激光器是激光產業鏈的核心,作為激光加工設備價值量的大頭(價值量占比40%),其價格變動對激光加工設備成本降低、經濟性增強的推動作用較為明顯。
激光器行業概覽
激光產業鏈上游主要包括光學材料及元器件,中游主要為各種激光器及其配套設備,下游則以激光應用產品、消費產品、儀器設備為主。
激光器位于激光產業鏈的核心中樞位置,作為終端設備的核心光學系統,激光器的性能可以直接決定激光設備輸出光束的質量和功率,是下游激光設備最核心的部件。
目前,激光產品和服務已經遍布全球,滲透到各行各業,形成了較為完備的產業鏈分布。
激光器是利用受激輻射方法產生可見光或不可見光的器件,其構造復雜、技術壁壘較高,是大量光學材料和元器件組成的綜合系統。
按照增益介質的不同,激光器可分為氣體激光器、半導體激光器、光纖激光器和固體激光器。
從結構上來看,當前市場份額最大的是光纖激光器,因其輸出激光光束質量好、能量密度高、電光效率高、使用方便、可加工材料范圍廣、綜合運行成本低等諸多優勢,市場份額由40.8%穩步上升至53%并趨于穩定;固體激光器銷售占比16.7%;氣體激光器銷售占比15.6%;直接半導體/準分子激光器銷售占比15.0%。
光纖激光器
光纖激光器憑借其優異的性能與低維護成本等特性成為市場上的主流激光器,發展潛力較大。
根據《2022中國激光產業發展報告》數據顯示,我國光纖激光器市場從2015年的40.7億元增長至2021年的124.8億元。
目前我國低、中、高功率光纖激光器國產化都已超過半數。從細分市場結構看,國產低功率光纖激光器技術成熟、成本較低,國產100W及以下低功率光纖激光器國產化率99.01%,已經基本實現國產替代。
從行業格局來看,根據Laser Focus World數據,2021年,IPG、銳科激光、創鑫激光在中國光纖激光器市場份額分別為28.1%、27.3%、18.3%,三者合計市場份額超過70%,市場集中度較高。
在行業價格競爭較為激烈的情況下,龍頭企業依舊保持了高份額,行業集中度高,具有較強的規模效應。
其中,銳科激光是內資龍頭,在我國光纖激光器市場中的份額從2015年的7.7%提升至2021年的27.3%,與第一名IPG(28.1%)的占有率基本持平,較第三名創鑫激光領先9.0pp,實現了對進口品牌的快速替代,并較其他內資品牌建立了更顯著的占有率,有望充分受益于行業需求復蘇及競爭趨緩。
資料來源:《中國激光產業發展報告》
半導體激光器
在各類激光器中,半導體激光器擁有最佳的能量轉化效率,(直接應用的高功率半導體激光元器件的電光轉換效率最高可達到60-70%),可以作為光纖激光器、固體激光器等多種光泵浦激光器的核心泵浦源使用,并推動光纖激光及固體激光技術的迅速發展。
半導體激光器通過多層量子阱結構實現發光:
半導體激光器市場規模穩步提升,科研及軍事類應用市場規模未來增長潛力較大。
功率半導體激光器既可用作高能激光武器泵浦光源,又能作為直接光源應用在激光探測、對抗、無線傳能、衛星發射、太空碎片清理和激光點火等領域。
據Laser Focus World的數據,全球半導體激光器市場規模在2021年達到79.46億美元。
我國激光技術的起步雖然與國外基本同步,但是產業化進程較慢,國內半導體激光器國產化率僅為 5%,海外廠商仍處主導、領先地位。
尤其在半導體激光芯片制造等核心技術領域較國外發達國家落后,因此造成了我國激光產業結構的不均衡,中低端工業激光器相對能夠自給自足,但是高端激光器則需要從國外進口,而半導體激光芯片作為工業激光器的核心器件,仍嚴重依賴進口。
聯創光電與九院十所合作設立中久激光,主要經營產品為激光武器核心泵浦源、整機等,廣泛應用于國內軍工單位配套的星、箭、彈、船、機等軍用裝備領域。
半導體激光芯片的國產化率仍處于較低水平。我國激光芯片產業參與廠商主要有長光華芯、華光光電、武漢銳晶、瑞波光電、縱慧芯光(VCSEL)等,芯片封裝領域的代表公司有炬光科技、凱普林、星漢激光等。
半導體激光器產業鏈:
資料來源:炬光科技
伴隨國產化、價格戰帶動激光器降價,其較高的價值量占比助推下游激光設備成本降低,設備經濟性增強,進而將推動設備降價、刺激設備銷量提升。
激光器設備
從功能上劃分,激光器設備可以分為激光焊接機、激光雕刻機、激光切割機及其他激光加工設備等。
從功率上劃分,一般將平均功率在100w以下的激光器稱為低功率激光器,100~1000w為中功率激光器,1000w以上的為高功率激光器。
其中,使用小功率激光器的設備主要用于電子、陶瓷、玻璃等輕工業制造,而使用高功率的激光器設備一般用于鈑金加工、大型機械制造、石油化工、船舶制造等重型設備的制造。
我國激光加工設備商競爭格局比較分散。我國從事激光加工設備生產銷售的的上市公司包括大族激光、華工科技、宏石激光、海目星、聯贏激光、帝爾激光和德龍激光等。
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