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激光行業專題報告:激光下遊應用場景廣闊,滲透率不斷提升

來源:東(dong) 莞證券,黃秀瑜、謝少威2022-04-14 我要評論(0 )   

1. 國家政策規劃推動,助力行業(ye) 加速發展1.1 激光發展史激光是 20 世紀人類的重大發明之一(Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation,簡稱 LASER),...

1. 國家政策規劃推動,助力行業(ye) 加速發展

1.1 激光發展史

激光是 20 世紀人類的重大發明之一(Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation,簡稱 LASER),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) 高能級回落低能級時,所 釋放的能量以光子的形式放出,是一種純色、準直、高亮、同向、能量密度高的光子隊 列。激光相比普通光源單色性、方向性好,亮度更高。

激光的理論基礎起源於(yu) 物理學家愛因斯坦,1917 年愛因斯坦提出了一套全新的技術 理論“光與(yu) 物質相互作用”。1958 年美國科學家肖洛和湯斯提出了"激光原理",即物質 在受到與(yu) 其分子固有振蕩頻率相同的能量激發時,會(hui) 產(chan) 生不發散的強光—激光。他們(men) 為(wei) 此發表了重要論文,並獲得 1964 年的諾貝爾物理學獎。1960 年美國科學家梅曼宣布獲 得了波長為(wei) 0.6943 微米的激光,是人類有史以來獲得的第一束激光。同年,梅曼製造出 世界上第一台激光器,將激光帶入實用領域。1961 年激光首次在醫療領域實踐應用,在 外科手術中用於(yu) 殺滅視網膜腫瘤。

二十世紀七十至九十年代,隨著激光技術的發展和應用領域的探索,激光應用領域 不斷擴展。七十年代,激光技術從(cong) 最初的醫療領域應用拓展至軍(jun) 用領域研究及應用,大 部分仍以實驗裝置和研發樣機為(wei) 主。八十年代激光技術在軍(jun) 用領域應用中,激光製導炸 彈和火炮激光測距機等實現重大突破。同時激光應用領域逐漸在各行業(ye) 滲透,在製造業(ye) 得到廣泛應用,在激光加工實用化上取得進展及突破。二十一世紀,激光技術應用進入 輝煌階段,激光行業(ye) 形成了一定規模的產(chan) 業(ye) 鏈,下遊應用領域不斷擴展,帶動各行業(ye) 發 展,提高各行業(ye) 生產(chan) 動力。

激光下遊應用領域在廣度和深度方麵均日益拓展,逐步滲透到國民經濟的多個(ge) 領域。激光與(yu) 生物學、醫學治療及診斷、製藥科學相結合,在激光治療、激光手術、激光診斷 等方麵已逐步滲透到日常生活中。激光美容作為(wei) 醫美的重要手段之一,逐漸被大眾(zhong) 接受 甚至依賴,並成為(wei) 各大醫院皮膚科治療方式之一。在裝備製造領域,高功率激光設備在 航空、航天、汽車、高鐵、船舶等高端裝備製造領域的切割、焊接、測量、打標等環節 發揮著越來越重要的作用。在精細微加工方麵,超短脈衝(chong) 激光在光伏、液晶顯示、半導 體(ti) 、LED、OLED 等領域的鑽孔、刻線、劃槽、表麵紋理化、表麵改性、修整、清洗等環 節發揮了不可替代的作用。

1.2 激光行業(ye) 環境分析

隨著中國迅速應對並有效控製新冠疫情,製造業(ye) 迅速得以複蘇。中國製造業(ye) PMI 連 續 18 個(ge) 月處於(yu) 擴張區間後回落至榮枯線下,製造業(ye) PMI 呈小幅度下滑趨勢。2022 年 3 月為(wei) 49.50%。受供給側(ce) 結構性改革等影響,機械設備永康五金交易景氣指數較為(wei) 波動。而新冠疫情對機械設備永康五金指數影響的持續性有限,2021 年 3 月起永康五金指數在 榮枯線 100 附近呈小幅波動趨勢。

從(cong) 固定資產(chan) 投資方麵來看,2022 年 2 月製造業(ye) 固定資產(chan) 投資累計同比為(wei) 20.90%, 同比下降 16.4pct,環比提升 7.4pct。製造業(ye) 固定資產(chan) 投資累計同比在 2021 年 2 月觸頂 後呈緩慢下滑趨勢,2022 年 2 月回升。通用設備製造業(ye) 是指使用於(yu) 1 個(ge) 以上行業(ye) 的設備 製造,通用設備製造業(ye) 固定資產(chan) 投資可用於(yu) 體(ti) 現 1 個(ge) 以上設備製造行業(ye) 的景氣度;專(zhuan) 用 設備製造業(ye) 是指專(zhuan) 用於(yu) 1 個(ge) 行業(ye) 的設備製造,專(zhuan) 用設備製造業(ye) 固定資產(chan) 投資可用於(yu) 體(ti) 現 單一設備製造行業(ye) 景氣度。2022 年 2 月,通用設備製造業(ye) 、專(zhuan) 用設備製造業(ye) 固定資產(chan) 投 資分別累計同比為(wei) 28.30%、30.20%,分別同比下降 5.90pct、30.00pct,分別環比提升 18.50pct、5.90pct。細分至汽車製造業(ye) 和 3C 製造業(ye) ,與(yu) 製造業(ye) 、通用設備製造業(ye) 、專(zhuan) 用 設備製造業(ye) 呈相同趨勢,2022 年 2 月汽車製造業(ye) 、3C 製造業(ye) 固定資產(chan) 投資分別累計同 比為(wei) 11.30%、35.10%,分別同比下降 4.80pct、6.50pct,分別環比提升 15.00pct、12.80pct。

自 2006 年起,激光行業(ye) 被國家列為(wei) 國家長期重點支持發展產(chan) 業(ye) ,隨後國家陸續出 台一係列相關(guan) 政策規劃支持行業(ye) 發展。2011 年將大部分激光相關(guan) 器件設備與(yu) 技術列為(wei) 優(you) 先發展重點領域;2014 年再次將激光相關(guan) 設備技術列入國家高基數研究發展計劃當中。2016 年多則“十三五”規劃涉及激光技術的提高與(yu) 發展。2020 年科技部、國家發改委 等五部門發布《加強“從(cong) 0 到 1”基礎研究工作方案》,意旨加強“從(cong) 0 到 1”的基礎研 究,開辟新領域、提出新理論、發展新方法,取得重大開創性的原始創新成果,同時也 是國際科技競爭(zheng) 的製高點。方案圍繞基礎前沿領域和關(guan) 鍵核心技術重大科學問題,堅持 需求導向和前瞻引領。從(cong) 國家戰略需求出發,強化重點領域部署,鼓勵跨領域、跨學科 交叉研究,形成關(guan) 鍵領域先發優(you) 勢;麵向國家重大需求,對關(guan) 鍵核心技術中的重大科學 問題給予長期支持。重點支持人工智能、網絡協同製造、3D 打印和激光製造、重點基礎 材料、先進電子材料、製造技術與(yu) 關(guan) 鍵部件、高端醫療器械、重大科學儀(yi) 器設備等重大 領域,推動關(guan) 鍵核心技術突破。

此外,國家持續大力推動智能製造行業(ye) 的發展,不斷發布政策規劃和行業(ye) 標準有效 促進行業(ye) 發展和技術提升。受益於(yu) 行業(ye) 的快速發展,細分工業(ye) 自動化領域受關(guan) 注度持續 增加。疫情後,工業(ye) 自動化生產(chan) 優(you) 勢明顯,加快製造業(ye) 自動化轉型。疊加國內(nei) 人口老齡 化問題深化、人工成本不斷提高,工業(ye) 自動化生產(chan) 相關(guan) 產(chan) 品需求不斷增加。2021 年 12 月工業(ye) 機器人產(chan) 量為(wei) 35175 台,同比增長 18.41%,環比增長 10.21%;2022 年 1-2 月, 工業(ye) 機器人累計產(chan) 量為(wei) 76381 台,同比增長 68.12%,同比維持較高增速;1-2 月平均產(chan) 量約為(wei) 38190 台,下遊製造業(ye) 需求不斷增加。

