激光加工设备产业链梳理

激光加工设备产业链梳理

最佳答案 匿名用户编辑于2023/07/21 13:52

国外激光加工设备产业经过了较长时间的发展,整体格局更为 集中,产业链各环节份额均集中于少数厂商。

1.上游:光学材料及元器件

根据国内激光器上市公司披露的数据,直接材料成本占光纤激光器成本之比在 80% 以上,占固体激光器成本之比在 70%以上。 创鑫激光主要生产光纤激光器,其在招股说明书中披露了 2016-2019H1 公司 1000W 连续光纤激光器直接材料成本构成数据,综合该时间段数据计算出各部分成本占比。 其中光学类原材料占直接材料的比值接近 80%,而泵浦源和有源光纤的成本占比分 别为 47.82%和 14.36%,是光纤激光器主要的材料成本来源。

英诺激光主要生产固体激光器,其原材料均为外购,根据招股说明书中披露的 2018- 2020 年原材料采购情况,综合测算出固体激光器中光学类原材料占直接材料的比值 超过 50%,其中泵浦源和晶体的成本占比分别为 22.05%和 15.28%,是固体激光器 主要的材料成本来源。

当下,我国已具备激光器所需的光学材料和元器件自产能力,但一些高端零部件(主 要是高功率半导体激光芯片和有源光纤)仍部分依赖进口。

2.1. 半导体激光泵浦源及激光芯片

目前,工业激光器多使用激光二极管进行泵浦。激光二极管由高功率半导体激光芯 片、热沉、相关结构件等封装而成,工作时,电流注入二级管有源区,电子受激辐 射产生激光,但由于其产生光束质量差,所能直接应用的领域受限,因此除少部分 以直接半导体激光器的形式进行应用外,多数作为工业激光器(主要是光纤激光器 和固体激光器)泵浦源的组成部分。

激光芯片是激光二极管中的核心发光元件。激光芯片根据谐振腔制造工艺的不同分 为边发射激光芯片 (Edge Emitting Lasers,EEL)和面发射激光芯片(Vertical CavitySurface Emitting Laser,VCSEL)两种。边发射激光芯片是在芯片的两侧镀光学膜形 成谐振腔,沿平行于衬底表面发射激光,而面发射激光芯片是在芯片的上下两面镀 光学膜,形成谐振腔,由于光学谐振腔与衬底垂直,能够实现垂直于芯片表面发射 激光。VCSEL 芯片主要应用于激光雷达、传感、VR 及生物医学等领域,而 EEL 芯 片则主要用于工业、激光雷达和光通信等领域。

用于工业领域的 EEL 芯片为高功率半导体激光芯片,按芯片数量又可分为单管芯片 及巴条芯片。单管芯片只有一个发光单元,巴条芯片是由多个发光单元并成直线排 列的激光芯片,巴条芯片经过钝化、镀膜后,可解理为单个发光单元的单管芯片。 目前单管芯片的输出功率最高可以达到 30W 以上,武汉锐晶已能够生产 50W 以上 的单管芯片。巴条芯片的并形结构使其具有更高的输出功率,但巴条芯片因此存在 热密度高,热应力较大等问题,技术难度更高。单管芯片和巴条芯片分别通过 COS 封装和表面贴片封装的方式制出激光二级管,将激光二级管发出的光进行光学整形 合束耦合并再次封装后即可得到半导体激光泵浦源。

中国作为全球最大的工业激光应用市场,也是最大的半导体激光泵浦源市场。目前 全球半导体激光泵浦源市场主要存在两类市场参与者,一类是为工业激光器生产企 业提供高功率半导体激光芯片和泵浦源产品的专业供应商,包括可以自主生产激光 芯片的企业长光华芯和武汉锐晶等以及外购激光芯片自主封装成激光二极管和泵 浦源的炬光科技、星汉激光和凯普林光电等;另一类是既生产工业激光器又自主生 产半导体激光泵浦源的企业,如 IPG、Coherent、锐科激光和创鑫激光等,但 IPG 和 Coherent 已实现泵浦源完全自产,而锐科和创鑫仅能够自主进行泵浦源封装,激光 芯片依然需要外部采购。激光芯片在整个激光加工设备中的价值占比虽然很小,却 是产业链中容易被“卡脖子”环节。根据国内工业激光器主要上市公司招股说明书 中披露的数据,各家公司此前均从国外进口一定数量的泵浦源或激光芯片。

