率绝对值由20.3% 提升至 21.5% 左右PERC激光加工技术能显著提升光伏电池片的效率：根 据 帝 尔 激 光招 股 书 ， 激 光 技术 能 将PERC单晶电池光电转换效率绝对值由20.3%提升至21.5%左右;能将Se电池的效率提升SE光电转换效率绝对值提升0.2%-0.3%左右光电转换效率绝对值提升0.4% 左右0.2-0.3%；将MWT电池的效率天恒0.4%左MWT右。 资料来源：帝尔激光招股书，研究所图：激光在太阳能电池生产中的应用 资料来源：帝尔激光招股书，研究所整理20 1.4 发展驱动力之三：下游新产业快速发展光伏根据帝尔激光公布的机构调研公告，1GW电池生产线需要配置的激光SE设备大约5-10台，需要配置的激光PERC消融设备大约5-8台，1GW对应的设备占比为总投资额的8%-10%左右。我们假设激光加工设备在光伏电池设备中的占比为10%。根据测算，2025年国内光伏激光设备市场规模将达到32亿元。国内主要企业包括帝尔激光、大族激光等。根据帝尔激光招股书，截至2018年底，主要光伏电池厂商的PERC工艺产能中约77%采用了帝尔激光的设备，SE工艺产能中约 86% 采用了帝尔激光的设备 ，占比较高。表：国内光伏激光设备市场空间测算 2020 2021E60 2022E67.570%40%35%25%1.6 2023E80 2024E90 2025E10070%0中国光伏年度新增装机规模（GW）产能利用率4870%60%30%10%1.8 70%55%35%10%1.7 70%20%40%40%1.5 70%10%45%45%1.4PERC：新建产能占比TOPCon：新建产能占比HJT：新建产能占比50%50%PERC：单位产能设备投资额（万元/MW）TOPCon：单位产能设备投资额（万元/MW）2.5 2.4 2.3 2.3 2.1 2 HJT：单位产能设备投资额（万元/MW）4.5 4.5 4 3.2 2.8 2.5光伏电池片设备投资额（亿元）156.3415.63 190.7119.07 235.7723.58 285.7128.57 301.5030.15 321.4332.14光伏领域激光设备投资额（亿元）资料来源：CPIA，帝尔激光招股书，研究所21 1.4 发展驱动力之三：下游新产业快速发展OLED激光在OLED上的应用：主要用于Array段基板切割、退火；Cell 段剥离、分片；Module 段精切等工艺环节，所需激光器的种类包括准分子、紫外、CO2等；市场规模测算：据目前国内主流OLED厂商的建设项目情况，预计未来几年国内OLED投资有望超过32000亿元，按照设备投资占比60%，激光设备占总设备投资的12%测算，OLED激光设备市场空间约00亿元；主要企业：OLED领域的激光设备企业包括LIS、JAS、大族、迈为、亚威股份等。 图：激光在OLED加工中的应用图：OLED在建项目情况投资额（亿元）制程环节Array Cell Module地点重庆福清产品设计产能基板切割退火设备将进厂的 1面板剥离面板切割分片精切成型BOEBOE G6 AMOLED（柔性） 48K/月G6 AMOLED（柔性） 48K/月465.先剥离再分片：较为常见，效率高，不需单独逐片剥离，但所需剥离机尺寸大，价格昂贵，技术要求高，加工失败损失大大基板玻璃切成产按照手机等设备需求切外型、倒角等465145工艺台数线代系要 2.先分片再剥离：设备要求低且良品率高，但效率低深天马 武汉华星光电 武汉和辉光电 上海 维信诺 合肥G6 LTPS AMOLEDG6 AMOLEDG6 AMOLEDG6 AMOLEDG6 AMOLED 37.5K/月48K/月30K/月30K/月30K/月求大小1-2 台1台1-2 台/线5-10 台/线350过去CO2 、激光器类 刀轮，现型准分子、紫外CO2、紫外紫外272.78440在准分子为主国外：韩国为主；国内：大族、盛雄、德龙LIS 、 JAS 、 EO 、 国外：LIS 、 JAS；KMC 等 国内：大族、迈为设备商信利眉山279资料来源：公开资料整理，研究所整理资料来源：各公司公告，研究所整理22 目录激光产业梳理激光器12激光器概述光纤激光器超快激光器半导体激光器激光运控系统34 56激光设备受益标的风险提示23 2.1 激光器概述-分类图：激光器分类激光器的分类：（1）按照增益介质，激光器可分为固体激光器、气体激光器、染料激光器、半导体激光器、光纤激光器和自由电子激光器6种；（2）按照输出功率，可分为小功率激光器、中功率激光器、高功率激光器；（3）按照工作方式，可分为连续激光器、脉冲激光器；（4）按照输出波长，可分为红外激光器、可见光激光器、紫外激光器等；（5）按照脉冲宽度，可分为毫秒激光器、微秒激光器、纳秒激光器、皮秒激光器、飞秒激光器等。 