隨著機器替代人的進程不斷加速,工業(ye) 機器人需求量持續增加,將推動工業(ye) 激光行 業(ye) 的發展。工業(ye) 機器人結合激光技術形成新的工業(ye) 加工工藝,不僅(jin) 提高良品率和減少誤 差,而且能 24 小時無休止運作,縮短生產(chan) 周期擴大產(chan) 能,為(wei) 企業(ye) 起到降本提效作用。激光工業(ye) 加工應用領域包括金屬加工、船舶和農(nong) 機等機械產(chan) 品製造等,技術不斷創新, 助力拓展激光應用領域,為(wei) 激光行業(ye) 提供新的發展動力。

2. 滲透率相對低,不斷拓展下遊應用領域

激光產(chan) 業(ye) 鏈中,上遊主要以光學材料、光學元件和器材為(wei) 主,也包括設備相關(guan) 的機 械、數控、電源和其他輔助配件;中遊是以激光器為(wei) 主的核心部件;下遊為(wei) 激光切割、 激光焊接、激光打標等激光設備,這些設備的應用領域主要以工業(ye) 加工製造為(wei) 主。下遊 應用領域廣泛,包括汽車、通信、醫療、軍(jun) 事、3C、機械、科學研究等。激光設備成本 中,人工及製造成本占總成本的約 10%,原材料占總成本的約 90%。其中,中遊核心部 件激光器成本占比約 30%-50%。目前,我國激光行業(ye) 形成以北京、江蘇、湖北、上海和 廣東(dong) 等經濟發達省市為(wei) 主體(ti) 的華中地區、環渤海、長江三角洲和珠江三角洲四大激光產(chan) 業(ye) 群。

在上遊技術與(yu) 設備領域,部分關(guan) 鍵原材料如半導體(ti) 激光芯片等依賴進口,產(chan) 業(ye) 鏈配 套有待完善,國內(nei) 市場的進口替代需求較為(wei) 旺盛。國內(nei) 自主研發生產(chan) 高端激光器,特別 是光纖激光器的企業(ye) 數量依然較少,應用於(yu) 3C 電子、精密機械製造等高端產(chan) 品的工業(ye) 激光器供不應求。此外,在大功率激光器方麵,國外進口產(chan) 品在現階段仍占據大部分市 場,隨著國產(chan) 千瓦級大功率激光器加快進入市場、國產(chan) 產(chan) 品的性價(jia) 比持續提升,激光器 產(chan) 品的本土化優(you) 勢越發明顯。

我國激光器企業(ye) 約於(yu) 2006 年起步,近年我國激光器領域技術研發水平有較快的提 升,商業(ye) 化發展迅速。國內(nei) 激光器產(chan) 品以中低端市場為(wei) 主,雖然國內(nei) 已湧現一批具備與(yu) 全球激光巨頭競爭(zheng) 的企業(ye) ,但由於(yu) 高端市場對技術要求較高,國內(nei) 企業(ye) 仍有一段距離追 趕。目前,fun88官网平台產(chan) 業(ye) 下遊製造業(ye) 滲透率約為(wei) 30%,相比其他製造大國仍然較低。美 國(42%)、日本(44%)、德國(46%)激光在下遊製造業(ye) 的滲透率均高出我國 10pct 以 上。我國作為(wei) 世界製造第一大國,未來激光在製造業(ye) 的應用將不斷提升,激光產(chan) 業(ye) 前景 廣闊。

2.1 下遊應用行業(ye) 不斷擴展,國內(nei) 激光加工競爭(zheng) 格局分散

我國激光加工設備行業(ye) 起步較晚,但近年來發展迅猛。激光設備行業(ye) 屬於(yu) 高端技術 製造業(ye) ,長期受到國家產(chan) 業(ye) 政策的重點鼓勵和大力支持。國家各政策規劃均強調重點支 持激光產(chan) 業(ye) 的發展,為(wei) 產(chan) 業(ye) 持續發展提供了廣闊的空間和良好的機遇。2021 年fun88官网平台 設備產(chan) 量約為(wei) 20.19 萬(wan) 台,同比增長 32.92%。

中國市場規模方麵,2013-2020 年激光設備市場規模呈上升趨勢,年複合增長率為(wei) 19.83%。2020 年市場規模約為(wei) 692 億(yi) 元,同比增長 5.17%。預計 2021 年市場規模約為(wei) 740 億(yi) 元,同比增長 6.94%。

隨著激光行業(ye) 的技術不斷提升,激光設備下遊應用行業(ye) 使用率逐漸提升。全球能源 危機和環境汙染問題日益突出,節能、環保有關(guan) 行業(ye) 的發展被高度重視,發展新能源汽 車已經在全球範圍內(nei) 形成共識,各大國際整車企業(ye) 也陸續發布新能源汽車戰略。其中鋰 離子動力電池憑借其高能量密度、輸出功率大、工作溫度範圍寬、環境友好等優(you) 點,成 為(wei) 動力電池的主流技術路線。隨著鋰離子電池生產(chan) 技術的進步和成本降低,鋰離子電池的應用將進一步加深。

自 2011 年以來,我國新能源汽車產(chan) 值呈現快速增長趨勢。在國家政策大力支持及 新能源汽車推廣應用進程加快的帶動下,中國車用動力電池需求大幅增長。動力電池應 用市場的蓬勃發展將拉動激光裝備市場的增長。根據我國《2021-2035 年新能源車產(chan) 業(ye) 規劃》,到 2025 年我國新能源汽車新車銷量占比將達到約 25%。目前,新能源車滲透率 約為(wei) 19%,未來新能源汽車滲透率將逐步上升,從(cong) 而推動動力電池需求增長。同時,以 激光技術為(wei) 代表的先進製造技術在不斷推動汽車製造業(ye) 的更新換代,先進激光加工技術 與(yu) 汽車生產(chan) 的結合已是大勢所趨。激光技術的應用將有效降低汽車的生產(chan) 成本,提高汽 車生產(chan) 效率,為(wei) 現代汽車製造業(ye) 帶來可觀的經濟效益。此外,隨著滲透率的提升,客戶 對新能源汽車及動力電池的安全性能要求將提高,對激光設備的效率、技術水平要求也 將提高。

在消費電子方麵,隨著社會(hui) 經濟的發展,消費電子範圍逐漸擴大。近十年,中國逐 漸成為(wei) 世界消費電子製造中心,全球大約 70%以上的電子產(chan) 品均由中國進行製造和裝配, 國內(nei) 消費電子製造業(ye) 實現了跨越式發展。OLED 材料行業(ye) 在國內(nei) 受到了政府的大力支持, 政府出台多個(ge) 政策文件中涉及對 OLED 材料行業(ye) 的扶持。隨著國內(nei) 技術水平提升,產(chan) 業(ye) 鏈發展進程加速,國內(nei) 廠商開始積極布局 OLED 領域。國內(nei) OLED 生產(chan) 線、OLED 麵板供 給端的壟斷市場格局將被打破。2020 年 OLED 國產(chan) 化率的市場占有率有望提升至 20%。國內(nei) 麵板市場仍處於(yu) 增長期,OLED 麵板企業(ye) 崛起將為(wei) 上遊國產(chan) 激光加工設備帶來持續 增量。

激光加工設備機械設備製造行業(ye) 使用率仍在不斷提高,主要是高技術產(chan) 業(ye) 及高端製 造業(ye) 是我國工業(ye) 轉型的發展方向。伴隨著我國科技投入不斷增加,我國高端技術產(chan) 業(ye) 進 入快速發展時期。目前,激光加工設備廣泛應用於(yu) 生產(chan) 設備和高端裝備製造的切割、焊 接和標記的工序上,對於(yu) 保證設備生產(chan) 質量、提高生產(chan) 精度和降低生產(chan) 風險具有重要作 用。

未來隨著下遊應用領域不斷擴展,下遊需求增加,激光設備產(chan) 量將不斷增長。2020 年,全球激光設備使用率最高的領域為(wei) 工業(ye) 加工,占比 39.28%,通信與(yu) 信息、科研與(yu) 軍(jun) 事分別占比 24.35%、14.04%,分別排名第二、第三位,前三應用領域占比 77.67%。儀(yi) 器儀(yi) 表與(yu) 傳(chuan) 感器、醫療美容、娛樂(le) 、顯示與(yu) 打印共占比 22.33%。與(yu) 全球市場相似,2020 年工業(ye) 市場是國內(nei) 激光設備最大下遊應用領域,占比 62.40%;信息市場占比 22.00%排 名第二,科研、醫學和其他市場共占比 15.60%。

