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激光行業深度研究報告:行業成長與破局

來源:廣發證券,孫柏陽、代川2021-05-24 我要評論(0 )   

一、激光行業(ye) :以激光器為(wei) 核心,全產(chan) 業(ye) 鏈協同發展作為(wei) 20世紀四大發明之一,激光具有廣闊的應用場景。激光是通過人工方式,用光 或放電等強能量激發特定的物質而產(chan) 生的光...

一、激光行業(ye) :以激光器為(wei) 核心,全產(chan) 業(ye) 鏈協同發展

作為(wei) 20世紀四大發明之一,激光具有廣闊的應用場景。激光是通過人工方式,用光 或放電等強能量激發特定的物質而產(chan) 生的光。原子中的電子吸收能量後從(cong) 低能級躍 遷到高能級,再從(cong) 高能級回落到低能級時,釋放的能量以光子形式放出,產(chan) 生準直、 單色、相幹的定向光束。由於(yu) 激光具有完全不同於(yu) 普通光的性質,很快被廣泛應用 於(yu) 工業(ye) 生產(chan) 、通訊、信息處理、醫療衛生、軍(jun) 事、文化教育以及科研等各個(ge) 領域。

製造業(ye) 複蘇浪潮下,我國激光行業(ye) 發展前景良好。當前我國製造業(ye) 生產(chan) 效率與(yu) 製造 強國差距還較大。從(cong) 人均產(chan) 值看2020年我國製造業(ye) 人均 產(chan) 值為(wei) 144萬(wan) 元/人,同期美國和韓國分別為(wei) 325、269萬(wan) 元。疊加人口紅利消失、勞 動力成本抬高的剪刀差效應,這一輪製造業(ye) 上行周期將著力解決(jue) 效率不足的問題, 核心邏輯是用機器替代人力,提高機器使用率和自動化程度。我國先進製造業(ye) 將實 現加速發展,激光行業(ye) 潛在的替代空間廣闊。

受益於(yu) 製造業(ye) 投資的回升,2020年度,80%的激光上市公司收入保持增長。其中增 速較高的公司,例如賽騰股份、帝爾激光與(yu) 柏楚電子等,都是偏應用層麵的,為(wei) 客 戶提供解決(jue) 方案,直接受益於(yu) 下遊擴產(chan) 或技術路演的改變。

激光器是激光設備的核心部件。激光器的主要原材料為(wei) 激光晶體(ti) 、芯片、特種光纖 等激光材料和元器件,因此產(chan) 業(ye) 鏈上遊為(wei) 光學材料、光學元器件、數控係統等製造 商。激光器組裝成激光設備後可以完成多種激光加工工作,例如打標、切割、焊接、 清洗和熔覆等,應用服務麵非常廣泛,包括汽車、鋼鐵、石油、造船、航空航天等 多個(ge) 領域。既可用於(yu) 傳(chuan) 統加工行業(ye) ,又可進軍(jun) 高新技術行業(ye) ,為(wei) 光伏電池、鋰電池 等新能源技術的實現提供支撐。

(一)元器件向下垂直整合,控製係統龍頭地位突出

光學部件由海外巨頭壟斷,其餘(yu) 部件市場供應充足。激光器的直接材料在其生產(chan) 成本構成中占比較高,對激光器的生產(chan) 有較大影響。上遊行業(ye) 中,光學部件行業(ye) 集中 度較高,生產(chan) 的核心技術主要由OSRAM、JDSU、Dilas等海外龍頭掌握。由於(yu) 光學 部件的廠商對技術的控製極大影響其下遊激光器和激光設備產(chan) 品的質量,目前光學 部件主要從(cong) 國外進口,國外廠商競爭(zheng) 格局較好。而機械部件、電控部件、氣動部件 等原材料準入門檻低,技術性較弱,行業(ye) 競爭(zheng) 較為(wei) 充分。

部分本土激光器廠商完成向上整合,打通中上遊產(chan) 業(ye) 鏈。以銳科激光、創鑫激光為(wei) 代表的國內(nei) 激光器領先企業(ye) 通過持續專(zhuan) 研、整合產(chan) 業(ye) 鏈資源等方式,已實現部分關(guan) 鍵元器件的自主配套生產(chan) 。目前,銳科實現了增益光纖、泵浦源、 合束器、光纖光柵和傳(chuan) 輸光纜的部分或全部自產(chan) 。中上遊的打通降低了本土激光器 廠商對於(yu) 進口元器件的依賴度。

在數控係統領域,柏楚電子市占率國內(nei) 企業(ye) 第一。在中低功率市場領域,國產(chan) 激光運動控製係統已占據主導地位,而柏楚電子在中低功率市占率60%, 其產(chan) 品在穩定性、可靠性、精度、速度、易用性等方麵占優(you) 。在高功率激光切割係 統控製領域,國際廠商占據優(you) 勢,主要知名企業(ye) 包括德國倍福、德國PA、西門子等, 柏楚高功率產(chan) 品的技術指標和使用性能為(wei) 國內(nei) 領先水平。18年公司在國內(nei) 高功率激 光切割控製係統領域的市場占有率約9%。考慮到19年和20年公司總線係統銷售數量 分別增長319%和212%,我們(men) 預計公司20年高功率係統市占率有望超過20%。

(二)光纖激光器是主流,國產(chan) 替代趨勢明顯

激光器是激光的發生裝置,其中最重要的光學係統有三大功能部件。激勵源(泵浦 源):用於(yu) 將增益物質中的粒子從(cong) 基態能級提升到激發態能級,提供光源;工作介 質(增益物質):吸收泵浦源提供的能量後將光放大;諧振腔:泵浦光源與(yu) 增益介 質之間的回路,通過兩(liang) 個(ge) 鏡麵間的不斷反射,控製激光輸出。

光纖激光器是目前的主流激光器。按照增益介質的不同,激光器主要可以分為(wei) 液體(ti) 、 氣體(ti) 、固體(ti) 激光器,其中YAG固體(ti) 激光器、CO2激光器先後占據主流。從(cong) 90年代後 期開始,光纖激光器逐漸成為(wei) 激光產(chan) 業(ye) 研究和應用的主流,在激光器市場銷售占比 從(cong) 2009年的14%增長到2018年的52%。

光纖激光器的主流地位源自其光電效率高、光束質量好。光纖激光器是指用摻稀土 元素玻璃光纖作為(wei) 增益介質的激光器,典型的光纖激光器光學係統由泵浦源、增益 光纖、光纖光柵、信號/泵浦合束器及激光傳(chuan) 輸光纜等光學器件材料通過熔接形成全 光纖激光器。光纖激光器與(yu) 其它激光器相比,具有光電轉換效率高、結構簡單、光 束質量好等特點。

光纖激光器市場規模持續提升,中國成為(wei) 全球最大市場。場銷售收入已經達到全球的45%,是全球最大的銷售市場。2020年國內(nei) 光纖器市場 規模達94.2億(yi) 元,同比增長14%,中國市場進一步擴張。受到匯率波動、貿易戰、 國產(chan) 化替代和價(jia) 格戰等因素影響,2019年IPG在中國這一最大市場上的營收同比下 降了21.9%,2020年也僅(jin) 同比增長2.11%,而國產(chan) 6kW以上的激光器開始逐步參與(yu) 競爭(zheng) 。巨大的國內(nei) 市場和海外企業(ye) 優(you) 勢的削弱,為(wei) 國產(chan) 替代創造機遇。

