详解机械设备领域最亮的光：制造业的朝阳领域.pdf

请务必阅读正文之后的免责条款部分 守正 出奇 宁静 致远 Table_Title 工业 资本货物 制造业的朝阳领域 详解机械设备领域最亮的光 Table_Summary 报告摘要 激光设备的组成 ： 激光器（由泵浦源、增益介质和谐振腔组成）是激光设备的最核心零部件，成本占比 30-50%；其余辅助部分包括数控系统、冷却机、工装夹具、聚焦系统以及工作台等。 激光设备 ： 根据 IPG 统计，全球仅 材料加工激光设备市场空间就有 140 亿美元； 根据智研咨询统计， 2017 年我国激光设备市场规模为 486.5 亿元 （大、小功率产值比约为 6:4） ，同比增 20.95%；2010-2017 年年均复合增速为 19.78%。 激光设备企业一般有自上而下和自下而上两种成长路径， Trumf、 Coherent、百超迪 能以及大族激光是全球第一梯队企业。 激光器： 市场规模不断扩大，其中工业激光器占比最大，而光纤激光器是目前工业激光器的主要增长极。 根据 Strategies Unlimited统计 ， 2013-2017 年 （ 1） 全球激光器 市场 规模从 89.7 亿美元增加至 124.3 亿美元，年复合增长率 达到 8.5%，下游应用领域中材料加工占比最大（ 42%），工业激光器贡献了 2017 全球激光器近一半的增速 ，而新兴应用值得重视 。 （ 2） 全球工业激光器的市场规模从24.87 增加到了 43.14 美元，年均复合增速为 8.19%，其中光纤激光器占比迅 速提升，在 2017 年贡献了全球工业激光器市场近 60%的增长；下游应用领域中切割、焊接、打标占比达到 66%。 （ 3）全球光纤激光器市场规模从 8.41 亿美元增长到了 20.39 亿美元，年均复合增速约 13.49%，且预计到 2021 年还有 45%的增长；下游应用中宏观材料加工占比最大，达到 62%；目前低功率已经国产化、中功率国产化率超过 50%，高功率市场仍为外资主导。 未来发展方向： （ 1）激光器往高功率、高峰值高亮度、高简洁、模块化方向发展，开发创新定向应用；（ 2）激光设备往垂直一体化以及和自动化相融合的方向发展。 投资 建议： 激光应用是目前最具发展潜力的朝阳行业之一，符合产业升级的发展逻辑。且国内已经出现多家体量大小不一的激光器、激光设备和激光自动化企业，产业梯队已经形成，且基本完成了全产业链的覆盖。 国内企业 通过研发不断突破， 有望抓住机会实现进口替代，未来在巨大市场 需求支撑下追赶甚至超过外资。从二级市场角度，建议重点关注布局完善的激光设备龙头大族激光以及国内 走势比较 Table_ReportInfo 相关研究报告： 半年报业绩同比增 180%-210%，大幅超市场预期 -2018/07/30 关于机械行业国企改革主题选股的两条思路 -2018/07/30 Table_Author 证券分析师：刘国清 电话： 021-61372597 E-MAIL： liugqtpyzq 执业资格证书编码： S1190517040001 证券分析师：刘瑜 电话： 010-88695233 E-MAIL： liuyubjtpyzq 执业资格证书编码： S1190518010001 联系人 ：曾博文 电话： 15915703383 E-MAIL： zengbwtpyzq (27%)(18%)(9%)(0%)9%17%17/7/3117/9/3017/11/3018/1/3118/3/3118/5/31机械 沪深 300 Table_Message 2018-07-31 行业深度报告 看好 /维持 机械 行业研究报告 太平洋证券股份有限公司证券研究报告 行业深度报告 P2 制造业的朝阳领域 详解机械设备领域最亮的光 请务必阅读正文之后的免责条款部分 守正 出奇 宁静 致远 光纤激光器龙头锐科激光，同时建议关注激光设备企业华工科技和亚威股份。 