近年随着国内高功率半导体激光芯片企业的快速发展,以及泵浦源封装技术的进步, 国内激光器厂商所用的激光芯片和泵浦源国产化率逐渐提高。以龙头锐科激光为例, 国内主要的半导体激光芯片企业长光华芯和武汉锐晶均为锐科激光的关联方,我们 根据锐科激光和长光华芯相关公告中披露的数据统计了 2015 年以来锐科激光向长 光华芯和武汉锐晶采购半导体激光泵浦源和激光芯片的金额,可以看出采购金额逐 年提高,且 2020 年之后呈现快速上升的态势。锐科激光 2022 年 6 月在深交所平台 答投资者问时表示目前长光华芯占公司激光芯片产品的采购比例约为 30-40%,据此 可以得知锐科激光向长光华芯和武汉锐晶采购激光芯片产品合计已超过 50%,即公 司自产泵浦源所需的激光芯片已超半数实现国产替代。

参考长光华芯招股说明书中对我国激光芯片市场规模的测算方法对我国工业用高 功率激光芯片的市场规模进行测算,该测算中假设半导体激光泵浦源占激光器材料 成本 50%,我们认为该数值仅考虑了泵浦源在连续光纤激光器中的占比情况,因此 对其重新进行了计算。半导体激光泵浦源占连续光纤激光器的成本比重较高,接近 50%,而在脉冲光纤激光器和固体激光器中占比较小,根据英诺激光和杰普特招股 说明书中披露的数据为 20%左右,直接半导体激光器未查询到相关数据,但其通过 半导体激光泵浦源合束直接输出激光器,故泵浦源价值占比较高,假设为 80%,气 体激光器主要使用电泵浦,假设半导体激光泵浦源价值占比为 0。以连续光纤激光 器/脉冲光纤激光器/固体激光器/直接半导体激光器/气体激光器占工业激光器比值 分别为 40%/13%/15%/17%/15%进行近似测算,则半导体激光泵浦源在工业激光器 中总价值占比为 40%*50%+13%*20%+15%*20%+17%*80%+15%*0=39.2%,近似为 40%。此外,2018-2020 光纤激光器市场规模占比由公开数据得到,并假设 2021 和 2022 年光纤激光器占工业激光器的比值维持在 53%,参考长光华芯招股说明书假设 工业激光器和泵浦源平均毛利率分别为 30%和 15%,激光芯片占泵浦源成本比值为 10%。最终计算得出 2022 年中国工业用半导体激光泵浦源和高功率半导体激光芯片 市场规模分别为 72.91 亿元和 6.2 亿元。

由于国内较多激光元器件及激光器厂商已掌握半导体激光泵浦源封装技术,因此高 功率激光芯片的国产化是产业链上游实现自主可控最为关键的环节。对工业用高功 率半导体激光芯片整体的国产化情况进行测算,国内有能力自主生产工业用高功率 半导体激光芯片的公司主要有长光华芯、武汉锐晶,华光光电、瑞波光电和度亘激 光等。长光华芯在其招股说明书中披露 2020 年高功率半导体激光芯片收入约 0.71 亿元,约占当年总收入的 29%,假设长光华芯高功率半导体激光芯片收入占比保持 稳定;武汉锐晶与锐科激光的控股股东相同,其生产的激光芯片几乎均供给锐科并 由锐科进行封装,假设锐晶的高功率半导体激光芯片收入与锐科披露的关联方交易 金额一致。由于长光华芯和武汉锐晶的快速崛起,我国的高功率半导体激光芯片国 产化率提升显著。若假设华光光电、瑞波光电和度亘激光等其余企业在高功率半导 体激光芯片上的市占率为 5-10%,则 2021 年我国的高功率半导体激光芯片国产化 率达到 40%左右。长光华芯于 2022 年上市,募资的一部分用于高功率半导体激光 芯片的扩产,度亘激光也于 2022 年完成 PreIPO 融资并进行了大规模扩产。我们认 为今后工业高功率半导体激光芯片的国产化率还将进一步提升,在该关键环节实现 自主可控。