激光裝備主要由光學係統、機械係統和數控係統組成,按功能劃分主要包括焊接機、 打標機、切割機和用於(yu) 各類特殊材料加工的行業(ye) 專(zhuan) 用設備。激光裝備用於(yu) 激光切割、激 光焊接、激光打標增材製造、半導體(ti) 顯示、激光檢測等領域的激光器設備統稱為(wei) 工業(ye) 激 光器設備。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,實現對材料進行打孔、切割、焊接、熔覆等的一門加工技 術。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。

激光加工因激光束能量集中、穩定,適用於(yu) 硬度大、熔點高等傳(chuan) 統工藝方法較難加 工的材料。按照不同的用途,激光加工可分為(wei) 激光切割、激光打標、激光雕刻和激光焊 接等不同工藝。激光加工已被廣泛應用於(yu) 材料加工、通訊、研發、軍(jun) 事、醫療等領域, 激光加工能力一定程度上體(ti) 現了國家上述領域的生產(chan) 加工能力、裝備水平和核心競爭(zheng) 力。歐美等發達國家最先開始將激光器用於(yu) 加工製造,並在較長時間內(nei) 占據了較大的市 場份額。受益於(yu) 全球經濟的持續複蘇和國家戰略的深入,全球製造業(ye) 向發展中國家轉移, 亞(ya) 太地區激光行業(ye) 市場份額迅速增長。發展中國家在製造業(ye) 升級過程中,逐步使用激光 設備代替傳(chuan) 統設備,是全球激光加工行業(ye) 市場增長最主要的驅動力之一。

2015-2019 年fun88官网平台加工設備市場規模年複合增長率為(wei) 17.51%,2019 年市場規模 約為(wei) 658 億(yi) 元,同比增長 8.76%;預計 2020 年市場規模有小幅度下降,約為(wei) 645 億(yi) 元, 同比下降 1.98%。2020 年國內(nei) 激光加工行業(ye) 競爭(zheng) 格局比較分散,CR5 為(wei) 20.30%。大族激 光占據市場份額 13.00%,排名第一;華工科技、海目星、帝爾激光、亞(ya) 威股份分別占據 市場份額 3.30%、1.80%、1.50%、0.70%。

2020 年,激光切割為(wei) 全球激光加工最主要的工業(ye) 加工應用領域,占比 40.62%。激 光焊接、打標、精密金屬加工分別占比 13.52%、12.60%、8.76%;同樣,fun88官网平台加工 以切割、焊接、打標為(wei) 主要應用分布,分別占比約為(wei) 41%、13%、13%。

激光切割

激光切割是利用經聚焦的高功率密度激光束照射工件,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) 而實現將工 件割開。在汽車製造領域,激光切割的空間曲線切割技術已獲得廣泛應用。此外,激光 切割技術在航天航空領域主要用於(yu) 特種航空材料的切割,加工的航空航天零部件有發動 機火焰筒、鈦合金薄壁機匣、飛機框架等。激光切割成形技術在非金屬材料領域也有著 廣泛的應用。激光切割不僅(jin) 可以切割硬度高、脆性大的材料,也能切割加工柔性材料, 如布料、紙張、塑料板、橡膠等。使用激光進行服裝剪裁,可節約衣料 10%-12%,提高 3 倍以上效率。

激光切割可分為(wei) 激光汽化切割、激光熔化切割、激光氧氣切割和激光劃片與(yu) 控製斷 裂四類。激光汽化切割是利用高能量密度的激光束加熱工件,使溫度迅速上升,在非常 短的時間內(nei) 達到材料的沸點,材料開始汽化形成蒸氣,在蒸氣噴出的同時在材料上形成 切口。材料的汽化熱一般很大,所以激光汽化切割時需要很大的功率和功率密度。激光 汽化切割多用於(yu) 極薄金屬材料和非金屬材料(如紙、布、木材、塑料和橡皮等)的切割。激光熔化切割是用激光加熱使金屬材料熔化,然後通過與(yu) 光束同軸的噴嘴噴吹非氧 化性氣體(ti) ,依靠氣體(ti) 的強大壓力使液態金屬排出形成切口。激光熔化切割不需令金屬完 全汽化,所需能量僅(jin) 為(wei) 汽化切割的十分之一。激光熔化切割主要用於(yu) 不易氧化的材料或 活性金屬的切割。

激光氧氣切割原理類似於(yu) 氧乙炔切割,是用激光作為(wei) 預熱熱源,用氧氣等活性氣體(ti) 作為(wei) 切割氣體(ti) 。噴吹出的氣體(ti) 一方麵與(yu) 切割金屬作用,發生氧化反應,放出大量的氧化 熱;另一方麵把熔融的氧化物和熔化物從(cong) 反應區吹出,在金屬中形成切口。由於(yu) 切割過 程中的氧化反應產(chan) 生了大量的熱,所以激光氧氣切割所需要的能量為(wei) 熔化切割的二分之 一,切割速度遠遠大於(yu) 激光汽化切割和熔化切割。激光氧氣切割主要用於(yu) 碳鋼、鈦鋼以 及熱處理鋼等易氧化的金屬材料。

激光劃片是利用高能量密度激光在脆性材料的表麵進行掃描,使材料受熱蒸發出一 條小槽,在施加一定的壓力,脆性材料會(hui) 沿小槽處裂開。激光劃片用的激光器一般為(wei) Q開關(guan) 激光器和 CO2激光器。控製斷裂是利用激光刻槽時所產(chan) 生的陡峭溫度分布,在脆性 材料中產(chan) 生局部熱應力,使材料沿小槽斷開。相比於(yu) 其他工業(ye) 加工切割方式,激光切割的特點是由於(yu) 激光光斑小、能量密度高、 切割速度快與(yu) 質量高。大部分激光切割機由數控程序進行控製操作或結合機器人作為(wei) 切 割機器人使用。激光切割作為(wei) 一種精密的加工方法,幾乎可以切割所有的材料,包括薄 金屬板的二維切割或三維切割。

國內(nei) 激光切割機銷量呈上升趨勢,中低功率激光切割機銷量占比較高。2020 年中國 中低功率激光切割機銷量約為(wei) 4.2 萬(wan) 台,同比增長 19.05%,占總銷量的 76.36%。2021 年中低功率激光切割機銷量有望突破 5 萬(wan) 台。2020 年中國高功率激光切割機銷量約為(wei) 1.3 萬(wan) 台,同比增長 23.64%,占總銷量的 30.56%。2021 年高功率激光切割機銷量約為(wei) 2.2 萬(wan) 台。2013-2020 年中低功率和高功率激光切割機分別複合增長 68.25%、44.25%。

激光切割機滲透仍然較低,但保持每年提升趨勢。2020 年金屬切削機床銷量約為(wei) 44.6 萬(wan) 台,激光切割機銷量占金屬切削機床銷量的 12.33%,較去年同期提升 2.4pct。從(cong) 銷量來看,金屬切削機床 2014-2020 年銷量呈下降趨勢,而激光切割機呈相反趨勢,預 計未來激光切割機占金屬切削機床比例將提高,滲透率逐漸提升。

2020 年激光切割設備市場規模約為(wei) 318 億(yi) 元,同比增長 19.55%。2016-2020 年複合 增長率為(wei) 22.98%。預計 2021 年激光切割設備市場規模有望突破 350 億(yi) 元。隨著行業(ye) 的 快速發展,國產(chan) 激光切割機技術的突破性提升,預計激光切割發展將朝著高功率、更高 精度以及大幅麵的方向前進。此外,國家大力推進智能製造的發展,傳(chuan) 統製造逐漸向智 能高端製造轉型,激光切割與(yu) 智能製造更深入的結合也將是未來發展趨勢,也將是推動 激光切割行業(ye) 發展的動力。

激光焊接

激光焊接是利用高能量密度的激光束作為(wei) 熱源的一種高效精密焊接方法。激光焊接 是激光材料加工技術應用的重要方麵之一。激光輻射加熱工件表麵,表麵熱量通過熱傳(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。由於(yu) 其獨特的優(you) 點,已成功應用於(yu) 微、小型零件的精密焊接中。