低功率光纖激光器基本實現國產(chan) 替代,競爭(zheng) 轉向中高功率產(chan) 品段。光纖激光器按照 激光燈工作模式,主要分為(wei) 脈衝(chong) 光纖激光器和連續光纖激光器,按輸出激光功率大 小可分為(wei) 低、中、高三檔。在低功率光纖激光器上,近年來國產(chan) 品牌出貨迅猛,出 貨量從(cong) 2013年的1.3萬(wan) 台上升至2019年的12萬(wan) 台,CAGR超過45%。市占率在2019 年達到99%,基本完成國產(chan) 替代。

在中高功率光纖激光器上,技術不斷成熟推動國產(chan) 率提升。2013-2019年中功率光 纖激光器市場出貨量保持15%以上增長,國產(chan) 市占率持續提升,2019年達到56.7%。 2019年高功率產(chan) 品國產(chan) 出貨量近4000台,國產(chan) 化率達到56%,主要得益於(yu) 國內(nei) 以銳 科和創鑫為(wei) 代表的廠商在3-6KW功率產(chan) 品上的技術成熟與(yu) 產(chan) 能提升。

(三)激光加工應用多元化,工業(ye) 領域需求旺盛

激光加工優(you) 勢突出,已成一門重要製造工藝。激光加工是利用高強度的激光束,經 光學係統聚焦後,通過激光束與(yu) 加工工件的相對運動來實現對工件的加工,對材料 進行打孔、切割、焊接、熔覆等。相對於(yu) 傳(chuan) 統加工工藝,激光加工具有適用對象廣、 材料變形小、加工精度高、低能耗、汙染小、非接觸式加工、自動化加工等優(you) 點, 目前已成為(wei) 一種新型製造技術和手段。

激光加工對傳(chuan) 統加工的加速替代,使得激光設備市場規模迅速擴大。激光加工作為(wei) 能夠在多領域替代傳(chuan) 統機械加工的新型加工技術,在加工材料的材質、形狀、尺寸 和加工環境等方麵有著較大的自由度,能夠較好地解決(jue) 不同材料的加工、成型和精 煉等技術問題,目前已經在汽車、電子、航空航天、機械、冶金、鐵路、船舶等領 域越來越多地取代傳(chuan) 統製造技術。這一替代效應使得2010-2018年我國激光設備市 場經曆了持續的高速增長,增速長期位於(yu) 20%以上的高位,總銷售收入在2018年達 到605億(yi) 元。2019年增速略有放緩,2020年達到692億(yi) 元。

激光技術的日漸成熟,使其應用場景不斷擴寬。近年來,由於(yu) 激光加工獨特的柔性 和生產(chan) 效率,精密激光製造和服務技術日益成熟。激光加工設備應用範圍從(cong) 傳(chuan) 統的 大型製造業(ye) ,如汽車、電子、航空航天行業(ye) ,逐漸深化到精密加工製造行業(ye) ,如汽 車輕量化、動力電池、OLED、消費電子脆性材料等。

工業(ye) 應用是激光加工的主要方向。就全球市場而言,2019年全球激光器最大應用市 場為(wei) 激光材料加工與(yu) 光刻市場,銷售收入達60.3億(yi) 美元,占激光器總銷售收入的 40.6%,其次是通信和光存儲(chu) 市場,銷售額39.8億(yi) 美元,占比27.1%。隨後分別是科研與(yu) 軍(jun) 事、醫療與(yu) 美容等市場。就中國市場而言,2020年我國工業(ye) 領域激光設備銷 售收入達到432.1億(yi) 元,占國內(nei) 激光設備總收入的65.8%。信息領域激光設備占比居 第二,銷售收入約152.2億(yi) 元,僅(jin) 為(wei) 工業(ye) 領域收入的1/3左右。

切割和焊接在工業(ye) 激光設備中占比較大,重要性日益提升。激光切割、激光打標和 激光焊接並稱激光加工技術的三駕馬車,是近年來激光在工業(ye) 領域較為(wei) 成熟和廣泛 的應用,2019年在我國工業(ye) 激光設備中的占比分別為(wei) 39%、19%、12%,合計達70%。 激光打標應用最早,技術最成熟,近年來份額快速下滑,而切割與(yu) 焊接則份額提升。 激光切割工作台規格較少,具備相對標準的特征。激光焊接發展時間短,工藝難度 大於(yu) 切割和打標,標準化程度低,自動化設計難度大。

二、新應用亟待爆發,激光器下遊空間廣闊

(一)切割:中低功率替代傳(chuan) 統工藝,高功率滲透中厚板市場

激光切割性能好,引發金屬加工業(ye) 技術革命。激光切割是利用激光束高功率密度的 性質,將激光匯聚到很小的光點上並照射工件,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(yu) 光束同軸的高速氣流吹除熔融物質,從(cong) 而將工件割開。 和傳(chuan) 統切割工藝相比,激光切割具有切割速度快、表麵光滑美觀、工件變形小、無 工具磨損、清潔汙染小等優(you) 勢,可用於(yu) 加工多種材料,如金屬、塑料、玻璃皮革、 木材、纖維等。激光切割因其適用材料範圍廣、加工精度高的特質,尤其適合於(yu) 汽 車車身厚薄板、汽車零件、鋰電池、心髒起搏器、密封繼電器等密封器件以及各種 不允許焊接汙染和變形的器件的精細加工。

高功率激光器的普及,使得激光切割設備不斷突破厚度極限。2015年以前,高功率 激光器在我國產(chan) 銷量極低,激光切割在應用上長期存在厚度的限製。傳(chuan) 統上認為(wei) 火 焰切割能切割的板材厚度範圍最廣,在50mm以上速度優(you) 勢明顯,適合於(yu) 精度要求 不高的厚板和特厚板加工;等離子切割在30-50mm區間速度優(you) 勢明顯,不適於(yu) 加工 特別薄的板材(<2mm);而激光切割多使用千瓦級激光器,在10mm以下速度和 精度優(you) 勢明顯。近年來,隨著高功率激光器的逐漸普及,激光切割設備開始逐漸向 中厚板市場滲透。

伴隨功率提高,設備的可切割厚度和效率齊升。據創鑫激光官網,2萬(wan) 瓦激光切割機 將碳鋼和不鏽鋼的最優(you) 切割厚度分別突破至50mm和40mm。考慮到鋼板一般按厚度 分為(wei) 薄板(<4mm)、中板(4-20mm)、厚板(20-60mm)、特厚板(>60mm), 萬(wan) 瓦級設備已能完成對於(yu) 中薄板和絕大部分厚板的切割工作,激光切割設備的應用 場景不斷向中厚板領域延伸。除了提高切割材料厚度上限外,激光器高功率化還使 得切割效率不斷提升。例如在50mm碳鋼切割上,3萬(wan) 瓦激光切割機效率較2萬(wan) 瓦切 割機效率可提高88%。