2.2. 有源光纤

光纤激光器主要使用有源光纤作为增益介质。光纤是光导纤维的简称,由纤芯和包 层组成,光纤使用的主要的原材料为石英(SiO2),因此其成本较低。未掺杂稀土元 素的光纤被称为无源光纤,主要用来传导光,而在纤芯中掺杂稀土元素等激活离子 后,光纤受泵浦源的激励作用后便可发出放大的光,这种能够发光的掺杂光纤被称 为有源光纤。根据在纤芯中掺杂稀土元素的不同,能够制成不同输出波长的有源光 纤。 目前使用的稀土元素有钕(Nd)、镱(Yb)、铒(Er)、铥(Tm)、钬(Ho)、镝(Dy)、镨 (Pr)等,主要的掺杂方法为气相沉积法。

2018 年以前,我国国产光纤激光器中所用的光纤,特别是有源光纤大量依赖进口。 国内主要的光纤激光器厂商中,锐科激光和杰普特主要向 Nufern 采购光纤,创鑫激 光主要向 Nufern 和 nLIGHT 采购光纤。根据各激光器公司招股说明书中披露的数据 对有源光纤进口比例进行测算可知,2015-2018 年间国内激光器厂商的有源光纤进 口比例均在 80%以上。

2018 年后,光纤国产化进程加速。锐科激光于 2017 年收购武汉睿芯开始自主进行 工业激光器用光纤的研制与生产,睿芯 2017 年开始进行量产并向锐科供货,根据锐 科激光历年年报中披露的数据,睿芯营收逐年增长,且 2021 年以来产能扩张明显。 锐科激光2022年4月在深交所平台答投资者问时表示公司生产所用的特种光纤70% 来自于睿芯的自供。此外创鑫激光 2018 年底起开始导入国产光纤,并且与长飞光 纤建立了战略合作关系,2019 上半年长飞光纤已成为公司第一大供应商。据《2022 中国激光产业发展报告》,2022 年我国激光器用特种光纤市场规模将达到 14.9 亿, 2021 年武汉睿芯和长飞光纤在我国激光器用特种光纤中的市占率分别为 26.8%和 14.2%。根据以上数据,预计 2021 年我国激光器用特种光纤国产化率已在 50%以 上。

2.3. 其他光学材料及元器件

除激光芯片和有源光纤外,激光加工设备产业链上游的光学材料和元器件已基本实 现国产替代。比如在固体激光器所用的激光晶体和非线性光学晶体方面,我国的福 晶科技始终保持国际领先地位,核心晶体产品被国际业界誉为“中国牌”晶体,其 中非线性光学晶体 LBO、BBO 全球市场占有率第一,被国内外知名激光器公司广 泛使用。福晶科技的产品还包括各种精密光学器件和激光器件,几乎实现了上游光 学部分除半导体激光泵浦源和光纤以外的全覆盖。此外,炬光科技、腾景科技等光 学元器件厂商也能够提供大部分的激光器件,头部激光器厂商如锐科激光、创鑫激 光均实现了部分激光器件自制。

3. 中游:激光器+运控系统+激光加工头

3.1. 激光器——激光加工设备之心

激光器的基本结构为泵浦源、增益介质和谐振腔,不同种类的激光器结构略有不同, 但原理均为泵浦源激励增益介质产生光,并通过谐振腔对光进行调整后输出激光。

工业激光器按照增益介质、工作方式、输出功率、输出波长等的不同,可以分为不 同种类。

激光器按增益介质的不同可分为气体激光器、半导体激光器、光纤激光器和固体激 光器。根据长光华芯招股说明书,2009 年的光纤激光器在全球工业激光器市场中的占比仅为 14%。在以 IPG 为代表的光纤激光器厂商的持续优化及推广下,光纤激光 器以其输出激光光束质量好、能量密度高、电光效率高、使用方便、可加工材料范 围广、综合运行成本低等诸多优势快速抢占工业激光器市场。据 Optech Consulting, 10 年间光纤激光器在工业激光器中的占比由 15%增长到 50%以上。光纤激光器因 其高功率的特点主要被应用于宏观加工,而固体激光器凭借其短波长(紫外、深紫 外)、短脉宽(皮秒、纳秒)、高峰值功率的特点被主要应用于薄性、脆性等金属和 非金属材料的精密微加工领域。