激光焊接可分為(wei) 熱傳(chuan) 導焊接、深熔焊、複合焊接、釺焊、激光傳(chuan) 導焊接,根據不同 的原理應用在不同的加工場景。用於(yu) 焊接的激光器主要有兩(liang) 種,分別為(wei) CO2 激光器和 Nd.YAG 激光器,兩(liang) 種激光器中的激光都為(wei) 肉眼不可見紅外光。Nd.YAG 激光產(chan) 生的光束主 要是近紅外光(波長為(wei) 1.06Lm),熱導體(ti) 對此種波長的光吸收率較高。使用標準的光鏡 就能使近紅外波段的光束聚焦為(wei) 直徑 0. 25 mm。CO2激光的光束為(wei) 遠紅外光(波長為(wei) 10. 6Lm),需把光鏡的光束聚焦成直徑為(wei) 0.75mm—0.1mm。Nd.YAG 激光功率一般能達到 4000-6000W,最大功率能達到 10000W;CO2激光功率能達到 20000W 或以上。

大功率的 CO2激光通過小孔效應來解決(jue) 高反射率的問題,當光斑照射的材料表麵熔 化時形成小孔,在幾微秒的時間內(nei) 反射率迅速下降。當 CO2激光以 10kW 以上大功率焊 接時,使用氬氣作為(wei) 保護氣體(ti) 將經常誘發很強的等離子體(ti) ,使熔深變淺。使用氦氣作為(wei) 保護氣體(ti) 時則無誘發等離子體(ti) ,因此氦氣成為(wei) 了 CO2 激光進行大功率焊接時使用的保護 氣體(ti) 。目前,CO2 激光器的發展重點仍集中於(yu) 設備開發研製,主要方向是如何提高光束 質量及其聚焦性能。而用於(yu) 激發高功率 Nd.YAG 晶體(ti) 的二極管激光組合的應用是另一項 重要的技術發展課題,需提高激光束的質量令激光加工更有效。采用直接二極管陣列激 發輸出波長在近紅外區域的激光,平均功率可達到 1kW,光電轉換效率接近 50%。二極 管具有更長的使用壽命,有利於(yu) 降低激光設備的維護成本。

中國的激光焊接處於(yu) 世界較為(wei) 領先水平,具備較高技術和能力,投入多個(ge) 國產(chan) 航空 科研項目的原型和產(chan) 品製造中。中國焊接專(zhuan) 家獲得了焊接領域最高學術獎布魯克獎,我 國激光焊接水平得到了世界的肯定。激光焊接具有精確度高、效率高、加工材質類型多 樣等優(you) 勢,應用領域廣泛。相比傳(chuan) 統焊接技術,激光焊接在工業(ye) 加工滲透率仍然較低, 但在動力電池、汽車、消費電子等領域使用率較高。2014-2020 年國內(nei) 激光焊接市場規 模複合增長率為(wei) 31.57%。2020 年fun88官网平台焊接市場規模為(wei) 110.50%,同比增長 9.08%。

2.2 光纖激光器為(wei) 主流,國產(chan) 替代不斷提高

激光器是激光的發生裝置,由增益介質、泵浦源、光學諧振腔組成。激光器增益介 質是光子產(chan) 生的源泉,通過吸收泵浦源產(chan) 生的能量,使得增益介質從(cong) 基態躍遷到激發態。由於(yu) 激發態為(wei) 不穩定狀態,此時,增益介質將釋放能量回歸到的基態的穩態。在這個(ge) 釋 能的過程中,增益介質產(chan) 生出光子,且這些光子在能量、波長、方向上具有高度一致性, 它們(men) 在光學諧振腔不斷反射,往複運動,最終通過半反射鏡射出激光器,形成激光束。

激光器種類較多,較為(wei) 常見的分類有四種,根據增益介質、輸出功率、輸出波長、 工作方式和脈衝(chong) 寬度不同可有多種分類方式。

1、按照增益介質:激光器的增益介質包括氣體(ti) 、液體(ti) 和固體(ti) ,特定增益介質決(jue) 定了激光波長、輸出功率和應用領域。氣體(ti) 中具有代表性的是 CO2氣體(ti) 激光器,固體(ti) 中具有代表性的包括紅寶 石激光器、半導體(ti) 激光器和光纖激光器等。

2、按照輸出功率:分為(wei) 低功率(0-100W)、中功率(100-1,000W)、高功率(1,000W 以上);不同功率 的激光器適應的應用場景不同。

3、按輸出波長:可分為(wei) 紅外激光器、可見光激光器、紫外激光器等。不同結構的物質可吸收的光波 長範圍不同。

4、按工作方式:可分為(wei) 連續激光器和脈衝(chong) 激光器。連續激光器可以在較長一段時間內(nei) 連續輸出,工 作穩定、熱效應高。脈衝(chong) 激光器以脈衝(chong) 形式輸出,主要特點是峰值功率高、熱效應小;根據脈衝(chong) 時間長度,脈衝(chong) 激光器可進一步分為(wei) 毫秒、微秒、納秒、皮秒和飛秒,一般而 言,脈衝(chong) 時間越短,單一脈衝(chong) 能量越高、脈衝(chong) 寬度越窄、加工精度越高。

因高效率、低維護運營成本等優(you) 勢,激光器逐漸受到激光係統集成商的青睞,在不 同的下遊應用領域中進行對傳(chuan) 統加工方式的替代,為(wei) 製造業(ye) 帶來轉變,並推動行業(ye) 升級 換代。隨著激光器在工業(ye) 加工領域的應用範圍不斷擴展,預計未來激光器行業(ye) 發展趨勢 將為(wei) 以下五種方向:1)脈衝(chong) 光纖激光器向高平均功率、高峰值功率方向發展;2)連續 光纖激光器向超高功率方向發展;3)固體(ti) 激光器向高功率、超快方向發展;4)向更高 亮度方向發展;5)向模塊化、智能化方向發展。

020 年,全球激光器市場規模約為(wei) 165 億(yi) 美元,同比增長 12.24%;fun88官网平台器市 場規模約為(wei) 109.1 億(yi) 美元,同比增長 7.16%,占全球市場規模的 66.12%,中國為(wei) 近年全 球激光器最大規模市場。全球激光器種類銷售結構方麵,2015-2020 年光纖激光器銷售占比呈上升趨勢,從(cong) 2015 年的 40.80%提升至 2020 年的 52.68%,是占據最大市場份額的激光器;氣體(ti) 激光器 和固態激光器銷售占比均呈上升趨勢,而半導體(ti) /準分子激光器銷售占比有所下降。fun88官网平台器市場中,光纖激光器占據約 51%市場份額,半導體(ti) 、固體(ti) 、氣體(ti) 激光器分別市場 占比為(wei) 17%、16%、16%。

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,屬於(yu) 固體(ti) 激光器的 一種,但因增益介質形狀特殊且具有典型的技術和產(chan) 業(ye) 優(you) 勢,行業(ye) 中一般將其與(yu) 其他固 體(ti) 激光器分開進行研究。光纖激光器具有較高的光電轉換效率、結構簡單、光束質量好 等特點,目前已成為(wei) 激光技術發展主流方向和激光產(chan) 業(ye) 應用主力軍(jun) 。典型的光纖激光器主要由光學係統、電源係統、控製係統和機械結構四個(ge) 部分組成, 其中,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,並在電源係統、控製係統的驅動和監控下實現 激光輸出。同時,光纖激光器根據功率大小的不同采用不同的冷卻方式,通常情況下, 功率低於(yu) 200W 時采用風冷結構,功率大於(yu) 200W 時采用循環水製冷,以保證激光器在 工業(ye) 環境條件下可靠穩定運行。

光纖激光器在下遊製造加工領域使用率較高,主要由於(yu) 光纖體(ti) 積、占地麵積小,可 使用場合廣泛,是光纖激光器的市場占比逐漸增大的主要原因之一。光纖激光器可用光 纖直接導出,其加工適應性高,能適應任意空間加工應用;此外,光纖激光器的光束質量較優(you) ,能最大化的為(wei) 製造業(ye) 企業(ye) 起到降本提效作用。

光纖激光器全球市場規模從(cong) 2013 年的 8.4 億(yi) 美元提升至 2019 年的 27.4 億(yi) 美元,年 複合增長率為(wei) 21.78%。2020 年中國光纖激光器市場規模為(wei) 94.2 億(yi) 元,同比增長 12.41%, 國內(nei) 市場規模增速較全球市場快 2 倍。