率激光切割機(2kW)10萬(wan) 元。雖然購入成本更加昂貴,但激光切割機可以憑借高 生產(chan) 效率攤薄固定成本,通過高良率節約物料、人工成本,並且無需後續矯直、打 磨等,後處理工序減少,以此抵消高額的投資成本,其投資回報周期在2年以內(nei) 。

在中厚板切割行業(ye) ,切割30mm中厚板的數控機床的平均單價(jia) 為(wei) 100萬(wan) 元/台,其性能 對應一台140萬(wan) 元的高功率激光切割機(12kW)。同樣由於(yu) 更高質量的切割成果和 更低的損耗,使用激光切割機後每年可新增收入15-75萬(wan) 元。切割市場行情高漲時, 一年即可收回初期多投入的40萬(wan) 元購置成本。

有效的性能替代和價(jia) 格替代下,激光切割設備加速侵吞傳(chuan) 統切割市場。2013年我國 金屬切削機床銷量為(wei) 72.90萬(wan) 台,同年激光切割設備剛剛起步,銷量僅(jin) 有0.27萬(wan) 台。 6年間金屬切削機床銷量呈下跌趨勢,而激光切割設備則加速增長。到2020年,金 屬切削機床銷量降至44.60萬(wan) 台,激光切割設備銷量升至5.50萬(wan) 台。金屬切削機床銷 量對激光切割設備的比值從(cong) 2013年的270迅速下滑至2020年的8。

薄板切割的激光替代基本完成,高功率中厚板切割成長迅速。從(cong) 2015-2019年鋼板 庫存(重量)情況看,薄板、中板、厚板和中厚板的占比分別為(wei) 6%、43%、37%、 14%。可以近似地認為(wei) 我國售出的金屬切削機床中有6%用於(yu) 薄板切割,可由中低功 率激光切割設備(<2kW)進行替代;有80%用於(yu) 中厚板切割,可由高功率激光切 割設備(>2kW)替代。在國家統計局提供的金屬切削機床銷量基礎上,我們(men) 測算出用於(yu) 薄板和中厚板切割的傳(chuan) 統機床銷量,並分別與(yu) 中低功率和高功率激光切割設 備銷量對比,觀察薄板和中厚板切割領域激光設備的替代情況。

根據我們(men) 的測算結果,在薄板切割領域,中低功率激光切割機已基本完成對傳(chuan) 統機 床的替代。薄板切削機床與(yu) 中低功率激光切割機的比值從(cong) 2013年的39.76下降至 2020年的0.64。目前,中低功率激光切割機銷量已實現反超,薄板切割工作基本上 均已采用激光加工工藝。

而在中厚板切割領域,高功率激光切割機的替代也在逐漸加速。2013年,每賣出365 台中厚板傳(chuan) 統切削機床才能賣出1台對應性能的激光切割機。2020年,高功率激光 切割機對中厚板切割市場的替代份額迅速上升至1/27。從(cong) 迅速成長的替代份額看, 高功率激光切割機有望複製中低功率激光切割機在薄板切割中的擴張路徑,打開中 厚板切割的廣闊市場。

整體(ti) 上激光切割設備對傳(chuan) 統數控機床替代程度有加深的趨勢,在薄板和中厚板切割 領域,替代效應的強弱略有差距。接下來,我們(men) 希望就薄板切割和中厚板切割兩(liang) 個(ge) 細分市場,測算未來三年中低功率和高功率激光切割機的更新替代需求,並以此作 為(wei) 激光切割市場空間的保守估計。

1.中低功率激光切割機更新替代需求測算

已淘汰的薄板切削機床和中低功率激光切割機都會(hui) 釋放相應更新需求,為(wei) 未來中低 功率激光切割機市場容量的重要組成部分。在更新替代需求測算上,遵循如下假設:

(1)由於(yu) 薄板切削機床與(yu) 中功率激光切割機的比值近幾年來呈不斷下降的趨勢, 2020年降至0.64。認為(wei) 未來三年薄板激光切割勢頭不減,該比值每年以0.05的速度 勻速下降。並且,舊薄板切削機床所釋放的更新需求按這一比值在新傳(chuan) 統切割機和 激光切割機之間分配。

(2)激光切割機平均每3-5年更新一次。傳(chuan) 統切割機更新年 限更長,一般為(wei) 8-10年。

(3)更新需求釋放係數為(wei) 0.5。

從(cong) 測算結果看,2021-2023年中低功率激光切割機的更新替代需求分別達到5.11、 5.83和6.52萬(wan) 台(CAGR=13.66%),僅(jin) 這一需求就創造了可觀的市場容量。2015 年以來,更新需求呈不斷上漲的趨勢,其中替代需求的貢獻度維持在70%以上。對 比中低功率激光切割機更新需求與(yu) 銷量,發現銷量增長主要由對已達到使用年限的 傳(chuan) 統切割設備的替代所驅動。

2.高功率激光切割機更新替代需求測算

高功率激光切割機更新需求除來自本身已淘汰的存量設備外,還來自舊的中厚板切 削機床。2020年中厚板切削機床銷量與(yu) 高功率激光切割機銷量的比值為(wei) 27.45,若比 值下降趨勢不變,可以合理假設該比值此後每年以5.00的速度勻速下降。其餘(yu) 假設 與(yu) 測算中功率激光切割機更新替代需求時所用的假設一致。

從(cong) 測算結果看,2021-2023年高功率激光切割機的更新替代需求分別達到1.64、2.11 和2.92萬(wan) 台(CAGR=30.06%),將推動銷量的不斷上漲。替代需求的高占比表明, 對舊傳(chuan) 統加工設備的更新是高功率激光切割設備市場需求增長的主要因素。

2021-2023年,激光切割機更新替代需求可分別達到6.75、7.94和9.44萬(wan) 台(CAGR= 17.95%)。中功率激光切割機的平均單價(jia) 為(wei) 20萬(wan) 元,高功率平均單價(jia) 為(wei) 60萬(wan) 元,在 此基礎上所測算出的未來三年更新市場規模可分別達到200.47、242.97和305.58億(yi) 元,CAGR為(wei) 21.97%。在更新替代效應的作用下,激光切割機銷量還將維持中高速 增長,激光切割市場不斷擴容,為(wei) 其上遊激光器行業(ye) 創造巨大需求空間。

(二)焊接:低端手持焊性價(jia) 比高,高端加工細分市場多點開花

激光焊接性能卓越,是高端精密製造的主流選擇。激光焊接利用高能量密度的激光 束輻射加熱工件表麵,表麵熱量經由熱傳(chuan) 導向內(nei) 部擴散,通過控製激光脈衝(chong) 的寬度、 能量、峰值功率和重複頻率等參數,使工件熔化,形成特定的熔池。作為(wei) 一種現代 焊接技術,激光焊接具有熔深大、速度快、變形小、對焊接環境要求不高、功率密 度大等優(you) 勢,不受磁場的影響,不局限於(yu) 導電材料,不需要真空的工作條件,焊接 過程中不產(chan) 生X射線,因此被廣泛應用於(yu) 高端精密製造領域,尤其是動力電池、新能 源汽車和3C消費電子行業(ye) 。

