【摘要：光纖激光隨著性能效率不斷提高，成本不斷降低，不斷打開(kāi)傳統(tǒng)加工行業(yè)性價(jià)比瓶頸，不斷拓展行業(yè)應(yīng)用深度和廣度，未來(lái)有望為大規(guī)模生產(chǎn)制造通用化工具。目前現(xiàn)代工業(yè)呈現(xiàn)技術(shù)指數(shù)化迭代方式，遵循摩爾定律，性能及效率不斷提高，價(jià)格不斷降低，應(yīng)用場(chǎng)景持續(xù)擴(kuò)大，規(guī)模效應(yīng)非常明顯。同時(shí)，隨著市場(chǎng)規(guī)模擴(kuò)大，逐漸出現(xiàn)成熟產(chǎn)業(yè)鏈，各自深耕產(chǎn)業(yè)鏈一個(gè)環(huán)節(jié)，持續(xù)進(jìn)行技術(shù)升級(jí)及降低成本。而光纖激光產(chǎn)業(yè)又非常符合摩爾定律及規(guī)模效應(yīng)、完整產(chǎn)業(yè)鏈等現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的特性。中國(guó)作為全球制造中心，中國(guó)光纖激光市場(chǎng)是全球單一最大應(yīng)用市場(chǎng)，擁有成熟的產(chǎn)業(yè)鏈，仍就存在的人口紅利以及中國(guó)人持續(xù)拼搏奮斗的精神，未來(lái)將主導(dǎo)全球光纖激光市場(chǎng)。由于新型冠狀病毒肺炎疫情的影響，短期內(nèi)存在受到一定沖擊的風(fēng)險(xiǎn)，但長(zhǎng)期看，新型冠狀病毒肺炎疫情不改光纖激光未來(lái)預(yù)期，光纖激光將為大規(guī)模生產(chǎn)制造通用化工具?！?
1、新型冠狀病毒及激光產(chǎn)業(yè)的影響
新型冠狀病毒自2020年1月20日鐘南山院士確認(rèn)稱新冠肺炎肯定存在人傳人以來(lái)，疫情不斷發(fā)展，受感染人數(shù)不斷增加，截至2020年2月5日，目前湖北省感染人數(shù)24377，中國(guó)感染人數(shù)16678，中國(guó)的經(jīng)濟(jì)及一定程度的世界經(jīng)濟(jì)都遭受影響。激光行業(yè)作為一個(gè)具有明顯全球化特征的行業(yè)及應(yīng)用，當(dāng)然在此疫情上亦受到較大的沖擊，一些典型的激光器及設(shè)備上市公司這幾日的股價(jià)受到明顯的波動(dòng)，國(guó)際國(guó)內(nèi)的相關(guān)股票價(jià)格變動(dòng)如下：
數(shù)據(jù)來(lái)源：wind資訊
從上表來(lái)看，IPG的生產(chǎn)基地主要在美國(guó)、德國(guó)、俄羅斯等產(chǎn)地，影響較小，股價(jià)下降3．88％；NLIGHT的模塊生產(chǎn)基地在中國(guó)上海，高功率光纖激光器的銷售市場(chǎng)主要亦在上海，故屬于生產(chǎn)和銷售皆受到疫情的影響，股價(jià)下降10.69％；銳科激光、杰普特激光兩家光源上市公司股價(jià)下降超過(guò)13％，同時(shí)，老牌激光設(shè)備上市公司大族激光、華工科技股價(jià)降幅都超過(guò)8％。
2、工業(yè)激光器的發(fā)展史
激光過(guò)去十年的復(fù)合增長(zhǎng)率超過(guò)30％，遠(yuǎn)超過(guò)制造業(yè)的平均復(fù)合增長(zhǎng)率，其得益于光纖激光器的快速發(fā)展，目前已經(jīng)是工業(yè)激光器的主要類型，占比超過(guò)50％，并且持續(xù)擴(kuò)大。與此同時(shí)先后上市了銳科激光（300747．SZ）、NLIGHT（LASR）、杰普特（688025．SH）及創(chuàng)鑫激光（已過(guò)會(huì)）等上市公司，在激光設(shè)備方面，海目星激光、光大激光亦在IPO申報(bào)審核中，此外，新起了宏山激光、迅鐳激光、邦德激光等銷售額10億級(jí)別的激光設(shè)備公司以及數(shù)百家相對(duì)規(guī)模略小的激光設(shè)備公司。