激光器按输出波长的不同可分为红外激光器、紫外激光器和可见光激光器。不同结 构的物质可吸收的光波长范围不同,因此需要各波长的激光器应用于不同材料的加 工,比如用典型的光纤激光器(输出波长为 1064nm 的近红外光)加工高反材料时, 吸收率极低,常温下紫铜对 1064nm 激光的吸收率只有不到 5%,如此低的吸收率使 得一般的光纤激光器很难用于加工紫铜、铝合金等高反材料。对于高反材料的加工 需要使用短波长激光器,如可见光范围里的绿光/蓝光激光器。而对于一些非金属玻 璃、塑料和 PCB 板等材料的加工,就需要用更短波长的紫外激光器。

激光器按输出频率的不同可分为连续激光器、准连续激光器和脉冲激光器。脉冲激 光器又可按每段脉冲时间的长短分为微秒激光器、纳秒激光器、皮秒激光器和飞秒 激光器,其中皮秒激光器和飞秒激光器通常被称为超快激光器或超短脉冲激光器。 连续激光器的工作特点是激光输出可以在一段较长的时间范围内以连续方式持续 进行,大部分光纤激光器和以连续电激励方式工作的气体激光器及半导体激光器均 属于此类,连续激光器工作稳定、热效应高,适合于金属材料的连续高速切割、焊 接,以及表面热处理、激光熔覆、激光快速成形等宏观加工;准连续激光器一般是 在连续激光器的电路上加载一个调制电路来控制激光的开关,从而产生毫秒量级的 脉冲,因此其输出的峰值功率就是连续状态的峰值功率,多用于钻孔;脉冲激光器 的主要特点是峰值功率高、热效应少、可控性好、光束精细发散小,适合于打标、 钻孔、硅片及玻璃划片、精密加工等领域。对于不同脉宽的脉冲激光器而言,脉冲 时间越短,单一脉冲能量越高,加工速度越快;波长越短,作用半径越小,加工精 度可以越高。超快激光器产生的超短脉冲与材料相互作用时间极短,通过将能量极 快地注入很小的作用区域,避免了能量的转移、转化以及热能的存在和热扩散造成 的影响,从根本上改变了激光与物质相互作用机制,又被称为“冷加工”。

从光纤激光器出发分析工业激光器的市场规模。2014 年以来,全球光纤激光器市场 规模从 9.6 亿美元增长到 32.8 亿美元,CAGR 达到 19.2%;中国光纤激光器市场规 模从 28.6 亿元增长到 124.8 亿元,CAGR 达到 23.4%,高于全球市场增速,目前中 国光纤激光器市场规模占全球之比已达到约 60%。按照光纤激光器占工业激光器之 比约 53%进行测算,则 2021 年全球工业激光器市场规模约 62 亿美元,中国工业激 光器市场规模约 235 亿元。

中国光纤激光器的市场集中度较高,2018-2021 年 CR3 维持在 70%以上,且市场份 额前三名均为 IPG,锐科激光和创鑫激光。随着国内光纤激光器厂商的崛起,IPG 在 中国市场的市占率逐年萎缩,2021 年已基本和锐科激光持平。

根据观研报告网数据,到 2019 年,我国 100W 以下的低功率激光器已基本完全实现 国产替代,100W 以上的中高功率激光器国产化率也达到 60%左右。具体到光纤激 光器上,2021 年 6kW 以下国产光纤激光器出货比例达到 90%左右,6kW 以上国产 光纤激光器出货比例达到 50%左右。整体来看,我国工业激光器的国产化比例逐年 提高。公开数据显示,国产工业激光器的价格约为进口的 70%-80%,具有明显的价 格优势,今后的国产替代将聚焦于高功率激光器领域。