市場格局方麵,2019 年全球光纖激光器市場格局相對集中,CR5 占 69.85%,前五企 業(ye) 分別為(wei) 美國 IPG、中國銳科激光、美國 Nlight、中國創鑫激光、中國傑普特,分別占比 為(wei) 46.79%、10.26%、6.29%、3.61%、2.90%。國內(nei) 企業(ye) 光纖激光器技術及產(chan) 品已達國際 化水平,CR5 三家企業(ye) 共占全球市場份額為(wei) 16.77%。國內(nei) 方麵,美國 IPG 以約 38%市場 份額排名第一,銳科激光、創鑫激光、美國 Nlight 分別市占率約為(wei) 25%、17%、6%,分 別排名第二至四名。相比全球市場,國內(nei) CR4 占約 86%,市場格局更加集中。按功率方 麵來看,低功率光纖激光器國產(chan) 替代基本已完成,中功率光纖激光器國產(chan) 化率正加速提 升,中低功率市場競爭(zheng) 情況越發激烈,更多企業(ye) 向高功率市場進軍(jun) 。高功率市場主要是 技術壁壘因素,高功率光纖激光器市場份額仍由國外企業(ye) 占據。隨著企業(ye) 研發技術的提 高,對高功率光纖激光器的技術突破,國產(chan) 化率進程將加快。

3. 龍頭企業(ye) 領跑,國內(nei) 企業(ye) 加速追趕

3.1 激光設備企業(ye) 對比 激光設備企業(ye) 業(ye) 務對比

大族激光

大族激光是專(zhuan) 業(ye) 從(cong) 事工業(ye) 激光加工設備與(yu) 自動化等配套設備及關(guan) 鍵器件研發、生產(chan) 和銷售的高新技術企業(ye) ;具備從(cong) 基礎器件、整機設備到工藝解決(jue) 方案的垂直一體(ti) 化優(you) 勢, 是全球領先的工業(ye) 激光加工及自動化整體(ti) 解決(jue) 方案服務商。公司主要業(ye) 務為(wei) 通用元件及 行業(ye) 普及產(chan) 品、行業(ye) 專(zhuan) 機、極限製造,業(ye) 務範圍從(cong) 工業(ye) 激光加工設備與(yu) 自動化等配套設 備拓展到上遊的關(guan) 鍵器件。

通用元件及行業(ye) 普及產(chan) 品主要為(wei) 紫外及超快激光器、高功率光纖激光器、中低功率 CO2激光器、脈衝(chong) 光纖激光器、伺服電機等工業(ye) 激光加工設備及自動化等配套設備的關(guan) 鍵器件。行業(ye) 專(zhuan) 機主要產(chan) 品為(wei) 各類行業(ye) 專(zhuan) 用設備,包括消費電子、動力電池、光伏等行 業(ye) 專(zhuan) 用設備。行業(ye) 專(zhuan) 機產(chan) 品行業(ye) 特性強,產(chan) 品之間差異較大,需根據客戶特定需求進行 個(ge) 性化設計、定製,受下遊客戶所處行業(ye) 影響較大。極限製造業(ye) 務主要產(chan) 品為(wei) 標準激光 切割、焊接、打標設備等通用激光加工設備。目前,行業(ye) 專(zhuan) 機和極限製造仍是公司主要 的收入與(yu) 利潤來源。公司研發生產(chan) 的通用元件及行業(ye) 普及產(chan) 品正逐步推向市場,有望成 為(wei) 公司新的業(ye) 績驅動因素。

公司主要采用“以銷定產(chan) ”的生產(chan) 模式,同時製定多項製度實行對產(chan) 品進行質量檢 測及品質把控。公司主要采用“以產(chan) 定采”輔以“安全庫存”的方式開展生產(chan) 性物料的 采購。公司在國內(nei) 市場主要采取直銷模式,與(yu) 主要客戶建立了長期穩定的合作關(guan) 係。境 外銷售采用直銷模式和代理銷售模式。公司根據產(chan) 品的應用領域和市場特點,借助產(chan) 品 和技術優(you) 勢不斷拓展國內(nei) 外行業(ye) 知名客戶資源,深入挖掘客戶需求,獲取市場業(ye) 務機會(hui) 。

公司擁有一支涵蓋激光光源、自動化係統集成、直線電機、視覺識別、計算機軟件和機械控製等多方麵複合研發團隊,具備快速切入機器人及自動化領域的先天優(you) 勢。目 前,激光設備及自動化產(chan) 品型號已達 600 多種,是國內(nei) 激光設備最齊全、細分行業(ye) 經驗 最豐(feng) 富的公司。截至 2021 年,公司擁有有效知識產(chan) 權 6962 項,其中各類專(zhuan) 利共 5043 項,著作權 1484 項,商標權 435 項。公司在國內(nei) 外設有 100 多個(ge) 辦事處、聯絡點以及 代理商,形成了較為(wei) 完整的銷售和服務網絡,保證了公司與(yu) 客戶建立緊密合作關(guan) 係及提 供高水平的產(chan) 品服務,確立公司主導產(chan) 品的市場優(you) 勢地位。

帝爾激光

帝爾激光主營業(ye) 務為(wei) 精密激光加工解決(jue) 方案的設計及其配套設備的研發、生產(chan) 和銷 售;主要產(chan) 品為(wei) 應用於(yu) 光伏產(chan) 業(ye) 的精密激光加工設備。在光伏領域,公司可針對國內(nei) 外 客戶需求提供定製化、綜合化的高效太陽能電池激光加工解決(jue) 方案及相關(guan) 配套設備和服 務。同時公司正在積極研發高端消費電子、新型顯示和集成電路等領域的激光加工設備。

公司主要采用自主研發的模式,研發方向主要包括激光加工設備的光學、軟件、機 械等係統的相關(guan) 技術和工藝。公司采取“基本庫存+訂單采購”的采購模式,根據客戶 對不同產(chan) 品的定製需求、結合現有庫存、以及各供應商交貨周期等情況製定采購計劃, 進行相應原材料采購。公司采取“以銷定產(chan) ”的生產(chan) 模式,根據客戶訂單的情況製訂生 產(chan) 計劃並及時調整。此外,公司也根據市場預測情況,對部分通用機型進行生產(chan) 備貨, 以加快通用機型的發貨速度,更快地響應客戶需求。公司通過派出銷售及技術專(zhuan) 員定期 或不定期拜訪、溝通等方式跟蹤了解客戶新建生產(chan) 線、生產(chan) 設備升級換代帶來的精密激 光加工設備需求,及時提出技術方案進行響應。與(yu) 此同時,公司也積極參加國內(nei) 外光電 技術展會(hui) ,在維係客戶關(guan) 係的同時擴大公司在行業(ye) 內(nei) 的知名度,推廣公司產(chan) 品並吸引潛 在客戶。

公司擁有較強的科研能力和完善的人才體(ti) 係,在武漢、無錫、以色列特拉維夫設有 研發中心。公司多次承擔國家級科研項目,並入選“國家工信部智能光伏試點示範企業(ye) ”, 2021年1月,公司憑借激光摻雜和激光消融設備入選第五批製造業(ye) “單項冠軍(jun) 示範企業(ye) ”。公司已進入光伏多家知名企業(ye) 供應商名單,該類企業(ye) 供應商不會(hui) 隨意更換,對於(yu) 新入競 爭(zheng) 者,公司更具有先發優(you) 勢。公司通過對供應商的評估、嚴(yan) 控生產(chan) 工序等方麵對公司產(chan) 品的嚴(yan) 格把關(guan) ,為(wei) 客戶提供高質量的產(chan) 品。此外,公司管理層具有豐(feng) 富的管理經驗,並 能準確的捕捉市場變化,為(wei) 公司做出有效的決(jue) 策。

海目星

海目星是激光及自動化綜合解決(jue) 方案提供商,主要從(cong) 事消費電子、動力電池、鈑金 加工等行業(ye) 激光及自動化設備的研發、設計、生產(chan) 及銷售,在激光、自動化和智能化綜 合運用領域已形成較強的優(you) 勢。