风险提示： 激光应用下游需求如 3C 等大幅下滑的风险，国内厂商技术突破进度不及预期的风险等 行业深度报告 P3 制造业的朝阳领域 详解机械设备领域最亮的光 请务必阅读正文之后的免责条款部分 守正 出奇 宁静 致远 目录 1 激光产业蓬勃发展 . 5 1.1 激光设备产业链梳理：可以理解为 “ 激光器 +” 的模式 . 5 1.2 激光设备市场规模不断增长 . 8 1.3 激光设备的市场格 局 . 9 1.4 国内企业已经基本覆盖激光设备产业链 . 12 2 激光器： 从整体到工业到光纤激光器的递进分析 . 12 2.1 激光器：工业领域应用占比最大，新兴领域值得重视 . 12 2.2 工业激光器：光纤激光器渗透率快速提升，成为主要增长点 . 13 2.3 光纤激光器：中高功率逐步进口替代是必然趋势 . 15 3 激光器与激光设备的行业发展趋势 . 20 4 投资建议 . 21 5 风险提示 . 22 行业深度报告 P4 制造业的朝阳领域 详解机械设备领域最亮的光 请务必阅读正文之后的免责条款部分 守正 出奇 宁静 致远 图表目录 图表 1：激光设备产业链示意图 . 5 图表 2：国内激光产业链公司梳理 . 5 图表 3：激光器的基本结构 . 6 图表 4：不同种类激光器比较 . 7 图表 5：激光设备的基本构成 . 7 图表 6：激光加工设备应用广泛 . 8 图表 7：激光设备在机械加工应用中的渗透率不断提升 . 8 图表 8：我国激光设备行业市场规模情况 . 9 图表 9：我国激光设备出口规模情况 . 9 图表 10： TRUMF 激光设备示意图 . 10 图表 11： TRUMF 激光器示意图 . 10 图表 12：大族激光激光设备示意图 . 10 图表 13：亚威股份激光设备示意图 . 10 图表 14：全球主要激光设备公司成长路径梳理 . 11 图表 15：重点激光设备企业 2017 年营收比较（亿元，以按汇率换算） . 11 图表 16：全球激光器行业市场规模 . 12 图表 17：全球激光器行业下游应用结构 . 12 图表 18：近年工业激光器占比 . 13 图表 19： IPG 对目标下游市场结构的预测 . 13 图表 20：全球工业激光器市场空间情况 . 13 图表 21：不同种类激光器比较 . 14 图表 22：全球工业激光器不同下游占比 . 15 图表 23：光纤激光器占比不断提升 . 15 图表 24：全球光纤激光器近年市场规模 . 15 图表 25：全球光纤激光器未来市场规模预测 . 15 图表 26：全球光纤激光器近年下游应用结构 . 16 图表 27： 2017 年全球光纤激光器下游应用结构 . 16 图表 28： IPG 对光纤激光器在切割领域的市场空间预测 . 17 图表 29： IPG 对光纤激光器在金属焊接领域的市场空间预测 . 17 图表 30： IPG 对光纤激光器在金属精加工领域的市场空间预测 . 17 图表 31： IPG 对光纤激光器在不同下游应用领域的市场空间增长情况预测 . 18 图表 32：全球光纤激光器领先企业梳理 . 19 图表 33：进口 IPG 中小功率激光器价格不断下降 (万元 ) . 19 图表 34：低功率光纤激光器基本实现国产化 . 19 图表 35：中功率光纤激光器国产化率超 50% . 19 图表 36：高功率光纤激光器仍被外资垄断 . 19 行业深度报告 P5 制造业的朝阳领域 详解机械设备领域最亮的光 请务必阅读正文之后的免责条款部分 守正 出奇 宁静 致远 1 激光 产业蓬勃发展 1.1 激光 设备 产 业链梳理： 可以理解为“激光器 +”的模式 激光的应用，本质上是利用激光纯色、 准直、高亮、同向、高能量密度的特性，来进行通信、医疗美容、打标、切割、焊接以及测距等应用。 激光产业链主要可以分为上游元器件（包括激光器）、中游激光设备以及下游激光应用 ，在整个激光产业中的占比分别为 20%、 42%和 38%。 