表：典型工业激光器性能参数比较资料来源：德龙激光招股说明书，研究所CO2气体激光器YAG固体激光器性能参数参数说明薄盘激光器（固体）光纤激光器半导体激光器光束质量BPP数值越小，光束质量越好6 25 8 411最大较大非常小非常小高反材料不可 可加工材料类型范围越广，加工适应性越好高反材料不可高反材料亦可高反材料亦可高反材料亦可（如铜、铝）121.14维护周期Khrs相对运行成本数值越大，维护越少数值越小，运行成本越小351.8 351.66 40501 40500.8资料来源：创鑫激光招股说明书（注册稿），研究所24 2.1 激光器概述-分类图：不同激光器性能比较光纤激光器性能优异：光纤激光器在光束质量、光电效率、输出功率、运行成本等方面表现优异；光束质量半导体激光器：光电效应高、运行成本和加工能力上表现突出，但光束质量和输出功率较差；光纤激光器占比过半：2013-2019年光纤激光器占全球工业激光器的比例由33.8%提升至光纤激光器相对运行成本典型电光效率半导体激光器CO2气体激光器 YAG固体激光器薄盘激光器（固体）输出功率加工能力523.3%。2019年全球光纤激光器市场规模为7.4亿美元。资料来源：创鑫激光招股说明书（上会稿），研究所图：光纤激光器占比超过50%100%图：2015-2019年全球不同种类工业激光器市场规模（亿美元）30 2520151050 80%60%40%20%0% 51.40% 53.30%47.30%44.60%40.80%36.50%201433.80%2015 2016 2017 2018 2019 2013 2015 2016 2017 2018 2019 光纤激光器气体激光器固态激光器半导体/准分子激光器光纤激光器其他激光器资料来源：Laser Focus World，研究所资料来源：国际工业激光商业行情，研究所25 2.2 光纤激光器：市场规模与竞争格局图：国内光纤激光器市场份额全球光纤激光器市场规模27亿美元。根据国际工业激光商业行情数据，2015-2019年，全球光纤激光器的市场规模由11.7亿美元增长至100%80%60%40%27.4亿美元，CAGR为23.71%。8.9% 11.9%4.3%10.3%2.1% 16.6%4.4%1 17.3% 2国内市场规模94亿元。2015-2020年，我国光纤激光器市场规模由40.7亿元增长至94.2亿元2 52.7% 49.0%，CAGR为18.27%。20% 41.9% 34.6%国内企业市场份额持续提升。2020年IPG、锐科、创鑫在国内光纤激光器市场的份额分别为0% 2017 2018锐科激光2019 2020IPG创鑫激光杰普特其他34.6%、24.4%、16.6%。资料来源：中国激光产业发展报告，研究所图：全球光纤激光器市场规模（亿美元）图：中国光纤激光器市场规模（亿元）120 35% 30%25%20%15%10%5%322110505050 70%60%50%40%30%20%10% 1008060402002016 市场规模（亿元）资料来源：中国激光产业发展报告，研究所0% 0%2015 2016 2017 2018yoy 2019 2015 2017 2018 2019 2021E2020光纤激光器同比增长（%）资料来源：国际工业激光商业行情，研究所26 2.2 光纤激光器：中高功率国产化快速进行图：国内光纤激光器（100W）销售数量（台）国内企业具备成本和服务的双重优势：成本优势：激光器生产制造依赖大量熟练的技术工，难以用自动化设备完全替代，人力成本高，国内企业具备优势；14000012000000000 120%1864 200%0%0%0%0%1800006000040000200000服务优势：i.更加优质的售前和售后服务；ii.更敏锐把握下游客户需求。中高功率激光器国产化趋势继续进行：2019年中功率国产光纤激光器占比继续提升，由2018年的54.90%提升至2019年的56.74%；2019年高功率国产光纤激光器的占比大幅提高，由0%2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020E进口 国产 低功率光纤激光器国产比例2018年的34.48%提升至2019年的55.56%。