公司專(zhuan) 注於(yu) 激光光學及控製技術、與(yu) 激光係統相配套的自動化技術,並持續強化該 兩(liang) 大核心能力。公司激光及自動化設備根據市場和客戶的應用需求,將光學、機械、電 氣自動化、軟件等學科技術相結合,針對市場和客戶需求開發標準化和定製化的包含激 光表麵處理、切割、焊接等一項或多項功能的自動化成套解決(jue) 方案,使激光加工工作完 全整合至自動化設備或流水線中,實現設備或生產(chan) 線的自動化、智能化作業(ye) ,從(cong) 而達到精準、高效、可控的工藝目標。公司核心產(chan) 品的研發,采用集成產(chan) 品開發模式,進行跨 部門組建研發項目團隊,開展包括市場需求調研、產(chan) 品定位及競品分析、概念設計、方 案及計劃製定、開發驗證、小批量試產(chan) 、結項發布等階段性工作。

公司采用“以銷定產(chan) ,以產(chan) 定采”與(yu) “戰略儲(chu) 備”相結合的模式進行采購與(yu) 生產(chan) 。公司產(chan) 品包括標準化產(chan) 品及非標準化產(chan) 品;非標準化產(chan) 品將按照客戶確定的產(chan) 品規格、 供貨時間、應用要求和數量組織生產(chan) ,為(wei) 客戶量身定製產(chan) 品。對於(yu) 部分需求較大的標準 化產(chan) 品,公司適度進行戰略儲(chu) 備,以縮短交貨周期,增強市場競爭(zheng) 力。公司標準化設備 主要是激光打標機、鈑金切割機,公司按照銷售計劃儲(chu) 備一定數量的庫存。此外,公司 存在外協加工的情況,主要涉及零部件處理及設備組裝服務。公司銷售產(chan) 品全部為(wei) 直銷 模式。

公司在激光、自動化和智能化所涵蓋的光、機、電、軟領域擁有突出的綜合技術優(you) 勢,致力於(yu) 成為(wei) 激光及自動化綜合解決(jue) 方案提供商。在激光器研發領域,公司致力於(yu) 研 發生產(chan) 中小功率固體(ti) 激光器中的紫外、綠光激光器,向著功率更高、脈寬更窄、性能更 穩定的研製方向邁進,在國內(nei) 市場處於(yu) 先進水平,為(wei) 滿足客戶高端化、個(ge) 性化需求提供 支撐。在激光智能自動化設備研發領域,公司將激光技術與(yu) 機、電、軟技術緊密融合, 根據對下遊行業(ye) 技術發展和加工需求的深刻理解,經過多年的行業(ye) 研發積累,公司形成 了激光智能自動化設備在性能及穩定性方麵的突出比較優(you) 勢。

在激光、自動化技術緊密融合的基礎上,公司技術研發進一步向智能化延伸,緊抓 新興(xing) 行業(ye) 的發展方向。激光應用與(yu) 智能化的深入融合,有利於(yu) 公司產(chan) 品在市場競爭(zheng) 中建 立更強的技術壁壘,在鞏固現有客戶合作的基礎上,為(wei) 進一步獲得同龍頭企業(ye) 合作關(guan) 係 提供了有力的技術支撐,加強了行業(ye) 頭部客戶粘性。基於(yu) 豐(feng) 富的基礎技術積累,公司具 備在多個(ge) 新興(xing) 行業(ye) 的市場開發能力,增強公司對個(ge) 別行業(ye) 出現波動時的抗風險能力。公 司擁有多項同激光光學及自動化相關(guan) 的核心技術,並擁有專(zhuan) 利技術及軟件著作權 390 項, 包括 39 項發明專(zhuan) 利、268 項實用新型專(zhuan) 利、2 項外觀設計專(zhuan) 利以及軟件著作權 81 項。

公司高度重視聚集和培養(yang) 專(zhuan) 業(ye) 人才,在對未來市場發展方向謹慎判斷的基礎上,針 對性地引入專(zhuan) 業(ye) 人才。公司集聚來自海內(nei) 外人員組成團結、協作的人才隊伍,大部分高 級管理人員擁有多年激光、機械自動化設備開發經驗。另外,公司與(yu) 大學院校和職業(ye) 機 構開展戰略合作,將專(zhuan) 業(ye) 人才聯合培養(yang) 作為(wei) 推動公司業(ye) 務可持續發展的重要策略。公司 依靠戰略管理優(you) 勢搶占市場發展先機。依托核心技術和人才團隊優(you) 勢,公司成為(wei) 行業(ye) 龍 頭企業(ye) 普遍認可的合格供應商。通過緊密服務行業(ye) 龍頭企業(ye) ,積極保持與(yu) 行業(ye) 領軍(jun) 人才 的信息交流,公司能夠及時掌握全球研發的前沿動態和市場發展態勢,敏銳捕捉市場信 息、行業(ye) 動向、政策導向所帶來的風口機遇,並製定細分市場戰略,整合資源提前布局, 獲取市場先發優(you) 勢,並支撐多領域布局,強化公司的綜合發展優(you) 勢。

激光設備企業(ye) 財務分析

大族激光 2017-2020 年複合增長率為(wei) 1.09%。2019 年營收觸底後回升,2020 年營收 為(wei) 119.42 億(yi) 元,同比增長 24.89%。2021 年營收為(wei) 163.32 億(yi) 元,同比增長 36.76%,主要 係下遊消費電子、高功率激光加工等領域設備需求旺盛,產(chan) 品訂單保持穩定增長。帝爾激光營收規模增速較快,2017-2020 年複合增長率為(wei) 86.46%。2020 年營收為(wei) 10.72 億(yi) 元, 同比增長 53.19%。海目星 2007-2020 年複合增長率為(wei) 27.46%,2020 年營收為(wei) 13.21 億(yi) 元,同比增長 28.10%。公司預計 2021 年實現營收 19.70 億(yi) 元,同比增長 49.15%。與(yu) 大 族激光相比,帝爾激光和海目星仍有一段距離追趕。

大族激光業(ye) 務以激光及自動化配套設備為(wei) 主,2021 年營收為(wei) 111.78 億(yi) 元,占總營 收的 68.44%。PCB 及自動化配套設備 2021 年營收為(wei) 40.80 億(yi) 元,占總營收的 24.98%。帝爾激光太陽能電池激光加工設備業(ye) 務 2020 年營收為(wei) 10.28 億(yi) 元,占總營收的 95.94%;配件、維修及技術服務占總營收的 4.06%。海目星業(ye) 務以動力電池激光加工、通用激光 加工為(wei) 主,2020 年營收分別 4.86 億(yi) 元、6.69 億(yi) 元,分別占總營收的 36.83%、50.72%。顯示及脆性材料精密激光加工和其他業(ye) 務占比分別為(wei) 6.25%、6.20%。

業(ye) 績方麵,大族激光 2020 年歸母淨利潤為(wei) 9.78 億(yi) 元,同比增長 52.43%。2021 年歸 母淨利潤為(wei) 19.94 億(yi) 元,同比增長 103.74%。2020 年,帝爾激光歸母淨利潤為(wei) 3.73 億(yi) 元, 同比增長 22.28%;海目星歸母淨利潤為(wei) 0.77 億(yi) 元,同比下降 46.86%。

2017-2020年大族激光和海目星毛利率較為(wei) 波動。大族激光2020年毛利率為(wei) 40.11%, 同比提升 6.09pct;2021 年毛利率為(wei) 37.55%,同比下降 2.56pct。海目星 2020 年毛利率 為(wei) 29.94%,同比下降 6.31pct。帝爾激光 2017-2020 年呈下降趨勢,但毛利率仍高於(yu) 大 族激光和海目星的毛利率。2020 年帝爾激光毛利率為(wei) 46.54%,同比下降 9.32pct。大族激光淨利率呈回升趨勢,2020 年為(wei) 8.32%,同比提升 1.88;2021 年為(wei) 12.74%, 同比提升 4.42pct。海目星與(yu) 帝爾激光的淨利率與(yu) 毛利率趨勢相同。海目星 2020 年淨利 率為(wei) 5.86%,同比下降 8.25pct。2017-2020 年帝爾激光淨利率高於(yu) 大族激光和海目星的 淨利率。2020 年帝爾激光淨利率為(wei) 34.80%,同比下降 8.80pct。

