MOPA激光超快種子源行業研究

一、前言

隨著製造業(ye) 的產(chan) 業(ye) 升級，下遊市場已趨於(yu) 成熟，超快激光開始對傳(chuan) 統設備甚至連續激光設備進行替代，市場處於(yu) 快速增長期。超快激光器的核心元器件技術壁壘極高，目前國產(chan) 化率低，上遊對應的核心元器件種類更多且生產(chan) 難度更大，由於(yu) 國內(nei) 超快激光起步時間晚，對應的專(zhuan) 用型核心元器件國內(nei) 極少有公司參與(yu) 涉及，商業(ye) 化也同樣起步晚。

當下看國內(nei) 超快激光下遊應用場景持續發力，半導體(ti) 和醫療美容領域為(wei) 主要增長點，隨著晶圓製造往更小、更精、更密發展，對於(yu) 切割、開槽、鑽孔等工藝的精細化要求也會(hui) 越來越高，超快激光也將成為(wei) 晶圓加工領域的最優(you) 選擇。

長期以來，國際上隻有少數歐美公司掌握高能量高重頻納秒脈衝(chong) 激光器技術。例如，美國LSP Technologies公司、諾斯羅普·格魯曼公司（Northrop Grumman）、法國泰雷茲(zi) 集團（THALES）等。然而，美國所有大於(yu) 4焦耳的激光器均對中國禁運，極大製約了國內(nei) 相關(guan) 應用領域的發展。

二、激光器分類

按照運轉方式可以分為(wei) 連續激光器和脈衝(chong) 激光器兩(liang) 個(ge) 大類，脈衝(chong) 激光器又可細分為(wei) 飛秒、皮秒、納秒三大類激光器，其中飛秒和皮秒統稱為(wei) 超快激光，納秒則稱為(wei) 非超快脈衝(chong) 激光。

超快激光的特點是脈衝(chong) 寬度是皮秒（10-12s）、飛秒（10-15s）級，由於(yu) 脈衝(chong) 時間短，峰值功率高，等離子體(ti) 還沒來得及將能量傳(chuan) 遞給周圍材料，就已經從(cong) 材料表麵被汽化，不會(hui) 給周圍的材料帶來熱影響，屬於(yu) 超精密“冷加工”，可以解決(jue) 常規連續或者長脈衝(chong) 激光的熱效應導致的材料碳化、加工精度差的問題，突破高精密加工應用的局限性。

（飛秒、皮秒、納秒）

三、超快激光的市場規模

超快激光器的下遊應用開始增長，根據LaserFocus World數據預測，2022年全球超快激光器市場規模將達到166億(yi) 元，國內(nei) 超快激光器市場規模將超過83億(yi) 元，過去3年超快激光複合年化增長率超50%。

據統計，今年來我國超快激光出貨量增長迅速，出貨量從(cong) 2015年的40台增長至2021年的2400台。

2021年國產(chan) 超快激光器在中國的銷量占比已達到55%，但進口的超快激光器卻以45%的銷售量瓜分了70%的銷售收入，這主要是因為(wei) 國產(chan) 的超快激光器主要以50W功率以內(nei) 的低功率產(chan) 品，單機價(jia) 格較低，而進口的超快激光器多為(wei) 單機價(jia) 格高的高功率產(chan) 品。

國家統計局公司研究部，圖中數字為2022年國內市場規模預測，氣泡大小代表市場規模。

四、MOPA的結構

種子源：即 MOPA 結構中的主振蕩器（MO），種子源激光器可通過電流調製靈活地產生波形可編輯、重複頻率可調的激光脈衝。

隔離器：主要用於激光器各級之間光隔離，使得光脈衝單向傳輸，避免反射光損傷激光器。其中種子源與一級放大器之間的光纖隔離器用於保護種子源激光器；一級與二級放大器之間的隔離器用於保護一級放大器；輸出隔離器為光纖輸入、空間準直光輸出隔離器，用於將光纖內的激光器轉換為空間準直光束輸出，並隔離回返光，保護二級放大器。

泵浦激光器：泵浦激光器中的激光芯片把電能轉化為低亮度的泵浦光，並通過無源光纖輸出，為有源光纖供能。

有源光纖：作為增益介質，在光纖激光器中的作用為將泵浦光到信號光的能量轉換，實現放大作用。

五、國內自主研發種子源企業

華日激光：華日激光是上市公司華工科技（000988）的全資子公司，2014年，華日激光收購加拿大皮秒激光器企業Attodyne，Attodyne公司首席科學家華仁忠後回國加入華日激光，帶領團隊成功推出工業用10－50W皮秒超快激光器，並迅速搶占市場，產能達到每月100台。

2016年7月華日激光引進專家，成立飛秒產品研發中心，開展飛秒級超快激光器的研發。同期，華日激光承擔十三五國家重點研發計劃增才製造與激光製造重點專項《工業級皮秒／飛秒關鍵技術及產業化》項目。

2017年華日激光在超快激光器的銷售額為2000-3000萬元；2018年華日激光實現營收1.51億元，淨利潤2041萬元，超快激光領域固體激光器產銷第一名；2019年實現營收為1.01億元，同比虧損1615萬元；2022年實現營收2億元，每台皮秒激光器售價100萬元以上，毛利水平14.6%。

國神光電：國神光電是19年被銳科激光（300747）控股的子公司，國神光電研發的產品進入了全球前三大LED芯片製造企業、蘋果公司代工廠，公司毛利水平11.45%。

英諾激光（301021）：英諾激光21年深交所上市，2019-2021年及2022年一季度，英諾激光的營業收入分別為3.59億元、3.39億元、3.91億元、0.8億元。毛利率穩定在50%左右大幅高於行業均值，公司主要以穩定性能的激光器+行業定製拓展市場。

德龍激光（688170）：德龍激光12年開始研發種子源國產替代技術，德龍激光長壽命皮/飛秒種子源技術利用可飽和吸收鏡被動鎖模技術，實現高穩定性種子脈衝輸出，采用可飽和吸收鏡換點技術，大大延長其使用壽命，可以實現種子40,000小時以上工作壽命。同時突破了國產大功率皮秒超快激光器的突破，德龍激光的毛利水平也維持在45%以上。