资料来源： 中国激光产业发展报告 ，研究所图：国内光纤激光器（1.5KW）销售数量（台）图：国内光纤激光器（1.5KW）销售数量（台）5 43000000000 70%211000050000000 70% 60%50%40%30%20%10%60%50%40%30%20%10% 20005000 10000 0%0 0% 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020E2013 2014 20152016国产2017 2019 2020E2018进口 国产 高功率光纤激光器国产比例进口中功率光纤激光器国产比例 资料来源： 中国激光产业发展报告 ，研究所资料来源： 中国激光产业发展报告 ，研究所27 2.3 超快激光器：应用于精密加工在工业上，通常将激光分成连续波（CW）、准连续（QCW）、短脉冲（QSwitched）、超短脉冲（ModeLocked）四类：连续波以多模连续光纤激光器为代表，占据了当前工业市场的大部分份额，广泛应用于切割、焊接、熔覆等领域，具有光电转换率高、加工速度快等特点；准连续波又称长脉冲，可产生mss量级的脉冲，占空比为10，这使得脉冲光具有比连续光高十倍以上的峰值功率，对于钻孔、热处理等应用来说非常有利；短脉冲指的是ns量级的脉冲，广泛的应用于激光标刻、钻孔、医疗、激光测距、二次谐波的产生、军事等领域；超短脉冲则是我们所说的超快激光，包括达到ps、fs量级的脉冲激光。 图：不同运动过程的时间尺度表：不同类型激光器的应用领域类型输出形式 应用领域连续波连续输出 激光切割、激光焊接、激光熔覆连续输出（CW）准连续ms-us激光钻孔、热处理（QCW）短脉冲（Q-Switched）激光标刻、钻孔、医疗、激光测距、二次谐波的产生、军事应用ns超短脉冲（Mode- PS-fs精密加工、科研、医疗、军事应用Locked） 资料来源： 公开资料整理，研究所资料来源： 正天激光 ，研究所28 2.3 超快激光器：应用于精密加工表：超快激光的加工优势加工优势定义：超快激光包括飞秒激光（脉冲宽度原理）10-15s）、皮秒激光（脉冲宽度10-12s与阿秒激光；超快激光能够在极短的时间内产生极高的峰值功率，将其能量全部快速准确地集中在限定的作用区域，足以使任何材料发生电离无材料选择性特征：超快激光被誉为“冷加工”，具备五材料选择性、无材料损伤、能实现微米级加工精度的优势；超快激光的作用时间短，使能量以等离子体的形式被无材料损 迅速带走，热量来不及在材料内部扩散，有效避免了伤热传导引起的热熔融损伤与应力损伤，实现真正意义上的冷加工应用：超快激光用于追求高质量加工效果的领域，例如工业微加工、科研应用、精准医疗、航空航天等领域。实现微米 不同于长脉冲激光，超快激光有着精准的烧蚀阈值， 级加工精 适当地控制超快脉冲的能量，可以突破光束衍射极限，度实现微米级加工精度资料来源：超快激光加工技术在航空发动机制造中的应用，研究所图：超快激光的下游应用情况图：超快激光适用于追求高质量的材料加工应用下游行业应用概况手机LCD屏异形切割、手机摄像头大批量应用，应用方向更加明确，产品规格要求趋于明朗；中国超快激光企业占据有利地位工业微加 蓝宝石盖板切、玻璃摄像头盖板切工割、特殊标记的防伪炫彩打标、隐形二维码标记、FPC材料切割等对产品指标要求更高，国际激光 器供应商占据中国60%以上的科研市场份额微纳加工、多光子成像、非线性光学、抽运探测等科研应用精准医疗航空航天代替手术刀用于非常精确的外科手 精准医疗领域超快激光市场规模有望进一步扩大术、医疗美容、细胞膜融合等超快激光可用于引擎喷油嘴打扎、发动机叶片斜孔加工、航空滤网超快激光清洗等难加工材料类的高性能零部件、跨尺度效应实现高性能的零部件有望成为引领下一代集成器件制增材制造 微纳光学、生物医学、仿生器件等 备的革新技术资料来源： 前瞻网，研究所资料来源： Ofweek，研究所29 2.3 超快激光器：市场规模国内市场规模24.5亿元：2020年中国纳秒紫外激光器出货量为21000台，皮飞秒紫外激光器出货量为2100台；2015-2020年我国超快激光器市场规模由2.9亿元增长至27亿元。全球市场规模16亿美元：2016-2019年全球超快激光器市场规模由6.4亿美元增长至16亿美元。图：中国纳秒紫外激光器出货量（台
展开阅读全文