相對於(yu) 帝爾激光與(yu) 海目星,大族激光海外營收占比相對平穩,但呈下降趨勢。2020 年海外營收為(wei) 13.89 億(yi) 元,同比增長 54.62%,占總營收的 11.63%;2021 年海外營收為(wei) 9.88 億(yi) 元,同比下降 28.83%,占總營收的 6.05%。帝爾激光 2020 年海外營收為(wei) 1.70 億(yi) 元,同比增長 115.64%,占總營收的 15.88%。海目星 2020 年海外營收為(wei) 3.33 億(yi) 元,同 比大幅增長,為(wei) 335.95%,占總營收的 25.24%。

三家企業(ye) 2017-2020 年研發費用均呈上升趨勢,大族激光與(yu) 海目星研發費用率維持 7%-10%區間,帝爾激光維持在 5%-7.5%區間。大族激光 2020 年研發費用為(wei) 12.18 億(yi) 元, 同比增長 20.16%;2021 年為(wei) 13.94 億(yi) 元,同比增長 14.47%。帝爾激光與(yu) 海目星 2020 年 研發費用分別為(wei) 0.56 億(yi) 元、1.07 億(yi) 元,分別同比增長 57.01%、21.29%。

帝爾激光期間費用率下降速度較快,主要是銷售費用率、管理費用率以及財務費用 率均有較大幅度下降,2020 年期間費用率為(wei) 7.74%,同比下降 2.61pct。海目星期間費用 率呈緩慢下降趨勢,2020 年為(wei) 22.45%,同比下降 2.42pct。大族激光 2020 年期間費用率 為(wei) 30.04%,同比提升 2.38pct;2021 年為(wei) 24.57,同比下降 5.47pct。現金流方麵,2020 年大族激光經營活動現金流為(wei) 18.91 億(yi) 元,同比下降 10.91%;2021 年為(wei) 13.11 億(yi) 元,同比下降 30.67%,主要係公司營銷規模擴大,采購及各項經營付款相 對增多所致。2017-2020 年帝爾激光與(yu) 海目星的經營活動現金流規模逐漸增大。2020 年 帝爾激光與(yu) 海目星的經營活動現金流分別為(wei) 1.41 億(yi) 元、1.96 億(yi) 元,分別同比增長 41.65%、 38.85%。(報告來源:未來智庫)

3.2 激光器國內(nei) 外企業(ye) 對比

激光器國內(nei) 外企業(ye) 業(ye) 務對比

IPG

IPG 成立於(yu) 1990 年,是全球光纖激光器龍頭企業(ye) ,下遊應用領域橫跨六大行業(ye) ,業(ye) 務覆蓋 20 多個(ge) 國家與(yu) 地區。公司光纖激光器產(chan) 品具有高功率、行業(ye) 領先可靠性、低營運/維護成本等特點。公司持續專(zhuan) 注於(yu) 產(chan) 品多元化,同時跟隨著全球宏觀經濟與(yu) 市場走向 對產(chan) 品結構進行優(you) 化。公司預計自身未來的潛在市場規模為(wei) 100 億(yi) 美元,而公司已在工 業(ye) 加工領穩坐光纖激光器龍頭地位。在非工業(ye) 領域包括醫療美容、傳(chuan) 感器、科學研究、 航天航空和軍(jun) 工等將是公司未來發展重點關(guan) 注應用領域。全球機械設備市場規模 800 億(yi) 美元,工業(ye) 激光係統僅(jin) 占據小部分。同時,隨著光纖激光器逐漸替換 CO2或其他激光器, 公司將加大力度拓展工業(ye) 激光係統應用領域,進一步提升市場占有率。

公司采用垂直一體(ti) 化的研發生產(chan) 戰略,為(wei) 公司提供競爭(zheng) 優(you) 勢。自主設計和製造關(guan) 鍵 部件,實現激光器相關(guan) 零部件的自製。加快公司產(chan) 品和研發技術的速度、成本能有效降 到最低,同時提高並保持產(chan) 品性能與(yu) 質量。此外,公司通過收購進一步完善激光產(chan) 業(ye) 鏈 布局,綜合競爭(zheng) 力不斷提升。公司創始人為(wei) 光纖激光器領域開拓者,技術實力雄厚,重點關(guan) 注公司研發,在技術 上保持領先優(you) 勢。公司擁有一係列核心技術,在全球光纖激光市場上保持領先地位。公 司的多項技術與(yu) 產(chan) 品結構提高了產(chan) 品的穩定性與(yu) 壽命,產(chan) 品核心競爭(zheng) 力加強,在全球光 纖激光器市場保持較強競爭(zheng) 優(you) 勢。此外,公司的全球化和員工本土化策略,在全球建立 工廠、銷售辦事處,員工散布多個(ge) 國家與(yu) 地區,降低單一市場對公司影響,有利於(yu) 公司 業(ye) 務長遠發展。

公司在環境的可持續性發展上做出不懈的努力。自 2011 年起公司減少 2500 萬(wan) 公噸 廢氣排放和節省 48 太瓦電力;2017-2020 年減少 8%廢氣排放和降低 41%能源密度。公 司自有的環保技術係統助力公司節省 560 萬(wan) 加侖(lun) 水,同時公司使用更環保的光源產(chan) 品。此外,公司鼓勵公司的利益相關(guan) 者參與(yu) 到環保行動中,為(wei) 地球的可持續性做一份貢獻。

銳科激光

銳科激光是專(zhuan) 業(ye) 從(cong) 事光纖激光器及其關(guan) 鍵器件與(yu) 材料的研發、生產(chan) 和銷售企業(ye) ,主 營業(ye) 務為(wei) 激光製造裝備集成商提供各類光纖激光器產(chan) 品和應用解決(jue) 方案,為(wei) 客戶提供技 術研發服務和定製化產(chan) 品。公司擁有高功率光纖激光器國家重點領域創新團隊和光纖激光器技術國家地方聯合工程研究中心,是全球具有影響力的從(cong) 材料、器件到整機垂直集 成能力的光纖激光器供應商。公司主要產(chan) 品廣泛應用於(yu) 激光製造如打標、切割、焊接、熔覆、清洗、增材製造等 領域,包括低、中、高功率的脈衝(chong) /連續光纖激光器和光纖激光器、準連續光纖激光器、 直接半導體(ti) 激光器等。超快激光器主要產(chan) 品有紅外皮秒、綠光皮秒、紫外皮秒激光器等, 廣泛應用於(yu) 激光加工中的切割部分,主要下遊行業(ye) 包括 MiniLED、半導體(ti) 、PCB、消費 電子、顯示與(yu) 麵板、鋰電、光伏等。

公司的產(chan) 品生產(chan) 模式采取“以銷定產(chan) 、產(chan) 銷平衡,降低庫存”的原則,通過製定年 度生產(chan) 計劃和市場周期變化、市場動向等因素結合適時調整,保證公司的產(chan) 銷量、庫存 處於(yu) 動態平衡狀況。公司搭建以銳科激光為(wei) 供應核心的生態產(chan) 業(ye) 鏈,建立良性的供應鏈 生態圈,通過與(yu) 行業(ye) 內(nei) 的關(guan) 鍵供應商簽訂戰略協議的模式,構建供需平衡的合作模式, 從(cong) 而維持行業(ye) 內(nei) 合理的價(jia) 格及商務體(ti) 係,維持產(chan) 業(ye) 鏈的良性發展。公司在國內(nei) 市場采取 直銷模式,與(yu) 主要客戶建立了長期穩定的合作關(guan) 係。境外銷售采用直銷模式和渠道合作 模式。公司授權渠道合作夥(huo) 伴在授權區域進行公司產(chan) 品銷售和服務,進而開拓境外業(ye) 務。

公司保持大力度的研發投入,構築公司深厚的技術能力。公司在光纖激光器、半導 體(ti) 激光器、超快激光器、關(guan) 鍵元器件等領域加大各項新技術、新材料、新產(chan) 品、新應用 的研發投入,公司擁有專(zhuan) 利共計 509 項,其中,境外發明專(zhuan) 利 2 項,境內(nei) 專(zhuan) 利中發明專(zhuan) 利 71 項,實用新型專(zhuan) 利 336 項,外觀設計專(zhuan) 利 100 項,軟件著作權 88 項,注冊(ce) 商標權 45 項。公司 2021 年累計發布 23 款新產(chan) 品,應用覆蓋焊接、切割、熔覆、3D 打印等領 域,環形光斑焊接激光器、複合清洗激光器等多款新產(chan) 品成功推向市場。多項技術難題 突破,逐步完善了公司在光纖激光器行業(ye) 的產(chan) 業(ye) 鏈,進一步擴大公司在激光行業(ye) 的產(chan) 品 線,鞏固行業(ye) 龍頭地位。此外,公司全麵加大研發投入及品質把控,進一步提高公司產(chan) 品可靠性、穩定性、功能性,得到市場認可,市占率不斷提升。