除光纤激光器外,近年超快激光器成为激光器市场中受关注较多的一个细分领域。 这是因为如今各个行业的产品都向更小的体积,更强大的功能方向发展,带动了生 产工艺精细化和微纳化。超快激光器具有超短脉冲宽度和超高峰值功率密度,可提 供可靠、高质量的精密“冷加工”,这种“冷加工”无冲击,热量几乎不会传递到材 料中,可以减少熔化区和热影响区,微裂纹较少,能够实现对敏感材料的一致、受 控加工。

超快激光的工业应用始于 2003 年,至今不到 20 年,此前市场参与者主要是以 TRUMPF、Coherent、Spectra-Physics 等为代表的国外企业。2012 年前后我国开启超 快激光的产业化推进,涌现出了国神光电(锐科激光子公司)、贝林激光(德龙激光 子公司)、英诺激光、华日激光、安扬激光、奥创光子等国产品牌。从德龙激光招股 说明书中统计的国内外超快激光器性能数据来看,国产超快激光器与国外的差距正 在缩小,但在一些关键指标,比如最大输出功率上仍落后于国外。此外,高功率的 国产超快激光器多为近期研发成功,尚未得到充分市场验证,与国外产品相比仍不 成熟。比如,国外企业的设备运转 2 万小时无需维保,而国内企业的设备可持续运 转能力较差,中间需要快速响应的售后维保服务来补齐和缩小差距。

我国超快激光器出货量从 2015 年的 40 台快速增加到 2021 年的 2400 台,2020 年中 国超快激光器市场规模约为 27.4 亿元,在全球市场占比约为 24%,远小于光纤激光 器 60%的占比,表明超快激光器在我国应用得相对较少。此外,超快激光器市场规 模的增速远小于出货量的增速,这是因为我国超快激光器下游应用市场尚未完全打 开,但国内外参与厂商数量较多,竞争激烈,使得超快激光器价格逐年下降。根据 中国科学院武汉文献情报中心数据统计,2015-2020 年,超快激光器的平均价格从 2015 年的 725 万元/台下降至 2020 年的 129 万元/台,5 年间降价幅度超过 80%。

根据 Photonics Views 数据,目前超快激光器在我国主要还是被应用在非金属材料切 割方面,而在 OLED/半导体等市场较为广阔的领域应用极少,体现出我国超快激光 加工技术整体水平还不高。从出货量来看,2021 年国产激光器在中国的销量占比已 达 55%,但进口激光器却以 45%的销量瓜分了 70%的销售收入,这主要是因为国产 超快激光器主要为 50W 以内的低功率产品,单机价格较低,而进口的超快激光器多为单机价格高的高功率产品。

具体到公司的市占率。从销售量口径进行统计,根据锐科激光 2021 年报,2021 年 国神光电销售皮/飞秒超快激光器约 600 台,占当年中国超快激光器销量的 25%,市 场占有率国内第一;德龙激光在招股说明书中披露其 2020 年超快激光器出货量为 235 台,当年市占率约 11.19%;英诺激光在招股说明书中披露其 2020 年超快激光 器销量为 40 台,当年市占率约 1.9%。此外,华日激光已建成国内规模最大的超快 激光器生产线,月产能可达 200 台,并向高功率超快激光器领域进军,有望加速高 功率超快激光器的国产替代进程。

3.2. 运控系统——激光加工设备之脑

运控系统约占激光加工设备价值的 5%,虽占比较小,但却极为重要。运动控制系统 由硬件和软件两部分集成,硬件即工业控制板卡,包括主控单元、信号处理等部分, 软件是控制算法。硬件部分一般从市场上采购各类通用元器件,然后组装加工得到; 基于硬件的架构,将软件算法集成其中,形成最终的运动控制器。硬件的质量、结 构,算法的优劣,共同决定了运动控制系统的精度、效率。 激光切割设备的通用性较强,且下游设备厂商众多,对运控系统的需求量较大,因 此专业的激光运控系统厂商主要产品多为激光切割运控系统,而对于激光焊接、激 光清洗、行业专机等定制化较强的设备,下游设备厂商多自行开发运控系统。 以激光切割运控系统为例,运控系统涉及的关键技术包括计算机辅助设计技术 (CAD)、计算机辅助制造技术(CAM)、数字控制技术(NC)、传感器技术、电路 板等硬件设计技术。