激光焊接設備在各細分領域滲透率提升,市場規模逐年攀升。2013-2018年,受益 於(yu) 激光技術進步和激光器價(jia) 格下降,激光焊接設備在各行業(ye) 滲透率不斷提高,疊加 下遊新能源汽車、鋰電池、顯示麵板,手機消費電子等領域需求旺盛,國內(nei) 激光焊 接設備市場規模快速增長,年複合增長率高達41.53%。2019年我國宏觀經濟壓力加 大,受中美貿易摩擦、新能源汽車補貼退坡、消費電子周期等影響,焊接設備市場 規模增速放緩。此次製造業(ye) 處於(yu) 上行周期,下遊多個(ge) 重要領域回暖,激光焊接市場 有望出現向上拐點。

在低端加工市場以性價(jia) 比取勝,高端製造上突破傳(chuan) 統焊接工藝局限。激光焊接在低 端和高端加工市場上均有廣泛應用。其中,在低端市場的主要產(chan) 品為(wei) 手持激光焊, 機器小巧、操作方便,可以實現複雜不規則的焊接工序,主要用於(yu) 焊接3mm以下金 屬和非金屬的板材,應用領域為(wei) 鈑金、廚具、衛浴、五金等輕工行業(ye) 。在高端市場 上滿足下遊廠商對於(yu) 自動化、安全性、精密性、產(chan) 品良率、加工效率等的需求,具 有傳(chuan) 統焊接工藝無法企及的焊接效果,多用於(yu) 動力電池、汽車、消費電子行業(ye) 。

高焊接效率,低人力成本,手持激光焊經濟效益顯現。從(cong) 采購成本看,一台手持激 光焊約為(wei) 3萬(wan) 元,是一台傳(chuan) 統電弧焊的10倍有餘(yu) 。但激光焊的焊接效率約為(wei) 電弧焊的 3倍,若項目產(chan) 能需要3台電弧焊,則1台激光焊就可以滿足全部工作量,所需要的勞 動力數量也為(wei) 傳(chuan) 統工藝下的1/3,可以極大節省人力成本。以一個(ge) 需要3台電弧焊(對 應1台激光焊)的項目為(wei) 例,采用激光焊可使年均總成本下降7.4萬(wan) 元,經濟效益顯 著。此外,激光焊能量損失小,滿足節能環保要求,在焊接效果及接頭質量上也表 現更優(you) 。

在手持激光焊市場空間測算上,認為(wei) 替代效應是該市場擴張的核心因素。從(cong) 設備特 性和下遊應用看,手持激光焊主要占據的是傳(chuan) 統氬弧焊的市場份額。我們(men) 測算未來 10年手持激光焊對氬弧焊的替代規模,並采用如下假設:

(1)根據中國電焊機行業(ye) 協會(hui) ,主要企業(ye) 電焊機產(chan) 銷基本平衡,我們(men) 用電焊機產(chan) 量 近似替代銷量,並假定未來10年,電焊機產(chan) 銷增速維持2015-2019年的複合增速不 變,為(wei) 13.53%。這一處理的目的主要在於(yu) 剔除2020年疫情期間電焊機產(chan) 銷短期異常 值的影響。

(2)氬弧焊機在電焊機銷售中的占比維持當前水平不變,為(wei) 5.6%。

(3)根據草根調研數據,2020年約有10%的氬弧焊被激光焊所替代,並假設未來 替代比率以每年0.5pct的速度提高。

(4)目前一台激光焊平均單價(jia) 為(wei) 3萬(wan) 元。由於(yu) 激光器單價(jia) 下降與(yu) 手持激光焊工藝日 趨成熟,預計未來激光焊單價(jia) 以每年5%的速度下降。

從(cong) 測算結果看,到2025年,手持激光焊的市場規模可以達到33.06億(yi) 元,2030年達 到57.91億(yi) 元。2019至2025年,市場規模複合增速為(wei) 14.91%;2025-2030年,增速 為(wei) 11.86%。目前,手持激光焊所使用的激光器多在1-3kW,這一市場的增長將為(wei) 中 低功率激光器創造可觀的下遊需求,銳科激光等國內(nei) 激光器企業(ye) 可以在這一領域實 現收入的快速提升。

和激光切割相比,激光焊接標準化程度更低,通用性差。由於(yu) 焊接工件種類繁多, 焊接材料及部位多種多樣,焊接速度、強度要求不一,往往需要設計定製化的設備。 激光切割機在各應用領域通用性強,差異性弱,而激光焊接機在各下遊市場則具有 專(zhuan) 用性,依用途不同還會(hui) 采取不同焊接方式,例如汽車車身的焊接多采用釺焊,而 醫療器械的焊接則多采用熱傳(chuan) 導或激光傳(chuan) 導焊接。

因此,在對高端加工領域激光焊接設備的市場規模測算上,我們(men) 采取細分市場逐一 測算規模的策略。目前,激光焊接的主要應用行業(ye) 為(wei) 動力電池、汽車和消費電子三 大板塊。基本測算思路是通過下遊應用行業(ye) 的固定資產(chan) 投資額,結合激光焊接設備 在其中的比重,對未來10年各領域激光焊接設備需求市場進行估計。

1.動力電池

動力電池由於(yu) 焊接部位多、焊接難度大、精度要求高,傳(chuan) 統焊接方式難以滿足要求, 而激光焊接技術由於(yu) 焊材損耗小、被焊接工件變形小、性能穩定易操作、焊接質量 及自動化程度高,運用於(yu) 動力電池焊接領域可大大提高電池的安全性、可靠性,延長電池使用壽命。激光焊接作為(wei) 一個(ge) 將正負極材料、隔膜和電解液等原材料化零為(wei) 整的融合製造過程,是整個(ge) 動力電池生產(chan) 流程中的關(guan) 鍵工藝。

根據Wind,2020年我國動力電池裝機量為(wei) 65.73GWh,2018-2020年CAGR為(wei) 7.21%, 若未來保持這一複合增速不變,2030年動力電池裝機量可達到131.82GWh。

據測算,到2025年,動力電池激光焊的市場規模可以達到55.85億(yi) 元,2030年達到 105.46億(yi) 元。2020至2025年,市場規模複合增速為(wei) 16.26%;2025-2030年,增速為(wei) 13.56%。

2.汽車

汽車製造業(ye) 是當前工業(ye) 生產(chan) 中最大規模使用激光焊接技術的行業(ye) 。激光技術主要用 於(yu) 汽車白車身頂蓋焊接、多聯齒輪焊接、安全氣囊點火器焊接、傳(chuan) 感器焊接、電池 閥焊接等。激光焊接運用於(yu) 汽車,可以用更多的衝(chong) 壓件代替鑄造件,減少搭接寬度 和一些加強部件,實現汽車輕量化,達到節能減排的目的;提高車身的裝配精度, 使車身的剛度提升,從(cong) 而提高車身的安全性;降低車身製造過程中的衝(chong) 壓和裝配成 本,減少車身零件的數目並提高車身一體(ti) 化程度等。

同樣,我們(men) 假定未來10年汽車製造業(ye) 固定資產(chan) 投資額複合增速維持2015-2019年的 水平不變,為(wei) 3.75%,剔除2020年疫情期間固定資產(chan) 投資額短期異常值的影響。根 據焊接之家,在汽車製造業(ye) ,製造裝備投資一般占固定資產(chan) 投資25%,其中焊接設 備又占製造裝備投資的10%,由此可以測算出每年汽車焊接設備投資額。2020年, 激光焊接滲透率為(wei) 20%,不妨假定滲透率以每年0.5pct的速度提高。