工業(yè)激光器自70年開(kāi)始應(yīng)用到工業(yè)以來(lái)，先后出現(xiàn)YAG激光器、CO2激光器及DISK（碟片）激光器，這些激光器都具有以下特征：硬光路（應(yīng)用光學(xué)鏡片進(jìn)行光的傳播）、激光器本身維護(hù)費(fèi)用高、運(yùn)營(yíng)成本高（光電轉(zhuǎn)化率低）。這些特點(diǎn)帶來(lái)應(yīng)用的一定限制：比如硬光路導(dǎo)致設(shè)備組裝要求、維修調(diào)試要求高、應(yīng)用場(chǎng)景柔性化度低，不易于現(xiàn)在工業(yè)機(jī)器人高效協(xié)作；YAG的晶體熱效應(yīng)使得其使用壽命相對(duì)較低，而且光衰較為明顯，較難大規(guī)模應(yīng)用到工業(yè)；CO2激光器光電轉(zhuǎn)化效率僅為8％左右，并且需要周期性為激光發(fā)生器填充CO2、H2等氣體，整個(gè)運(yùn)營(yíng)成本相對(duì)較高；DISK（碟片）激光器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)組裝要求較高，未形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈，導(dǎo)致激光器在通用化應(yīng)用場(chǎng)景中性價(jià)比略低。
光纖激光器自出現(xiàn)開(kāi)始就具備了獨(dú)特的技術(shù)特性：光波導(dǎo)傳輸，可以柔性化與機(jī)器人協(xié)作，適用于大規(guī)模的生產(chǎn)制造；使用壽命長(zhǎng)，目前的半導(dǎo)體激光器多經(jīng)過(guò)50000小時(shí)的循環(huán)測(cè)試，適合長(zhǎng)期不間斷生產(chǎn)；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于生產(chǎn)組裝及維護(hù)，相比于硬光路的專業(yè)精密組裝調(diào)試，光纖激光器的生產(chǎn)一般普通人員即可，生產(chǎn)組裝要求低，易于大規(guī)模生產(chǎn)制造；光電轉(zhuǎn)化效率高，目前普通的光纖激光器轉(zhuǎn)化效率一般為25－30％之間（976nm泵浦的技術(shù)方案光電轉(zhuǎn)化率則在40％以上），為CO2的3倍以上，使得運(yùn)營(yíng)成本低。
正因?yàn)楣饫w激光器其獨(dú)特的特性和優(yōu)勢(shì)，過(guò)去的十年IPG作為工業(yè)光纖激光器的第一家持續(xù)保持一個(gè)較高的增速，其中2018年達(dá)到100億人民幣左右的收入。過(guò)去五年銳科激光作為國(guó)內(nèi)的第一家亦持續(xù)保持較高增速，其中2019年預(yù)計(jì)達(dá)到20億收入左右。
單位：億元
來(lái)源：wind資訊
3、光纖激光器－摩爾定律踐行者
目前整個(gè)工業(yè)呈現(xiàn)技術(shù)指數(shù)化的迭代方式，遵循摩爾定律，性能及效率不斷提高，價(jià)格不斷降低，應(yīng)用場(chǎng)景持續(xù)擴(kuò)大，規(guī)模效應(yīng)非常明顯。同時(shí)，隨著市場(chǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，逐漸出現(xiàn)成熟的產(chǎn)業(yè)鏈，各自深耕產(chǎn)業(yè)鏈的一個(gè)環(huán)節(jié)，持續(xù)進(jìn)行技術(shù)升級(jí)及降低成本。而光纖激光器又非常符合摩爾定律及規(guī)模效應(yīng)、完整產(chǎn)業(yè)鏈等現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的特性。
3.1性能效率提高、價(jià)格不斷降低
【來(lái)源①：奔騰激光官網(wǎng)】