每项技术实现的基础功能如下: 1)CAD 技术:通过计算机建模或从图纸读取数字模型,进行图形识别、编辑和优 化处理,生成零件并将零件通过计算机辅助在板材或型材上进行排版,并输出待加 工模型。(通过 CAD 了解用户“我要切什么”)。 2)CAM 技术:在加工模型的基础上,根据激光切割相关的工艺要求,通过计算机 辅助生成所需的刀路轨迹以及光路、气路、焦点等控制参数和自动化加工模型,并 生成可被数控系统(NC)执行的指令。(通过 CAM 了解用户“我要怎么切”)。 3)NC 技术:NC 技术可以实现根据生成的机床代码指令执行具体加工工序的功能, 具体涉及加工过程中的运动控制、加工控制、切割头和激光器等外部设备控制等。(通过 NC 最终把用户想要的产品切出来)。 4)传感器技术:通过传感器技术实现切割过程中温度、湿度、压力、光电、视觉、 气压、激光加工头与被切割板材之间的间距等因素的控制,从而优化激光加工效率, 提高智能化水平。 5)硬件设计技术:通过嵌入式软件及硬件电路设计技术,针对激光行业特殊需求, 定制开发相应硬件产品,合理的硬件设计和专业的检测手段可以起到提高切割稳定 性及抗干扰能力的作用。

激光切割运控系统的技术壁垒和客户粘性均较高,因此市场份额较为集中。中低功 率激光切割运控系统方面国产厂商柏楚电子、维宏股份和奥森迪科合计占到了 90% 的市场份额,其中柏楚电子占比达 60%。高功率激光切割运控系统此前主要被以德 国 PA、Beckhoff 和 SIEMENS 为代表的国外厂商占据,国内仅柏楚电子一家实现高 功率系统的量产,随着柏楚电子在高功率系统上的持续耕耘,其在高功率激光切割 运控系统上的市占率已从 2018 年的 10%左右提高到了 2021 年的 22%。

根据柏楚电子招股说明书对激光切割系统的预期单价以及近年的激光切割机销量 对激光切割运控市场规模进行测算,2022 年中国激光切割运控系统市场规模超过 16亿元,若粗略假设激光切割运控系统占所有激光加工运控系统的比例与激光切割设 备占激光加工设备的比例一致(约 40%),则 2022 年整个激光加工运控系统市场规 模约 40 亿元。

从运控系统涉及的原材料来看,除 FPGA 芯片和 ARM 芯片外,基本已实现了国产 替代。根据柏楚电子招股说明书,其使用的 FPGA 芯片主要通过代理商向美国 Altera 公司采购,ARM 芯片主要通过代理商向瑞士 ST 公司采购,采购金额约占 总采购金额的 10%左右。FPGA 和 ARM 芯片的全球市场份额集中于少数国外厂商 之手,国内替代品的性能尚有差距,因此运控系统的完全自主可控依然有赖于国内 芯片制造水平的进一步提升。

3.下游:激光加工设备

设备商将激光器、运控系统、激光加工头、冷却系统、机械件以及电源等零部件进 行集成,即可生产出激光加工设备。

根据 Optech Consulting 数据,2021 年全球激光加工设备市场规模达到 213 亿美元, 2011-2021 间 10 年 CAGR 为 7.7%,2016-2021 间 5 年 CAGR 为 10.8%。中国是激光 加工设备最大的应用市场,根据《2022 中国激光产业发展报告》,2021 年中国激光 设备市场规模达到 821 亿元(包含工业、信息、商业、医学和科研领域的激光设备), 2011-2021 间 10 年 CAGR 达到 21.5%,2016-2021 间 5 年 CAGR 达到 16.4%,远高 于全球市场增速。按照 2021 年中国激光设备中工业占比 62%计算,2021 年中国激 光加工设备市场规模约为 509 亿元,占全球之比接近 40%。根据机电之家数据, 2002 年中国激光加工设备市场规模占全球之比不足 4%,20 年间占比提高 10 倍。