測算結果顯示,到2025年,汽車激光焊的市場規模可以達到74.94億(yi) 元,2030年達 到100.09億(yi) 元。2020至2025年,市場規模複合增速為(wei) 9.88%;2025-2030年,增速 為(wei) 5.96%。

3.消費電子

近年來,隨著消費電子市場競爭(zheng) 愈發激烈,電子產(chan) 品製造業(ye) 對產(chan) 品也提出了更高的 要求。傳(chuan) 統的加工方式容易導致產(chan) 品質量不穩定、零件熔毀、難以形成正常熔核, 成品率低。激光加工在產(chan) 品的體(ti) 積優(you) 化以及品質提升方麵起到了重大的作用,使產(chan) 品更輕巧纖薄,穩固性強。目前,激光焊接主要應用於(yu) 電子產(chan) 品的PCB、殼體(ti) 、屏 蔽罩、USB接頭、導電貼片等,具有熱變形小、作用區域和位置精確可控、焊接品 質高、能實現異種材料焊接、易於(yu) 實現自動化等優(you) 勢。

通過對低端製造以及高端製造各細分領域的市場規模測算,認為(wei) 到2025年,激光焊 接設備市場規模可以達到192.01億(yi) 元,2030年達到329.86億(yi) 元。2020至2025年, 市場規模複合增速為(wei) 15.87%;2025-2030年,增速為(wei) 11.43%。對照Ofweek提供的 2020年以前市場規模數據,我們(men) 的測算與(yu) 其差額均在10億(yi) 元以內(nei) ,測算結果較為(wei) 可 靠穩健,具有一定現實依據。

其中,2030年以前,激光焊接設備最大消費市場為(wei) 汽車行業(ye) ,2030年變為(wei) 動力電池 行業(ye) ,二者為(wei) 激光焊接設備創造的市場容量均超過100億(yi) 元。2025年以前,市場增 長最快的是手持激光焊,2025年以後變為(wei) 消費電子激光焊。整體(ti) 來看,高端製造領 域是激光焊的主戰場,其市場規模占比始終在80%以上,多采用高功率激光器,將 從(cong) 需求端倒逼激光器的高功率化進程,為(wei) 激光器行業(ye) 發展提供龐大市場容量。

(三)清洗、熔覆:響應環保政策導向,新興(xing) 工藝蓄勢待發

激光清洗性能出色,在環保和高精細化上尤為(wei) 突出。激光清洗技術是利用納秒或皮 秒級的脈衝(chong) 激光輻照待清洗的工件表麵,使得工件表麵瞬間吸收聚焦的激光能量, 形成急劇膨脹的等離子體(ti) ,使其表麵的油汙、鏽斑、粉塵渣、塗層、氧化層或膜層 等發生氣化或剝離,從(cong) 而高效地清除表麵附著物的清潔方式。傳(chuan) 統工業(ye) 清洗方法包 括機械清洗法、化學清洗法和超聲波清洗法。和這些方法相比,激光清洗機具有環 保無汙染、維護成本低、定位精確、自動化程度高等優(you) 勢。

朝大型化、高功率方向發展,著力擴大應用範圍。目前,激光清洗主要應用在微電 子、文物保護、模具清洗、表麵處理等領域,未來主要攻克方向是飛機、橋梁、船 舶、航天器等大型裝備領域。眼下製約激光清洗發展的主要因素之一是高功率清洗 設備製造技術不成熟,對大型裝備的清洗效率低下。現在市場上普及的激光清洗設 備多為(wei) 手持式,在小型模具清洗上較為(wei) 靈活。隨著清洗設備逐漸朝大型化、高功率 方向發展,激光清洗有望打開大型裝備清洗市場,成為(wei) 未來激光應用市場的重要增長點。

提高效率與(yu) 性價(jia) 比是開拓激光清洗藍海市場的關(guan) 鍵。據國際谘詢機構Markets and markets數據,2019年,全球工業(ye) 清洗市場規模為(wei) 468億(yi) 美元。就激光清洗這一分支, Reportlinker數據顯示,2019年全球激光清洗市場規模為(wei) 6.14億(yi) 美元,到2023年這 一數值預計將達到7.24億(yi) 美元。雖然激光清洗設備擁有市場規模不斷上升的前景, 但其當前滲透率還極低,僅(jin) 為(wei) 1.31%。影響激光清洗普及的因素除了功率外,還有 設備的性價(jia) 比。激光器的降價(jia) 、激光清洗技術的日趨成熟,以及環保政策的鼓勵推 進,為(wei) 激光清洗突破當前技術與(yu) 成本的局限創造了可能。

激光熔覆有望替代傳(chuan) 統塗層製備工藝。激光熔覆技術是利用高能激光束輻照,通過 迅速熔化、擴展和凝固的方式,在基材表麵形成一層具有特殊性能的材料,以彌補 基體(ti) 所缺少的高性能。傳(chuan) 統塗層製備工藝,如硬鉻電鍍、熱噴塗、堆焊都有各自的 缺陷。硬鉻電鍍是當前耐蝕、耐磨塗層製備最常用的技術之一,但是耗能較大;熱 噴塗加工過程中粉末材料與(yu) 氣體(ti) 消耗較大,材料利用率最大隻有50%左右;堆焊常 用來生產(chan) 高質量、堅固的塗層,但塗層一般過厚而耗費大量材料。激光熔覆能克服 上述不足,實現節能環保、高效精準、經濟省材的塗層製備工作。

大型化以提升效率,小型化以提升精度。激光熔覆目前多應用於(yu) 航空航天、石油勘探、煤炭開采、電力行業(ye) 等領域。上述領域對零部件性能要求高,零部件長期處於(yu) 惡劣的工作環境中,容易因發生嚴(yan) 重腐蝕、磨損而報廢失效。未來激光熔覆的發展 主要朝向兩(liang) 條路徑:第一是實現大麵積熔覆,伴隨高功率激光器的研製和激光光學 係統的設計,現階段無法克服的大麵積熔覆工藝問題有望在未來得到解決(jue) ;第二是 精細化原位修複,鑒於(yu) 越來越多的原位修複需求出現,激光熔覆技術可以開辟新的 加工分支,生產(chan) 高功率、小型化、精準修複的設備。

高速激光熔覆完成一次技術突破,國產(chan) 設備高功率進程加快。自2017年我國機械總 院引進一台德國弗勞恩霍夫激光技術研究所研發的高速激光熔覆設備,高速激光熔 覆技術便引起了全行業(ye) 關(guan) 注,在我國實現了迅速發展。同功率條件下,高速激光熔 覆單位時間的熔覆麵積是傳(chuan) 統激光熔覆的近10倍,極大提高加工效率與(yu) 精度。

此外,國產(chan) 激光熔覆設備高功率進程也在逐漸加快。中科中美曆經兩(liang) 年自主研發, 先後在國內(nei) 首家推出2kW、4kW、6kW等中高功率的高速激光熔覆設備。目前,激 光熔覆在大部分應用場景已能完成對傳(chuan) 統塗層製備的性能替代,但在性價(jia) 比上還有 一定成長空間,未來若能實現有效的成本控製,替代效應下市場規模的增長值得期 待。