過(guò)去幾年內(nèi)工業(yè)應(yīng)用的激光器功率不斷提高，從最開(kāi)始的200W、500W、800W、1000W、1500W到現(xiàn)在的2000W、3000W、6000W、12000W甚至部分客戶已經(jīng)開(kāi)始使用的15000W、20000W。在一定范圍內(nèi)，激光加工效率一般隨著功率的提升呈現(xiàn)一定的非線性提高，如奔騰激光發(fā)布的20000W激光切割設(shè)備相比較15000W設(shè)備，平均加工效率提高50％以上，但是功率僅提高33％，呈現(xiàn)出隨著功率的提升，設(shè)備的效率功率提高比大于1，具體如下所示：
功率提高率＝20000W／15000W－1＝33.3％
效率提高率＝Average（55％、45％、50％、67％、60％、76％）＝58.3％
功率效率提高比＝效率提高率／功率提高率＝58.3％／33.3％＝1.75
這意味著如果售價(jià)隨著功率的提高呈現(xiàn)出線性增加的話，那么使用越高功率的產(chǎn)品，其單位價(jià)格的加工效率越高，這將會(huì)助推激光器廠商不斷提高激光器功率，直至上述功率效率提高比小于1為止，當(dāng)然實(shí)際市場(chǎng)功率還受激光器的能量密度（如20000W激光器對(duì)應(yīng)100um的輸出芯徑：能量密度為20000W／（π50um＾2）及工業(yè)電網(wǎng)負(fù)載承受等因素制約。
除了性能不斷提高之外，價(jià)格呈現(xiàn)出不斷下降的趨勢(shì)，所有的功率段產(chǎn)品均呈現(xiàn)出下降趨勢(shì)，如下圖所示2016年以來(lái)，不同功率段皆呈現(xiàn)出每年價(jià)格下降幅度在20％左右。
【來(lái)源②：Industrial LaserSolutions】
3.2成熟產(chǎn)業(yè)鏈、規(guī)模效應(yīng)及先進(jìn)技術(shù)使得成本不斷降低
隨著光纖激光器市場(chǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大、激光產(chǎn)業(yè)鏈的不斷成熟，激光器的核心器件國(guó)產(chǎn)化率不斷提高，激光器的成本不斷下降。如下圖所示，國(guó)內(nèi)典型光纖激光器企業(yè)銳科激光及創(chuàng)鑫激光自2016年以來(lái)每年的成本下降幅度均超過(guò)20％，市場(chǎng)規(guī)模的擴(kuò)大和產(chǎn)業(yè)鏈的不斷細(xì)化使得激光器的原材料材料呈現(xiàn)出不斷下降的趨勢(shì)。
銳科激光2015－2018年成本下降幅度：
創(chuàng)鑫激光2016－2019上半年成本下降幅度：
【來(lái)源③：國(guó)盛研究所、銳科激光招股書、創(chuàng)鑫激光招股書】
3.2.1產(chǎn)業(yè)鏈完善
目前國(guó)內(nèi)的光纖激光器上游的核心器件基本實(shí)現(xiàn)全國(guó)產(chǎn)化，降低了器件的成本，進(jìn)一步加速了產(chǎn)能擴(kuò)張，使得產(chǎn)品具備持續(xù)降價(jià)的潛力。
3.2.2規(guī)模化效應(yīng)
規(guī)?；侵袊?guó)制造最大的紅利，也使得目前中國(guó)作為全球制造中心的地位不斷鞏固和提高。隨著規(guī)?；?，營(yíng)業(yè)成本的各項(xiàng)子科目的邊際成本持續(xù)降低。原材料的采購(gòu)由于更大規(guī)模的采購(gòu)使得更有議價(jià)權(quán)；各類設(shè)備、場(chǎng)地的利用率得以提高從而降低各項(xiàng)折舊攤銷、場(chǎng)地、水電等費(fèi)用；更高生產(chǎn)制造利用效率從而降低產(chǎn)品的制造費(fèi)用。通過(guò)規(guī)?；瑑?yōu)化企業(yè)運(yùn)行效率，從而降低產(chǎn)品的成本。
3.2.3先進(jìn)技術(shù)
目前降低激光器成本的先進(jìn)技術(shù)主要有泵浦效率更高的976nm技術(shù)方案、更高功率的單模塊以及更高集成度的電控系統(tǒng)。