从激光加工设备产量来看,2021 年中国激光加工设备产量达到 20.19 万台,2016- 2021 间 5 年 CAGR 达到 29.3%,增速远高于市场规模,这主要是由于激光器价格的 下降带动设备价格不断降低所致。激光加工设备产量最高的是激光切割设备、激光 焊接设备和激光打标设备,三者合计占比达到 80.6%。

从终端应用规模来看,占比较多的同样为激光打标设备、激光切割设备和激光焊接 设备。早年间受限于激光器功率,激光打标设备占据了主要市场份额,但随着激光 技术的发展,激光打标设备的占比从 2002 年的 49%萎缩到了 2021 年的 13%,激 光切割设备的占比从 2002 年的 23%增长到了 2021 年的 40%,成为激光加工设备 最大的终端应用领域。

按照各公司 2021 年激光加工设备销售收入与当年激光加工设备市场规模计算各公 司在激光加工设备市场中的份额。其中 2021 中国激光加工设备市场规模取 509 亿 元,大族激光等上市公司市场份额以其 2021 年报中披露的激光加工设备销售收入 为依据,宏石激光等非上市公司主营业务为激光切割设备,市场份额以《2022 激光 产业发展报告》中的中国激光切割设备销售收入与各公司占切割设备市场之比的乘 积为依据。从计算结果看,我国激光加工设备的整体市场格局相对分散。大族激光 作为老牌激光加工设备企业,在通用激光加工设备以及锂电、光伏、消费电子等行 业的专用激光加工设备领域广泛布局,在激光加工设备市场份额一家独大,占到 21.9%,其他企业的市场份额均较低,CR3 为 31.6%,CR10 为 51.3%。这主要系激 光切割设备和激光打标设备通用性较强,下游设备集成商门槛较低,本土中小企业 众多所致。中国依靠工程师红利,在设备集成方面具有显著优势,当前中国的激光 加工设备市场几乎完全由国产设备占据,全球最大的激光加工设备厂商 TRUMPF 公 司 2021 年在中国激光加工设备市场份额仅为 3.1%(该份额依据 TRUMPF 最新在华 销售收入及激光设备收入占其销售收入之比计算出)。在一些新兴的行业专机领域, 动力电池激光加工设备厂商联赢激光和海目星以及光伏激光加工设备厂商帝尔激 光的技术水平均处于全球领先地位,其中帝尔激光在 PERC 光伏激光加工设备领域 几乎垄断了全球市场。

下游设备分散的市场格局带来了激烈的市场竞争。激光制造网数据显示,目前一台 3kW 的国产激光切割设备价格已下探到 20 万元以内,而同等功率的欧洲设备报价 在百万元以上。在设备端已经完成国产替代的背景下,中国的激光加工设备未来还 需走出国门,更多地参与到国际竞争中去。但同时,虽然我国的激光加工机床从 2019 年开始由贸易逆差转为贸易顺差,但出口设备的平均单价远低于进口设备,表明我 国处于出口低端产品进口高端产品的情况,产品的国际竞争力需要提升。

参考报告

激光加工设备行业深度报告:“激”荡六十年,世纪之“光”引领先进制造新时代.pdf

激光加工设备行业深度报告:“激”荡六十年,世纪之“光”引领先进制造新时代。激光与原子能、计算机和半导体并称为二十世纪四大发明。发明至今一个甲子的时间里,激光技术不断成熟,在材料加工、通信、医疗、科研军事等领域大显身手,被誉为“世纪之光”。激光特有的单色性、方向性和相干性使其能够产生极高能量密度的光束,在材料加工领域发挥着日益重要的作用,2021年全球激光加工设备市场规模达213亿美元。激光加工设备产业助力中国先进制造。2006年以来,国家出台一系列政策支持激光加工设备产业,行业迎来蓬勃发展的时期。2021年中国激光设备市场...

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