图表 1： 激光设备产业链示意图 资料来源： 产业网站 ，太平洋研究院整理 上游的激光元器件以及激光器 厂商主要包括外资的 IPG（美国）、 SPI（英国）、Coherent（美国） 、 nLight（美国） 以及国内的 锐科激光、创鑫激光 等；中游的激光设备主要 包括外资的 Trumpf（德国） 、 AMADA（日本） 、 PRIMA（ 意大利 ）以及 国内的厂大族激光、华工科技、亚威股份等。 其中中游设备公司的体量最大。 图表 2：国内激光产业链公司梳理 行业深度报告 P6 制造业的朝阳领域 详解机械设备领域最亮的光 请务必阅读正文之后的免责条款部分 守正 出奇 宁静 致远 资料来源： 2016中国激光产业发展报告 ，太平洋研究院整理 一般来说，一个激光装置必不可少的组成部件是产生激光的激光器 （占激光设备成本比例在 30-40%左右， 由于高端激光器 被外资 垄断，所以 功率越大 成本 占比越高 ，相关公司盈利能力越强 ） ，其由泵浦源 （激励介质产生电子反转） 、增益介质 （靶介质）以及谐振腔（ 使频率、相位等一致， 非必须）组成。 其中， 泵浦源及增益介质的性能决定了产生激光的均一性以及功率大小，而谐振腔的性能则决定了产生激光的方向以及相干性等。 图表 3：激光器的基本结构 行业深度报告 P7 制造业的朝阳领域 详解机械设备领域最亮的光 请务必阅读正文之后的免责条款部分 守正 出奇 宁静 致远 资料来源： 中为咨询 ，太平洋研究院整理 根据增益介质的不同，可以将激光器分为气体激光器（如 CO2激光器）、液体激光器、固体激光器（如光纤激光器）以及半导体激光器。不同类型激光器参数范围不同。 图表 4： 不同种类激光器比较 资料来源： 图解光纤激光器入门 ，太平洋研究院整理 基于各类激光器的 适用领域，分别配以 振镜 扫描系统、聚焦系统、 工作台、光束传输组件、冷却机以及数控系统等，组成各类型激光设备，简单来说可以理解为“激光器 +”的模式。 图表 5： 激光设备的基本构成 泵浦方法 振荡波长 震荡运转液体 染料 光紫外光 红外光连续、脉冲氦氖可见光 红外光连续惰性气体离子氦镉紫外光 可见光连续准分子 紫外光 脉冲C O 2 远红外光 连续、脉冲化学 化学反应 红外光 连续半导体 化合物半导体 电流紫外光 红外光连续、脉冲钕；钇铝石榴石镱；钇铝石榴石红外光钛蓝宝石紫外光 红外光光纤 铒、镱、铥 光 红外光 连续、脉冲增益介质放电气体连续、脉冲光固体行业深度报告 P8 制造业的朝阳领域 详解机械设备领域最亮的光 请务必阅读正文之后的免责条款部分 守正 出奇 宁静 致远 资料来源： 相关网站 ，太平洋研究院整理 图表 6： 激光加工设备应用广泛 资料来源： 2017中国激光产业发展报告 ，太平洋研究院整理 1.2 激光 设备 市场规模不断增长 由于激光应用相较于传统应用的先进性，再加上技术进步成本降低，激光设备的市场规模不断增长。 从全球市场来看， 以 占比最大的材料加工 行业为例，根据 IPG统计， 2017年全球 加工设备 （ Machine Tool）的市场空间大概是 780亿美元，而 其中仅 材料加工 设备 市场空间 就有 140亿美元 ，渗透率是 18%，且从 2009年开始一直保持快速增长。 下游产业 典型的激光加工设备 应用说明电子激光打标机、激光打孔机、激光切割机、激光调阻机、激光划片机等利用激光设备信息化和微加工的特点，实现在 P C B板、集成电路、太阳能、 LED 等关键部件上的激光打标、打孔、切割和焊接等工艺汽车激光切割机、激光焊接机、激光打孔机、激光热处理机等利用激光的高能量密度和数控装置相结合，实现规模化和非标准加工工艺，替代或升级传统的焊接、切割设备航天 激光焊接机等利用高功率的激光束，可解决有色金属难以焊接的难题钢铁冶金激光热处理机、激光毛化设备、激光焊接机等利用加热金属钢铁材料表面实现热处理、毛化及不同材质的拼接精密仪器激光焊接机、激光打标机、激光打孔机等利用激光的微加工特点，实现精密仪器零件的焊接、打标等工艺服装、包装等 激光打标机、激光切割机等可以加工复杂图案，相对传统的油墨喷印，更为环保，且标记更清晰、牢固行业深度报告 P9 制造业的朝阳领域 详解机械设备领域最亮的光 请务必阅读正文之后的免责条款部分 守正 出奇 宁静 致远 图表 7： 激光设备在机械加工应用中的渗透率不断提升 资料来源： IPG，太平洋研究院整理 从国内市场来看，根据智研咨询统计， 2017年我国激光设备市场规模为 486.5亿元，同比增长 20.95%； 2010-2017年，我国激光设备市场规模的年均复合增速达到了 19.78%。