1）976nm更高泵浦效率及更短光纖
976nm比915nm泵浦的光電轉(zhuǎn)化效率提高25％以上；12kW的976nm比915nm產(chǎn)品成本低10％左右。目前行業(yè)內(nèi)主要有美國(guó)IPG、美國(guó)coherent及美國(guó)GWLASER TECH在工業(yè)終端批量使用基于976nm泵浦技術(shù)的光纖激光器。
2）單模塊更高功率
單模組1.5kw－3kw相比于多模組1.5－3kw，同等功率下兩個(gè)模塊較單模塊成本高10％左右。
此外，電路高度集成主要使得電源、主控板及相關(guān)的結(jié)構(gòu)更加優(yōu)化，從而進(jìn)一步通過(guò)技術(shù)來(lái)降低成本。
4、光纖激光器的市場(chǎng)天花板不斷打開(kāi)
據(jù)預(yù)測(cè)，到2022年，全球激光器件市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到153．8億美元，這是一個(gè)龐大的市場(chǎng)機(jī)遇。5G、光伏、新能源汽車、半導(dǎo)體等行業(yè)投資帶動(dòng)新一輪激光需求。相關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)，2025年中國(guó)激光裝備規(guī)模將超1300億元，激光器規(guī)模有望達(dá)300億以上。
4.1激光切割市場(chǎng)
【數(shù)據(jù)來(lái)源④：國(guó)家統(tǒng)計(jì)局、天風(fēng)證券研究所】
如上圖所示，光纖激光切割正在替代或?qū)⑻娲羟袡C(jī)床、等離子切割機(jī)、高壓水切割、火焰切割機(jī)及氣體／固體激光切割等傳統(tǒng)加工方案。比如，如下所示，目前激光切割綜合成本出現(xiàn)出低于等離子切割綜合成本，同時(shí)隨著設(shè)備價(jià)格的進(jìn)一步下降及激光加工工藝的進(jìn)一步優(yōu)化，其綜合性價(jià)比優(yōu)勢(shì)越發(fā)突顯。
【數(shù)據(jù)來(lái)源⑤：天風(fēng)證券研究所】
據(jù)民生證券研究所數(shù)據(jù)，激光切割機(jī)的存量替代空間超過(guò)30萬(wàn)臺(tái)如果按照50％的滲透率，有超過(guò)15萬(wàn)臺(tái)的傳統(tǒng)的沖床、等離子切割、火焰切割機(jī)、二氧化碳激光切割機(jī)將被替代成光纖激光切割機(jī)，假設(shè)按照10年的替換周期，每年的年均替代空間為1.5萬(wàn)臺(tái)。
4.2激光焊接市場(chǎng)
據(jù)觀研天下數(shù)據(jù)，我國(guó)焊接設(shè)備市場(chǎng)空間在600 億元以上，提供了巨大的替代空間。以汽車行業(yè)為例，參考Optech Consulting的研究數(shù)據(jù)來(lái)看，焊接作為整車制造四大環(huán)節(jié)之一，其占固定資產(chǎn)投資成本約為30％左右，2017年國(guó)內(nèi)整車制造固定資產(chǎn)投資額超過(guò)2500 億元，對(duì)應(yīng)的焊接環(huán)節(jié)市場(chǎng)超過(guò)750 億元，而激光焊接在汽車行業(yè)應(yīng)用范圍廣泛，如果激光焊接占比能達(dá)到20％，意味著國(guó)內(nèi)汽車行業(yè)激光焊接系統(tǒng)市場(chǎng)空間將達(dá)到150 億元，對(duì)應(yīng)激光器市場(chǎng)空間在45 億元左右，考慮到全球整車制造產(chǎn)能約為國(guó)內(nèi)的三倍，全球汽車領(lǐng)域激光焊接對(duì)激光器的年需求量即有望達(dá)到130 億元以上，再加上造船、工程機(jī)械等其他行業(yè)，激光焊接需求有望存在翻倍以上成長(zhǎng)空間。