三、價(jia) 格戰破局:多渠道降低成本,毛利率穩中求升

(一)短期:提高自製率,加快工藝升級,降低單瓦成本

新一輪價(jia) 格戰在大功率連續激光器領域爆發。1996年IPG推出了10W工業(ye) 級光纖激 光器和脈衝(chong) 光纖激光器,用於(yu) 打標和微加工,銷售額超過100萬(wan) 美元。2007年國內(nei) 銳科激光和創鑫激光成立,並在5年時間內(nei) 突破光纖激光器技術壁壘,2013年掀起小功率脈衝(chong) 激光器價(jia) 格戰。

激光器價(jia) 格下降,提高激光設備性價(jia) 比,激光設備搶占傳(chuan) 統市場。對比2015-2020 年光纖激光器平均單價(jia) 與(yu) 激光設備市場規模趨勢,發現二者呈現此消彼長的關(guan) 係, 即激光器價(jia) 格下降,利於(yu) 下遊激光設備擴大市場。2018年以來,光纖激光器功率段 上移,但平均單價(jia) 並無上漲趨勢,表明高功率激光器降價(jia) 幅度較大。

高功率激光器降價(jia) ,尤其助於(yu) 打開切割、焊接等高端加工市場。激光器在不同下遊 的需求整體(ti) 呈金字塔形。頂端為(wei) 軍(jun) 工、醫療、科研行業(ye) ,對激光器性能有較高要求, 對價(jia) 格不敏感;中端為(wei) 高端製造、汽車、五金行業(ye) ,多使用中高功率激光器,強調 激光器的性價(jia) 比;低端為(wei) 一般製造行業(ye) ,偏好價(jia) 格低廉的低功率激光器,可選擇的 激光器廠商多,競爭(zheng) 充分。高功率激光器價(jia) 格下降後,高端激光加工設備可以加快 對傳(chuan) 統加工設備的替代。據此前測算,高端加工市場中短期內(nei) 最有發展潛力的切割 和焊接市場未來3年複合增速分別可達到21.97%和18.96%。而激光器廠商也將受益 於(yu) 下遊需求的擴大,實現產(chan) 能和銷量的迅速增長。

國內(nei) 企業(ye) 在勞動力成本和售後服務上更具優(you) 勢。目前激光器的生產(chan) 由於(yu) 工藝複雜、步驟繁瑣,仍然主要依賴技術工人的組裝,因此激光器行業(ye) 具有勞動密集型屬性。 2020年IPG所有員工中製造人員占比達到75%,且主要來自於(yu) 美國、俄羅斯、德國 等勞動力成本較高的地區,相比國內(nei) 企業(ye) 而言在勞動力成本方麵具有一定劣勢。國 內(nei) 企業(ye) 售後體(ti) 係完善,響應速度快。銳科基本形成了覆蓋全國,輻射全球的服務體(ti) 係,並提出“8小時內(nei) 提出解決(jue) 方案,48小時內(nei) 工程師現場維修”的承諾。

1.不斷推進垂直一體(ti) 化,提升核心零部件自製率

近年來國內(nei) 主要激光器公司均通過向上遊垂直整合,提高核心零部件自製率,以此 降低成本,保證生產(chan) 的獨立性和穩定性。銳科激光通過技術研發和並購,掌握增益 光纖、泵浦源、傳(chuan) 輸光纜、合束器等關(guan) 鍵零部件的生產(chan) 技術,零部件自製率水平位 列國內(nei) 第一。雖然掌握技術,但受限於(yu) 公司產(chan) 能,目前公司部分元器件仍需要外購。

零部件成本降低是近年來銳科降本增利的重要原因。2016-2017年公司光纖激光器主要原材料的價(jia) 格呈明顯的下降趨勢,推動公司毛利 率顯著提升。零部件成本的降低一方麵歸功於(yu) 自產(chan) 率提升,另一方麵也有國內(nei) 光纖 激光器配套元器件生產(chan) 企業(ye) 增加、元器件采購價(jia) 格下降的因素。

接下來,我們(men) 測算銳科在當前盈利水平下自製率提升所能帶來的成本下降幅度。銳 科各零部件當前自製率與(yu) 理想自製率的數據均是對產(chan) 業(ye) 鏈上下遊調研大致估測。零 部件的外購成本自銳科激光招股書(shu) 與(yu) 創鑫激光招股書(shu) 綜合整理得到。自製成本數據 除部分取自銳科激光招股書(shu) 外,其餘(yu) 由相關(guan) 元器件主要廠商毛利率情況推測而知。 2020年度,銳科激光總營業(ye) 成本為(wei) 16.43億(yi) 元,假定各零部件成本占總成本比重維持 2017年(招股書(shu) 所披露的最近年份)的水平不變,可以近似獲得當前自製率下的各 零部件成本。理想自製率下的各零部件成本則由表格中的模型嚴(yan) 格推算得到。

據測算,在理想自製率下,零部件總成本較當前可下降20.25%。其中,泵浦源成本 下降幅度最大,為(wei) 36.30%。零部件自製率的提高可以成為(wei) 未來銳科控製成本的重要 手段。

此外,我們(men) 還進行了不同自製率下,毛利率對於(yu) 價(jia) 格和銷量的敏感性分析。價(jia) 格戰 會(hui) 使激光器價(jia) 格發生下調,同時下遊應用市場的擴張也會(hui) 帶來銷量的上漲。在敏感 性分析中,我們(men) 選擇的基期為(wei) 2020年度,並做出如下假定:

(1)營業(ye) 成本中,直接材料成本占比為(wei) 80%,製造費用成本占比為(wei) 12%,直接人工 成本占比為(wei) 8%。

(2)直接材料成本與(yu) 銷量同比例增長;直接人工成本與(yu) 銷量成比例增長,增速為(wei) 後 者的1/2;製造費用成本不隨銷量的變動而變動。

結果顯示,若維持當前自製率,當價(jia) 格下調10%時,公司毛利率水平在20%左右, 與(yu) 當前29.07%的毛利率之間存在較大差距;當價(jia) 格下調20%時,公司毛利率水平僅(jin) 有10%;當價(jia) 格下調30%時,公司毛利率接近0,生產(chan) 經營麵臨(lin) 較大風險。若提高自 製率到理想水平,當前價(jia) 格與(yu) 銷量下的毛利率可達到43.43%,高於(yu) 當前毛利率超過 14 pct;即便價(jia) 格下調20%,毛利率也高於(yu) 當前水平;當價(jia) 格下調30%時,毛利率 仍有20%左右。因此,加快垂直整合,提高核心零部件自製率,是銳科等激光器廠 商短期內(nei) 實現降本增利的最主要手段,也是國內(nei) 廠商在價(jia) 格戰中取得優(you) 勢的關(guan) 鍵。