公司發展戰略提出要顯著降低產(chan) 品綜合成本,貫徹降本增效理念。2021 年,公司通 過梳理材料成本及核心供應商,重塑材料供應體(ti) 係,有效控製采購成本從(cong) 而緩解原材料 價(jia) 格上漲問題;在研發方麵,通過有效的研發設計,縮小產(chan) 品提升,提升單模功率,提 升核心元器件效率等,多措並舉(ju) 實現公司降本增效,進一步強化成本控製力。公司建立 科學的人才引進、培養(yang) 、選拔和激勵機製,完善員工成長通道,集聚各類優(you) 秀人才,提 升人才隊伍的核心競爭(zheng) 能力。公司建立並完善三級培訓體(ti) 係,“線上+線下”培訓形式相 互補充,合理利用內(nei) 、外部資源,實現公司人才培養(yang) 工作體(ti) 係化、製度化、常態化。

傑普特

傑普特主營業(ye) 務為(wei) 研發、生產(chan) 和銷售激光器以及主要用於(yu) 集成電路和半導體(ti) 光電相 關(guan) 器件精密檢測及微加工的智能裝備。公司是中國首家商用“脈寬可調高功率脈衝(chong) 光纖 激光器”生產(chan) 製造商和領先的光電精密檢測及激光加工智能裝備提供商。公司的激光器 產(chan) 品包括脈衝(chong) 光纖激光器、連續光纖激光器、固體(ti) 激光器和超快激光器等。公司自主研 發的 MOPA 脈衝(chong) 光纖激光器在國內(nei) 率先實現了批量生產(chan) 和銷售,填補了國內(nei) 該領域的技 術空白。

公司 MOPA 脈衝(chong) 光纖激光器產(chan) 品具有脈寬可調、頻率範圍廣、響應速度快、首脈衝(chong) 可用、全溫度範圍內(nei) 輸出功率波動小、體(ti) 積小、噪聲低等特點。產(chan) 品脈衝(chong) 頻率和脈衝(chong) 寬 度獨立可控,通過兩(liang) 項激光參數調整搭配,可實現恒定的高峰值功率輸出。公司 2021 年推出新 MOPA 脈衝(chong) 激光器 M8 係列產(chan) 品,首次使用光纖激光器實現玻璃鑽孔應用,進 一步降低激光加工玻璃製品的成本。進一步夯實了公司在 MOPA 脈衝(chong) 光纖激光器方麵的 技術優(you) 勢。

公司以激光器研發為(wei) 基礎,打造激光與(yu) 光學、測試與(yu) 測量、運動控製與(yu) 自動化、機 器視覺等技術平台。公司擁有一支以深圳和新加坡為(wei) 中心的國際化研發、銷售團隊,產(chan) 品和服務覆蓋亞(ya) 洲、北美、歐洲等地區。公司生產(chan) 的各類核心激光器及激光/光學智能裝 備產(chan) 品獲得全球知名企業(ye) 認可。公司緊密圍繞客戶對激光技術解決(jue) 方案的需求,開發多 款產(chan) 品,廣泛應用於(yu) 激光精密加工、消費電子產(chan) 品製造等領域。公司有完善的采購管理體(ti) 係,嚴(yan) 格把控挑選優(you) 質供應商。產(chan) 品生產(chan) 主要采取“以銷 定產(chan) ”和“訂單式生產(chan) ”相結合的模式。公司在國內(nei) 外市場采用直銷模式進行銷售,公 司與(yu) 主要客戶建立了穩定的合作關(guan) 係,建立了較為(wei) 完善的營銷體(ti) 係。

激光器國內(nei) 外企業(ye) 財務對比

2017-2021 年,IPG、銳科激光、傑普特複合增長率分別為(wei) 0.29%、37.57%、17.31%。2021 年 IPG 營收為(wei) 93.14 億(yi) 元,同比增長 18.88%,仍然大幅領先於(yu) 銳科激光與(yu) 傑普特。2021 年銳科激光、傑普特營收分別為(wei) 34.09 億(yi) 元、11.99 億(yi) 元,分別同比增長 47.18%、 40.50%。

2021 年 IPG 激光器業(ye) 務營收為(wei) 68.19 億(yi) 元,占總營收的 73.21%;激光係統和其他業(ye) 務分別占比 8.67%、18.12%。銳科激光激光器業(ye) 務 2021 營收為(wei) 30.35 億(yi) 元,占總營收的 89.04%;技術開發服務與(yu) 其他業(ye) 務分別占比 6.25%、4.70%。傑普特以激光器和激光/光 學智能裝備業(ye) 務位置,分別營收為(wei) 6.09 億(yi) 元、4.90 億(yi) 元,分別占比為(wei) 50.81%、40.89%。

IPG2017-2021 年歸母淨利潤呈下降趨勢,2021 年為(wei) 17.75 億(yi) 元,同比增長 32.49%。銳科激光與(yu) 傑普特呈相反趨勢,2021 年歸母淨利潤分別為(wei) 4.74 億(yi) 元、0.91 億(yi) 元,分別 同比增長 60.17%、106.03%。

盈利能力方麵,2017-2021 年,IPG 毛利率和淨利率保持在銳科激光與(yu) 傑普特之上;IPG 與(yu) 銳科激光毛利率均呈回升線降後回升趨勢。2021 年 IPG、銳科激光毛利率分別為(wei) 47.67%、29.35%,分別同比提升 2.78pct、0.28pct。2017-2021 年傑普特毛利率在 30%-35% 區間波動,2021 年為(wei) 34.89%,同比提升 4.00pct。2017-2021 年,IPG 與(yu) 銳科激光淨利率和毛利率趨勢大致相同,2021 年淨利率分別 為(wei) 19.02%、14.72%,分別同比提升 5.67pct、1.23pct;傑普特淨利率呈下降趨勢,2021 年淨利率為(wei) 7.57%,同比提升 2.42%。

2017-2021 年 IPG 海外營收占比維持在 78%以上,2021 年海外營收為(wei) 73.05 億(yi) 元, 同比增長 17.30%,占總營收的 78.44%。IPG 海外營收中,歐洲、中國、亞(ya) 洲分別占比 27%、37%、13%。銳科激光海外營收占比呈下降趨勢,2021 年海外應收為(wei) 0.50 億(yi) 元, 同增長13.47%,占總營收的1.49%。傑普特2021年海外應收為(wei) 3.72億(yi) 元,同比增長7.74%, 占總營收的 31.02%。

近三年,IPG 研發費用率維持在 10%波動;傑普特研發費用率維持 11%以上;銳科 激光研發費用率逐漸提升。2021 年,IPG、銳科激光、傑普特研發費用分別為(wei) 8.89 億(yi) 元、 2.86 億(yi) 元、1.43 億(yi) 元,分別同比增長 7.47%、65.37%、42.95%。

2017-2020 年銳科激光與(yu) 傑普特期間費用率呈上升趨勢,傑普特上升幅度較大。2021 年,銳科激光期間費用率為(wei) 14.36%,同比提升 0.32pct;傑普特期間費用率為(wei) 27.31%, 同比下降 0.41pct。IPG 經營活動現金流遠大於(yu) 銳科激光與(yu) 傑普特。2021 年,IPG 經營活動現金流為(wei) 24.84 億(yi) 元。同比增長 33.45%;銳科激光經營活動現金流為(wei) 0.72 億(yi) 元,同比增長 31.48%,主 要係公司銷售數量持續增長,經營性現金淨流入增加;傑普特經營活動現金流為(wei) -1.62 億(yi) 元,同比下降 277.84%,經營活動現金流大幅下降主要是向供應商支付生產(chan) 和銷售所 需材料費用、疫情影響下儲(chu) 備進口材料和研發項目材料采購款增加,向職工支付工資及 福利增加導致。


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