2019年興起的手持激光焊接將焊接進(jìn)一步深化各傳統(tǒng)焊接應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)于使用激光焊接進(jìn)行替代的認(rèn)識(shí)。此外，新能源汽車動(dòng)力電池激光焊接潛力巨大。根據(jù)測(cè)算，動(dòng)力鋰電池行業(yè)2018、2019、2020年將分別擴(kuò)充產(chǎn)能83／47／113GWh，以2.5億元／GWh設(shè)備投資計(jì)算，行業(yè)總設(shè)備投資金額分別為207／118／284億元，對(duì)應(yīng)動(dòng)力電池焊接激光設(shè)備規(guī)模增量為10.3／5.9／14.2億元左右。
4.3激光熔覆市場(chǎng)
根據(jù)目前的市場(chǎng)數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)有100億的激光修復(fù)市場(chǎng)容量，但是隨著激光器的功率持續(xù)提高，效率亦隨之提高，激光器的成本持續(xù)下降，市場(chǎng)天花板有望進(jìn)一步打開(kāi)。
4.4激光清洗市場(chǎng)
據(jù)市場(chǎng)調(diào)研報(bào)告顯示，2018年，全球激光清洗市場(chǎng)的價(jià)值將達(dá)到5.89億美元，到2023年這一數(shù)值預(yù)計(jì)將達(dá)到7.24億美元。據(jù)了解，2018年以來(lái)各家激光清洗設(shè)備公司均取得了不錯(cuò)的增長(zhǎng)，保守估計(jì)其銷售額比去年增長(zhǎng)了60％以上。一方面是因?yàn)槟壳皬氖录す馇逑丛O(shè)備的企業(yè)增加，各式機(jī)器層出不窮，推動(dòng)價(jià)格下降；另一方面是一些潛在用戶在觀望了解后，在今年開(kāi)始采購(gòu)激光清洗設(shè)備。整體來(lái)看，隨著激光器效率的不斷提高，價(jià)格的不斷下降，市場(chǎng)的天花板將持續(xù)打開(kāi)。
5、中國(guó)主導(dǎo)全球范圍內(nèi)光纖激光器市場(chǎng)
中國(guó)2019年GDP近100萬(wàn)億元，為世界第二。從2011年起，中國(guó)制造業(yè)總量就已經(jīng)是穩(wěn)穩(wěn)的世界第一。據(jù)世界銀行數(shù)據(jù)，2017年，中國(guó)制造業(yè)產(chǎn)出3.59萬(wàn)億美元，超過(guò)美國(guó)2.16萬(wàn)億和德國(guó)0.76萬(wàn)億美元。中國(guó)為全球制造中心，而光纖激光產(chǎn)業(yè)作為服務(wù)于制造業(yè)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，中國(guó)光纖激光市場(chǎng)目前是全球單一最大應(yīng)用市場(chǎng)，據(jù)IPG2018年的數(shù)據(jù)，占據(jù)其全部收入的45％左右。
近幾年以來(lái)，光纖激光產(chǎn)業(yè)鏈在中國(guó)蓬勃發(fā)展，涉及光纖激光器的核心光學(xué)器件如泵浦源、有源光纖、合束器、光柵均在中國(guó)實(shí)現(xiàn)了批量化生產(chǎn)制造。光纖激光器如銳科激光、創(chuàng)鑫激光、杰普特、GWLASER TECH等企業(yè)今年來(lái)發(fā)展迅速，其中銳科激光、創(chuàng)鑫激光、杰普特先后實(shí)現(xiàn)上市或進(jìn)入上市發(fā)行狀態(tài)。激光設(shè)備商如新起的宏山激光、邦德激光、迅鐳激光及老牌的大族激光、華工激光、奔騰激光等均發(fā)展迅速，快速增長(zhǎng)。
此外，光纖激光器及核心部件泵浦源的生產(chǎn)皆為勞動(dòng)密集型生產(chǎn)，中國(guó)作為全球第一大人口國(guó)，有著充足的生產(chǎn)工人。其單位時(shí)間的費(fèi)用僅為歐美國(guó)家的十分一左右，相比而言，歐美廠商的組裝成本較明顯高出國(guó)內(nèi)企業(yè)。人口紅利的突出優(yōu)勢(shì)從而降低產(chǎn)品的制造成本，提高產(chǎn)品在全球中的競(jìng)爭(zhēng)力。