从目前来看，随着核心零部件国产化进一步推进，激光设备成本进一步下降，我国激光设备的渗透率还将不断提升，推动行业空间进一步长大。同时，值得注意的是， 随着技术水平不断提升，我国激光设备的出口额也快速增加， 2017年达到了 36.4亿元， 龙头大族激光等在内的国内品牌 在国际市场中逐步得到认可。 支撑未来激光设备成长的下游需求 ：在 传统领域， 打标、焊接、切割 等应用还可以继续深化； 激光还可以做一些其他 应用 ， 比如熔覆 、 3D打标、热处理、再结晶 等。同时，融合技术也是方向，激光 +机床 （比如用激光替代传统机床磨具、用激光粗加工提高玻片玻璃良率）。 图表 8： 我国激光设备行业市场规模情况 图表 9： 我国激光设备出口规模情况 资料来源： 智研咨询 ，太平洋研究院整理 资料来源： 智研 咨询 ， 太平洋研究院整理 0%7%14%21%28%35%01002003004005002010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017市场规模（亿元） 增速 0%10%20%30%40%50%08162432402010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017出口规模（亿元） 增速 行业深度报告 P10 制造业的朝阳领域 详解机械设备领域最亮的光 请务必阅读正文之后的免责条款部分 守正 出奇 宁静 致远 1.3 激光设备的市场格局 一般来说，激光设备厂商的成长可以大致分为自上而下和自下而上 （金属加工领域的设备厂商有天然的先发优势） 两条路径。 由于激光器技术壁垒较高 需要长期积累 ，自下而上的企业多通过技术引进、外延并购等实现突破；同时由于激光器盈利能力更强，自上而下的企业在激光器领域可以活得比较好，在设备端发展壮大需要很大的战略决心 ，专业领域或可成为他们布局的重点方向（比如医疗设备） 。 自下而上 以 Trumf为例， 其成立于 ，以金属手工具起家； 直到 1964年， Trumf才引入激光作为加工手段，主要用于钟表发条的精细化焊接 ；此后 Trumf又进行了加工设备的数控化升级，到 1967年，成立 20年整的 Trumf已经成为 全球金属薄板加工数控设备的龙头 （主要使用的还是外购 CO2激光器），并在后续的 20年左右时间内不断的开发新技术新应用；1985年， Trumf第一台自行开发的 CO2激光器问世， 产业链从设备向上延伸至激光器 ；此后， Trumf开展了一系列在激光器领域的收购（拓展了激光器的领域），升级了设备的性能，并把业务进一步推向全球。到目前为止， Trumf已经是全球激光设备龙头，并在激光器领域具备领先实力（比如著名光刻机企业 ASML最先进的 EUV中的紫外激光器就是 Trumf提供的）。 图表 10： Trumf激光设备示意图 图表 11： Trumf激光器示意图 资料来源： 公司官网 ，太平洋研究院整理 资料来源： 公司官网 ，太平洋研究院整理 国内的大族激光也是自下而上成长的典范。起初以激光装备起家，主要依靠 国内庞大的 3C产业链 把体量做起来，零部件 完全依靠 进口 （比如 CO2激光器与 Coherent合作、光纤激光器与 IPG合作） ；后续逐渐在 CO2激光器 以及灯泵浦 领域实现自主生产 ，数控系统完全自主完成，未来在光纤激光器领域也有望有所突破。 同样，亚威股份也正在自下而上这条路上发展。公司以金属成形机床起家，并从