2.單模激光器取代多模激光器,極大減少元器件用量

多模激光器由多個(ge) 單模激光器組成,總功率與(yu) 單模的功率和數量成正比。同等功率 下,若用單模對多模進行技術性迭代,可以大大減少元器件用量,起到壓縮成本的 作用。假設一台3kW多模激光器由三台1kW單模激光器通過合束組成,則其含有的 光纖光柵的數量至少為(wei) 6個(ge) (每台單模激光器的諧振腔均由2個(ge) 光纖光柵組成);摻 雜光纖也至少包含三根。若激光器的實際運轉機製為(wei) 多級放大係統,則需用的元器件數量還會(hui) 更多。而對於(yu) 一台3kW單模激光器,其本身不再拆解為(wei) 更小的激光器單 元,所用的光纖光柵、增益光纖也為(wei) 多模激光器的1/3。激光器內(nei) 部使用的其他元器 件也會(hui) 幅度不一地減少,從(cong) 而顯著壓縮激光器的體(ti) 積與(yu) 成本。

高功率單模激光器對有源光纖技術要求較高。盡管單模激光器較多模在成本上優(you) 勢 明顯,但在高功率產(chan) 品製造上,目前多模合束工藝還是更為(wei) 普遍的選擇。這主要是 因為(wei) 單模激光器對於(yu) 所使用的摻雜有源光纖技術要求更高,使得高功率單模激光器 在生產(chan) 上具備更大難度。單模激光器中采用的是纖芯直徑較小的單模光纖,將單模 係統提升到較高功率時可能導致光纖中激光功率密度(即單位光纖體(ti) 積內(nei) 的功率) 提高,熱負載增加,引發許多非線性光學效應,使得光纖更容易受損而燒壞。

除了可以有效壓縮成本外,單模激光器性能更佳,在切割、焊接等領域效率更高。 在高功率光纖激光器中,單模係統亮度更高,可以聚焦至幾微米到最高的強度;焦 深更大,最適合遠程加工。在切割應用中,光纖激光器的聚焦光斑會(hui) 顯著影響切割 質量,而單模焦點處能量密度更高,光束質量更優(you) ,切割效率和效果都好於(yu) 多模。 據創鑫激光對單模5kW和雙模6kW的比較分析,單模可將1-4mm薄板不鏽鋼切割效 率提高8%-87%,將1-2mm碳鋼薄板切割效率提高60%,並節省能耗25%。

在焊接應用中,單模激光焊接具有更大的熔深、更大的深寬比、更小的熱影響區, 且焊縫上下寬度差小(更接近矩形焊縫形貌)。同時,和多模激光器相比,單模在 焊接紫銅等高反材料時表現出良好的適應性,不容易因高反射率而對激光器產(chan) 生不 可逆的破壞;在鋁合金焊接上可以有效減少熔化時間,避免焊縫產(chan) 生氣孔和裂紋。

單模功率的提升,還可以促進超高功率激光器的研發和製造。目前國內(nei) 最高功率的 單模光纖激光器可以達到6kW,隨著光纖和激光器製造工藝的不斷升級,這一功率 上限還可以被不斷突破,推進高功率激光器領域單模取代多模的進程。激光器的少 模塊化趨勢將幫助企業(ye) 有效抑製成本,提高產(chan) 品質量和效能。並且單模塊功率越大, 在集成萬(wan) 瓦超高功率激光器時所需的模塊就越少,結構更緊湊,合束效率更高,性 能更穩定。而超高功率激光器的推出將拓寬下遊應用領域,擴大下遊需求,有利於(yu) 激光器企業(ye) 的成長。

(二)長期:參與(yu) 中高端市場角逐,搶占市場份額,提高議價(jia) 能力

較國外產(chan) 品,國產(chan) 激光器單瓦成本下降更快,國產(chan) 化程度不斷加深。目前,IPG激 光器已基本實現自產(chan) ,以激光芯片為(wei) 例,2020年激光芯片成本較2009年降幅高達 85%,年複合降速為(wei) 15.84%。這一零部件成本的下降一方麵是由於(yu) 自製率的提升, 另一方麵是因為(wei) 激光芯片屬於(yu) 集成電路,存在摩爾定律現象,集成度不斷提升的同 時成本不斷下降。但據我們(men) 的測算,國產(chan) 激光器單瓦成本下降更快,激光器國產(chan) 化 程度不斷加深。

測算中使用的國產(chan) 與(yu) 進口激光器均價(jia) 取自《2020fun88官网平台產(chan) 業(ye) 發展報告》,並選取 銳科和IPG作為(wei) 國產(chan) 和海外廠商的代表。在各個(ge) 功率段,我們(men) 假設廠商僅(jin) 銷售該功率 段的產(chan) 品,並用連續激光器業(ye) 務收入除以單瓦均價(jia) ,將銷售額折算為(wei) 銷售瓦數。最 後,用業(ye) 務成本除以銷售瓦數即可得到各功率段下的單瓦成本。2020年IPG連續激光器營業(ye) 收入為(wei) 48.75億(yi) 元, 公司綜合毛利率為(wei) 44.89%,由此我們(men) 推算IPG連續激光器收入成本為(wei) 26.27億(yi) 元。

從(cong) 測算結果看,在千瓦級高功率激光器領域,國產(chan) 品牌較進口單瓦成本的降幅隨瓦 數的增加而提高。在6kW激光器上單瓦成本降幅最大,為(wei) 27.27%。但在10kW激光 器上單瓦成本降幅僅(jin) 有7.85%,表明在萬(wan) 瓦級激光器領域,國外品牌工藝優(you) 勢更大, 縮小了海內(nei) 外單瓦成本的差距。

各功率段國產(chan) 化率普遍提升,中高端市場進口品牌仍占優(you) 。國產(chan) 激光器單瓦成本低, 以其高性價(jia) 比在絕大多數下遊應用場景實現對進口產(chan) 品的有效替代,各功率段激光 器的國產(chan) 化率不斷提高。但據光電匯光子產(chan) 業(ye) 研究中心的調研結果,在高功率的切 割、焊接、清洗、熔覆等領域,進口品牌擁有更高的市占率和客戶認可度。這主要 是因為(wei) IPG、相幹等國外公司能基於(yu) 更長時間的技術和經驗積累,為(wei) 客戶提供完整、 可靠的光學解決(jue) 方案,解決(jue) 加工工藝上的難題。

以激光切割為(wei) 例,激光切割解決(jue) 方案的關(guan) 鍵在於(yu) 光纖激光器和匹配的切割頭。在光 纖激光器方麵,IPG采用了側(ce) 抽運雙包層專(zhuan) 利技術,以簡潔的機製、極高的效率將多 模二極管光轉換為(wei) 單模光纖激光器的光。而在包層抽運中,則采用了多模抽運光纖 和單模摻雜芯光纖實現“全光纖”結構,大幅提高了激光光束質量和效率。從(cong) 器件 穩定性看,IPG的單芯結二極管壽命超過10萬(wan) 小時。在切割頭方麵,涉及鏡片鍍膜 工藝、光路設計、冷卻係統和電機定位,每一項都是精密技術。