中國(guó)自古以來(lái)就是一個(gè)勤勞、奮進(jìn)的民族，而新一代人接受更加優(yōu)質(zhì)的高等教育，掌握更豐富的知識(shí)及技術(shù)，除此之外，在中國(guó)北京、上海、深圳等一二線城市中有數(shù)千萬(wàn)人的擁有改變自己命運(yùn)的心并且付諸到每一天的行動(dòng)中去，才有了網(wǎng)上流行的996工作制。而也正是因?yàn)楣饫w激光行業(yè)有這樣的一群人，將光纖激光行業(yè)從無(wú)到有，從小到大，到現(xiàn)在已經(jīng)有十多家企業(yè)在國(guó)內(nèi)創(chuàng)業(yè)板、主板、科創(chuàng)板等板塊上市，未來(lái)還繼續(xù)有新的優(yōu)秀企業(yè)出現(xiàn)，部分未來(lái)將成長(zhǎng)為世界級(jí)企業(yè)。
結(jié)論：疫情不改光纖激光預(yù)期，長(zhǎng)期看好光纖激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展
光纖激光隨著性能效率的不斷提高，成本的不斷降低，不斷打開(kāi)傳統(tǒng)加工行業(yè)的性價(jià)比瓶頸，不斷拓展行業(yè)應(yīng)用的深度和廣度，未來(lái)有望作為大規(guī)模生產(chǎn)制造通用化工具。目前現(xiàn)代工業(yè)呈現(xiàn)技術(shù)指數(shù)化的迭代方式，遵循摩爾定律，性能及效率不斷提高，價(jià)格不斷降低，應(yīng)用場(chǎng)景持續(xù)擴(kuò)大，規(guī)模效應(yīng)非常明顯。同時(shí)，隨著市場(chǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，逐漸出現(xiàn)成熟的產(chǎn)業(yè)鏈，各自深耕產(chǎn)業(yè)鏈的一個(gè)環(huán)節(jié)，持續(xù)進(jìn)行技術(shù)升級(jí)及降低成本。而光纖激光產(chǎn)業(yè)又非常符合摩爾定律及規(guī)模效應(yīng)、完整產(chǎn)業(yè)鏈等現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的特性。
中國(guó)作為全球制造中心，中國(guó)光纖激光市場(chǎng)是全球單一最大應(yīng)用市場(chǎng)，擁有成熟的產(chǎn)業(yè)鏈，仍就存在的人口紅利以及中國(guó)人持續(xù)拼搏奮斗的精神，未來(lái)將主導(dǎo)全球光纖激光市場(chǎng)。由于新型冠狀病毒肺炎疫情的影響，短期內(nèi)存在受到一定沖擊的風(fēng)險(xiǎn)，但長(zhǎng)期看，新型冠狀病毒肺炎疫情不改光纖激光未來(lái)預(yù)期，光纖激光將為大規(guī)模生產(chǎn)制造通用化工具。
附注：
① 奔騰激光官方資訊－《激光加工高鐵時(shí)代，奔騰激光20KW設(shè)備客戶使用報(bào)告新鮮出爐》
② BO GU－Bos Photonics－IndustrialLaser Solution：2019年中國(guó)工業(yè)激光市場(chǎng)分析及未來(lái)趨勢(shì)解讀
③ 國(guó)盛證券研究所研究報(bào)告：總瓦數(shù)口徑測(cè)算激光器降本幅度
④ 天風(fēng)證券研究所研究報(bào)告：激光器專題，光纖激光器的切割與焊接市場(chǎng)空間深度探討
⑤ 天風(fēng)證券研究所研究報(bào)告：激光器專題，光纖激光器的切割與焊接市場(chǎng)空間深度探討
轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。
相關(guān)文章
熱門資訊
精彩導(dǎo)讀
關(guān)注我們