銳科激光等國內(nei) 企業(ye) 奮起直追,在中高端市場廣泛布局。銳科通過自主研發、技術 創新和產(chan) 業(ye) 並購等方式,逐漸提高自製率,有望實現與(yu) IPG相同的快速發展模式,通 過規模降低成本,形成規模、性價(jia) 比和品牌優(you) 勢向下擠壓,擴大低端市場份額。同時,銳科在中高端市場也進行廣泛布局,通過技術追趕、本土優(you) 勢和組織優(you) 勢向上 延伸,力圖打破IPG等海外廠商的技術壁壘,參與(yu) 中高端市場份額。近年來,銳科激 光器的應用場景不斷外擴,打標、切割、焊接、清洗、熔覆、精密加工均可實現, 基本覆蓋了IPG的工業(ye) 應用領域。

銳科產(chan) 品種類豐(feng) 富,在齊全度上已經與(yu) IPG比肩。公司主要產(chan) 品包括10W至2000W 的脈衝(chong) 光纖激光器;10W至30000W的連續光纖激光器;75W至450W的準連續光纖 激光器;80W至8000W的直接半導體(ti) 激光器等。超快激光器方麵主要產(chan) 品包括100W 紅外皮秒激光器、50W綠光皮秒激光器、30W紫外皮秒激光器、20W飛秒激光器、 266nm激光器、2mJ大能量激光器等。IPG的激光器產(chan) 品結構則包括連續激光器、脈 衝(chong) 激光器、準連續激光器。

縱向深耕切割和焊接,有效突破通訊、先進科學和醫療。根據美國IPG公司的預測, 未來高功率切割和焊接、醫療、遙感、非金屬材料微加工將成為(wei) 新的增長點,到2023 年高功率切割和焊接將成為(wei) 激光設備的最大應用領域。搶占高端市場需要在切割和 焊接方案提供上深入耕耘,提高激光加工性能和替代性。

成本與(yu) 價(jia) 格兩(liang) 端雙重發力,毛利率穩中求升。毛利=價(jia) 格-成本,毛利的變化取決(jue) 於(yu) 成本和價(jia) 格的變化。成本變化分為(wei) 緩慢下降和大幅下降。前者一般由采購價(jia) 格下降、 自動化程度、管理水平及核心元器件自製比率提升導致,而後者需要依賴公司在核 心元器件或工藝方麵的技術突破。在高功率激光器領域,提高自製率、用單模取代 多模是短期降低成本、提高毛利的主要方式。隨著激光行業(ye) 的不斷發展,未來行業(ye) 或部分企業(ye) 出現革命性技術創新,則能帶來成本更大幅度的下降。

價(jia) 格變化也分為(wei) 緩慢下降和大幅下降。同功率激光器隨著成熟度、下遊客戶結構、 消費結構、使用需求等變化價(jia) 格緩慢下降。而如果市場競爭(zheng) 加劇,公司進行主動調 價(jia) ,打價(jia) 格戰,會(hui) 使得價(jia) 格大幅下降。價(jia) 格戰期間,成本壓得更低的企業(ye) 能提高低 端市場占有率。對於(yu) 中高端市場,還要依靠技術進步提高產(chan) 品質量,與(yu) 進口品牌形 成競爭(zheng) 。兩(liang) 類市場份額的同步提高,將利於(yu) 企業(ye) 培育品牌,構築護城河,進一步提高議價(jia) 權,使得價(jia) 格戰後高功率激光器價(jia) 格降幅減慢,甚至走平和略有回調,保證 長期高毛利率的維持。

四、重點公司:產(chan) 業(ye) 鏈環節、市場定位有所不同

(一)柏楚電子:上遊激光切割控製係統龍頭

柏楚電子是國內(nei) 激光切割控製係統領域龍頭,從(cong) 2012年起深耕該領域,各方麵技術 保持國內(nei) 領先,與(yu) 國外同行相比已基本接近,同時產(chan) 品可用性更優(you) 。2019年在國內(nei) 中低功率、高功率激光切割控製係統中市場份額分別達到60%和10%。2020年公司 實現歸母淨利潤3.71億(yi) 元,同比增長50.46%。

輕資產(chan) 、重研發,盈利能力強。公司將資源投入技術含量較高的關(guan) 鍵環節,而將其 餘(yu) 環節外包,采取輕資產(chan) 的運營模式,保障了公司較強的盈利能力。2016年至2020 年,公司實現了5年5倍業(ye) 績增長,營業(ye) 收入由1.22億(yi) 元增長至5.71億(yi) 元,淨利潤由 0.75億(yi) 元增長至3.71億(yi) 元。在整體(ti) 業(ye) 務規模快速增長的同時,公司毛利率與(yu) 淨利率 實現了高位穩定,分別保持80%和60%左右。

(二)銳科激光:國內(nei) 光纖激光器龍頭

光纖激光器龍頭,產(chan) 品線布局全麵。銳科激光是國內(nei) 光纖激光器龍頭,2020年國內(nei) 市占率達到24.40%,僅(jin) 次於(yu) IPG。公司產(chan) 品主要包括連續和脈衝(chong) 光纖激光器兩(liang) 大類, 覆蓋10W低功率到30KW超高功率。2020年營收23.17億(yi) 元,同比增加15%,在疫情 的影響下仍保持一定韌性。

零部件自製比例高,隨市占率提升利潤率有望重回高點。銳科激光通過自主研發和 垂直整合,實現關(guan) 鍵零部件自產(chan) ,在2016-2018年實現了盈利能力的大幅提高,2018 年淨利率達到30%。受行業(ye) 競爭(zheng) 加劇影響,18H2以來激光器企業(ye) 盈利能力普遍受到 影響,但公司通過工藝進步、自製率提升,當前利潤率有探底回升的趨勢。

(三)創鑫激光:激光器國產(chan) 市占率第二

公司成立於(yu) 2004年,是國內(nei) 首批成立的光纖激光器製造商,主要產(chan) 品為(wei) 光纖激光器 和直接半導體(ti) 激光器。公司致力於(yu) 成為(wei) 國產(chan) 超高功率工業(ye) 激光器開拓者。2019年,國內(nei) 最高功率5000W單模塊連續光纖激 光器、首款35000W多模連續光纖激光器上市。2020年,推出國產(chan) 首台40000W光纖 激光器、國產(chan) 首款EtherCAT總線型萬(wan) 瓦激光器。

(四)IPG 光電:全球激光器行業(ye) 領跑者

IPG由其董事長兼首席執行官Valentin Gapontsev博士於(yu) 1990年創立的,2006年在 納斯達克上市,是全球第一家實現光纖激光器產(chan) 業(ye) 化的企業(ye) 。2020年,IPG實現營 業(ye) 利潤82.83億(yi) 元,是全球最大的光纖激光器廠商。但近幾年受到國產(chan) 廠商的衝(chong) 擊, 其中國市占率持續下降。

受益於(yu) 自產(chan) 零部件和產(chan) 品大功率導向,公司毛利率長期維持高水準。IPG2004年毛 利率30%,通過向上垂直整合,零部件100%自製。2010年毛利率達到54%,之後 整合並購超快、紫外等激光器,進行橫向擴張,毛利率長期維持在54%左右。IPG 生產(chan) 最廣泛的光纖激光器組合,用於(yu) 工業(ye) 、半導體(ti) 、儀(yi) 器儀(yi) 表、醫療、科學、國防 和娛樂(le) 應用。在高端加工領域,IPG憑借技術、品牌和質量形成護城河,充分享受大 功率激光細分行業(ye) 高毛利的紅利,盈利水平較高。


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